廣東省茂名市高州華僑中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理上學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如如圖所示，一弧形的石拱橋由四塊完全相同的石塊壘成，每塊石塊的左、右兩個截面間所夾的圓心角為30°，第1、4塊石塊固定在地面上，直線OA沿豎直方向.則第2、3塊石塊間的作用力F23和第1、2塊石塊間的作用力F12之比為（

）（不計石塊間的摩擦力）

B．

C．

D．參考答案：A2.如圖所示，在豎直光滑墻壁上用細繩將一個質(zhì)量為m的球掛在A點，平衡時細繩與豎直墻的夾角為θ，θ<45°。墻壁對球的支持力大小為N，細繩對球的拉力大小為T，重力加速度為g。則下列說法正確的是（

）A．N>mg，T>mgB．N>mg，T<mgC．N<mg，T>mgD．N<mg，T<mg參考答案：C以球為研究對象，分析其受力情況：重力mg、懸繩對球的拉力和墻壁對球的支持力，根據(jù)平衡條件，有：球所受繩和墻壁的作用力的合力大小等于由于則：，故選：C【舉一反三】本題是三力平衡問題，分析受力情況，作出力圖，運用平衡條件和幾何知識列式求解即可。3.如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個側(cè)面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC=，從點光源S發(fā)出的一細光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上，適當調(diào)整入射光SO的方向，當SO與AC成α角時，其折射光與鏡面發(fā)生一次反射，從AC面射出后恰好與SO重合，則（）A．此棱鏡的折射率為

B．此棱鏡的折射率為

C．增大α角，光線有可能因在AC面上發(fā)生全反射無法進入棱鏡

D．減小α角，光線有可能因在AC面上發(fā)生全反射無法進入棱鏡參考答案：A4.（單選）某同學(xué)用頻閃相機拍攝了某中學(xué)運動會期間運動員跳遠比賽時助跑、起跳、最高點、落地四個位置的照片,簡化圖如圖所示.請你根據(jù)體育常識估算運動員正常起跳瞬間消耗的能量最接近

A.

B.C.

D.參考答案：A14.一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖像是參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.012年11月23日上午，艦載機殲-15在我國首艘航母“遼寧航”上成功起降。可控核反應(yīng)堆是驅(qū)動航空母艦的理想設(shè)備，其工作原理是利用重核裂變反應(yīng)釋放出大量核能獲得動力。是若干核反應(yīng)的一種，其中n為中子，X為待求粒子，為X的個數(shù)，則X是

▲

（選填“質(zhì)子”、“中子”、“電子”），＝

▲

。參考答案：）中子

37.發(fā)生衰變有多種可能性。其中的一種可能是先衰變成，再一次衰變變成（X代表某種元素），或再經(jīng)一次衰變變成最后都衰變成，衰變路徑如圖所示。則由圖可知：①②③④四個過程中，

▲

是衰變；

▲

是衰變。參考答案：衰變有放出，衰變有放出，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒即可判斷，得出正確答案。8.加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示．(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a＝______m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s－2)0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中作出a－F的關(guān)系圖象．(3)根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a－F圖線不通過原點．請說明主要原因．參考答案：：(1)a＝＝m/s2＝0.16m/s2或a＝＝m/s2＝0.15m/s2.(3)小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數(shù)據(jù)漏計了砝碼盤的重力，導(dǎo)致合力F的測量值小于真實值，a－F的圖線不過原點．答案：(1)0.16(0.15也算對)(2)如下圖所示(3)未計入砝碼盤的重力ks5u9.某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力(風力)的影響因素，進行了模擬實驗研究。如圖為測定風力的實驗裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計的細長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風時細金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(如圖中虛線所示，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)。(1)已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。(2)研究小組的同學(xué)猜想:風力大小F可能與風速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關(guān)，于是他們進行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風力大小F與風速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1)以小球為研究對象，對小球受力分析，設(shè)金屬絲與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得，風力。金屬絲與電阻絲交點與C點間長度為，電阻；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)。聯(lián)立解得：。(2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風速成正式，則風力大小與風速成正比，即與成正比。由球的體積公式、密度公式和可得，；在風速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的，可得風速一定的條件下，風力與半徑的關(guān)系為與成正比。綜上，風力大小與風速大小和球半徑的關(guān)系是。10.圖12（a）是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。重力加速度取g。

（1）為了平衡小車受到的阻力，應(yīng)適當抬高木板的

端（填“左”或“右”）。

（2）細砂和小桶的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，實驗要求m

M（填“遠大于”或“遠于”）。該實驗的原理是，在平衡小車受到的阻力后，認為小車受到的合外力是

，其值與真實值相比

（填“偏大”或“偏小”），小車受到合外力的真實值為

。

（3）已知打點計時器的打點周期為0．02s，一位同學(xué)按要求打出一條紙帶如圖12（b）所示，在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點l、2間的距離S12=____cm，計數(shù)點4的速度v4=

m/s，小車的加速度a=

m/s2。

（4）保持細砂和砂桶的質(zhì)量不變，改變小車的質(zhì)量M，分別得到小車的加速度a與其對應(yīng)的質(zhì)量M，處理數(shù)據(jù)的恰當方法是作

（填“a-M”或“a-”）圖象。

（5）保持小車的質(zhì)量不變，改變細砂的質(zhì)量，甲、乙、丙三位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別作出了小車的加速度a隨合外力F變化的圖線如圖12（c）、（d），（e）所示。

圖（c）中的圖線上部出現(xiàn)了彎曲，偏離了原來的直線，其主要原因是

。圖（d）中的圖線不通過原點，其主要原因是

。圖（e）中的圖線不通過原點，其主要原因是

。參考答案：11.如圖甲所示，在光滑的斜面上，有一滑塊，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端與滑塊相連，下端與斜面上的固定擋板連接，在彈簧與擋板間有一力傳感器（壓力顯示為正值，拉力顯示為負值），能將各時刻彈簧中的彈力數(shù)據(jù)實時傳送到計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示出F﹣t圖象．現(xiàn)用力將滑塊沿斜面壓下一段距離，放手后滑塊將在光滑斜面上做簡諧運動，此時計算機屏幕上顯示出如圖乙所示圖象．（1）滑塊做簡諧運動的回復(fù)力是由

提供的；（2）由圖乙所示的F﹣t圖象可知，滑塊做簡諧運動的周期為s；（3）結(jié)合F﹣t圖象的數(shù)據(jù)和題目中已知條件可知，滑塊做簡諧運動的振幅為．參考答案：（1）彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力（或彈簧彈力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；【考點】簡諧運動的回復(fù)力和能量．【分析】對滑塊進行受力分析，回復(fù)力指物塊所受力的合力；由F﹣t圖象分析滑塊的周期；根據(jù)胡克定律求出彈簧的伸長量和壓縮量，中間位置為平衡位置，從而可以求出振幅．【解答】解：（1）對滑塊進行受力分析，滑塊的合力為：彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力，合力提供回復(fù)力．（2）由圖可以看出周期為0.4s（3）根據(jù)胡克定律：F1=KXF2=KX′振幅d==故答案為：（1）彈簧的彈力和重力沿斜面的分力的合力（或彈簧彈力、重力和斜面支持力的合力）；（2）0.4；（3）；12.如圖所示，有一個勻強電場，方向平行于紙面。電場中有A、B、C、D四點，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一個電量為q的正電荷從A點移動到B點電場力做功為2W，從B點移動到C點克服電場力做功為W。則電場中D點的電勢

（填“大于”“小于”或“等于”）C點的電勢；該電場的電場強度為

。參考答案：等于；13.(4分)如圖所示，放置在水平地面上的支架質(zhì)量為M，一長為L的細線連接一小球后另一端固定在支架頂端的前面，現(xiàn)將細線拉至水平后無初速釋放小球，小球?qū)砘財[動，且此過程支架始終不動，則小球在最低位置時，支架對地面的壓力大小為

。參考答案：

答案：(M+3m)g

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)。如圖所示是測量實際電流表G1內(nèi)r1阻的實物圖，其中有部分連線未畫出。供選擇的儀器如下：①待測電流表G1（0-5mA，內(nèi)阻約300）：②電流表G2（0-10mA，內(nèi)阻約100）；③定值電阻R1(300)；④定值電阻R2(10)；⑤滑動變阻器R3(0-1000)：⑥滑動變阻器R4(0-20)；⑦干電池(1.5V)；⑧電鍵S及導(dǎo)線若干。（一）定值電阻應(yīng)選______，滑動變阻器應(yīng)選______。（在空格內(nèi)填寫序號）（二）用連線補全實物圖。（三）補全實驗步驟：①連接電路，將滑動觸頭移至最______端（填“左”或“右”）；②閉合電鍵S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；③多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2；④以I2為縱坐標，I1為橫坐標，作出相應(yīng)圖線，如圖所示。（四）根據(jù)I2-I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式__________。參考答案：15.（單選）某電梯的額定功率為4.5×104W，其中10％的功率消耗在克服摩擦上，電梯自重為6.0×103N，假設(shè)每位乘客平均體重為7×102N，電梯以3m/s的速度勻速豎直上升。那么由此推算，此電梯的額定載客人數(shù)為[

]（A）6人

（B）8人

（C）10人

（D）12人

參考答案：C四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一根質(zhì)量可以忽略的細桿，長為2，兩端和中心處分別固連著質(zhì)量為的小球B、D和C，開始時靜止在光滑的水平桌面上。桌面上另有一質(zhì)量為的小球A，以一給定速度沿垂直于桿DB的方間與右端小球B作彈性碰撞。求剛碰后小球A,B,C,D的速度，并詳細討論以后可能發(fā)生的運動情況。參考答案：求剛碰撞后小球A、B、C、D的速度設(shè)剛碰撞后，小球A、B、C、D的速度分別為、、、，并設(shè)它們的方向都與的方向相同．由于小球C位于由B、C、D三球組成的系統(tǒng)的質(zhì)心處，所以小球C的速度也就是這系統(tǒng)的質(zhì)心的速度．因碰撞前后四小球組成的質(zhì)點組的動量守恒，故有

（1）碰撞前后質(zhì)點組的角動量守恒，有

（2）這里角動量的參考點設(shè)在與B球重合的空間固定點，且規(guī)定順時針方向的角動量為正．因為是彈性碰撞，碰撞前后質(zhì)點組的動能相等，有

（3）因為桿是剛性桿，小球B和D相對于小球C的速度大小必相等，方向應(yīng)相反，所以有

（4）解（1）、（2）、（3）、（4）式，可得兩個解

=0

（5）和

（6）因為也是剛碰撞后由B、C、D三小球組成的系統(tǒng)的質(zhì)心的速度，根據(jù)質(zhì)心運動定律，碰撞后這系統(tǒng)的質(zhì)心不可能靜止不動，故（5）式不合理，應(yīng)舍去．?。?）式時可解得剛碰撞后A、B、D三球的速度

（7）

（8）

（9）2．討論碰撞后各小球的運動碰撞后，由于B、C、D三小球組成的系統(tǒng)不受外力作用，其質(zhì)心的速度不變，故小球C將以（6）式的速度即沿方向作勻速運動．由（4）、（8）、（9）式可知，碰撞后，B、D兩小球?qū)⒗@小球C作勻角速度轉(zhuǎn)動，角速度的大小為

（10）方向為逆時針方向．由（7）式可知，碰后小球A的速度的大小和方向與M、m的大小有關(guān)，下面就M、m取值不同而導(dǎo)致運動情形的不同進行討論：（i），即碰撞后小球A停住，由（7）式可知發(fā)生這種運動的條件是

即

（11）（ii），即碰撞后小球A反方向運動，根據(jù)（7）式，發(fā)生這種運動的條件是

（12）（iii）但，即碰撞后小球A沿方向作勻速直線運動，但其速度小于小球C的速度．由（7）式和（6）式，可知發(fā)生這種運動的條件是

和

即

（13）（iv），即碰撞后小球A仍沿方向運動，且其速度大于小球C的速度，發(fā)生這種運動的條件是

（14）（v），即碰撞后小球A和小球C以相同的速度一起沿方向運動，發(fā)生這種運動的條件是

（15）在這種情形下，由于小球B、D繞小球C作圓周運動，當細桿轉(zhuǎn)過時，小球D將從小球A的后面與小球A相遇，而發(fā)生第二次碰撞，碰后小球A繼續(xù)沿方向運動．根據(jù)質(zhì)心運動定理，C球的速度要減小，碰后再也不可能發(fā)生第三次碰撞．這兩次碰撞的時間間隔是

（16）從第一次碰撞到第二次碰撞，小球C走過的路程

（17）3．求第二次碰撞后，小球A、B、C、D的速度剛要發(fā)生第二次碰撞時，細桿已轉(zhuǎn)過，這時，小球B的速度為，小球D的速度為．在第二次碰撞過程中，質(zhì)點組的動量守恒，角動量守恒和能量守恒．設(shè)第二次剛碰撞后小球A、B、C、D的速度分別為、、和，并假定它們的方向都與的方向相同．注意到（1）、（2）、（3）式可得

（18）

（19）

（20）由桿的剛性條件有

（21）（19）式的角動量參考點設(shè)在剛要發(fā)生第二次碰撞時與D球重合的空間點．把（18）、（19）、（20）、（21）式與（1）、（2）、（3）、（4）式對比，可以看到它們除了小球B和D互換之外是完全相同的．因此它們也有兩個解

（22）和

（23）對于由B、C、D三小球組成的系統(tǒng)，在受到A球的作用后，其質(zhì)心的速度不可能保持不變，而（23）式是第二次碰撞未發(fā)生時質(zhì)心的速度，不合理，應(yīng)該舍去．?。?2）式時，可解得

（24）

（25）

（26）（22）、（24）、（25）、（26）式表明第二次碰撞后，小球A以速度作勻速直線運動，即恢復(fù)到第一次碰撞前的運動，但已位于桿的前方，細桿和小球B、C、D則處于靜止狀態(tài)，即恢復(fù)到第一次碰撞前的運動狀態(tài)，但都向前移動了一段距離，而且小球D和B換了位置．17.（9分）如圖所示，在坐標xoy平面內(nèi)存在B=2.0T的勻強磁場，OA與OCA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA滿足曲線方程，C為導(dǎo)軌的最右端，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點和A點分別接有體積可忽略的定值電阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω?，F(xiàn)有一足夠長、質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒MN在豎直向上的外力F作用下，以v=3.0m/s的速度向上勻速運動，設(shè)棒與兩導(dǎo)軌接觸良好，除電阻R1、R2外其余電阻不計，g取10m/s2，求：

（1）金屬棒MN在導(dǎo)軌上運動時感應(yīng)電流的最大值；（2）外力F的最大值；（3）金屬棒MN滑過導(dǎo)軌OC段，整個回路產(chǎn)生的熱量。參考答案：解析：（1）金屬棒MN沿導(dǎo)軌豎直向上運動，進入磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當金屬棒MN勻速運動到C點時，電路中感應(yīng)電動勢最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大。

金屬棒MN接入電路的有效長度為導(dǎo)軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值。因此接入電路的金屬棒的有效長度為

Lm=xm=0.5m

Em=3.0V

且

A

(2)金屬棒MN勻速運動中受重力mg、安培力F安、外力F外作用

N

N

（3）金屬棒MN在運動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢

有效值為

金屬棒MN滑過導(dǎo)軌OC段的時間為t

m

s

滑過OC段產(chǎn)生的熱量

J18.小轎車以20m/s的速度在平直公路上勻速行駛，司機突然發(fā)現(xiàn)正前方有個收費站，經(jīng)10s后司機才剎車，使車勻減速運動10s恰停在繳費窗口，繳費后勻加速到20m/s后繼續(xù)勻速前行．已知小轎車剎車時的加速度為2m/s2，停車繳費所用時間為30s，啟動時加速度為1m/s2．（1）司機是在離收費窗口多遠處發(fā)現(xiàn)收費站的．（2）因國慶放假期間，全國高速路免費通行，小轎車可以不停車通過收費站，但