2022-2023学年北京同文中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年北京同文中学高三物理下学期期末试卷
含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为，静止轨道卫星的高度约为。

下列说法正确的是
（）
A．中轨道卫星的线速度大于7.9km/s
B．静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度
C．静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期
D．静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度
参考答案：
2. 古时有“守株待兔”的寓言。

假设兔子质量约为2kg，以10m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1m/s，设兔子与树的作用时间为0.1s。

下列说法正确的是
①树对兔子的平均作用力大小为180N
②树对兔子的平均作用力大小为220N
③兔子动能变化量为－99J
④兔子动能变化量为－101J
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
参考答案：
C
【详解】选初速度方向为正向，由动量定理：Ft=mv2-mv1，代入数据求得：F=-220N.
动能的变化量：代入数据求得：△E k=-99J.
故C正确，A、B、D错误.故选C.
3. （多选）如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受安培力作用的是（）
．B．C．D．
参考答案：
壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使A不下落，则圆筒转动的角速度ω至
少为（）
A. B.C. D
参考答案：
D
5. （多选题）如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）
A．人拉绳行走的速度为vcosθB．人拉绳行走的速度为
C．船的加速度为D．船的加速度为
参考答案：
AC
【考点】运动的合成和分解；牛顿第二定律．
【分析】绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动．根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度，及船的加速度．
【解答】解：A、船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度．如右上图所示根据平行四边形定则有，v人=vcosθ．故A正确，B错误．
C、对小船受力分析，如左下图所示，则有Fcosθ﹣f=ma，因此船的加速度大小为
，故C正确，D错误；
故选：AC．
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. (4分)如图所示，两平行板间为匀强电场，场强方向与板垂直，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿与板平行的方向射入电场中，P从两极板正中射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在上板的同一点上，不计重力，则它们所带的电荷量之比，从开始射入到打到上板的过程中，它们的电势能减小量之比。

参考答案：
答案：1：2 l：4
7. 某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：
①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满
足，便可验证动能定理．
②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，
0)处，原因
是。

(2)现有一根长约20m的金属丝，其横截面直径约lmm，金属丝的电阻率为5×10-3Ω·m。

一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V 的电源。

另有如下器材供选择：
A．量程为0—0.6A，内阻约为2Ω的电流表
B．量程为0—3A，内阻约为0.1Ω的电流表
c．量程为0—6V，内阻约为4kΩ的电压表
D．量程为0—15V，内阻约为50kΩ的电压表
E．阻值为0—10Ω．额定电流为lA的滑动变阻器
F．阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器
①以上器材应选用．(填写器材前的字母)
②用笔画线代替导线，将如图所示实验电路连接完整．
③闭合开关后，发现电流表示数不为零，而电压表示数为零．为检测电压表的好坏，该同学拆下电压表．用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的接线柱(填“正”或“负”)；如果电压表完好，将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查．
参考答案：
（1）①x2与H成正比②滑块需要克服阻力做功
（2）①ACE②实验电路连接如图所示。

③正连接电压表与金属丝的两根导线是否断路
（1）若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动
规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。

（2）由电阻定律可估算出该金属丝的电阻大约为100Ω，电流表选择量程为0—0.6A电流表，电压表选择量程为0—6V的电压表；选择阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器。

用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的—正接线柱。

将电压表正确接人电路后，电压表示
数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查连接电压表与金属丝的两根导线是否断路。

8. A.两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若运行线速度之比是v1∶v2＝1∶2，则它们运行的轨道半径之比为__________，所在位置的重力加速度之比为[jf21] __________。

参考答案：
4∶1，1∶16
9. 如图所示是两个相干波源发出的水波，实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅都为10cm，C点为AB连线的中点．图中A、B、C、D、E五个点中，振动减弱的点是
DE ，从图示时刻起经过半个周期后，A点的位移为﹣20 cm．（规定竖直向上为位移的正方向）
参考答案：
10. 带电量为C的粒子先后经过电场中的A 、B 两点，克服电场力做功
J ，已知B 点电势为50V ，则（l
）A、B间两点间的电势差是
V；（2）A点的电势V；（3）电势能的变化
J；（4）把电量为C的电荷放在A点的电势能
J．
参考答案：
（1）V；（2）V；（3）J；（4）
11. ．2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343km的轨道实现自动对接。

神舟八号飞船远地点处圆轨道速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）近地点处圆轨道速度；假设神舟八号在近圆轨道做匀速圆周运动时，离地高度为H，地球表面重力加速度为g、地球半径为R，则神舟八号的运行速度为。

参考答案：
小于
12. （5分）地核的体积约为整个球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34％。

经估算，地核的地平均密度为_______________kg/m3。

(结果取两位有效数字)
参考答案：
答案：1.2×104
13. 一只标有“18V，10W”的灯泡，正常工作时的电阻为Ω；若用多用电表的欧姆档来测量这只灯泡的电阻，则测出的阻值应（填“大于”、“等于”或“小于”）正常工作时的电阻。

参考答案：
32.4Ω，小于
三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. （简答）如图13所示,滑块A套在光滑的坚直杆上,滑块A通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B又与一轻质弹贊连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上,’开始用手托住物块.使绳子刚好伸直处于水平位位置但无张力。

现将A由静止释放.当A下滑到C点时(C 点图中未标出)A的速度刚好为零，此时B还没有到达滑轮位置，已知弹簧的劲度系数k=100N/m ,滑轮质量和大小及摩擦可忽略不计，滑轮与杆的水平距离L=0.3m,AC距离为
0.4m，m B=lkg,重力加速度g=10 m/s2。

试求：
(1)滑'块A的质量m A
(2)若滑块A质量增加一倍,其他条件不变，仍让滑块A从静止滑到C点,则滑块A到达C
点时A、B的速度大小分别是多少？
参考答案：
（1）（2）（3），
功能关系．
解析：（1）开始绳子无张力，对B分析有kx1=m B g，
解得：弹簧的压缩量x1=0.1m（1分）
当物块A滑到C点时，根据勾股定理绳伸出滑轮的长度为0.5 m，则B上升了0.2m,所以弹簧又伸长了0.1m。

（1分）
由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，又弹簧伸长量与压缩量相等则弹性势能变化量为零
所以m A gh1=m B gh2（2分）
其中h1=0.4m，h2=0.2m
所以m A=0.5kg（1分）
（2）滑块A质量增加一倍，则m A=1kg，令滑块到达C点时A、B的速度分别为v1和v2 由A、B及弹簧组成的系统机械能守恒得
（2分）
又有几何关系可得AB的速度关系有 v A cosθ=v B（1分）
其中θ为绳与杆的夹角且cosθ=0.8
解得：（1分）
（1分）
（1）首先由物体静止条件求出弹簧压缩的长度，再根据几何知识求出物体B上升的距离，从而可求出弹簧伸长的长度，然后再根据能量守恒定律即可求解物体A的质量；题（2）的关键是根据速度合成与分解规律求出物体B与A的速度关系，然后再根据能量守恒定律列式求解即可．
15. （12分）位于处的声源从时刻开始振动，振动图像如图，已知波在空气中传播的速度为340m/s，则：
（1）该声源振动的位移随时间变化的表达式为mm。

（2）从声源振动开始经过s，位于x=68m的观测者开始听到声音。

（3）如果在声源和观测者之间设置一堵长为30m，高为2m，吸音效果良好的墙，观测者能否听到声音，为什么？
参考答案：
答案：（1）（4分）；（2）（4分）0.2；（3）（4分）能。

因为声波的波长与障碍物的高度差不多，可以发生明显的衍射现象，所以，观察者能够听到声音。

四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. （16分）如图甲所示,在边界OO′左侧区域有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向水平向外。

右侧水平放置长为L、相距为d 的平行金属板M、N,M 板左端紧靠磁场边界,磁场边界上O点与N 板在同一水平面上,边界OO′与水平面的夹角为45°,O1O2为平行板的中线,在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向)。

某时刻从O点竖直向上同时发射两个质量均为m、电量均为+q 的粒子a和b,初速度不同.粒子a在图乙中的t T/4 时刻,从O1点进入板间电场运动,并从O2点射出板间电场；粒子b 恰好紧靠
M 板左端进入电场,已知交变电场周期T ,不计粒子重力和粒子间的相互作用。

(1)求粒子a、b 从O 点射出时的初速度v a和v b。

(2)粒子b 能穿出板间电场,求电场强度大小E0 满足的条件。

(3)若粒子b 刚好能穿出板间电场,求粒子b 穿过板间电场过程中电场力做的功W。

参考答案：
17. 某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示
的v－t图象，已知小车在0～2 s内做匀加速直线运动，2～10 s内小车牵引力的功率保持不变，在10 s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m＝1 kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：
(1)小车所受的阻力Ff是多大？
(2)在2～10 s内小车牵引力的功率P是多大？
(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少？
参考答案：
(3)小车的加速运动过程可以分为0～2 s和2 s～7 s两段，设对应的位移分别为x1和x2，在0～2 s内的加速度大小为a1，则由图象可得a1＝2 m/s2 （1分）
x1＝a1t x1＝4 m （1分）
在2 s～7 s内由动能定理可得
P(t2－t1)－Ffx2＝mv－mv （1分）
解得x2＝25 m （1分）
x＝x1＋x2x＝29 m （1分）ks5u
18. 如图所示，在倾角的斜坡上有一人，前方有一动物沿斜坡匀速向下奔跑，速度v=15m/s，在二者相距L=30m时，此人以速度v0水平抛出一石块，击打动物，人和动物都
可看成质点（已知sin=0.6,g=10m/s2 ）
(1)若动物在斜坡上被石块击中，求v0的大小；
（2）若动物离斜坡末端较近，设其在水平面上匀速运动速度的大小与其在斜面上的相同，试分析该动物在水平面上被石块击中的情况下，人抛石的速度v0取值范围。

参考答案：
（1）20m/s；（2）20m/s＜v0≤55 m/s解析：（1）设过程中石块运动所需时间为t对于动物：运动的位移：
对于石块：竖直方向：
水平方向：
代入数据，由以上三式可得：
（2）要分析这种情况下人抛石块的速度取值范围可以使用特殊值法：假设动物开始时在斜面的底端，则：
对动物：
对于石块：竖直方向：
水平方向：
代入数据，由以上三式可得：v=55m/s
所以此种情况下，石块的速度应：20m/s＜v0≤55m/s。