四川省遂寧市高級實驗中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理期末試卷含解析一、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1.2014年12月14日，北京飛行控制中心傳來好消息，嫦娥三號探測器平穩(wěn)落月．已知嫦娥三號探測器在地球表面受的重力為G1，繞月球表面飛行時受到月球的引力為G2，地球的半徑為R1，月球的半徑為R2，地球表面處的重力加速為g．則（）A．探測器沿月球表面軌道上做勻速圓周運動的周期為2πB．月球與地球的質(zhì)量之比為C．月球表面處的重力加速度為gD．月球與地球的第一宇宙速度之比為參考答案：A【考點】萬有引力定律及其應(yīng)用．【分析】結(jié)合嫦娥三號在地球上的重力得出質(zhì)量的大小，結(jié)合萬有引力提供向心力，求出探測器繞月球表面做勻速圓周運動的周期．根據(jù)萬有引力等于重力求出地球質(zhì)量的表達式，根據(jù)月球?qū)︼w船的引力求出月球的質(zhì)量，從而得出月球與地球質(zhì)量的比值．根據(jù)嫦娥三號在月球表面飛行時受到的引力得出月球表面的重力加速度．根據(jù)萬有引力提供向心力求出第一宇宙速度的表達式，結(jié)合質(zhì)量之比和半徑之比求出第一宇宙速度之比．【解答】解：A、嫦娥三號的質(zhì)量m=，根據(jù)得，T=2π，故A正確．B、根據(jù)萬有引力等于重力得，，解得地球質(zhì)量，月球?qū)︼w船的引力，解得月球的質(zhì)量，則月球與地球質(zhì)量之比為，故B錯誤．C、嫦娥三號繞月球表面飛行時受到月球的引力為G2，有G2=mg′，解得月球表面的重力加速度g′=，故C錯誤．D、根據(jù)得，第一宇宙速度v=，則月球與地球的第一宇宙速度之比為，故D錯誤．故選：A．2.2012年6月16日，劉旺、景海鵬、劉洋三名宇航員搭乘“神舟九號”飛船飛向太空。與“天宮一號”目標飛行器完成交會對接任務(wù)后，于29日10吋許乘返回艙安全返回。返回艙在A點從圓形軌道I進入橢圓軌道II,B為軌道II上的一點，如右圖所示.關(guān)于返回艙的運動，下列說法中正確的有A.

在同一軌道II上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B.

在軌道II上經(jīng)過A的動能大于在軌道I上經(jīng)過A的動能C.

在軌道I上運動的線速度大于第一宇宙速度D.

在軌道II上經(jīng)過A的加速度小于在軌道I上經(jīng)過A的加速度參考答案：A3.長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端可繞固定光滑水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動，現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，C為圓周的最高點，若小球通過圓周最低點D的速度大小為，則小球在C點A.速度等于B.速度大于C.受到輕桿向上的彈力D.受到輕桿向下的拉力參考答案：BD【詳解】A、B項：由動能定理：-2mgL=，解得：，故A錯誤，B正確；C、D項：在C點，由牛頓第二定律得，，解得：F=mg，可知小球在C點受到輕桿的向下的拉力，故C錯誤，D正確。故選：BD。4.（多選）如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L。勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心0，下端連接一個質(zhì)量為m、電荷量為q、可視為質(zhì)點的小環(huán)，小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個裝置處在水平向右的勻強電場中。將小環(huán)從A點由靜止釋放，小環(huán)運動到B點時速度恰好為O。已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等。則（

）A.小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈性勢能一直增大B. 小環(huán)從A點運動到B點的過程中，小環(huán)的電勢能一直減小C. 電場強度的大小D. 小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小參考答案：BD5.一物體從高H處自由下落，當它運動到P點時所用的時間恰好為整個過程時間的一半，不計空氣阻力，則P點離地面的高度為

A．3H/4

B．H/2

C．H/4

D．H/8參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在豎直平面內(nèi)，一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀，相應(yīng)的曲線方程為（單位：m），式中。將一光滑小環(huán)套在該金屬桿上，并從x＝0處以的初速度沿桿向下運動，取重力加速度。則當小環(huán)運動到時的速度大小v＝

m/s；該小環(huán)在x軸方向最遠能運動到x＝

m處。參考答案：答案：5，解析：小環(huán)在金屬桿上運動時，只有重力做功，機械能守恒。取為零勢能面，根據(jù)機械能守恒定律有，將和分別代入曲線方程，求得此時環(huán)的縱坐標位置，，，將數(shù)據(jù)你入上式得。當小環(huán)在運動到最遠位置時，小環(huán)的速度等于零。根據(jù)機械能守恒定律有，而，所以有，所以有。7.某天體存在一顆繞其做勻速圓周運動的衛(wèi)星，已知天體半徑為R，衛(wèi)星離天體表面的高度為h，衛(wèi)星的線速度大小為v，則衛(wèi)星的周期為，天體的質(zhì)量為（萬有引力恒量為G）．參考答案：解：衛(wèi)星的周期T=．根據(jù)得，天體的質(zhì)量M=．故答案為：，．8.（5分）如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于光滑水平面上，一根繩子跨過定滑輪一端固定在物體上，另一端在力F作用下，以恒定速率v0豎直向下運動，物體由靜止開始運動到繩與水平方向夾角=45o過程中，繩中拉力對物體做的功為

。參考答案：

答案：mv02

9.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.如圖，豎直輕質(zhì)懸線AD上端固定于天花板上的A點，下端與半徑為R的半圓形木板BOC連接于D點，BC是木板的直徑；O為圓心，B端用鉸鏈連接于豎直墻上，半圓形木板直徑BC處于水平狀態(tài)時OA間的距離剛好等于木板的半徑R。改變懸線AD的長度，使線與圓盤的連接點D逐漸右移，并保持圓盤直徑BC始終處于水平狀態(tài)。則D點右移過程中懸線拉力的大小

；懸線拉力對B點的力矩大小

（選填“逐漸增大”“逐漸減小”“不變”“先增大后減小”“先減小后增大”）參考答案：11.為了用彈簧測力計測定木塊A和長木板B間的動摩擦因數(shù)μ，甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩個試驗方案。（1）為了用某一彈簧測力計的示數(shù)表示A和B之間的滑動摩擦力大小，你認為方案

更易于操作。簡述理由

。（2）若A和B的重力分別為100N和150N，當甲中A被拉動時，彈簧測力計a示數(shù)為60N，b示數(shù)為110N，則A、B間的動摩擦因數(shù)為

。

參考答案：（1）甲；因為甲方案拉木塊時不需要勻速拉動（2）0.412.⑵空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體放出熱量為5.0×104J。在此過程中，該氣體的內(nèi)能(選填“增加”或“減少”)了

J。參考答案：增加，1.5×105

解析：根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W，活塞對氣缸中的氣體做功為W=2.0×105

J，氣體放出熱量為Q=-5.0×104J可知，△U=1.5×105

J，即內(nèi)能增加了1.5×105J13.如圖所示，兩條平行金屬導(dǎo)軌ab、cd置于磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.6m，導(dǎo)軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導(dǎo)軌上，且與軌道接觸良好，現(xiàn)使金屬桿MN沿兩條導(dǎo)軌向右勻速運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為3V。由此可知，金屬桿MN滑動的速度大小為 m/s；通過電阻R的電流方向為

（填“aRc”或“cRa”）。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖所示，質(zhì)量均為m=1kg的A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k=100N/m的輕質(zhì)彈簧拴接在一起，物體A處于靜止狀態(tài)。在A的正上方h高處有一質(zhì)量為的小球C，由靜止釋放，當C與A發(fā)生彈性碰撞后立刻取走小球C，h至少多大，碰后物體B有可能被拉離地面？參考答案：h≥0.45m設(shè)C與A碰前C的速度為v0，C與A碰后C的速度為v1，A的速度為v2，開始時彈簧的壓縮量為H。對C機械能守恒：

C與A彈性碰撞：對C與A組成的系統(tǒng)動量守恒：

動能不變：

解得：

開始時彈簧的壓縮量為：

碰后物體B被拉離地面有彈簧伸長量為：

則A將上升2H，彈簧彈性勢能不變，機械能守恒：

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得：

15.（4分）一束單色光由左側(cè)時的清水的薄壁圓柱比，圖為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角α，光線拾好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射角為，α的值。

參考答案：解析：當光線在水面發(fā)生全放射時有，當光線從左側(cè)射入時，由折射定律有，聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.一玻璃三棱鏡，其橫截面為等腰三角形，頂角θ為銳角，折射率為。現(xiàn)在橫截面內(nèi)有一光線從其左側(cè)面上半部分射入棱鏡。不考慮棱鏡內(nèi)部的反射。若保持入射線在過入射點的法線的下方一側(cè)（如圖所示），且要求入射角為任何值的光線都會從棱鏡的右側(cè)面射出，則頂角θ可在什么范圍內(nèi)取值？參考答案：棱鏡頂角θ的取值范圍為0o<θ<45o17.如圖所示，平面直角坐標系xOy第一象限存在勻強電場，電場與x軸夾角為60°，在邊長為L的正三角形PQR范圍內(nèi)存在勻強磁場，PR與y軸重合，Q點在x軸上，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直坐標平面向里．一束包含各種速率帶正電的粒子，由Q點沿x軸正方向射入磁場，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，重力不計．（1）判斷由磁場PQ邊界射出的粒子，能否進入第一象限的電場？（2）若某一速率的粒子離開磁場后，恰好垂直電場方向進入第一象限，求該粒子的初速度大小和進入第一象限位置的縱坐標；（3）若問題（2）中的粒子離開第一象限時，速度方向與x軸夾角為30°，求該粒子經(jīng)過x軸的坐標值．參考答案：【考點】：帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力．【專題】：帶電粒子在磁場中的運動專題．【分析】：（1）描出某一條由PQ邊界出場的運動軌跡，由幾何關(guān)系可知粒子射出磁場速度與PQ的夾角為30°，與x軸間夾角為60°，所以一定能夠進入第一象限．（2）粒子垂直電場進入第一象限，畫出運動軌跡．由幾何關(guān)系得半徑和坐標，由牛頓運動定律解速度；（3）由幾何關(guān)系可知OD長度和DS長度，再根據(jù)平拋運動的規(guī)律和幾何知識得粒子經(jīng)過x軸的坐標值．：解：（1）畫出某一條由PQ邊界射出磁場的粒子運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知粒子射出磁場時速度與PQ的夾角為30°，與x軸間夾角為60°，所以一定能夠進入第一象限．（2）若粒子垂直電場進入第一象限，則軌跡如圖所示．由幾何關(guān)系可知半徑轉(zhuǎn)過的圓心角為30°，半徑r=2OQ=L

由洛倫茲力提供向心力得：qv0B=可得v0=離開磁場時縱坐標：y=r﹣rcos30°=（﹣）L

（3）粒子在電場中運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知OD長度x1=ytan30°=（1﹣）L

DS長度y1=2x1=（2﹣）L設(shè)DO1長度為y2，在△DO1F中O1F長度為y2，由平拋運動中某時刻速度方向角α與位移方向角β關(guān)系：tanα=2tanβ有×2=tan60°得y2=2（2﹣）L

則DF的長度x2=2y2=4（2﹣）L

所以F點的坐標為x=x1+x2=9（1﹣）L答：（1）由磁場PQ邊界射出的粒子，能進入第一象限的電場；（2）若某一速率的粒子離開磁場后，恰好垂直電場方向進入第一象限，該粒子的初速度大小是，進入第一象限位置的縱坐標是（﹣）L；（3）若問題（2）中的粒子離開第一象限時，速度方向與x軸夾角為30°，該粒子經(jīng)過x軸的坐標值是9（1﹣）L18.如圖所示為貨場使用的傳送帶的模型，傳送帶傾斜放置，與水平面夾角為θ=37°，傳送帶AB長度足夠長，傳送皮帶輪以大小為υ=2m/s的恒定速率順時針轉(zhuǎn)動。一包貨物以υ0=12m/s的初速度從A端滑上傾斜傳送帶，若貨物與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，且可將貨物視為質(zhì)點，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。（g=10m/s2，已知sin53°≈0.8，cos53°≈0.6)⑴求貨物剛滑上傳送帶時加速度為多大？⑵當貨物的速度和傳送帶的速度相同時用了多少時間？這時貨物相對于地面運動了