山西省忻州市保德縣窯洼鄉聯校2023年高三物理上學期期末試題含解析一、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.(多選題)如圖所示，某同學用硬塑料管和一個質量為m的鐵質螺絲帽研究勻速圓周運動，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并在水平方向做半徑為r的勻速圓周運動，則只要運動角速度合適，螺絲帽恰好不下滑，假設螺絲帽與塑料管間的動摩擦因數為μ，認為最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力．則在該同學手轉塑料管使螺絲帽恰好不下滑時，下述分析正確的是()A．螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡B．螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外，背離圓心C．此時手轉動塑料管的角速度ω＝D．若桿的轉動加快，螺絲帽有可能相對桿發生運動參考答案：AC2.關于分子動理論，下列說法正確的是A.氣體擴散的快慢與溫度無關B.布朗運動是液體分子的無規則運動C.分子間同時存在著引力和斥力D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大參考答案：CA、擴散的快慢與溫度有關，溫度越高，擴散越快，故A錯誤；B、布朗運動為懸浮在液體中固體小顆粒的運動，不是液體分子的熱運動，固體小顆粒運動的無規則性，是液體分子運動的無規則性的間接反映，故B錯誤；C、分子間斥力與引力是同時存在，而分子力是斥力與引力的合力，分子間的引力和斥力都是隨分子間距增大而減?。划敺肿娱g距小于平衡位置時，表現為斥力，即引力小于斥力，而分子間距大于平衡位置時，分子表現為引力，即斥力小于引力，但總是同時存在的，故C正確，D錯誤。點睛：本題考查了布朗運動、擴散以及分子間的作用力的問題；注意布朗運動和擴散都說明了分子在做永不停息的無規則運動，都與溫度有關；分子間的斥力和引力總是同時存在的。3.兩個質量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入圓形勻強磁場區域，其運動軌跡如圖．若不計粒子的重力，則下列說法正確的是

A．a粒子帶正電，b粒子帶負電

B．a粒子在磁場中所受洛倫茲力較大

C．b粒子動能較大

D．b粒子在磁場中運動時間較長參考答案：C4.如圖所示，一個輕質光滑的滑輪（半徑很小）跨在輕繩ABC上，滑輪下掛一個重為G的物體。今在滑輪上加一個水平拉力，使其向右平移到繩BC部分處于豎直、AB部分與天花板的夾角為60o的靜止狀態，則此時水平拉力的大小為：A．

B．

C．

D．

參考答案：A5.用一單色光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果A．增大入射光的強度，光電子的最大初動能增大B．減小入射光的強度，就可能沒有光電子逸出了C．增大入射光的頻率，逸出的光電子數目一定增多D．減小入射光的頻率，就可能沒有光電子逸出了參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.26．一輛汽車從靜止開始勻加速開出，然后保持勻速運動，最后勻減速運動直到停止。從汽車開始運動起計時，下表給出了某些時刻汽車的瞬時速度。根據表中的數據通過分析、計算可以得出，汽車加速運動經歷的時間為

s，汽車全程通過的位移為

m。時刻（s）1.02.03.05.07.09.510.5速度（m/s）3.06.09.012129.03.0參考答案：4.0

967.某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律，請回答下列有關此實驗的問題：(1)該同學在實驗前準備了圖甲中所示的實驗裝置及下列輔助器材：其中不必要的器材是_______（填代號）．A

交流電源、導線

B.

天平（含配套砝碼）

C.

秒表

D.

刻度尺

E.

細線、砂和小砂桶(2)打點計時器在小車拖動的紙帶上打下一系列點跡，以此記錄小車的運動情況．其中一部分紙帶上的點跡情況如圖2所示，已知打點計時器打點的時間間隔為0.02s，測得A點到B、C點的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.69cm，小車做勻加速直線運動的加速度a=______m/s2.（結果保留三位有效數字）(3)在驗證“質量一定，加速度a與合外力F的關系”時，某學生根據實驗數據作出了如圖3所示的a-F圖象，其中圖線不過原點的原因是_______，圖線在末端彎曲的原因是_____________．參考答案：

(1).C

(2).1.71

(3).木板角度太大，平衡摩擦力過度

(4).砂和砂桶的質量太大【詳解】(1)[1]在實驗中，打點計時器可以測量時間，所以不需要秒表．上述器材中不必要的為C．(2)[2]因為計數點間時間間隔T=0.1s；根據△x=aT2得：(3)[3]由圖象可知小車的拉力為0時，小車的加速度大于0，說明合外力大于0，說明平衡摩擦力過度，即木板與水平面的夾角太大．

[4]該實驗中當小車的質量遠大于砂和小砂桶質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砂和小砂桶的總重力大??；隨著砂和小砂桶質量增大，細線對小車的拉力大小小于砂和小砂桶的總重力大小，因此會出現較大誤差，圖象會產生偏折現象．8.加速度與物體質量、物體受力的關系”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個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離．該小車的加速度a＝______m/s2.(結果保留兩位有效數字)

(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的實驗數據如下表：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請根據實驗數據在圖中作出a－F的關系圖象．(3)根據提供的實驗數據作出的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所受合外力為砝碼盤和砝碼的總重力，而表中數據漏計了砝碼盤的重力，導致合力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.在“驗證牛頓運動定律”實驗中，所用的實驗裝置如圖所示。在調整帶滑輪木板的傾斜程度時，應使小車在不受牽引力時能拖動紙帶沿木板勻速運動。小車的質量為M，盤和盤中重物的總質量為m，保持M不變，研究小車的加速度與力的關系時，在

條件下，mg近似等于小車運動時所受的拉力。實驗中打出的一條紙帶如下圖所示，紙帶上相鄰兩個計數點之間有四個實際點未畫出，已知交流電頻率為50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，則打該紙帶時小車的加速度大小為

m/s2(保留兩位有效數字)參考答案：m<<M，1.0以整體為研究對象有mg=（m+M）a，解得，以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma顯然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和重物的總重力。利用紙帶及已知數據結合勻變速直線運動的推論△x=aT2求加速度。10.一個質量為m的氫氣球下方通過細繩懸掛一個質量為2m的小球，以速度v勻速上升，它們的總動量為_______；若某一時刻細繩斷裂，過了一段時間后小球的速度恰好為零，此時氫氣球的動量為_________。（設整個過程中兩物體受空氣作用力、重力不變）參考答案：3mv，3mv11.做自由落體運動的小球，落到A點時的瞬時速度為20m/s，則小球經過A點上方12．8m處的瞬時速度大小為12m/s，經過A點下方25m處的瞬時速度大小為

．（取g=10m／s2）參考答案：12.如圖所示，質量為50g的小球以12m/s的水平速度拋出，恰好與傾角為37o的斜面垂直碰撞，則此過程中重力的功為

J，重力的沖量為

N·s。參考答案：

6.4

0.8小球做平拋運動，只有重力做功，與斜面碰撞時的速度，故；與斜面碰撞時的豎直分速度，代入題給數據即可解答。13.如圖所示，半圓形玻璃磚半徑為8cm，使直徑AB垂直于屏幕并接觸于B點，當激光束a以i＝30°的入射角射向玻璃磚的圓心O時，在屏幕上M點出現光斑，測得M到B的距離為8cm。則玻璃磚的折射率為________。要使激光束不能從AB面射出，則入射角i至少應為___________。參考答案：

(1).

(2).45°【分析】先根據幾何關系求解光線的折射角，然后根據折射定律求解折射率；要使激光束不能從AB面射出，則入射角大于臨界角，根據求解臨界角.【詳解】因MB=OB=8cm，可知折射角為r=450，根據光的折射定律可得：；臨界角，可得C=450，即要使激光束不能從AB面射出，則入射角i至少應為450.三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.內表面只反射而不吸收光的圓筒內有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示．若使點光源向右半邊發出的光最后全被黑球吸收，則筒的內半徑r最大為多少？參考答案：自S作球的切線S?，并畫出S經管壁反射形成的虛像點，及由畫出球面的切線N，如圖1所示，由圖可看出，只要和之間有一夾角，則筒壁對從S向右的光線的反射光線就有一部分進入球的右方，不會完全落在球上被吸收．由圖可看出，如果r的大小恰能使與重合，如圖2，則r?就是題所要求的筒的內半徑的最大值．這時SM與MN的交點到球心的距離MO就是所要求的筒的半徑r．由圖2可得??????????

（1）由幾何關系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.（6分）小明在有關媒體上看到了由于出氣孔堵塞，致使高壓鍋爆炸的報道后，給廠家提出了一個增加易熔片（熔點較低的合金材料）的改進建議?，F在生產的高壓鍋已普遍增加了含有易熔片的出氣孔（如圖所示），試說明小明建議的物理道理。參考答案：高壓鍋一旦安全閥失效，鍋內氣壓過大，鍋內溫度也隨之升高，當溫度達到易熔片的熔點時，再繼續加熱易熔片就會熔化，鍋內氣體便從放氣孔噴出，使鍋內氣壓減小，從而防止爆炸事故發生。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖甲所示，長為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質量為1kg的滑塊（大小不計），從A處由靜止開始受水平向右的力F作用，F的大小隨位移變化的關系如圖乙所示，滑塊與AB間的動摩擦因數為μ=0.25，與BC間的動摩擦因數未知，取g=10m/s2．求：（1）滑塊到達B處時的速度大小；（2）滑塊在水平軌道AB上運動前2m過程所用的時間；（3）若到達B點時撤去力F，滑塊沿半圓弧軌道內側上滑，并恰好能到達最高點C，則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少？參考答案：解：（1）對滑塊從A到B的過程，由動能定理得：F1x1﹣F3x3﹣μmgx=mvB2即：20×2J﹣10×1J﹣0.25×1×10×4J=×1×vB2，得：vB=2m/s．（2）在前2m內，有：F1﹣μmg=ma，且x1=at12，解得：t1=s．（3）當滑塊恰好能到達最高點C時，應用：mg=m對滑塊從B到C的過程，由動能定理得：W﹣mg×2R=mvC2﹣mvB2代入數值得W=﹣5J，即克服摩擦力做的功為5J．答：（1）滑塊到達B處時的速度大小2m/s（2）滑塊在水平軌道AB上運動前2m過程所用的時間為s（3）滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是5J【考點】動能定理的應用；牛頓第二定律．【分析】（1）對滑塊從A到B的過程作為研究的過程，運用動能定理求出滑塊到達B處時的速度大?。?）根據牛頓第二定律求出滑塊在水平軌道AB上運動前2m過程中加速度，根據運動學公式求出運動的時間．（3）滑塊沿半圓弧軌道內側上滑，并恰好能達到最高點C，知最高點彈力為零，根據牛頓第二定律求出臨界的速度，根據動能定理求出滑塊在半圓軌道上克服摩擦力所做的功．17.如圖所示，質量M=kg的木塊A套在水平桿上，并