2022-2023学年河南省洛阳市孟津县第一中学高三物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年河南省洛阳市孟津县第一中学高三物理上学期期末试题含解析一、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. 关于物体的运动，不可能发生的是（）A. 加速度大小逐渐减小，速度也逐渐减小B. 加速度方向不变，而速度方向改变C. 加速度和速度都在变化，加速度最大时，速度最小D. 加速度为零时，速度的变化率最大参考答案：DA项：当加速度的方向与速度方向相反,加速度逐渐减小,则速度逐渐减小.所以A选项是可能的.B项：加速度的方向不变,速度方向可能改变,比如平抛运动.所以B选项是可能的C项：加速度和速度都在变化,加速度最大时,速度可能最小.比如,做加速度逐渐减小的变加速直线运动,加速度最大时,速度最小.所以C选项是可能的D项：加速度为零时,速度变化率为零.故D是不可能的综上所述本题答案是：D2. 质点仅在恒力的作用下，由O点运动到点的轨迹如图所示，在点时速度的方向与x轴平行，则恒力的方向可能沿（）A．x轴正方向B．x轴负方向C．y轴正方向D．y轴负方向参考答案：D3. 放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子（）A．原来是原子的外层电子B．原来是原子的内层电子C．是在原子核内的质子转化为中子时产生的D．是在原子核内的中子转化为质子时产生的参考答案：D【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】本题较简单，根据β衰变的本质来判断即可．【解答】解：在β衰变中，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子和一个反中微子，故ABC错误，D正确；故选：D4. 飞机在飞行时受到的空气阻力与速率的平方成正比，若飞机以速率v匀速飞行时，发动机的功率为P，则当飞机以速率n v匀速飞行时，发动机的功率为( )A.2nPB.n3PC.n2PD.nP参考答案：B5. （单选）太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆;各行星的半径、日星跟离和质量如下表所示:则根据所学的知识可以判断以下说法中正确的是A.太阳系的八大行星中，海王星做圆周运动的速率最大B.太阳系的八大行星中，水星做圆周运动的周期最大C.如果已知地球的公转周期为1年，万有引力常量G = 6. 67 x N·/，再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量D.如果已知万有引力常量G = 6. 67 x N·/，并忽略地球的自转，利用地球的半径以及地球表面的重力加速度g=10 m/,则可以求出太阳的质量参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 右图为小车做直线运动的s－t图，则小车在BC段做______运动，图中B点对应的运动状态的瞬时速度大小是______m/s。

参考答案：匀速 1.6-2.17. （4分）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。

彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的。

光的折射发生在两种不同介质的上，不同的单色光在同种均匀介质中不同。

参考答案：界面，传播速度8. 图甲所示电路称为惠斯通电桥，当通过灵敏电流计G的电流Ig=0时，电桥平衡，可以证明电桥的平衡条件为：．图乙是实验室用惠斯通电桥测量未知电阻Rx的电路原理图，其中R是已知电阻，S是开关，G是灵敏电流计，AC是一条粗细均匀的长直电阻丝，D是滑动头，按下D时就使电流计的一端与电阻丝接通，L是米尺．（1）操作步骤如下：闭合开关，把滑动触头放在AC中点附近，按下D，观察电流表指针的偏转方向；向左或向右移动D，直到按下D时，电流表指针_____________(填：满偏、半偏或不偏转)；用刻度尺量出AD、DC的长度l1和l2；(2) 写出计算Rx的公式:RX=______________(3)如果滑动触头D从A向C移动的整个过程中，每次按下D时，流过G的电流总是比前一次增大，已知A、C间的电阻丝是导通的，那么，电路可能在断路了．参考答案：9. A，B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图），在相同的时间内，它们通过的路程之比是4:3,运动方向改变的角度之比是3:2，则它们（）A. 线速度大小之比为3:4B. 角速度大小之比为3:4C. 圆周运动的半径之比为8:9D. 向心加速度大小之比为1:2参考答案：C【详解】A.线速度，A、B通过的路程之比为4：3，时间相等，则线速度之比为4：3，故A错误。

B.角速度，运动方向改变的角度等于圆周运动转过的角度，A、B转过的角度之比为3：2，时间相等，则角速度大小之比为3：2，故B错误。

C.根据v=rω得，圆周运动的半径线速度之比为4：3，角速度之比为3：2，则圆周运动的半径之比为8：9，故C正确。

D..根据a=vω得，线速度之比为4：3，角速度之比为3：2，则向心加速度之比为2：1，故D错误。

10. 用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律。

①某同学通过实验得到如图（b）所示的a—F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时。

图中a0表示的是时小车的加速度。

②某同学得到如图（c）所示的纸带。

已知打点计时器电源频率为50Hz． A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。

= cm。

由此可算出小车的加速度a = m/s2（保留两位有效数字）。

参考答案：①长木板的倾角过大（2分，能答到这个意思即可）；未挂砂桶（2分）。

②1.80（2分，填1.8也可）； 5.0m/s2（2分）11. 如图所示，放在水平圆盘上质量为0.5kg的小物块，离转轴距离0.2m。

当小物块随圆盘一起以2rad/s的角速度做匀速圆周运动时，其受到静摩擦力的大小为▲ N．参考答案：12. 做平抛运动的物体可以分解成水平方向上的运动和竖直方向上的运动．物体在水平方向上的速度为，竖直方向上的速度为．参考答案：匀速直线，自由落体，v0，gt．【考点】平抛运动．【分析】根据平抛运动水平方向和竖直方向上的受力情况判断物体的运动规律，再由分速度公式求解．【解答】解：平抛运动在水平方向上不受力，有初速度，根据牛顿第一定律知，物体在水平方向上做匀速直线运动．竖直方向上，物体仅受重力，初速度为零，所以竖直方向上做自由落体运动．物体在水平方向上的速度为v x=v0，竖直方向上的速度为v y=gt故答案为：匀速直线，自由落体，v0，gt．13. 某人站在高楼的平台边缘，以20m/s的初速度竖直向上抛出一石子，不考虑空气阻力，g取，则石子抛出后通过抛出点下方20m处所需的时间为________________s。

参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究，他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的．我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨，能导电．某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：①根据表格中数据画出铅笔芯伏安特性曲线，求得铅笔芯的电阻为Ω．A．电流表A1(量程0.6 A，内阻约为1.0 Ω)B．电流表A2(量程3 A，内阻约为0.1 Ω)C．电压表V1(量程3 V，内阻3 kΩ)D．电压表V2(量程15 V，内阻15 kΩ)E．滑动变阻器R1（阻值0～10 Ω，额定电流2 A）F．滑动变阻器R2（阻值0～2 kΩ，额定电流0.5 A）除长约14 cm的中华绘图2B铅笔芯、直流电源E（电动势6 V、内阻很小）、开关和带夹子③在虚线方框中画出实验电路图．参考答案：（1）①作图4.0Ω②ACE（2分）③如图所示15. 我校某探究性学习小组欲验证“动能定理”，他们组装了如图1所示的装置．试回答：（1）请写出图中A、B、C的名称．A、沙和沙桶；B滑块；C打点计时器．为完成该实验，除图示器材外还有学生电源、导线、复写纸、足量的细沙，天平另外还需要刻度尺．（2）为达成实验要求，要保证沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；实验时为保证细线拉力为滑块的合外力首先要做的步骤平衡摩擦力．（3）在满足（2）的条件下，该小组此次实验打出了一条理想纸带，图2是用刻度尺测量的理想纸带的中间部分示数．某同学要选用1、5两点来验证动能定理，需要验证的表达式（已知拉力F，相邻计数点的时间为t，滑块质量M）F（s5﹣s1）=﹣（请用题给字母表示）．（4）在图3中，纵坐标表示上述纸带的1、2、3、4、5等点分别对0点的速度平方之差，横坐标表示1、2、3、4、5等点对0点的位移．现已知滑块的质量M=0.4kg，则沙和沙桶的质量m=0.01kg（g=10m/s2）．参考答案：解：（1）根据题意本实验的原理及实验器材，所以B为滑块，C为打点计时器，需要测量滑块的位移，所以还缺少的器材是刻度尺．（2）根据牛顿第二定律可知当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力．（3）在1、5两点间，根据动能定理实验要验证的表达式为：F（s5﹣s1）=﹣而根据匀变速直线运动的推论得知，v1=，v5=综合上述两式可知：F（s5﹣s1）=﹣（4）据运动学公式：v2=2as 可知，a===0.25m/s2又因为：mg=Ma所以：m===0.01Kg故答案为：（1）滑块；打点计时器；刻度尺；（2）平衡摩擦力；（3）F（s5﹣s1）=﹣；（4）0.01．四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，在xoy坐标系内存在一个以（a，0）为圆心、半径为a的圆形磁场区域，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B．另在y轴右侧有一方向向左的匀强电场，电场强度大小为E，分布于y≥a的范围内．O点为质子源，其出射质子的速度大小相等、方向各异，但质子的运动轨迹均在纸面内．已知质子在磁场中的偏转半径也为a，设质子的质量为m、电量为e，重力及阻力忽略不计．求：（1）出射速度沿x轴正方向的质子，到达y轴所用的时间；（2）出射速度与x轴正方向成30°角（如图中所示）的质子，到达y轴时的位置；（3）质子到达y轴的位置坐标的范围．参考答案：解：（1）质子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力得：evB=即：v=出射速度沿x轴正方向的质子，经圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场，在磁场中运动的时间为：t1===质子进入电场后做类平抛运动，沿电场方向运动a后到达y轴，由匀变速直线运动规律有：a=即：故所求时间为：t=t1+t2=+（2）质子转过120°角后离开磁场，再沿直线到达图中P点，最后垂直电场方向进入电场，做类平抛运动，并到达y轴，运动轨迹如图中所示．由几何关系可得P点距y轴的距离为：x1=a+asin30°=1.5a设在电场中运动的时间为t3，由匀变速直线运动规律有：x1=即t3=质子在y轴方向做匀速直线运动，到达y轴时有：y1=vt3=Ba所以质子在y轴上的位置为：y=a+y1=a+Ba（3）若质子在y轴上运动最远，应是质子在磁场中沿右边界向上直行，垂直进入电场中做类平抛运动，此时x′=2a质子在电场中在y方向运动的距离为：y2=2Ba质子离坐标原点的距离为：y m=a+y2=a+2Ba由几何关系可证得，此题中凡进入磁场中的粒子，从磁场穿出时速度方向均与y轴平行，且只有进入电场中的粒子才能打到y轴上，因此质子到达y轴的位置坐标的范围应是（a，a+2Ba）答：（1）出射速度沿x轴正方向的质子，到达y轴所用的时间为+；（2）出射速度与x轴正方向成30°角（如图中所示）的质子，到达y轴时的位置为a+2Ba；（3）质子到达y轴的位置坐标的范围为（a，a+2Ba）．【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】压轴题；定性思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】（1）质子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力求解速度，质子进入电场后做类平抛运动，沿电场方向运动a后到达y轴，由匀变速直线运动规律求解；（2）质子转过120°角后离开磁场，再沿直线到达图中P点，最后垂直电场方向进入电场，做类平抛运动，并到达y轴，画出运动轨迹，根据几何关系结合运动学基本公式求解；（3）若质子在y轴上运动最远，应是质子在磁场中沿右边界向上直行，垂直进入电场中做类平抛运动，根据运动学基本公式求解质子离坐标原点的距离，再结合几何关系分析即可．17. （20分）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。