吉林省長春市市育成中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

吉林省長春市市育成中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖所示為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A、B點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA、FB，燈籠受到的重力為G．下列表述正確的是A．FA一定小于G

B．FA與FB大小相等C．FA與FB是一對平衡力

D．FA與FB大小之和等于G參考答案：B

解析：設(shè)∠AOB=2θ，O點(diǎn)受到FA、FB、F三力作用，根據(jù)平衡條件得知：FA與FB合力與重力G大小相等，方向相反，所以此合力的方向豎直向上．

建立如圖所示的坐標(biāo)系，列平衡方程得：

FAsinθ=FBsinθ

FAcosθ+FBcosθ=G

解出：FA=FB=；

當(dāng)θ=60°時(shí)，F(xiàn)A=FB=G；當(dāng)θ＜60°時(shí)，F(xiàn)A=FB＜G；當(dāng)θ＞60°時(shí)，F(xiàn)A=FB＞G；則可知FA不一定小于G；兩力可能與G相等，兩力的大小之和大于G；故選：B．2.（單選）在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量m為的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則（）A．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度為B．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期2πC．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度D．衛(wèi)星的動(dòng)能為參考答案：考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用．專題：人造衛(wèi)星問題．分析：根據(jù)萬有引力等于重力，求出地球表面重力加速度與地球質(zhì)量的關(guān)系．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由地球的萬有引力充當(dāng)向心力，列式衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度、周期、加速度、動(dòng)能與軌道半徑的關(guān)系．解答：解：設(shè)地球的質(zhì)量為M．在地球表面上，有mg=G衛(wèi)星在圓軌道上，有G=m=m=ma聯(lián)立上兩式得：v=，T=4π，a=則得衛(wèi)星的動(dòng)能為Ek==故ABC錯(cuò)誤，D正確．故選D點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力等于重力及萬有引力等于向心力，知道重力加速度與距離中心天體球心距離的關(guān)系．3.如圖所示，輕桿BO一端裝在鉸鏈上，鉸鏈固定在豎直墻上，另一端裝一輕滑輪，重為G的物體用細(xì)繩經(jīng)滑輪系于墻上A點(diǎn)，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，若將A點(diǎn)沿豎直墻向上緩慢移動(dòng)少許，設(shè)法使系統(tǒng)重新平衡，則細(xì)繩所受拉力Fr和輕桿所受壓力FN大小變化情況是A．Fr變小

B．Fr不變C．FN不變

D．FN變小參考答案：BD4.如圖所示，鋼鐵構(gòu)件A、B疊放在卡車的水平底板上，卡車底板和B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，μ1＞μ2，卡車剎車的最大加速度為a，a＞μ1g，可以認(rèn)為最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等．卡車沿平直公路行駛途中遇到緊急情況時(shí)，要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則卡車行駛的速度不能超過（）A． B． C． D．參考答案：C【考點(diǎn)】牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．【分析】對物體受力分析，由牛頓第二定律求出加速度，然后求出最大加速度，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式即可求出最大速度．【解答】解：設(shè)A、B的質(zhì)量為m，以最大加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，A與B保持相對靜止，由牛頓第二定律得：f1=ma1≤=μ2mg，解得：a1≤μ2g，同理，可知B的最大加速度：a2≤μ1g由于μ1＞μ2，則a1＜a2≤μ1g＜a可知要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則車的最大加速度等于a1．所以車的最大速度：vm=故ABD錯(cuò)誤，C正確故選：C5.O是地球球心，下列說法正確的是A．同步衛(wèi)星軌道只能與軌道a共面B．同步衛(wèi)星軌道只能與軌道d共面C．衛(wèi)星可能的軌道為c、dD．衛(wèi)星可能的軌道為a、b參考答案：AC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.（4分）磁場具有能量，磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為B2/2μ，式中B是磁感強(qiáng)度，μ是磁導(dǎo)率，在空氣中μ為一已知常數(shù)。為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強(qiáng)度B，一學(xué)生用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小距離Δl，并測出拉力F，如圖所示。因?yàn)镕所作的功等于間隙中磁場的能量，所以由此可得磁感強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B＝

。參考答案：答案：(2μF/A)1/27.已知繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的星體的軌道半徑r，運(yùn)動(dòng)周期為T。

(1)若中心天體的半徑為R，則其平均密度ρ=_______(2)若星體是在中心天體的表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其平均密度的表達(dá)式ρ=_______。參考答案：答案：8.一物體在光滑水平面上的A點(diǎn)以一定初速度開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到一個(gè)與初速度方向相反的恒力作用，經(jīng)時(shí)間t0力的大小不變，方向相反，使物體回到A點(diǎn)時(shí)速度恰為零。則這一過程所需時(shí)間為

。參考答案：

答案：9.2013年2月12日朝鮮進(jìn)行了第三次核試驗(yàn),韓美情報(bào)部門通過氙（Xe）和氪（Kr）等放射性氣體，判斷出朝鮮使用的核原料是鈾（U）還是钚（Pu），若核實(shí)驗(yàn)的核原料是，則①完成核反應(yīng)方程式

．②本次核試驗(yàn)釋放的能量大約相當(dāng)于7000噸TNT當(dāng)量，已知鈾核的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶（Sr）核的質(zhì)量為89.9077u，氙（Xe）核的質(zhì)量為135.9072u，1u相當(dāng)于931.5MeV的能量，求一個(gè)原子裂變釋放的能量．參考答案：①根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得：②該反應(yīng)的質(zhì)量虧損是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根據(jù)愛因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

10.

（選修3－3（含2－2））（4分）已知某物質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該物質(zhì)的分子質(zhì)量為

，單位體積的分子數(shù)為

。參考答案：答案：M/NA（2分）

；

ρNA/M（2分）11.氫原子第n能級的能量為En=，其中E1為基態(tài)能量．當(dāng)氫原子由第5能級躍遷到第3能級時(shí)，發(fā)出光子的頻率為；若氫原子由第3能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為，則=

。參考答案：12.現(xiàn)測定長金屬絲的電阻率。①某次用螺旋測微器測量金屬絲直徑結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是______。②利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)確地測量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻，約為，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號。電源

（電動(dòng)勢，內(nèi)阻約為）電流表

（量程，內(nèi)阻）電流表

（量程，內(nèi)阻約為）滑動(dòng)變阻器

（最大阻值，額定電流）開關(guān)及導(dǎo)線若干③某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測量得到電流表的讀數(shù)為，電流表的讀數(shù)為，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式______。從設(shè)計(jì)原理看，其測量值與真實(shí)值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。參考答案：

(1).（均可）

(2).

(3).

相等【詳解】根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)法則可知讀數(shù)為因該實(shí)驗(yàn)沒有電壓表，電流表A1的內(nèi)阻已知，故用A1表當(dāng)電壓表使用，為了調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)用分壓式滑動(dòng)變阻器的接法，則點(diǎn)如圖如圖由電路圖可知流過電流為，電阻兩端的電壓為，因此電阻該實(shí)驗(yàn)的電流為真實(shí)電流，電壓也為真實(shí)電壓，因此測得值和真實(shí)值相等

13.如圖所示電路中，E為不計(jì)內(nèi)阻的電源，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為定值電阻，燈L的電阻不隨溫度改變，所有電表均為理想電表。某同學(xué)選擇與電路圖相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，按圖示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片P的位置從而調(diào)節(jié)燈泡的亮度，并將各電表的示數(shù)變化情況分別記錄在下表中。實(shí)驗(yàn)序號A1表示數(shù)（A）A2表示數(shù)（A）V1表示數(shù)（V）V2表示數(shù)（V）10.850.143.52.102X0.244.82.4030.720.484.80則由表格中數(shù)據(jù)可知變阻器電阻R1的全阻值為

W；表格中X值為

。參考答案：．20；0.72三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點(diǎn)光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示．若使點(diǎn)光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為多少？參考答案：自S作球的切線S?，并畫出S經(jīng)管壁反射形成的虛像點(diǎn)，及由畫出球面的切線N，如圖1所示，由圖可看出，只要和之間有一夾角，則筒壁對從S向右的光線的反射光線就有一部分進(jìn)入球的右方，不會(huì)完全落在球上被吸收．由圖可看出，如果r的大小恰能使與重合，如圖2，則r?就是題所要求的筒的內(nèi)半徑的最大值．這時(shí)SM與MN的交點(diǎn)到球心的距離MO就是所要求的筒的半徑r．由圖2可得??????????

（1）由幾何關(guān)系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在第1內(nèi)位移為，停止運(yùn)動(dòng)前的最后內(nèi)位移為，求：（1）在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)的位移大小.（2）整個(gè)減速過程共用時(shí)間.參考答案：（1）（2）試題分析：（1）設(shè)質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，初速度為由于質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)前最后1s內(nèi)位移為2m，則：所以質(zhì)點(diǎn)在第1秒內(nèi)有位移為6m，所以在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)的位移大小為：（2）對整個(gè)過程逆向考慮，所以考點(diǎn)：牛頓第二定律，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線．足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側(cè)且與MN垂直．一光束沿半徑方向與OO′成θ=30°射向O點(diǎn)，光屏PQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑．當(dāng)θ逐漸增大到45°時(shí)，光屏上的兩個(gè)光斑恰好變成一個(gè)．試求：①圓形玻璃磚材料的折射率n；②當(dāng)光束沿半徑方向與OO′成θ=30°射向O點(diǎn)時(shí)，光屏PQ區(qū)域兩個(gè)光斑的距離．參考答案：解：①當(dāng)θ=45°時(shí)，光屏上的兩個(gè)光斑恰好變成一個(gè)，說明光線恰好在MN面發(fā)生全反射，由臨界角公式sinC=所以n=②當(dāng)θ=30°時(shí)，光線在MN面同時(shí)發(fā)生反射和折射，反射光線沿半徑射出到A點(diǎn)，α=θ=30°可得：AN=Rcotα=R在MN面發(fā)生折射，由n=得：sini=nsinθ=sin30°=，得：i=45°可得：BN=R則兩光斑間距離為：AB=AN+BN=（+1）R答：①圓形玻璃磚材料的折射率n為；②當(dāng)光束沿半徑方向與OO′成θ=30°射向O點(diǎn)時(shí)，光屏PQ區(qū)域兩個(gè)光斑的距離為（+1）R．【分析】①θ較小時(shí)，由于反射和折射出現(xiàn)兩個(gè)光斑，當(dāng)θ逐漸增大到45°時(shí)，光屏上的兩個(gè)光斑恰好變成一個(gè)，說明光線恰好在MN面發(fā)生全反射，由臨界角公式sinC=求折射率．②根據(jù)折射定律求出折射角，再由幾何關(guān)系求解兩個(gè)光斑之間的距離．17.如圖所示，在空中點(diǎn)將質(zhì)量為的小球以某一水平速度拋出，將無碰撞地由點(diǎn)進(jìn)入豎直平面內(nèi)半徑的內(nèi)壁光滑圓管弧形軌道，然后經(jīng)最低點(diǎn)無能量損失地進(jìn)入足夠長光滑水平軌道，與另一靜止的質(zhì)量為小球發(fā)生碰撞并粘連在一起（不再分開）壓縮彈簧，彈簧左端與小球M栓接，彈簧右端與固定擋板栓接。已知圓管的直徑遠(yuǎn)小于軌道半徑且略大于小球直徑，和豎直方向之間的夾角，點(diǎn)與點(diǎn)的豎直高度差，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，。求：（1）小球在點(diǎn)拋出的水平初速度（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球?qū)壍赖膲毫Φ拇笮。ńY(jié)果保留一位有效數(shù)字）（3）彈簧壓縮過程中，彈簧具有的最大彈性勢能（4）若只將彈簧右側(cè)栓接的擋板改為栓接一個(gè)質(zhì)量為的光滑小球，水平軌道足夠長，其它條件保持不變，則三個(gè)小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)和相互作用過程中小球第二次達(dá)到最大速度時(shí)，小球M的速度是多少?參考答案：（1）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的豎直速度為

①（1分）

在點(diǎn)時(shí)，根據(jù)速度關(guān)系

②（2分）綜合①、②并代入已知得

③（1分）（2）小球在點(diǎn)時(shí)的速度

④（1分）小球由點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒有

⑤（1分）在點(diǎn)，根據(jù)牛頓定律有 ⑥（1分）由④、⑤、⑥式，并代入已知得

⑦（1分）根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫?N

（3）兩球相碰根據(jù)動(dòng)量守恒

⑧（2分）兩球一起壓彈簧到最短的過程中，當(dāng)兩球速度為零時(shí)，彈性勢能最大 ⑨（2分） 由⑧、⑨式，并代入已知得

（4）根據(jù)題意得出;該狀態(tài)時(shí)彈簧處于原長，根據(jù)動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒列式

（3分）列式解方程組得，=v

=0所以當(dāng)小球第二次達(dá)到最大速度時(shí)，小球M的速度是0

（1分）18.一豎直桿上相距l(xiāng)的A、B兩點(diǎn)拴著一根不可伸長的輕繩，繩長1.4l，繩上套著一個(gè)光滑的小鐵環(huán)。設(shè)法轉(zhuǎn)動(dòng)豎直桿不讓繩纏繞在桿上，而