山西省運城市垣曲縣新城中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖甲所示，兩物體A，B疊放在光滑水平面上，對A施加一水平力F，規(guī)定向右為正方向，F(xiàn)隨時間t變化關(guān)系如圖乙所示，兩物體在t=0時由靜止開始運動，且始終保持相對靜止，則下列說法正確的是（）A．第1s末兩物體的速度最大B．第3s內(nèi)，兩物體向左運動C．第2s內(nèi)，拉力F對物體A做正功D．第2s內(nèi)，A對B的摩擦力向左參考答案：C【考點】牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．【分析】根據(jù)物體受力判斷物體的運動，根據(jù)受力的對稱性，判斷兩物體的運動情況；根據(jù)力與速方向的關(guān)系判斷功的正負(fù)；通過對整體加速度的變化，得知B物體加速度的變化，再根據(jù)牛頓第二定律得出摩擦力的變化．【解答】解：A、在0﹣2s內(nèi)整體向右做加速運動；2﹣4s內(nèi)加速度反向，做減速運動，因為兩段時間內(nèi)受力是對稱的，所以2s末的速度最大，4s末速度變?yōu)榱?，故A錯誤；B、在0﹣4s內(nèi)一直向前運動，然后又重復(fù)以前的運動，第3s內(nèi)，兩物體向右運動，故B錯誤；C、第2s內(nèi)，拉力F的方向與速度方向相同，拉力F對物體A做正功，故C正確；D、對整體分析，整體的加速度與F的方向相同，B物體所受的合力為摩擦力，故摩擦力的方向與加速度方向相同，即與F的方向相同．所以第2s內(nèi)，A對B的摩擦力向右，故D錯誤；故選：C．2.1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如下圖（甲）所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，初速度為0，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。（1）求粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t和粒子獲得的最大動能Ekm；（3）近年來，大中型粒子加速器往往采用多種加速器的串接組合。例如由直線加速器做為預(yù)加速器，獲得中間能量，再注入回旋加速器獲得最終能量。n個長度逐個增大的金屬圓筒和一個靶，它們沿軸線排列成一串，如圖（乙）所示（圖中只畫出了六個圓筒，作為示意)。各筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U的正弦交流電源的兩端。整個裝置放在高真空容器中。圓筒的兩底面中心開有小孔?，F(xiàn)有一電量為q、質(zhì)量為m的正離子沿軸線射入圓筒，并將在圓筒間的縫隙處受到電場力的作用而加速（設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場）?？p隙的寬度很小，離子穿過縫隙的時間可以不計。已知離子進(jìn)入第一個圓筒左端的速度為v1，且此時第一、二兩個圓筒間的電勢差1－2=－U。為為使打到靶上的離子獲得最大能量，各個圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件？并求出在這種情況下打到靶上的離子的能量。參考答案：（1）設(shè)粒子第1次經(jīng)過狹縫后的半徑為r1，速度為v1，

qU=mv12

qv1B=m

（1分）

解得：

同理，粒子第2次經(jīng)過狹縫后的半徑則r1:r2

=1:

（2分）（2）粒子在磁場中運動一個周期，被電場加速兩次。設(shè)粒子到出口處被加速了n次，

nqU=

（2分）qvmB=m得vm=

（2分）解得n=

帶電粒子在磁場中運動的周期為則粒子在磁場中運動的總時間t==

（2分）所以，粒子獲得的最大動能Ekm＝＝

（2分）3.鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(Zr)，這些衰變是()A．1次α衰變，6次β衰變

B．4次β衰變C．2次α衰變

D．2次α衰變，2次β衰變參考答案：B4.關(guān)于摩擦力，以下說法中不正確的是A．運動物體也可能受到靜摩擦力作用B．靜止物體也可能受到滑動摩擦力作用C．正壓力越大，摩擦力也越大D．摩擦力方向有可能與速度方向不在一直線上參考答案：C5.（多選題）如圖a所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，得到彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖b所示，若圖象中的坐標(biāo)值都為已知量，重力加速度為g，則（）A．t1時刻小球具有最大速度B．t2時刻小球的速度大小為零C．可以計算出小球自由下落的高度D．整個運動過程中，小球的機械能守恒參考答案：BC【考點】功能關(guān)系；動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化．【分析】小球先自由下落，與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，在下降的過程中，彈力不斷變大，當(dāng)彈力小于重力時，物體加速下降，合力變小，加速度變小，故小球做加速度減小的加速運動；當(dāng)加速度減為零時，速度達(dá)到最大；之后物體由于慣性繼續(xù)下降，彈力變得大于重力，合力變?yōu)橄蛏锨也粩嘧兇?，加速度向上且不斷變大，故小球做加速度不斷增大的減速運動；同理，上升過程，先做加速度不斷減小的加速運動，當(dāng)加速度減為零時，速度達(dá)到最大，之后做加速度不斷增大的減速運動，直到小球離開彈簧為止．對于小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒．【解答】解：A、t1時刻小球剛與彈簧接觸，當(dāng)彈簧彈力與重力平衡時速度最大，故A錯誤；B、t2時刻小球受到的彈力最大，處于最低點，速度為零，故B正確；C、t3到t4時刻，小球做豎直上拋運動，根據(jù)豎直上拋運動的對稱性可以求出小球自由下落的高度，故C正確；D、小球運動的整個過程中球與彈簧系統(tǒng)機械能守恒，小球的機械能不守恒，故D錯誤；故選：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.若神舟九號飛船在地球某高空軌道上做周期為T的勻速圓周運動，已知地球的質(zhì)量為M，萬有引力常量為G。則飛船

運行的線速度大小為______，運行的線速度_______第一宇宙速度。（選填“大于”、“小于”或“等于”）參考答案：

小于

7.參考答案：8.如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連．（1）使電容器帶電后與電源斷開①將左極板上移，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變大（選填變大，變小或不變）；②將極板間距離減小時，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變?。ㄟx填變大，變小或不變）；③兩板間插入一塊玻璃，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變?。ㄟx填變大，變小或不變）；④由此可知平行板電容器的電容與兩板正對面積、兩板距離和兩板間介質(zhì)有關(guān)有關(guān)．（2）下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法中正確的有AA．使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況B．使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況C．靜電計可以用電壓表替代D．靜電計可以用電流表替代．參考答案：考點：電容器的動態(tài)分析．專題：電容器專題．分析：（1）抓住電容器的電荷量不變，根據(jù)電容的決定式C=判斷電容的變化，結(jié)合U=判斷電勢差的變化，從而得出指針偏角的變化．（2）靜電計可測量電勢差，根據(jù)指針張角的大小，觀察電容器電壓的變化情況．靜電計與電壓表、電流表的原理不同，不能替代．解答：解：（1）①根據(jù)電容的決定式C=知，上移左極板，正對面積S減小，則電容減小，根據(jù)U=知，電荷量不變，則電勢差增大，指針偏角變大．②根據(jù)電容的決定式C=知，將極板間距離減小時，電容增大，根據(jù)U=知，電荷量不變，則電勢差減小，指針偏角變?。鄹鶕?jù)電容的決定式C=知，兩板間插入一塊玻璃，電容增大，根據(jù)U=知，電荷量不變，則電勢差減小，指針偏角變?。苡纱丝芍叫邪咫娙萜鞯碾娙菖c兩板正對面積、兩板距離和兩板間介質(zhì)有關(guān)；（2）A、B、靜電計可測量電勢差，根據(jù)指針張角的大小，觀察電容器電壓的變化情況，無法判斷電量的變化情況．故A正確，B錯誤．C、D、靜電計與電壓表、電流表的原理不同，不能替代．電流表、電壓表線圈中必須有電流通過時，指針才偏轉(zhuǎn)．故CD錯誤．故選：A．故答案為：（1）變大，變小，變小，兩板正對面積、兩板距離和兩板間介質(zhì)有關(guān)；（2）A．點評：解決本題的關(guān)鍵知道靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，處理電容器動態(tài)分析時，關(guān)鍵抓住不變量，與電源斷開，電荷量保持不變，結(jié)合電容的決定式和定義式進(jìn)行分析．9.為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間△t1、△t2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，兩個光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m．回答下列問題：

（1）實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的

螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，其方法是：在不掛砝

碼的情況下，將滑行器自由放在導(dǎo)軌上，如果

滑行器能在任意位置靜止不動，或輕輕推滑

行器后，能使滑行器________運動，說明氣墊導(dǎo)軌是水平的．

（2）若取M=0．4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實驗，以下m的取值最不合適的一個是

_______．

A．m1=5g

B．m2=15g

C．m3=40g

D．m4=400g

（3）在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為a=____（用△t1、△t2、D、x表示）．參考答案：（1）勻速（2）D（3）（1）當(dāng)滑行器獲得一個初速度時，若能保持勻速直線運動，則說明氣墊導(dǎo)軌是水平的，符合實驗要求。（2）牽引砝碼的重力要遠(yuǎn)小于擋光片的重力，可使擋光片受到的合力近似等于牽引砝碼的重力來測量．最不合適的應(yīng)該是D.(3)光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法．由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度,又，所以。10.公交車在平直公路上勻速行駛，前方黃燈亮起后，司機立即采取制動措施，使汽車開始做勻減速運動直到汽車停下。已知開始制動后的第1s內(nèi)和第2s內(nèi)汽車的位移大小依次為8m和4m。則汽車的加速度大小為_______m/s2；開始制動時汽車的速度大小為_______m/s；開始制動后的3s內(nèi)，汽車的位移大小為________m。參考答案：4

10

12.5勻變速直線運動連續(xù)相等時間間隔內(nèi)位移之差等于即得到。根據(jù)勻變速直線運動位移公式，制動后第一秒內(nèi)，計算得。制動后3秒內(nèi)，汽車制動時間，即汽車運動時間只有2.5s，位移11.密封有空氣的薄圓塑料瓶到了冬季因降溫而變扁，此過程中瓶內(nèi)空氣（不計分子勢能）的內(nèi)能

▲

（填“增大”或“減小”），

▲

熱量（填“放出”或“吸收”）．參考答案：減小12.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了以下方法來測量物體的帶電量.如圖所示的小球是一個外表面鍍有金屬膜的空心塑料球，用絕緣絲線懸掛于O點，O點固定一個可測量絲線偏離豎直方向角度的量角器，M、N是兩塊相同的、正對著平行放置的金屬板（加上電壓后其內(nèi)部電場可看作勻強電場）.另外還要用到的器材有天平、刻度尺、電壓表、直流電流表、開關(guān)、滑動變阻器及導(dǎo)線若干.該小組的實驗步驟如下，請你幫助該小組完成：

（1）用天平測出小球的質(zhì)量，按上圖所示進(jìn)行器材的安裝，并用刻度尺測出M、N板之間的距離，使小球帶上一定的電量.

（2）連接電路（請在圖中的虛線框中畫出實驗所用的電路圖，電源、開關(guān)已經(jīng)畫出）.

（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，讀出多組相應(yīng)的電壓表的示數(shù)和絲線的偏轉(zhuǎn)角度.

（4）以電壓為縱坐標(biāo)，以__________為橫坐標(biāo)作出過原點的直線，求出直線的斜率.

（5）小球的帶電量=__________________.（用、、等物理量表示）參考答案：（1）如圖（a）.（4分）（2）

（4分）（3）

（4分）提示：帶電小球的受力如圖b，根據(jù)平衡條件有，又有，聯(lián)立解得，，所以應(yīng)以為橫坐標(biāo).13.下面（a）（b）（c）實例中，不計空氣阻力：（a）物體沿光滑曲面下滑；（b）物體以一定初速度上拋；（c）物體沿斜面勻速下滑。上述三例中機械能不守恒的是（用字母表示）。若質(zhì)量為m的物體以0.9g的加速度豎直減速下落h高度，則物體的機械能減少了。參考答案：

C1.9mgh三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在用單擺測定重力加速度實驗中，用游標(biāo)為20分度的卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為

cm。參考答案：0.675

15.（8分）有一阻值在～之間，額定功率為的電阻，現(xiàn)用伏安法測量它的阻值。實驗器材主要有：電流表（量程0～，內(nèi)阻）電流表（量程0～，內(nèi)阻）電壓表（量程0～5V，內(nèi)阻）電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻）滑動變阻器（阻值范圍0～，額定電流）直流電源（輸出電壓12V，內(nèi)阻不計）（1）為使實驗結(jié)果準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用__________，電壓表應(yīng)先用__________。（2）試在下圖中補畫出符合實驗要求的連線。參考答案：答案：（1）

（2）如圖所示：

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，xoy平面內(nèi)的圓與y軸相切于坐標(biāo)原點o．在該圓形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強電場和垂直于圓面的勻強磁場．一個帶電粒子（不計重力）從原點o沿x軸進(jìn)入場區(qū)，恰好做勻速直線運動，穿過場區(qū)的時間為．若撤去磁場，只保留電場，其他條件不變，該帶電粒子穿過場區(qū)的時間為/2．若撤去電場，只保留磁場，其他條件不變，求：該帶電粒子穿過場區(qū)的時間．參考答案：解：設(shè)電場強度為E，磁感強度為B；圓o'的半徑為R；粒子的電量為q，質(zhì)量為m，初速度為v．同時存在電場和磁場時，帶電粒子做勻速直線運動，有只存在電場時，粒子做類平拋運動，有由以上式子可知x=y=R，粒子從圖中的M點離開電場．由以上式子得只存在磁場時，粒子做勻速圓周運動，從圖中N點離開磁場，P為軌跡圓弧的圓心．設(shè)半徑為r由以上式子可得由圖所以，粒子在磁場中運動的時間17.一同學(xué)想研究電梯上升過程的運動規(guī)律.某天乘電梯上樓時他攜帶了一個質(zhì)量為5kg的重物和一套便攜式DIS實驗系統(tǒng)，重物懸掛在力傳感器上.電梯從第一層開始啟動，中間不間斷一直到最高層停止.在這個過程中，顯示器上顯示出的力隨時間變化的關(guān)系如圖所示.取重力加速度g=1Om/s2根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)，求：(1)

電梯在最初加速階段的加速度a1與最后減速階段的加速度a2的大?。?2)

電梯在3.0-13.0s時段內(nèi)的速度v1的大小與電梯在19.0s內(nèi)上升的髙度H參考答案：由圖象知：重物在加速的t1=3s內(nèi)受到的拉力F1=58N

在減速的t2=6s內(nèi)受到的拉力F2=46N

由牛頓第二定律有：

F1-mg=ma1