2022-2023學年山東省臨沂市蒙陰縣實驗中學高三物理期末試卷含解析

2022-2023學年山東省臨沂市蒙陰縣實驗中學高三物理期末試卷含解析一、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.乒乓秋在我國有廣泛的群眾基礎(chǔ)，并有“國球”的美譽，中國乒乓球的水平也處于世界領(lǐng)先地位?，F(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題，已知球臺長L、網(wǎng)高h，假設(shè)乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力，若球在球臺邊緣O點正上方某高度處以一定的速度被水平發(fā)出球恰好在最高點時越過球網(wǎng)，則根據(jù)以上信息可以求出

A、發(fā)球的初速度大小

B、球從發(fā)出到第一次落在球臺上的時間

C、發(fā)球時的高度

D、球從發(fā)出到對方運動員接住的時間參考答案：ABC2.（多選）已知雨滴下落過程中受到的空氣阻力與雨滴下落速度的平方成正比，用公式表示為f=kv2。假設(shè)雨滴從足夠高處由靜止豎直落下，則關(guān)于雨滴在空中的受力和運動情況，下列說法正確的是

A．雨滴受到的阻力逐漸變小直至為零

B．雨滴受到的阻力逐漸變大直至不變C．雨滴的速度逐漸變小直至為零

D．雨滴的速度逐漸變大直至不變參考答案：BD3.（多選）如圖所示，L1、L2是理想變壓器的兩個線圈，如果把它當做降壓變壓器，則當接負載正常工作后，下列說法中正確的是（

）A．L1接電源B．L2接電源C．L1、L2兩端電壓之比為4∶1D．L1、L2電流之比為4∶1參考答案：BD4.下列描述的運動中，不可能存在的是（

）A、速度變化很大，加速度卻很小B、速度方向為正，加速度方向為負C、速度變化越來越快，加速度卻越來越小D、速度越來越大，加速度卻越來越小參考答案：C5.甲、乙兩個分子相距較遠，它們間的分子力為零，當它們逐漸接近到不能再接近的全過程中，分子力大小的變化和分子勢能大小的變化情況，正確的是（）A．分子力先增大，后減??；分子勢能一直減小B．分子力先增大，后減??；分子勢能先減小，后增大C．分子力先增大，再減小，后又增大；分子勢能先減小，再增大，后又減小D．分子力先增大，再減小，后又增大；分子勢能先減小，后增大參考答案：D【考點】分子勢能；分子間的相互作用力．【分析】開始時由于兩分子之間的距離大于r0，因此分子力為引力當相互靠近時分子力做正功，分子勢能減小動能增大，當分子間距小于r0，分子力為斥力，相互靠近時，分子力做負功，分子勢能增大動能減?。窘獯稹拷猓悍肿娱g距大于r0，分子力為引力，隨距離的減小，引力先增大后逐漸減??；分子間距小于r0，分子力為斥力，隨距離的減小，分子斥力增大；分子間距大于r0，分子力為引力，因此引力做正功使分子動能逐漸增大，分子勢能逐漸減??；分子間距小于r0，分子力為斥力，因此斥力做負功使分子動能逐漸減小，分子勢能逐漸增大，故分子勢能先減小后增大．故D正確．故選：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑r=1.49×102(m)，公轉(zhuǎn)周期T=3.16×107(s)，萬有引力恒量G=6.67×10（N·m2/kg2），則太陽質(zhì)量的表達式M=

，其值約為

kg（取一位有效數(shù)字）．參考答案：

答案：，2×10307.沿一直線運動的物體，在第1s內(nèi)以10m/s的速度做勻速直線運動，在隨后的2s內(nèi)以7m/s的速度做勻速直線運動，那么物體在2s末的瞬時速度為___________，在這3s內(nèi)的平均速度為___________。參考答案：7m/s8m/s8.如圖所示，傾角θ的固定光滑斜面上放置質(zhì)量m的小物塊A。某時刻用豎直向下的恒力壓物體A使其靜止起加速下滑，同時B物體從同高度自由落體。兩者同時到地面，則恒力的大小為

；若B物體質(zhì)量也為m，則兩者落地瞬間，A物體重力的功率PA

B物體重力的功率PB（選填“大于”，“小于”或“等于”）。參考答案：mg/tan2θ；等于9.如圖所示豎直放置的上粗下細的密閉細管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同．使A、B升高相同溫度達到穩(wěn)定后，體積變化量為△VA___________△VB，壓強變化量為△pA_________△pB（填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：等于，大于10.如圖所示，在平面直角中，有方向平行于坐標平面的勻強電場，已測得坐標原點處的電勢為0V，點處的電勢為6V,點處的電勢為3V,那么電場強度的大小為E=

V/m，方向與X軸正方向的夾角為

。參考答案：200V/m

120011.某同學用如圖甲所示的裝置測定重力加速度。（1）打出的紙帶如圖乙所示，實驗時紙帶的

端通過夾子和重物相連接。（填“a”或“b”）（2）紙帶上1至9各點為計數(shù)點，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實驗時的重力加速度為

m/s2

（3）當?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請列出測量值與當?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋€原因

。參考答案：12.（4分）一束質(zhì)量為m、電量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進入勻強電場，如圖所示，如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d，板長為L，設(shè)粒子束不會擊中極板，則粒子從進入電場到飛出極板時電勢能的變化量為

（粒子的重力忽略不計）。參考答案：答案：13.一條細線下面掛一小球，讓小角度自由擺動，它的振動圖像如圖所示。根據(jù)數(shù)據(jù)估算出它的擺長為________m，擺動的最大偏角正弦值約為________。參考答案：(1)T＝2s答案：(1)10.04三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m=1.00kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取連續(xù)點中的三個點．已知打點計時器每隔0.02s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80m/s2，那么：（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律；（2）從O點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量△Ep=1.88J，動能增加量△Ek=1.84J（結(jié)果取三位有效數(shù)字）；（3）若測出紙帶上所有各點到O點之間的距離，根據(jù)紙帶算出各點的速度v及物體下落的高度h，則以為縱軸，以h為橫軸畫出的圖象是圖2中的A．參考答案：考點：驗證機械能守恒定律．.專題：實驗題；機械能守恒定律應(yīng)用專題．分析：該實驗的原理是驗證物體下降的距離從O點到B點，動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．根據(jù)△Ep=mg△h求重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而求出動能的增加量．解答：解：（1）因為通過某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度可以求出B點的速度，所以取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律．（2）重物重力勢能的減少量△Ep=mg△h=9.80×0.192=1.88J．B點的速度=1.92m/s，則B點的動能=1.84J．所以動能的增加量△Ek=1.84J．（3）根據(jù)mgh=得，，即與h成正比．故A正確．故答案為：（1）B（2）1.881.84（3）A點評：解決本題的關(guān)鍵知道驗證機械能守恒定律的實驗原理，掌握重力勢能減小量和動能增加量的求法．15.圖１中電源電動勢為Ｅ，內(nèi)阻可忽略不計；電流表具有一定的內(nèi)阻，電壓表的內(nèi)阻不是無限大，Ｓ為單刀雙擲開關(guān)，Ｒ為待測電阻。當Ｓ向電壓表一側(cè)閉合時，電壓表讀數(shù)為U1，電流表讀數(shù)為I1；當Ｓ向Ｒ一側(cè)閉合時，電流表讀數(shù)為I2。（1）根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù)，可以得出待測電阻R＝______________。（2）根據(jù)圖1所給出的電路，在圖2的各器件實物圖之間畫出連接的導線。參考答案：答案：（1）（2）連線如圖

解析：

當Ｓ向電壓表一側(cè)閉合時，電壓表讀數(shù)為U1，電流表讀數(shù)為I1。根據(jù)閉合電路歐姆定律有

整理得

當Ｓ向Ｒ一側(cè)閉合時，電流表讀數(shù)為I2。根據(jù)閉合電路歐姆定律有

整理得四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（18分）如圖所示，金屬導軌MNC和PQD，MN與PQ平行且間距為L，所在平面與水平面夾角為α，N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角θ。均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長均為L，ab棒初始位置在水平導軌上與NQ重合；ef棒垂直放在傾斜導軌上，與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ（μ較小），由導軌上的小立柱1和2阻擋而靜止。空間有方向豎直的勻強磁場（圖中未畫出）。兩金屬棒與導軌保持良好接觸。不計所有導軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，重力加速度為g。

（1）若磁感應(yīng)強度大小為B，給ab棒一個垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平導軌上沿運動方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量；（2）在（1）問過程中，ab棒滑行距離為d，求通過ab棒某橫截面的電量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導軌上向右勻速運動，并在NQ位置時取走小立柱1和2，且運動過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度及此磁場下ab棒運動的最大距離。參考答案：（1）Qef＝；（2）q＝；⑶Bm＝，方向豎直向上或豎直向下均可，xm＝試題分析：（1）由于ab棒做切割磁感線運動，回路中產(chǎn)出感應(yīng)電流，感應(yīng)電流流經(jīng)電阻R和ef棒時，電流做功，產(chǎn)生焦耳熱，根據(jù)功能關(guān)系及能的轉(zhuǎn)化與守恒有：＝QR＋Qef

①根據(jù)并聯(lián)電路特點和焦耳定律Q＝I2Rt可知，電阻R和ef棒中產(chǎn)生的焦耳熱相等，即QR＝Qef

②由①②式聯(lián)立解得ef棒上產(chǎn)生的熱量為：Qef＝（2）設(shè)在ab棒滑行距離為d時所用時間為t，其示意圖如下圖所示：

該過程中回路變化的面積為：ΔS＝[L＋（L－2dcotθ）]d

③根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在該過程中，回路中的平均感應(yīng)電動勢為：＝④根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，流經(jīng)ab棒平均電流為：＝

⑤根據(jù)電流的定義式可知，在該過程中，流經(jīng)ab棒某橫截面的電量為：q＝

⑥由③④⑤⑥式聯(lián)立解得：q＝⑶由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當ab棒滑行x距離時，回路中的感應(yīng)電動勢為：e＝B（L－2xcotθ）v2

⑦根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，流經(jīng)ef棒的電流為：i＝

⑧根據(jù)安培力大小計算公式可知，ef棒所受安培力為：F＝iLB

⑨由⑦⑧⑨式聯(lián)立解得：F＝

⑩由⑩式可知，當x＝0且B取最大值，即B＝Bm時，F(xiàn)有最大值Fm，ef棒受力示意圖如下圖所示：

根據(jù)共點力平衡條件可知，在沿導軌方向上有：Fmcosα＝mgsinα＋fm

?在垂直于導軌方向上有：FN＝mgcosα＋Fmsinα

?根據(jù)滑動摩擦定律和題設(shè)條件有：fm＝μFN

?由⑩???式聯(lián)立解得：Bm＝顯然此時，磁感應(yīng)強度的方向豎直向上或豎直向下均可由⑩式可知，當B＝Bm時，F(xiàn)隨x的增大而減小，即當F最小為Fmin時，x有最大值為xm，此時ef棒受力示意圖如下圖所示：

根據(jù)共點力平衡條件可知，在沿導軌方向上有：Fmincosα＋fm＝mgsinα

在垂直于導軌方向上有：FN＝mgcosα＋Fminsinα

聯(lián)立解得：xm＝考點：功能關(guān)系、串并聯(lián)電路特征、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律共點力平衡條件的應(yīng)用，和臨界狀態(tài)分析與求解極值的能力17.如圖所示，水平放置的汽缸A和容積為VB=3.6L的容器B由一容積可忽略不計的長細管經(jīng)閥門C相連。汽缸A內(nèi)有一活塞D，它可以無摩擦地在汽缸內(nèi)滑動，A放在溫度恒為T1=300K、壓強為P0=1.0×105Pa的大氣中，B放在T2=400K的恒溫槽內(nèi)，B的器壁導熱性能良好。開始時C是關(guān)閉的，A內(nèi)裝有溫度為T1=300K、體積為VA=2.4L的氣體，B內(nèi)沒有氣體。打開閥門C，使氣體由A流入B，等到活塞D停止移動一段時間后，求以下兩種情況下氣體的體積和壓強：①汽缸A、活塞D和細管都是絕熱的；②A的器壁導熱性能良好，且恒溫槽溫度調(diào)高為500K。參考答案：①3.6L

8.89×104Pa

②3.84L

1.0×105Pa【詳解】①設(shè)活塞D最終停止移動時沒有靠在汽缸A左壁上，此時氣體溫度為，壓強設(shè)為，體積為，則對活塞，由平衡條件，有：①解得由理想氣體狀態(tài)方程可如②①②聯(lián)立，解得:小于，由此可知活塞D最終停止移動時靠在了汽缸A左壁上，則此時氣體體積為。設(shè)此時氣體壓強為，由理想氣體狀態(tài)方程可知③解得內(nèi)。②設(shè)活塞D最終停止移動時靠在汽缸A左壁上，此時氣體溫度為，壓強設(shè)為，體積為，由理想氣體狀態(tài)方程可知:④解得大于由此可知活塞D最終停止移動時沒有靠在汽缸A左壁上，則此時氣體壓強為。設(shè)此時氣體體積為，由理想氣體狀態(tài)方程可知⑤解得18.如圖所示，寬為L=2m、足夠長的金屬導軌MN和M’N’放在傾角為θ=30°的斜面上，在N和N’之間連有一個0.8Ω的電阻R。在導軌上AA’處放置一根與導軌垂直、質(zhì)量為m=0.8kg、電阻的金屬滑桿，導軌的電阻不計。用輕繩通過定滑輪將電動小車與滑桿的中點相連，繩與滑桿的連線平行于斜面，開始時小車位于滑輪的正下方水平面上的P處（小車可視為質(zhì)點），滑輪離小車的高度H=4.0m。在導軌的NN’和OO’所圍的區(qū)域存在一個磁感應(yīng)強度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場，此區(qū)域內(nèi)滑桿和導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=，此區(qū)域外導軌是光滑的（取g=10m/s2）。若電動小車沿PS以v=1.2m/s的速度勻速前進時，滑桿由AA’滑到OO’位置過程中，通過電阻R的電量q=。g取10m/s2，求：（1）位置AA’到OO’的距離；（2）若滑桿在細繩作用下通過OO’位置時加速度為；求此時細繩拉力；（3）若滑桿運動到OO'位置時繩子突然斷了，設(shè)導軌足夠長，若滑桿返回到AA'后恰好做勻速直線運動，求從斷繩到滑桿回到AA'位置過程中，電阻R