山西省長(zhǎng)治市柏子中學(xué)2023年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省長(zhǎng)治市柏子中學(xué)2023年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.在學(xué)校的體育運(yùn)動(dòng)會(huì)跳高場(chǎng)地，我們看到在運(yùn)動(dòng)員落地一側(cè)要疊放幾塊較大而厚的軟墊，其目的是

（

）

A．增加運(yùn)動(dòng)員落地過(guò)程的時(shí)間，增大腳受到的作用力

B．增加運(yùn)動(dòng)員落地過(guò)程的時(shí)間，減小腳受到的作用力

C．減少運(yùn)動(dòng)員落地過(guò)程的時(shí)間，增大腳受到的作用力

D．減少運(yùn)動(dòng)員落地過(guò)程的時(shí)間，增大腳受到的作用力參考答案：B2.（單選）已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過(guò)球心O的直線上有A、B兩個(gè)點(diǎn)，O和B、B和A間的距離均為R?，F(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為，則A點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)的大小為：A．

B．

C．

D．參考答案：B3.(雙選)科學(xué)家們并不比常人有太多的身體差異，只是他們善于觀察，勤于思考，有更好的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題探究問(wèn)題的毅力。下列規(guī)律或定律與對(duì)應(yīng)的科學(xué)家敘述正確的是 （

）A．伽利略與自由落體定律 B．開(kāi)普勒與行星運(yùn)動(dòng)定律C．愛(ài)因斯坦與能量守恒定律 D．牛頓與相對(duì)論參考答案：AB4.（單選）如圖所示，bc為固定在小車上的水平橫桿，物塊M串在桿上，靠摩擦力保持相對(duì)桿靜止，M又通過(guò)輕細(xì)線懸吊著一個(gè)小鐵球m，此時(shí)小車正以大小為a的加速度向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，而M、m均相對(duì)小車靜止，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ．小車的加速度逐漸增大，M始終和小車保持相對(duì)靜止，當(dāng)加速度增加到2a時(shí)(

)

A．橫桿對(duì)M的摩擦力增加到原來(lái)的2倍

B．橫桿對(duì)M的彈力增加到原來(lái)的2倍

C．細(xì)線與豎直方向的夾角增加到原來(lái)的2倍

D．細(xì)線的拉力增加到原來(lái)的2倍參考答案：A解A、B對(duì)小球和物塊組成的整體，分析受力如圖1所示，根據(jù)牛頓第二定律得：

水平方向：f=（M+m）a，

豎直方向：N=（M+m）g．

則當(dāng)加速度增加到2a時(shí)，橫桿對(duì)M的摩擦力f增加到原來(lái)的2倍．橫桿對(duì)M的彈力等于兩個(gè)物體的總重力，保持不變．故A正確，B錯(cuò)誤．

C、D，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況如圖2所示，由牛頓第二定律得：mgtanθ=ma，得，當(dāng)a增加到兩倍時(shí)，tanθ變?yōu)閮杀?，但θ不是兩倍．?xì)線的拉力，可見(jiàn)，a變?yōu)閮杀?，T不是兩倍．故CD錯(cuò)誤．

故選A5.（多選）兩個(gè)用相同材料制成的半徑相等的帶電金屬小球,其中一個(gè)球的帶電量的絕對(duì)值是另一個(gè)的5倍,它們間的庫(kù)侖力大小是F,現(xiàn)將兩球接觸后再放回原處,它們間庫(kù)侖力的大小可能是（

）A.5F/9

B.4F/5

C.5F/4

D.9F/5參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.本世紀(jì)最靠近地球的小行星2012DA14從離地面約34800km的距離，以28000km/h的速度由印度洋蘇門答臘島上空掠過(guò)。如果小行星被地球俘獲而成為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則小行星的環(huán)繞速度應(yīng)為_(kāi)_________m/s，該環(huán)繞速度__________第一宇宙速度（選填“大于”、“等于”或“小于”）。已知地球表面重力加速度為9.8m/s2，地球半徑為6.4×103km。

參考答案：3.12×103m/s，小于7.如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為tl=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t2=0.05s時(shí)的波形圖。(1)若波沿x軸正方向傳播且2T<t2-t1<3T(T為波的周期)，求波速.(2)若波速v=260m·s－1，則從tl=0時(shí)刻起x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第三次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間。參考答案：（1）220m/s；（2）【詳解】（1）波沿x軸正向傳播，由圖像可知：λ=4m；在?t時(shí)間內(nèi)：因?yàn)?T<t2-t1<3T，則n=2，此時(shí)，解得，（2）若波速v=260m/s，則在?t=0.05s內(nèi)傳播的距離為則波沿x軸負(fù)向傳播，此時(shí)周期為，則從tl=0時(shí)刻起x=2m處的質(zhì)點(diǎn)第三次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間

8.如圖，長(zhǎng)方形線框abcd通有電流I，放在直線電流I'附近，線框與直線電流共面，則下列表述正確的是

A.線圈四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力方向向左B.只有ad和bc邊受安培力作用，它們的合力為零C.ab和dc邊所受安培力大小相等，方向相同D.線圈四個(gè)邊都受安培力作用，它們的合力為零參考答案：A9.（2）一束細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對(duì)其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射O

光線的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示.此透明體的臨界角為

▲，折射率為

▲

.參考答案：60°（2分），10.在2010年溫哥華冬奧會(huì)上，首次參賽的中國(guó)女子冰壺隊(duì)喜獲銅牌，如圖為中國(guó)隊(duì)員投擲冰壺的鏡頭。假設(shè)在此次投擲中，冰壺運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后以0.4m/s的速度與對(duì)方的靜止冰壺發(fā)生正碰，碰后中國(guó)隊(duì)的冰壺以0.1m/s的速度繼續(xù)向前滑行。若兩冰壺質(zhì)量相等，則對(duì)方冰壺獲得的速度為

m/s。參考答案：0.311.（1）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p﹣V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，理想氣體的溫度升高（填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，理想氣體吸收的熱量等于它對(duì)外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）（2）已知阿伏伽德羅常數(shù)為60×1023mol﹣1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下理想氣體的摩爾體積都為224L，已知第（1）問(wèn)中理想氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度為27℃，求該氣體的分子數(shù)（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：考點(diǎn)：理想氣體的狀態(tài)方程；熱力學(xué)第一定律．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：（1）根據(jù)氣體狀態(tài)方程和已知的變化量去判斷溫度的變化．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)．根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷氣體吸熱還是放熱．（2）由圖象可知C狀態(tài)壓強(qiáng)為p0=1atm，對(duì)于理想氣體，由蓋呂薩克定律解得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體體積，從而求得氣體摩爾數(shù)，解得氣體分子數(shù)．解答：解：（1）pV=CT，C不變，pV越大，T越高．狀態(tài)在B（2，2）處溫度最高．故從A→B過(guò)程溫度升高；在A和C狀態(tài)，pV乘積相等，所以溫度相等，則內(nèi)能相等，根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=Q+W，由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過(guò)程中△U=0，則理想氣體吸收的熱量等于它對(duì)外界做的功．故答案為：升高

等于（2）解：設(shè)理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積為V，由蓋呂薩克定律得：解得：該氣體的分子數(shù)為：答：氣體的分子數(shù)為7.3×1022個(gè)．點(diǎn)評(píng)：（1）能夠運(yùn)用控制變量法研究多個(gè)物理量變化時(shí)的關(guān)系．要注意熱力學(xué)第一定律△U=W+Q中，W、Q取正負(fù)號(hào)的含義．（2）本題關(guān)鍵根據(jù)蓋呂薩克定律解得標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積，從而求得氣體摩爾數(shù)，解得氣體分子數(shù)12.某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)“不同類型的運(yùn)動(dòng)鞋底在相同平面上滑動(dòng)時(shí)摩擦力的大小”進(jìn)行了探究，如圖所示。他們先測(cè)出每只不同類型運(yùn)動(dòng)鞋的質(zhì)量，再往質(zhì)量小的鞋子里均勻擺放砝碼，使鞋子(連同鞋里砝碼)的質(zhì)量均相等。接著用彈簧測(cè)力計(jì)先后勻速拉動(dòng)不同類型的運(yùn)動(dòng)鞋，使它們沿水平桌面滑動(dòng)，讀取各次彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。(1)探究中“使鞋子(連同鞋里砝碼)的質(zhì)量均相等”，這是采用了

研究方法。(2)測(cè)量時(shí)，沿水平方向勻速拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)鞋，則此時(shí)運(yùn)動(dòng)鞋所受滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小

。這種測(cè)摩擦力的方法是

(選填“直接”或“間接”)測(cè)量法。參考答案：（1）控制變量法（2）相等，間接13.如圖所示，光滑的半圓槽內(nèi)，A球從高h(yuǎn)處沿槽自由滑下，與靜止在槽底的B球相碰，若碰撞后A球和B球到達(dá)的最大高度均為h／9，A球、B球的質(zhì)量之比為_(kāi)____________或____________。參考答案：1:4，1:2三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（1）某同學(xué)利用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行“探究加速度與物體所受合力F的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是：沙和沙桶的總質(zhì)量

（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”）滑塊的質(zhì)量。該同學(xué)保持滑塊的質(zhì)量不變，改變沙的質(zhì)量，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F關(guān)系圖線（如圖乙所示），說(shuō)明此圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是：

。（2）該同學(xué)又利用了這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“合外力做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。在滿足上述條件的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M。往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m。讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，已知紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)p、q（如下圖）。圖中的L和xp、xq的長(zhǎng)度已經(jīng)測(cè)出。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

。（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）。參考答案：（1）遠(yuǎn)小于；（2分）沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。（2分）（2）mgL=(-x)或mgL=(-x)（2分）15.圖甲為“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)裝置．(1)下列說(shuō)法中正確的是__________A.在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過(guò)程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變化B.彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必須豎直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程D.為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°(2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為_(kāi)_____N.參考答案：①AC

②4.00四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（15分）如圖所示，在以O(shè)為圓心，半徑為R=10cm的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1T，方向垂直紙面向外。豎直平行放置的兩金屬板A、K相距為d=20mm，連在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=91V，內(nèi)阻r=1Ω定值電阻R-1=10Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為80Ω，S1、S2為A、K板上的兩上小孔，且S1、S2跟O點(diǎn)在垂直極板的同一直線上，OS2=2R，另有一水平放置的足夠長(zhǎng)的熒光屏D，O點(diǎn)跟熒光屏D之間的距離為H=2R。比荷為2×105C/kg的正離子流由S1進(jìn)入電場(chǎng)后，通過(guò)S2向磁場(chǎng)中心射去，通過(guò)磁場(chǎng)后落到熒光屏D上。離子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度、重力、離子之間的作用力均可忽略不計(jì)。問(wèn)：（1）請(qǐng)分段描述正離子自S1到熒光屏D的運(yùn)動(dòng)情況。（2）如果正離子垂直打在熒光屏上，電壓表的示數(shù)多大？（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，正離子到達(dá)熒光屏的最大范圍多大？參考答案：解析：（1）正離子在兩金屬板間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后，離子又做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到打在熒光屏上。（2分）（2）設(shè)離子由電場(chǎng)射出后進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v。因離子是沿圓心O的方向射入磁場(chǎng)，由對(duì)稱性可知，離子射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向的反向延長(zhǎng)線也必過(guò)圓心O。離開(kāi)磁場(chǎng)后，離子垂直打在熒光屏上（圖中的O′點(diǎn)），則離子在磁場(chǎng)中速度方向偏轉(zhuǎn)了90°，離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的徑跡如圖答1所示。由幾何知識(shí)可知，離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓半徑cm

①

設(shè)離子的電荷量為q、質(zhì)量為m，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v有

由，得

②

設(shè)兩金屬板間的電壓為U，離子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理有：

③

而

④

由②③兩式可得

⑤

代入有關(guān)數(shù)值可得U=30V，也就是電壓表示數(shù)為30V。（6分）

（3）因兩金屬板間的電壓越小，離子經(jīng)電場(chǎng)后獲得的速度也越小，離子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越小，射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角越大，也就越可能射向熒光屏的左側(cè)。

由閉合電路歐姆定律有，1A

當(dāng)滑動(dòng)片P處于最右端時(shí)，兩金屬板間電壓的最大，為=90V；

當(dāng)滑動(dòng)片P處于最左端時(shí)，兩金屬板間電壓最小，為=10V；

兩板間電壓為10V時(shí)，離子射在熒光屏上的位置為所求范圍的最左端點(diǎn)，

由②③可解得離子射出電場(chǎng)后的速度大小為v1=2×103m/s，離子在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)的半徑為r1=0.1m，或直接根據(jù)⑤式求得r1=0.1m，此時(shí)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的徑跡如圖答2所示，O1為徑跡圓的圓心，A點(diǎn)為離子能射到熒光屏的最左端點(diǎn)。由幾何知識(shí)可得：

，所以

所以cm=20cm

而兩板間電壓為V時(shí)，離子射在熒光屏上的位置為所求范圍的最右端點(diǎn)，此時(shí)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的徑跡如圖答3所示。同理由②③可解得離子射出電場(chǎng)后的速度大小為v2=6×103m/s，離子在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)的半徑為r2=0.3m，或直接由⑤式求得r2=0.3m，由幾何知識(shí)可得

即β=120°

所以cm=20cm

離子到達(dá)熒光屏上的范圍為以O(shè)′為中點(diǎn)的左右兩側(cè)20cm。（7分）17.（12分）如圖所示，質(zhì)量為m帶電量為-q的小球穿在半徑為R的光滑圓環(huán)上，整個(gè)裝置處在豎直向下的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中時(shí)，小球在豎直面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)小球?qū)Νh(huán)的作用力大小為mg/2。求：（1）小球在豎直面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大?。唬?）若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，突然將勻強(qiáng)電場(chǎng)方向變?yōu)榇怪庇谪Q直環(huán)面向內(nèi)，求小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)最低點(diǎn)時(shí)受到環(huán)的作用力大小。參考答案：解析：（1）小球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)有mg＝qE………（2分）

小球在最高點(diǎn)有…………（2分）

解得…………（1分）

（2）電場(chǎng)方向變?yōu)榇怪庇谪Q直環(huán)面向內(nèi)后小球從最高點(diǎn)到