湖北省武汉市黄陂区第四中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

湖北省武汉市黄陂区第四中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 2011年11月1日发射“神州八号”飞船并与“天宫一号”实现对接,这在我国航天史上具有划时代意义.假设“神州八号”飞船从椭圆轨道近地点到达椭圆轨道的远地点进行变轨,此后它的运行轨道变成圆形轨道,如图所示.则“神州八号”飞船(          ) A.在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中机械能不变 B.在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中动能减小 C.在点的机械能等于沿椭圆轨道运动时过点的机械能 D.在点的加速度比点的加速度大 参考答案： 2. （单选）水平面上A、 B、C三点固定着三个电荷量均为Q的正点电荷，将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点，OABC恰构成一棱长为L的正四面体，如图所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g，为使小球能静止在O点，小球所带的电荷量为（    ）             参考答案： A 3. （多选）“嫦娥三号”探月工程在2013年下半年完成．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0．飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断正确的是（　　） 　 A． 飞船在轨道Ⅲ上的运行速率v= 　 B． 飞船在轨道Ⅰ绕月球运动一周所需的时间为2π 　 C． 飞船在A点点火变轨后，动能增大 　 D． 飞船在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中，动能增大 参考答案： 考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．. 专题： 人造卫星问题． 分析： 飞船做圆周运动，根据万有引力等于向心力，列出等式表示出线速度和周期，再根据万有引力等于重力求解． 根据牛顿第二定律比较经过A点的加速度大小．从轨道Ⅱ上A点进入轨道Ⅰ需加速，使得万有引力等于向心力． 在轨道Ⅱ上运行时，根据万有引力做功情况判断A、B两点的速度大小． 解答： 解：A、设月球的质量为M，飞船的质量为m，飞船绕月运动速度为v，由万有引力提供向心力：， r=4R， 又：GM=g0R2， 解得：v=，故A错误． B、根据万有引力提供向心力， 得T=2π， 又根据月球表面物体万有引力等于重力得：GM=g0R2， 所以飞船在轨道Ⅰ绕月球运动一周所需的时间为T=2π，故B错误． C、飞船在A点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动，向心进入椭圆轨道，所以点火瞬间是动能减小的，故C错误． D、飞船在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中，万有引力做正功，动能增大，故D正确． 故选：D． 点评： 主要考查圆周运动中各种向心力公式的变换．要能根据万有引力提供向心力，选择恰当的向心力的表达式． 4. （多选题）在离地面h=15m高处，以v0=10m/s的速度同时竖直向上与向下抛出甲、乙两小球，不计空气阻力，小球落地后就不再弹起，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．两小球落地时的速度相等 B．两小球落地的时间差为3s C．乙球落地时甲球恰好运动到最高位置 D．t=2s时，两小球相距15m 参考答案： ACD 【考点】竖直上抛运动． 【分析】甲球做竖直上抛运动，乙球做竖直下抛运动，根据机械能守恒定律求落地时速率关系．由位移公式求落地时间．根据乙球的运动时间，分析甲球的位置．并由位移公式求出t=2s时两者间的距离． 【解答】解：A、甲、乙两小球抛出时速率相等，机械能相等．由于不计空气阻力，所以两球运动过程中机械能都守恒，则落地时机械能也相等，落地时的速度必定相等，故A正确． B、落地时，对于甲球，取竖直向上为正方向，有：﹣h=v0t甲﹣ 解得：t甲=3s 对于乙球，有：h=v0t乙+ 解得：t乙=1s，所以两小球落地的时间差为2s，故B错误． C、甲球上升的时间为：t===1s=t乙，所以乙球落地时甲球恰好运动到最高点，故C正确． D、t=2s时，甲球的位移为：x甲=v0t﹣=10×2﹣5×22=0，乙球已落地并不再弹起，所以t=2s时，两小球相距15m，故D正确． 故选：ACD 5. （单选题）如图所示，在一个向右匀速行驶的车厢内有一高h的货架，货架边缘有一小球，当车突然加速行驶时，小球从货架边缘脱落，若小球下落过程中未与车厢的后壁相碰，则以地面为参考系，则小球将做(     ) A.自由落体运动 B．水平向右的平抛运动 C．水平向左的平抛运动 D向左下方的直线运动 参考答案： B 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. （单选）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的__________，温度__________，体积__________．                                       参考答案： 7. 某放射性元素原子核X有N个核子，发生一次α衰变和一次β衰变后，变成Y核，衰变后Y核的核子数为__________，若该放射性元素经过时间T，还剩下没有衰变，则它的半衰期为____________ 参考答案： N-4    8. (5分)如图所示，用水平力F拉静放在光滑水平地面A处的物体，到达B处时物体的速度大小为v，此时若改用方向相反，大小为8F的力作用在物体上，使物体能回到A处，则物体回到B处时的速度大小为      ，回到A处时的速度大小为            。     参考答案：     答案：v、3v  9. 铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过     次α衰变和      次β衰变 参考答案： 8 6 10. (5分)一探照灯照射在云层底面上，这底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内匀速转动，当光束转过与竖直线夹角为θ时，此刻云层底面上光点的移动速度等于         。 参考答案：     答案：hω/cos2θ 11. 一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V的图描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量。 (1)气体状态从A到B是______过程(填“等容”、“等压”或“等温”)； (2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度______(填“升高”、“不变”或“降低”)； (3)状态从C 到D的变化过程中，气体______(填“吸热”或“放热”)； (4)状态从A→B→C→D的变化过程中，气体对外界所做的总功为________。 参考答案： (1)等压   (2)降低  (3)放热  (4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2) 12. 水平放置相互靠近的带电平板上极板带正电，下极板带负电，两极板间电势差为U，一束射线沿两板中央轴线射入，结果发现荧光屏MN位于轴线上方的某处出现亮点，由此可判断组成该射线的粒子所带的电是______电（填“正”或“负”）；若每个粒子所带电量的大小为q，则打到荧光屏上粒子的动能增量最大值为___________（粒子重力不计）．         参考答案： 答案：负   uq/2 13. （3分）如图所示，在光滑的水平支撑面上，有A、B两个小球。A球动量为10kg·m/s，B球动量为12kg·m/s。A球追上B球并相碰，碰撞后，A球动量变为8kg·m/s，方向没变，则A、B两球质量的比值为            。       参考答案：     答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律。请阅读下列两段材料，完成后面问题。 第1小组：利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。图所示所标数据为实际距离，t0时刻刚好对应抛出点，该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表，当他们要计算重力势能的改变量时，发现不知道当地重力加速度，请你根据实验数据，按照下列要求计算出重力加速度。 时刻 t1 t2 t3 t4 t5 速度v(m/s) 4.52 4.04 3.56 3.08 2.60 v2(m2/s2) 20.43 16.32 12.67 9.49 6.76 （1）在所给的坐标纸上作出v2—h图象； （2）分析说明，图象斜率的绝对值表示的物理意义是： _____________________________________________________________________； （3）由图象求得的重力加速度g=______m/s2（结果保留三位有效数字）。 第2小组：DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图乙所示。图象的横轴表示小球距d点（最低点）的高度h，纵轴表示小铁球的重力势能EP、动能Ek或机械能E。试回答下列问题： （1）图乙的图象中，表示小球的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是___________（按顺序填写相应图线所对应的文字）； （2）根据图乙所示的实验图象，可以得出的结论是：_____________________________。 参考答案： 第1小组：（1）如图所示（2分）； （2）重力加速度的两倍（或2g） （2分）； （3）9.85 （2分）。 第2小组：（1）乙、丙、甲（2分）； （2）忽略阻力作用，小球下落过程机械能守恒（2分）。 15. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中，PO为橡皮筋，OA、OB为带有绳套的两细绳。①对下列操作和实验现象的叙述正确的是________ A．两细绳的夹角要尽可能地大 B．必须测出两细绳的长度，以便画出力的图示 C．有可能两弹簧测力计的拉力都比橡皮筋的拉力大          D．换用一根弹簧测力计后只需把橡皮筋拉伸到相同长度即可 在某次实验中，用两弹簧秤拉绳使橡皮筋的一端拉伸到O点，在保持O点位置不变的情况下，下列操作可能实现的有_______ A．保持OA、OB两细线的方向不变，改变两弹簧秤拉力的大小          B．保持OA的方向及A弹簧秤的示数不变，改变B弹簧秤的拉力大小及方向          C．保持弹簧秤A的示数不变，使弹簧秤B的示数减小          D．保持OB细线的方向不变，使弹簧秤A的示数减小 参考答案： ①C  ②CD A项夹角太大误差较大；B项不必要，只需记录细绳的方向、O点位置和弹簧测力计的示数即可；两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大．故C正确；两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，故D错误。 利用共点力动态平衡，控制两个力的合力不变，从而可得答案CD正确。 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，倾角为0二37°的足够长的固定斜面上，有一个n=5匝、质量M=1 kg、总电阻R=0.1Ω的矩形线框abcd,ab边长l1=1 m，bc边长l2=0.6 m。将线框置于斜面底端,使cd边恰好与斜面底端平齐，在斜面上的矩形区域cdef内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=O.1 T,ef//cd,cd与ef的距离l2 =0.6 m。 现通过位于斜