2022-2023學年遼寧省朝陽市凌源第一中學高三物理下學期期末試卷含解析一、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.如圖所示，木棒AB可繞B點在豎直平面內轉動，A端被繞過定滑輪吊有重物的水平繩和AC繩拉住，使棒與地面垂直。棒、繩的質量及繩與滑輪的摩擦可忽略。如果把C端拉至離B的水平距離遠一些的C′點，AB仍保持沿豎直方向，裝置仍平衡。那么AC繩對A施加的拉力T和AB棒所受到壓力N的變化情況是（

）（A）T變大、N變小

（B）T變大、N變大（C）T變小、N變小

（D）T變小、N變大參考答案：C2.（多選題）甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其v﹣t圖象如圖所示．已知兩車在t=3s時并排行駛，則（）A．在t=1s時，甲車在乙車后B．在t=0時，甲車在乙車前7.5mC．兩車另一次并排行駛的時刻是t=2sD．甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m參考答案：BD【考點】勻變速直線運動的圖像；勻變速直線運動的速度與時間的關系．【分析】由圖象可知，1到3s甲乙兩車的位移相等，兩車在t=3s時并排行駛，所以兩車在t=1s時也并排行駛；v﹣t圖象的斜率表示加速度，根據圖象可求甲乙兩車的加速度；再根據位移公式和速度公式求解．【解答】解：A．由圖象可知，1到3s甲乙兩車的位移相等，兩車在t=3s時并排行駛，所以兩車在t=1s時也并排行駛，故A錯誤；B．由圖象可知，a甲===10m/s2；a乙===5m/s2；0至1s，x甲=a甲t2=×10×12=5m，x乙=v0t+a乙t2=10×1+×5×12=12.5m，△x=x乙﹣x甲=12.5﹣5=7.5m，即在t=0時，甲車在乙車前7.5m，故B正確；C．由AB分析可知，甲乙兩車相遇時間分別在1s和3s，故C錯誤；D.1s末甲車的速度為：v=a甲t=10×1=10m/s，1到3s，甲車的位移為：x=vt+a甲t2=10×2+×10×22=40m，即甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m，故D正確．故選：BD．3.空間存在一方向豎直向下的勻強電場，O、P是電場中的兩點。從O點沿水平方向以不同速度先后發射兩個質量均為m的小球A、B。A不帶電，B的電荷量為q（q>0）。A從O點發射時的速度大小為v0，到達P點所用時間為t；B從O點到達P點所用時間為。重力加速度為g，求（1）電場強度的大??；（2）B運動到P點時的動能。參考答案：（1）；（2）【詳解】（1）設電場強度的大小為E，小球B運動的加速度為a。根據牛頓定律、運動學公式和題給條件，有mg+qE=ma①②解得③（2）設B從O點發射時的速度為v1，到達P點時的動能為Ek，O、P兩點的高度差為h，根據動能定理有④且有⑤⑥聯立③④⑤⑥式得⑦4.如圖所示，某透明介質的橫截面由半徑為R的的圓和一銳角為的直角三角形構成，一細束激光從圓弧上的A點平行于MP邊射入透明介質，且入射點A與MP的距離，已知該透明介質對激光的折射率。激光第一次射到NP邊時能否射出透明介質？請說明理由。第一次從MP邊射出的激光與MP邊所成的夾角銳角為多大？參考答案：第一次射到NP的光束不能射出透明介質；第一次有MP射出的光線與MP的夾角應為。【詳解】畫出光路圖如圖。由幾何知識得：由，解得：在A點，由折射定律得解得：根據幾何知識可得光線第一次射到NP上時入射角；設介質全反射臨界角為C，則而，可得所以光線NP上發生全反射，不能射出透明介質；光線射到MP上時入射角所以光線第一次由MP射出，由折射定律有

得所以第一次由MP射出的光線與MP間的夾角為。5.（多選）如圖所示，勁度系數為k的輕質彈簧，一端系在豎直放置、半徑為R的光滑圓環頂點P，另一端連接一套在圓環上且質量為m的小球，開始時小球位于A點，此時彈簧處于原長且與豎直方向的夾角為45°，之后小球由靜止沿圓環下滑，小球運動到最低點B時速率為v，此時小球與圓環之間壓力恰好為零。下列分析正確的是(

)A．小球過B點時，彈簧的彈力大小為mg＋B．小球過B點時，彈簧的彈力大小為k(2R-R)C．從A到B的過程中，重力勢能轉化為小球的動能和彈簧的彈性勢能D．從A到B的過程中，重力對小球做的功等于小球克服彈簧彈力做的功參考答案：ABC解析：A、小球在最低點，不受圓環的彈力，故彈簧的彈力與重力一起充當向心力，故有：F-mg=m；

故F=mg+m，故A正確；B、彈簧原長為R，現在彈簧長度為2R，根據胡克定律彈簧彈力F=k(2R-R)，故B正確；C、D、重力做功等于重力勢能的減小量，克服彈力做功等于彈簧彈性勢能的增加量，而重力勢能的減小量等于小球的動能和彈簧的彈性勢能的增加量，所以重力對小球做的功大于小球克服彈簧彈力做的功，故C正確、D錯誤，故選ABC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在探究彈簧振子（如圖在一根輕質彈簧下懸掛質量為m的重物，讓其在豎直方向上振動）振動周期T與物體質量m間的關系的實驗中：(1)如圖，某同學嘗試用DIS測量周期，把彈簧振子掛在力傳感器的掛鉤上，圖中力傳感器的引出端A應接到__________．使重物做豎直方向小幅度振動，當力的測量值最大時重物位于__________．若測得連續N個力最大值之間的時間間隔為t，則重物的周期為__________．(2)為了探究周期T與質量m間的關系，某同學改變重物質量，多次測量，得到了下表中所示的實驗數據。為了得到T與m的明確關系，該同學建立了右下圖的坐標系，并將橫軸用來表示質量m，請在圖中標出縱軸表示的物理量，然后在坐標系中畫出圖線。(3)周期T與質量m間的關系是

參考答案：（1）數據采集器（1分），最低點（1分），（2分）（2）如右圖（2分）（3）振動周期T的平方與重物的質量m成正比。（或者：T2∝m，T2=0.20m，T2=km）（2分）7.（4分）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：30m/s．解：根據得，v=．8.下面（a）（b）（c）實例中，不計空氣阻力：（a）物體沿光滑曲面下滑；（b）物體以一定初速度上拋；（c）物體沿斜面勻速下滑。上述三例中機械能不守恒的是（用字母表示）。若質量為m的物體以0.9g的加速度豎直減速下落h高度，則物體的機械能減少了。參考答案：

C1.9mgh9.一群氫原子處于量子數n=4能級狀態，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發射

種頻率的光子；氫原子由量子數n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是

eV；用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，

金屬能發生光電效應。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1參考答案：6

2.55

銫10.現要驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規律。給定的器材如下：一傾角可以調節的長斜面(如圖)、小車、計時器一個、米尺。(1)填入適當的公式或文字，完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響)

①讓小車自斜面上方一固定點Al從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時間t。

②用米尺測量Al與A2之間的距離s．則小車的加速度a=

。

③用米尺測量A1相對于A2的高度h。所受重力為mg，則小車所受的合外力F=

。

④改變

，重復上述測量。

⑤以h為橫坐標，1/t2為緞坐標，根據實驗數據作圖。如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規律。(2)在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設計的方案是：

①調節斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時A1相對于斜面底端A2的高度h0。

②進行(1)中的各項測量。

③計算與作圖時用（h-h0）代替h。

對此方案有以下幾種評論意見：

A、方案正確可行。

B、方案的理論依據正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動。

C、方案的理論依據有問題，小車所受摩擦力與斜面傾向有關。

其中合理的意見是

。參考答案：11.如圖所示，質量為m的物塊從高h的斜面頂端由靜止開始滑下，最后停止在水平面上B點。若物塊從斜面頂端以初速度v0沿斜面滑下，則停止在水平面的上C點，已知AB=BC，則物塊在斜面上克服阻力做的功為__________。（設物塊經過斜面與水平面交接點處無能量損失）。參考答案：mgh-1/2mv2212.在某一力學實驗中，打出的紙帶如圖所示，相鄰計數點的時間間隔是T。測出紙帶各計數點之間的距離分別為S1、S2、S3、S4，為使由實驗數據計算的結果更精確些，加速度的平均值為a=

；打下C點時的速度vc

。(寫出表達式)參考答案：（2分）

13.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即Uab=Ubc，實線為一帶負電的質點僅在電場力作用下通過該區域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，由此可知，P點電勢小于Q點電勢；帶電質點在P點具有的電勢能大于在Q點具有的電勢能；帶電質點通過P點時的動能小于通過Q點時的動能；帶電質點通過P點時的加速度大于通過Q點時的加速度．（均選填：“大于”，“小于”或“等于”）參考答案：考點：電場線；牛頓第二定律．版權所有分析：作出電場線，根據軌跡彎曲的方向可知，負電荷受力的方向向下，電場線向上．故c的電勢最高；根據推論，負電荷在電勢高處電勢能小，可知電荷在P點的電勢能大；總能量守恒；由電場線疏密確定出，P點場強小，電場力小，加速度小．解答：解：負電荷做曲線運動，電場力指向曲線的內側；作出電場線，根據軌跡彎曲的方向和負電荷可知，電場線向上，故c等勢面電勢最高，則Q點的電勢最高，利用推論：負電荷在電勢高處電勢能小，知道質點在P點電勢能大，只有電場力做功，電勢能和動能之和守恒，故帶電質點在P點的動能與電勢能之和等于在Q點的動能與電勢能之和，P點電勢能大，動能小，等差等勢面的疏密可以表示電場的強弱，P處的等勢面密，所以P點的電場強度大，粒子受到的電場力大，粒子的加速度大．故答案為：小于、大于、小于、大于點評：根據電場線與等勢面垂直，作出電場線，得到一些特殊點（電場線與等勢面交點以及已知點）的電場力方向，同時結合能量的觀點分析是解決這類問題常用方法．三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（2014?宿遷三模）學?？萍脊澤?，同學發明了一個用彈簧槍擊打目標的裝置，原理如圖甲，AC段是水平放置的同一木板；CD段是豎直放置的光滑半圓弧軌道，圓心為O，半徑R=0.2m；MN是與O點處在同一水平面的平臺；彈簧的左端固定，右端放一可視為質點、質量m=0.05kg的彈珠P，它緊貼在彈簧的原長處B點；對彈珠P施加一水平外力F，緩慢壓縮彈簧，在這一過程中，所用外力F與彈簧壓縮量x的關系如圖乙所示．已知BC段長L=1.2m，EO間的距離s=0.8m．計算時g取10m/s2，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．壓縮彈簧釋放彈珠P后，求：（1）彈珠P通過D點時的最小速度vD；（2）彈珠P能準確擊中平臺MN上的目標E點，它通過C點時的速度vc；（3）當緩慢壓縮彈簧到壓縮量為x0時所用的外力為8.3N，釋放后彈珠P能準確擊中平臺MN上的目標E點，求壓縮量x0．參考答案：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．考點： 動能定理的應用；機械能守恒定律．專題： 動能定理的應用專題．分析： （1）根據D點所受彈力為零，通過牛頓第二定律求出D點的最小速度；（2）根據平拋運動的規律求出D點的速度，通過機械能守恒定律求出通過C點的速度．（3）當外力為0.1N時，壓縮量為零，知摩擦力大小為0.1N，對B的壓縮位置到C點的過程運用動能定理求出彈簧的壓縮量．解答： 解：（1）當彈珠做圓周運動到D點且只受重力時速度最小，根據牛頓第二定律有：mg=解得．v==m/s（2）彈珠從D點到E點做平拋運動，設此時它通過D點的速度為v，則s=vtR=gt從C點到D點，彈珠機械能守恒，有：聯立解得v=代入數據得，V=2m/s（3）由圖乙知彈珠受到的摩擦力f=0.1N，根據動能定理得，且F1=0.1N，F2=8.3N．得x=代入數據解得x0=0.18m．答：（1）彈珠P通過D點時的最小速度為；（2）通過C點時的速度為m/s；（3）壓縮量為0.18m．點評： 本題考查了動能定理、機械能守恒定律、牛頓第二定律的綜合，涉及到圓周運動和平拋運動，知道圓周運動向心力的來源，以及平拋運動在豎直方向和水平方向上的運動規律是解決本題的關鍵．15.（2013?黃岡模擬）某種材料的三棱鏡截面ABC如圖所示，底邊BC水平且鍍銀，其中∠A=90°，∠B=60°，一束豎直向下的光束從AB邊上的M點入射，經過BC面反射后，從AC邊上的N點平行于BC邊射出，且MN連線平行于BC．求：（Ⅰ）光線在M點的折射角；（Ⅱ）三棱鏡的折射率．（可用根式表示）參考答案：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．考點： 光的折射定律．專題： 光的折射專題．分析： （Ⅰ）由幾何知識求出光線在M點的入射角和折射角．（Ⅱ）運用折射定律求解三棱鏡的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如圖，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由題意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根據折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根據反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即為：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光線在M點的折射角是15°；（Ⅱ）三棱鏡的折射率是．點評： 本題是幾何光學問題，作出光路圖，運用幾何知識求出入射角和折射角是解題的關鍵之處，即能很容易解決此類問題．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，在高h1=0.75m的光滑水平平臺上，質量m=0.3kg的小物塊（可視為質點）壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存了一定量的彈性勢能Ep．若打開鎖扣K，物塊將以一定的水平速度v1向右從A點滑下平臺做平拋運動，并恰好能從光滑圓弧形軌道BCD的B點沿切線方向進入圓弧形軌道，B點的高度h2=0.3m，C為軌道的最低點，圓心角∠BOC=37°（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8忽略空氣阻力）．求：（1）彈簧被鎖定時的彈性勢能Ep；（2）物塊經過軌道上C點時對軌道壓力的大?。畢⒖即鸢福嚎键c：動能定理的應用；勻變速直線運動的位移與時間的關系．專題：動能定理的應用專題．分析：（1）首先要清楚物塊的運動過程，A到B的過程為平拋運動，已知高度運用平拋運動的規律求出小球到達B點時豎直分速度，由速度的分解得到小球離開平臺時速度．要明確在運動過程中能量的轉化，彈簧的彈性勢能轉化給物塊的動能，根據機械能守恒求出彈簧儲存的彈性勢能Ep．（2）先根據功能關系列式求解C點的速度，在C點，支持力和重力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律列式求解．解答：解：（1）物塊由A運動到B的過程中做平拋運動，則解得：t=B點豎直方向速度vBy=gt=3m/s，物塊水平速度，則彈簧被鎖定時的彈性勢能Ep=（2）物塊由A運動到C的過程中，根據動能定理得：根據幾何關系的：R（1﹣cos37°）=h2由牛頓第二定律：FN﹣mg=m解得：FN=9.2N由牛頓第三定律，小球對軌道的壓力大小F′N=FN即壓力大小為F′N=9.2N；答：（1）彈簧被鎖定時的彈性勢能為2.4J；（2）物塊經過軌道上C點時對軌道壓力的大小為9.2N．點評：做物理問題應該先清楚研究對象的運動過程，根據運動性質利用物理規律解決問題．關于能量守恒的應用，要清楚物體運動過程中能量的轉化．17.如圖所示，固定于同一條豎直線上的A、B是兩個帶等量異種電荷的點電荷，電荷量均為Q，其中A帶正電荷，B帶負電荷，A、B相距為2d。MN是豎直放置的光滑絕緣細桿，另有一個穿過細桿的帶電小球P，質量為m、電荷量為+q(可視為點電荷)，現將小球P從與點電荷A等高的C處由靜止開始釋放，小球P向下運動到距C點距離為d的D點時，速度為v。已知MN與AB之間的距離為d，靜電力常量為k，重力加速度為g，若取無限遠處的電勢為零，試求：(1)在A、B所形成的電場中，C的電勢φC。(2)小球P經過D點時的加速度。參考答案：(1)由等量異種電荷形成的電場特點可知，D點的電勢與無限遠處電勢相等，即D點電勢為零。小球P由C運動到D的過程，由動定理得：

（2分）

（2分）得：

（2分）(2)小球P經過D點時受力如圖：由庫侖定律得：

（2分）由牛頓第二定律得：（2分）18.