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云南省昆明市石林彝族自治縣石林中學2022-2023學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.下列說法中正確的是(
)A.眼睛直接觀察全息照片不能看到立體圖象B.電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.驅(qū)動力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時,受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。D.在測定單擺周期時,為減小實驗誤差,最好在小球經(jīng)過最高點時開始計時參考答案:BC2.如圖所示,在一直立的光滑管內(nèi)放置一輕質(zhì)彈簧,上端點與管口的距離為,一質(zhì)量為的小球從管口由靜止下落,將彈簧壓縮至最低點,壓縮量為,不計空氣阻力,則A.小球運動的最大速度大于
B.小球運動的最大速度等于C.彈簧的勁度系數(shù)為
D.彈簧的最大彈性勢能為參考答案:AD解析:落至O點時,,此后仍要加速一段,故A對、B錯;落至B點時,vB=0,但并不平衡(加速度最大),故C錯;A至B,據(jù)機械能守恒可得D對。3.某物體運動的v-t圖象如圖所示,下列說法正確的是
A.物體在第1s末運動方向發(fā)生變化
B.物體在第2s內(nèi)和第3s內(nèi)的加速度是相同的
C.物體在第4s末離出發(fā)點最遠
D.物體在5s內(nèi)的位移是0.5m參考答案:BD4.國家大劇院外部呈橢球型.假設(shè)國家大劇院的屋頂為半球形,一保潔人員為執(zhí)行保潔任務,必須在半球形屋頂上向上緩慢爬行(如圖所示),他在向上爬的過程中()A.屋頂對他的摩擦力不變 B.屋頂對他的摩擦力變大C.屋頂對他的支持力不變 D.屋頂對他的支持力變大參考答案:D【考點】共點力平衡的條件及其應用;力的合成與分解的運用.【分析】以保潔員為研究對象,作出力圖,根據(jù)平衡條件得出屋頂對他的摩擦力和支持力與θ的關(guān)系式,再分析兩個力如何變化.【解答】解:以保潔員為研究對象,作出力圖.設(shè)此人的重力為G,根據(jù)平衡條件得:屋頂對他的摩擦力:f=Gsinθ屋頂對他的支持力:N=Gcosθ保潔員在半球形屋頂上向上緩慢爬行的過程中,θ減小,則f減小,N增大.即屋頂對他的摩擦力減小,屋頂對他的支持力增大.故選D5.若某恒星系中所有天體的密度增大為原來的2倍,天體的直徑和天體間的距離不變,某行星繞該恒星做勻速圓周運動,則下述運行參量變化正確的是(
)A.行星繞該恒星做勻速圓周運動的向心力變?yōu)樵瓉淼?倍B.行星繞該恒星做勻速圓周運動的線速度變?yōu)樵瓉淼?倍C.行星繞該恒星做勻速圓周運動的線速度變?yōu)樵瓉淼?倍D.行星繞該恒星做勻速圓周運動的周期變?yōu)樵瓉淼谋秴⒖即鸢福?/p>
【知識點】萬有引力定律及其應用
D5【答案解析】D
解析:A、M=ρv,中心天體的質(zhì)量,直徑不變,則體積不變,可知質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,向心力,知M和m都變?yōu)樵瓉淼?倍,則向心力變?yōu)樵瓉淼?倍.故A錯誤.B、根據(jù),軌道半徑不變,質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍,則線速度變?yōu)樵瓉淼谋?,周期T=變?yōu)樵瓉淼谋?故D正確,BC錯誤.【思路點撥】結(jié)合中心天體的質(zhì)量變化,通過萬有引力提供向心力得出線速度、周期的變化.解本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一重要理論,知道線速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系.二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.如圖所示,是用DIS實驗系統(tǒng)探究“物體的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置。
(1)為了使小車所受的合力等于繩子的拉力,在實驗測量前,還需要對實驗裝置作必要的調(diào)整,請你寫出該如何調(diào)整:
。
(2)保持小車所受拉力不變,改變小車的質(zhì)量,測得了下表所示的6組數(shù)據(jù):
請根據(jù)6組數(shù)據(jù)在右圖中選擇合適的坐標作出加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖線。
(3)如果鉤碼的重力越來越大時,小車的加速度會無限制地增加嗎?
請簡要回答理由和結(jié)論:
。參考答案:7.如圖所示,A、B、C、D是某勻強電場中的4個等勢面,一個質(zhì)子和一個α粒子(電荷量是質(zhì)子的2倍,質(zhì)量是質(zhì)子的4倍,質(zhì)子和α粒子的重力及其相互作用忽略不計)同時在A等勢面從靜止出發(fā),向右運動,當?shù)竭_D面時,電場力做功之比為
,它們的速度之比為
。參考答案:1∶2
:18.
放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時,往往會同時伴隨
輻射。已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2,經(jīng)過t=T1·T2時間后測得這兩種放射性元素的質(zhì)量相等,那么它們原來的質(zhì)量之比mA:mB=
。參考答案:答案:γ,2T2:2T1解析:放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時,往往以γ光子的形式釋放能量,即伴隨γ輻射;根據(jù)半衰期的定義,經(jīng)過t=T1·T2時間后剩下的放射性元素的質(zhì)量相同,則=,故mA:mB=2T2:2T1。9.一條紙帶與做勻加速直線運動的小車相連,通過打點計時器打下一系列點,從打下的點中選取若干計數(shù)點,如圖中A、B、C、D、E所示,紙帶上相鄰的兩個計數(shù)點之間都有四個點未畫出?,F(xiàn)測出AB=2.20cm,AC=6.39cm,AD=12.59cm,AE=20.79cm,已知打點計時器電源頻率為50Hz。①打D點時,小車的瞬時速度大小為___
____m/s(保留兩位有效數(shù)字)。②小車運動的加速度大小為___
____m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。③在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”活動中,某同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。圖中上下兩層水平軌道表面光滑,兩小車前端系上細線,細線跨過滑輪并掛上砝碼盤,兩小車尾部細線連到控制裝置上,實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動,然后同時停止,本探究實驗可以通過比較兩小車的位移來得到兩小車加速度關(guān)系。若測量得到兩個小車的位移分別為x1和x2,設(shè)兩個小車的加速度分別為a1和a2,上述四個物理量的關(guān)系式為______________________。參考答案:①0.72
②2.0
③
10.光滑水平面上兩物體b、b用不可伸長的松弛細繩相連,A質(zhì)量為2kg,B質(zhì)量為1kg;現(xiàn)使兩物體同時沿直線背向而行(=4m/s,
=2m/s),直至繩被拉緊,然后兩物體一起運動,它們的總動量大小為
kg·m/s,兩物體共同運動的速度大小為
m/s.參考答案:6
211.在《測定勻變速直線運動的加速度》的實驗中,打點計時器是用于測量
的儀器,工作電源是(填“交流電”或“直流電”),電源電壓是
V。參考答案:12.某課外興趣小組利用下圖的實驗裝置研究“合外力做功和物體動能變化之間的關(guān)系”以及“加速度與合外力的關(guān)系”(1)該小組同學實驗時先正確平衡摩擦力,并利用鉤碼和小車之間連接的力傳感器測出細線上的拉力,改變鉤碼的個數(shù),確定加速度錯誤!不能通過編輯域代碼創(chuàng)建對象。與
細線上拉力F的關(guān)系,下列圖象中能表示該同學實驗結(jié)果的是▲(2)在上述實驗中打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,某此實驗中一段紙帶的打點記錄如圖所示,則小車運動的加速度大小為
▲
m/s2(保留3位有效數(shù)字)(3)實驗時,小車由靜止開始釋放,已知釋放時鉤碼底端離地高度為H,現(xiàn)測出的物理量還有:小車由靜止開始起發(fā)生的位移s(s<H)、小車發(fā)生位移s時的速度大小為v,鉤碼的質(zhì)量為m,小車的總質(zhì)量為M,設(shè)重力加速度為g,則mgs
▲
(選填“大于”、“小于”或“等于”)小車動能的變化;參考答案:(1)A
(2)7.50(3)大于13.質(zhì)量為0.4kg的小球甲以速度3m/s沿光滑水平面向右運動,質(zhì)量為4kg的小球乙以速度5m/s沿光滑水平面向左運動,它們相碰后,甲球以速度8m/s被彈回,求此時乙球的速度大小為
m/s,方向
。參考答案:3.9,水平向左
三、簡答題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.(選修3-4模塊)(6分)如圖所示,紅光和紫光分別從介質(zhì)1和介質(zhì)2中以相同的入射角射到介質(zhì)和真空的界面,發(fā)生折射時的折射角也相同。請你根據(jù)紅光在介質(zhì)1與紫光在介質(zhì)2的傳播過程中的情況,提出三個不同的光學物理量,并比較每個光學物理量的大小。參考答案:答案:①介質(zhì)1對紅光的折射率等于介質(zhì)2對紫光的折射率;②紅光在介質(zhì)1中的傳播速度和紫光在介質(zhì)2中的傳播速度相等;③紅光在介質(zhì)1中發(fā)生全反射的臨界角與紫光在介質(zhì)2中發(fā)生全反射的臨界角相等。(其它答法正確也可;答對每1條得2分,共6分)15.(8分)(1)美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池,它是采用銅和放射性同位素鎳63(Ni)兩種金屬作為長壽命電池的材料,利用鎳63(Ni)發(fā)生一次β衰變成銅(Cu),同時釋放電子給銅片,把鎳63(Ni)和銅片做電池兩極,鎳63(Ni)的衰變方程為 。(2)一靜止的質(zhì)量為M的鎳核63(Ni)發(fā)生β衰變,放出一個速度為v0,質(zhì)量為m的β粒子和一個反沖銅核,若鎳核發(fā)生衰變時釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為β粒子和銅核的動能。求此衰變過程中的質(zhì)量虧損(虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比可忽略不計)。參考答案:解析:(1);(2)設(shè)衰變后銅核的速度為v,由動量守恒
①由能量方程
②由質(zhì)能方程
③解得
④點評:本題考查了衰變方程、動量守恒、能量方程、質(zhì)能方程等知識點。四、計算題:本題共3小題,共計47分16.跳臺滑雪是勇敢者的運動,它是利用依山勢特別建造的跳臺進行的。運動員穿著專用滑雪板,不帶雪杖在助滑路上獲得高速后水平飛出,在空中飛行一段距離后著陸。這項運動極為壯觀。設(shè)一位運動員由山坡頂?shù)腁點沿水平方向飛出,到山坡上的B點著陸。如圖所示,已知運動員水平飛出的速度為v0=20m/s,山坡傾角為θ=37°,山坡可以看成一個斜面。(g=10m/s2,sin37o=
0.6,cos37o=
0.8)求(1)運動員在空中飛行的時間t(2)AB間的距離s
參考答案:
(1)設(shè)A到B的豎直高度為,有,……1分A到B的水平距離為,有,……1分幾何關(guān)系,,……1分得?!?分(2)有……1分所以,……1分
17.如圖所示,在光滑絕緣的水平面上固定著兩對幾何形狀完全相同的平行金屬板PQ和MN,P、Q與M、N四塊金屬板相互平行地豎直地放置.已知P、Q之間以及M、N之間的距離都是d=0.2m,極板本身的厚度不計,極板長均為L=0.2m,板間電壓都是U=6V且P板電勢高.金屬板右側(cè)邊界以外存在豎直向下的勻強磁場,磁感應強度B=5T,磁場區(qū)域足夠大.現(xiàn)有一質(zhì)量,電量q=-2×10-4C的小球在水平面上以初速度=4m/s從平行板PQ間左側(cè)中點O1沿極板中線射入.(1)試求小球剛穿出平行金屬板PQ的速度;(2)若要小球穿出平行金屬板PQ后,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)射入平行金屬板MN中,且在不與極板相碰的前提下,最終從極板MN的左側(cè)中點O2沿中線射出,則金屬板Q、M間距離是多少?參考答案:18.如圖所示,隧道是高速公路上的特殊路段也是事故多發(fā)路段之一。某日,一轎車A因故恰停在隧道內(nèi)離隧道入口d=50m的位置。此時另一轎車B正以v0=90km/h的速度勻速向隧道口駛來,轎車B的駕駛員在進入隧道口時,才發(fā)現(xiàn)停在前方的轎車A并立即采取制動措施。假設(shè)該駕駛員反應時間t1=0.57s,轎車制動系統(tǒng)響應時間(開始踏下制動踏板到實際制動)t2=0.03s,轎車制動時制動力恒為自身重力的0.75倍,g取10m/s2。(1)試通過計算說明該轎車B會不會與停在前面的轎車A相撞?(2)若會相撞,那么撞前瞬間轎車B速度大小為多少?若不會相撞,那么停止時與轎車A的距離為多少?
參考答案:解:(1)轎車B在實際制動前做勻速直線運動,設(shè)其發(fā)生的位移為s2,由題意可知:s1=v0(t1+t2)
2分
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