2022-2023學(xué)年北京海淀區(qū)清華園興起中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2022-2023學(xué)年北京海淀區(qū)清華園興起中學(xué)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.（單選）質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0．2，最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小視為相等。從t=0時(shí)刻開(kāi)始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示。重力加速度g取10m/s2，則物體在t=0到t=12s這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為（

）A．18m

B．54mC．72m

D．198m參考答案：B2.（多選）某家用桶裝純凈水手壓式飲水器如圖，在手連續(xù)穩(wěn)定的按壓下，出水速度為v，供水系統(tǒng)的效率為η，現(xiàn)測(cè)量出桶底到出水管之間的高度差H，出水口傾斜，其離出水管的高度差可忽略，出水口的橫截面積為S，水的密度為ρ，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．出水口單位時(shí)間內(nèi)的出水體積Q=vSB．出水口所出水落地時(shí)的速度C．出水后，手連續(xù)穩(wěn)定按壓的功率為+D．手按壓輸入的功率等于單位時(shí)間內(nèi)所出水的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和參考答案：【考點(diǎn)】：功率、平均功率和瞬時(shí)功率；功能關(guān)系．【分析】：出水口的體積V=Sl，再除以時(shí)間即為位時(shí)間內(nèi)的出水體積，水從出水平流出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)高度求出落地時(shí)豎直方向的速度，再根據(jù)幾何關(guān)系求出出水口所出水落地時(shí)的速度，在時(shí)間t內(nèi)，流過(guò)出水口的水的質(zhì)量m=ρSvt，手連續(xù)穩(wěn)定按壓使水具有初動(dòng)能和重力勢(shì)能，根據(jù)勢(shì)能和動(dòng)能的表達(dá)式及供水系統(tǒng)的效率求出手連續(xù)穩(wěn)定按壓做的功，再根據(jù)求解功率即可．：解：A、出水口的體積V=Sl，則單位時(shí)間內(nèi)的出水體積Q=，故A正確；B、水從出水平流出后做平拋運(yùn)動(dòng)，則落地時(shí)速度方向速度，所以出水口所出水落地時(shí)的速度v==，故B錯(cuò)誤；C、手連續(xù)穩(wěn)定按壓使水具有初動(dòng)能和重力勢(shì)能，在時(shí)間t內(nèi)，流過(guò)出水口的水的質(zhì)量m=ρSvt，則出水口的水具有的機(jī)械能E=，而供水系統(tǒng)的效率為η，所以手連續(xù)穩(wěn)定按壓做的功為W=，則功率P=，故C正確；D、手按壓輸入的功率等于單位時(shí)間內(nèi)所出水的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和除以供水系統(tǒng)的效率η，故D錯(cuò)誤；故選：AC【點(diǎn)評(píng)】：解答本題要知道水從出水平流出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解，注意手連續(xù)穩(wěn)定按壓時(shí)做水做的功沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，注意供水系統(tǒng)的效率，難度適中．3.（單選）如圖，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止?，F(xiàn)撤去F，小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2，小球離開(kāi)彈簧時(shí)速度為，不計(jì)空氣阻力，則上述過(guò)程中（

）A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．小球的重力勢(shì)能增加C．小球的機(jī)械能增加D．小球的電勢(shì)能增加參考答案：B4.一物塊放在水平面上，在水平拉力F作用下做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖所示，則有關(guān)該力F的功率P－t圖象可能是(

)參考答案：BC5.兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置，通過(guò)它們的電流方向如圖2所示，線圈L的平面跟紙面平行，現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到位置B，則在平移過(guò)程中，線圈中的感應(yīng)電流()．圖2A．沿順時(shí)針?lè)较?，且越?lái)越小B．沿逆時(shí)針?lè)较?，且越?lái)越大C．始終為零D．先順時(shí)針，后逆時(shí)針參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，有兩根長(zhǎng)均為L(zhǎng)、質(zhì)量均為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，其中a被水平放置在傾角為45°的絕緣光滑斜面上，b被水平固定在斜面的右側(cè)，且與a在同一水平面上，a、b相互平行．當(dāng)兩細(xì)棒中均通以大小為I的同向電流時(shí)，a恰能在斜面上保持靜止．則b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為，若使b豎直向下移動(dòng)一小段距離，則a將沿斜面下移（選填“沿斜面上移”、“沿斜面下移”或“仍保持靜止”）．參考答案：考點(diǎn)：安培力；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．分析：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定則來(lái)確定安培力的方向，并根據(jù)受力平衡來(lái)確定b的電流在a處產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與方向，判斷受力即可．解答：解：當(dāng)導(dǎo)體a處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上，則水平向右的安培力、支持力與重力，處于平衡狀態(tài)，因夾角為45°，則大小B=當(dāng)b豎直向下移動(dòng)，導(dǎo)體棒間的安培力減小，根據(jù)受力平衡條件，當(dāng)a受力的安培力方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只有大小變大才能保持平衡，而安培力在減小，因此不能保持靜止，將沿斜面下移；故答案為：

沿斜面下移點(diǎn)評(píng)：學(xué)會(huì)區(qū)分左手定則與右手螺旋定則，前者是判定安培力的方向，而后者是電流周圍磁場(chǎng)的方向，并學(xué)會(huì)受力分析，同時(shí)掌握力的合成與分解的法則．7.如圖（a）所示，為某磁敏電阻在室溫下的電阻－磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，測(cè)試時(shí)，磁敏電阻的軸向方向與磁場(chǎng)方向相同。（1）試結(jié)合圖（a）簡(jiǎn)要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～0.2T和0.4～1.0T范圍內(nèi)磁敏電阻的阻值隨磁場(chǎng)變化的特點(diǎn)：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）某同學(xué)想利用磁敏電阻圖（a）所示特性曲線測(cè)試某長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)，設(shè)計(jì)電路如圖（b）所示，磁敏電阻與電鍵、電源和靈敏電流表連接，長(zhǎng)直導(dǎo)線與圖示電路共面并通以圖示電流，請(qǐng)指出本實(shí)驗(yàn)裝置的錯(cuò)誤之處_______________________________________。若裝置調(diào)整正確后再進(jìn)行測(cè)量，電路中所用干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，不計(jì)電池、電流表的內(nèi)阻，試寫(xiě)出磁敏電阻所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從0.4T至1.2T的變化過(guò)程中，通過(guò)磁敏電阻的電流強(qiáng)度IA隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的關(guān)系式：______________________。參考答案：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～0.2T，磁敏電阻隨磁場(chǎng)非線性增大，0.4～1.0T范圍內(nèi)磁敏電阻的阻值隨磁場(chǎng)線性增大（2分）

（2）磁敏電阻的軸向方向與磁場(chǎng)方向不相同（2分）

I=（2分）8.2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)級(jí)。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過(guò)光電管的電流，理想電壓表用來(lái)指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為_(kāi)_______，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。參考答案：4.5eV

為零9.（1）如圖所示，質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)、置于光滑水平面C上的木板B，正好不從木板上掉下.已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，此時(shí)長(zhǎng)木板對(duì)地位移為s，則這一過(guò)程中木板增加的動(dòng)能

；小鐵塊減少的動(dòng)能

；系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量

（2）一個(gè)電量為q=+10—5C的電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功0。006J，則A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為

V，若選A點(diǎn)電勢(shì)能為零，則B點(diǎn)電勢(shì)為_(kāi)________V，電荷在B點(diǎn)電勢(shì)能為_(kāi)________J（3）質(zhì)量為2t的貨車在水平路面上以額定功率2×105W啟動(dòng)，阻力為車重的0.1倍，由靜止開(kāi)始行駛100m完成啟動(dòng)達(dá)到最大速度，則該汽車行駛的最大速度為

,啟動(dòng)時(shí)間為

（4）①在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，有如下可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵．其中不必要的器材是________________，缺少的器材是

②在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開(kāi)始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫(huà)出)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.那么：i）紙帶的________端(選填“左”或“右”)與重物相連；ii）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和________點(diǎn)來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律參考答案：(1)、、(2)-600、600、0.006(3)100m/s、51s(4)

（1）根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)A、B單獨(dú)分析，再對(duì)系統(tǒng)分析即可解答。（2）,克服電場(chǎng)力做功，即電場(chǎng)力做負(fù)功，代入已知數(shù)據(jù)即可解答。（3），代入已知數(shù)據(jù)即可解答。（4）正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理，從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所測(cè)數(shù)據(jù)，如何測(cè)量計(jì)算，會(huì)起到事半功倍的效果．重物下落時(shí)做勻加速運(yùn)動(dòng)，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來(lái)越遠(yuǎn)，根據(jù)這個(gè)關(guān)系判斷那一端連接重物．驗(yàn)證機(jī)械能守恒時(shí)，我們驗(yàn)證的是減少的重力勢(shì)能△Ep=mgh和增加的動(dòng)能△Ek=mv2之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測(cè)h和v的數(shù)據(jù)．10.N(N>1)個(gè)電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意如圖，若移去位于圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球，則圓心O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_______，方向__________。(已知靜電力常量為k)參考答案：大小為，方向沿OP指向P點(diǎn)

11.在如右圖所示的邏輯電路中，當(dāng)A端輸入電信號(hào)為“1”，B端輸入電信號(hào)為“1”時(shí)，在C端和D端輸出的電信號(hào)分別為_(kāi)____和______。參考答案：、0，0

12.如圖所示，三段不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩OA、OB、OC,能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定.若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩________.參考答案：OA13.如圖14-1所示，是在高速公路上用的超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度．圖7中p1、p2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2分別是p1、p2由汽車反射回來(lái)的信號(hào)．設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，p1、p2之間的時(shí)間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖14-2可知，汽車在接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是______m，汽車的速度是________m/s.參考答案：1717.9解析測(cè)速儀勻速掃描，p1、p2之間的時(shí)間間隔為1.0s，由題圖可知p1、p2之間有30小格，故每一小格對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔t0＝＝s，p1、n1間有12個(gè)小格，說(shuō)明p1、n1之間的間隔t1＝12t0＝12×s＝0.4s．同理p2、n2之間的間隔t2＝0.3s.因而汽車接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)時(shí)離測(cè)速儀的距離分別為x1＝v·，x2＝v·.汽車這段時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離為x＝x1－x2＝v()＝17m.汽車在接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)的時(shí)刻應(yīng)分別對(duì)應(yīng)于題圖中p1、n1之間的中點(diǎn)和p2、n2之間的中點(diǎn)，其間共有28.5個(gè)小格，故接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間間隔t＝28.5t0＝0.95s，所以汽車速度為v車＝≈17.9m/s.三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.某同學(xué)設(shè)計(jì)圖甲所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．物塊B裝有一寬度很小的擋光片，測(cè)得擋光片寬度為d，A和B（含擋光片）的質(zhì)量分別為m1和m2．系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)擋光片通過(guò)光電門（固定光電門的裝置未畫(huà)出）時(shí)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)記錄擋光時(shí)間△t．改變擋光片到光電門的距離h，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，采集多組數(shù)據(jù)（A未碰到滑輪）．（1）若某次記錄的擋光時(shí)間為△t1則擋光片到達(dá)光電門處時(shí)B的速度大小為

．（2）該同學(xué)設(shè)想：若根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)能得到圖乙所示的直線，就能說(shuō)明物塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，按照這個(gè)設(shè)想，圖線的縱坐標(biāo)可以是

（選填“△t”、“△t2”、“”或“”），若得到該圖線的斜率為k，則可計(jì)算重力加速度的大小為

（用k、d、m1和m2表示）

（3）在實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量△EK小于系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△Ep，指出產(chǎn)生這個(gè)系統(tǒng)誤差除空氣阻力外的兩個(gè)原因：

；

．參考答案：15.實(shí)驗(yàn)室中有一靈敏電流計(jì)，其滿偏電流1＝100A，為了將其改裝成量程為3V的電壓表，現(xiàn)備有如下器材測(cè)量靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻RgA.待測(cè)靈敏電流計(jì)G

B.電阻箱R(0-999.9Ω)

C.電源E1＝1.5VD.電源E2=3.0V

E.電源E3＝4.5V

F.滑動(dòng)變阻器R1(0-20kΩ)C.滑動(dòng)變阻器R2(0-40kΩ)

H.滑動(dòng)變阻器R3(0-10Ω)

I.校準(zhǔn)電壓表V0(0-3V)J.開(kāi)關(guān)兩只及導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)步驟如下①按如圖所示電路圖連接好電路②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表滿偏③保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，閉合開(kāi)關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表半偏(1)了減小測(cè)量誤差，電源應(yīng)選______(填E1、E2、E3)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_______(填R1、R2、R3)。(2)若步驟③中電阻箱讀數(shù)R＝180.02，則電流計(jì)Rg＝_____(3)現(xiàn)要將靈敏電流計(jì)改裝為量程3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)電阻R＝______(4)請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出改裝后電壓表V的校準(zhǔn)電路，并在圖中標(biāo)明所選器材參考答案：(1).

(2).

(3).

(4).【詳解】（1）本實(shí)驗(yàn)中R越大，相對(duì)誤差越小，故滑動(dòng)變阻器選R2，再根據(jù)滿偏電流及所列的器材的規(guī)格來(lái)選擇電源，當(dāng)電流表滿偏時(shí)，，所以電源選3V的E2；（如果選E3，則要使滑動(dòng)變阻器提供45KΩ的電阻，但器材中沒(méi)有）（2）當(dāng)R遠(yuǎn)大于Rg時(shí)，可認(rèn)為回路中電流不變，則有，（3）此時(shí)：，伏特表內(nèi)阻，應(yīng)串聯(lián)的電阻；（4）校表電路中的如圖選E2，可能路電壓小于3V，不能保證3V的電壓校對(duì)，故電源應(yīng)選E3，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R3，校準(zhǔn)電路如圖所示：四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.從坐標(biāo)原點(diǎn)O產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t=0時(shí)刻波的圖象如圖所示，此時(shí)波剛好傳播到M點(diǎn)，x=1m的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10cm，再經(jīng)⊿t=0.1s，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置。(i)求波源的探動(dòng)周期。(ii)從t=0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間位于x=－81m處的質(zhì)點(diǎn)N(圖中未畫(huà)出)第一次到達(dá)波峰位置?并求出在此過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程。參考答案：（1）1.2s（2）5.2m17.（12分）如圖（a）所示，ABCD是一個(gè)T型支架，已知整個(gè)支架的質(zhì)量為m1＝5kg，重心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處，BD＝0.6m，D點(diǎn)通過(guò)鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB＝BC，AC^BD?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m2＝10kg的鋼塊以v0＝4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.25。問(wèn)：T型支架會(huì)不會(huì)繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)？

某同學(xué)的解題思路如下：可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動(dòng)的位置，如圖（b）所示。根據(jù)支架受力情況寫(xiě)出此時(shí)力矩平衡的式子：MN＝Mf＋MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離s1；（MN、Mf、MG分別是鋼塊對(duì)斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N＝m2gcos37°，f＝m2gsin37°。）然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離s2；比較這兩個(gè)距