山西省太原市第六十七中學2022-2023學年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省太原市第六十七中學2022-2023學年高三物理上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，兩個完全相同的小球A、B，在同一高度處以相同大小的初速度v分別水平拋出和豎直向上拋出，下列說法正確的是 A．兩小球落地時的速度相同B．從開始運動至落地，重力對兩小球做功不同C．兩小球落地時，兩球重力的瞬時功率相同D．從開始運動至落地，重力對A小球做功的平均功率較大參考答案：D考點：平拋運動和豎直上拋運動，功率的計算【名師點睛】在分析功率的時候，一定要注意公式的選擇，只能計算平均功率的大小，而P=Fvcosθ可以計算平均功率也可以是瞬時功率，取決于速度是平均速度還是瞬時速度．兩個物體在運動的過程中機械能守恒，可以判斷它們的落地時的速度的大小，再由平均功率和瞬時功率的公式可以得出結(jié)論。2.如圖所示，在水平地面上有一個表面光滑的直角三角形物塊M，長為L的輕桿下端用光滑鉸鏈連接于0點（O點固定于地面上），上端連接小球m，小球靠在物塊左側(cè)，水平向左的推力F施于物塊，整個裝置靜止.若撤去力f，下列說法正確的是A.

物塊先做加速運動，后做減速運動直至靜止B.

物塊先做加速運動，后做勻速運動C.

小球與物塊分離時，若輕桿與水平地面成α角，小球的角速度大小為ω，則物塊的速度大小是ωLsinaD.

小球落地的瞬間與物塊分離參考答案：BC3.（2011?北京）如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略．開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中（）A． 電壓表與電流表的示數(shù)都減小B． 電壓表與電流表的示數(shù)都增大C． 電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D． 電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大參考答案：A解：滑片下移，則滑動變阻器接入電阻減小，則總電阻減小，電路中總電流增大，內(nèi)阻兩端電壓增大，則由閉合電路歐姆定律可知，電路的路端電壓減小，故電壓表示數(shù)減??；由歐姆定律可知，R1上的分壓增大，故并聯(lián)部分電壓減小，即可知電流表示數(shù)減小，故A正確，BCD錯誤；故選A4.（多選）如圖所示，水平地面上處于伸直狀態(tài)的輕繩一端拴在質(zhì)量為m的物塊上，另一端拴在固定于B點的木樁上．用彈簧測力計的光滑掛鉤緩慢拉繩，彈簧測力計始終與地面平行．物塊在水平拉力作用下緩慢滑動．當物塊滑動至A位置，∠AOB=120°時，彈簧測力計的示數(shù)為F．則（）A．物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為B．木樁受到繩的拉力始終大于FC．彈簧測力計的拉力保持不變D．彈簧測力計的拉力一直增大參考答案：考點：驗證力的平行四邊形定則．專題：實驗題；彈力的存在及方向的判定專題．分析：以彈簧秤掛鉤結(jié)點處為研究對象受力分析，運用合成法求解繩子的拉力大??；物塊緩慢滑動，處于平衡狀態(tài)，則繩子拉力的大小等于滑塊摩擦力的大小，進而結(jié)合滑動摩擦力的計算公式求出摩擦因數(shù)．解答：解：A、以彈簧秤掛鉤結(jié)點處為研究對象受力分析，運用合成法如圖：由幾何知識知：繩子拉力T=F物塊緩慢滑動，處于平衡狀態(tài)：f=T=F即：μmg=F得：μ=，故A正確；B、由A分析知，木樁受到繩的拉力等于F而不是大于F，故B錯誤；C、為了使木樁處于平衡狀態(tài)繩子拉力始終等于F，但隨著木樁的靠近，兩邊繩子夾角逐漸減小，由平行四邊形合成法則知合力增大，則彈簧秤拉力一直增大，故C錯誤，D正確；故選：AD．點評：本題的關(guān)鍵是由“物塊在水平拉力作用下緩慢滑動”確定物塊受力平衡，則繩子拉力不變．5.如圖所示，在光滑水平面上有甲、乙兩木塊，質(zhì)量分別為m1和m2，中間用一原長為L，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接起來，現(xiàn)用一水平力F向左拉木塊甲，當兩木塊一起勻加速運動時，兩木塊之間的距離是（）A．L+ B．C． D．參考答案：A【考點】牛頓第二定律；胡克定律．【分析】由胡可定律結(jié)合牛頓第二定律求出彈簧的伸長量，可得木塊間的距離．【解答】解：設(shè)彈簧伸長量為x，兩木塊一起勻加速運動，它們有共同的加速度．對于整體，由牛頓第二定律：F=（m1+m2）a對于乙：F彈=m2a由胡克定律：F彈=kx由①②③解得：，故兩木塊之間的距離是：．故A正確．故選：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.（4分）如圖所示的電路中，R1=10歐，R6=50歐，已知R1<R2<R3<R4<R5<R6，則A、B間總電阻的范圍是

。參考答案：Ω<R<5Ω7.如圖所示，小車的頂棚上用繩線吊一小球，質(zhì)量為m，車廂底板上放一個質(zhì)量為M的木塊，當小車沿水平面勻加速向右運動時，小球懸線偏離豎直方向30°，木塊和車廂保持相對靜止，則小車運動的加速度為------____________，小球?qū)揖€的拉力為_____________，木塊受到的摩擦力為______________。參考答案：答案：，，8.如圖所示是甲、乙、丙三個物體做直線運動的s-t圖像，比較三物體的

(1）位移大小：

；

(2）路程

；

(3）平均速度的大小

。參考答案：、、9.用歐姆表測電阻時，如發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太小，為了使讀數(shù)的精度提高，應使選擇開關(guān)撥到較

（選填“大”或“小”）的倍率檔，重新測量，測量前必須先要進行

。如圖所示為使用多用表進行測量時，指針在刻度盤上停留的位置，若選擇旋鈕在“50mA”位置，則所測量電流的值為

mA。參考答案：大；調(diào)零；22.010.如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過程中，將

（填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過程中，有

種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應。

參考答案：

吸收（2分）

5（2分）11.（4分）在下面括號內(nèi)列舉的科學家中，對發(fā)現(xiàn)和完善萬有引力定律有貢獻的是

。（安培、牛頓、焦耳、第谷、卡文迪許、麥克斯韋、開普勒、法拉第）參考答案：第谷、開普勒、牛頓、卡文迪許解析：第谷搜集記錄天文觀測資料、開普勒發(fā)現(xiàn)開普勒三定律、牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律、卡文迪許測定萬有引力常數(shù)12.如圖所示的電路中，純電阻用電器Q的額定電壓為U，額定功率為P．由于給用電器輸電的導線太長，造成用電器工作不正常．現(xiàn)用理想電壓表接在電路中圖示的位置，并斷開電鍵S，此時電壓表讀數(shù)為U，閉合電鍵S，其示數(shù)為U1．則閉合電鍵后用電器Q的實際功率為P，輸電線的電阻為．參考答案：考點：電功、電功率．專題：恒定電流專題．分析：由電功率公式P=的變形公式可以求出用電器的電阻，已知用電器電阻與用電器電壓，由電功率公式P=可以求出用電器的實際功率；求出導線上損失的電壓，由P=UI的變形公式求出導線電流，然后由歐姆定律可以求出導線電阻．解答：解：∵P=，∴用電器電阻R=；開關(guān)閉合時，電壓表與用電器并聯(lián)，用電器兩端電壓是U1，用電器實際功率：P實===P；用電器工作時，導線上損失的電壓U損=U﹣U1，用電器工作時，電路電流I==，導線電阻R線===；故答案為：P，．點評：本題考查了求用電器實際功率、輸電線電阻等問題，熟練應用電功率公式及其變形公式、歐姆定律，即可正確解題．13.質(zhì)量為2．0kg的物體，從離地面l6m高處，由靜止開始勻加速下落，經(jīng)2s落地，則物體下落的加速度的大小是

m/s2，下落過程中物體所受阻力的大小是

N．(g取l0m/s2)參考答案：8；4物體下落做勻加速直線運動，根據(jù)位移時間關(guān)系得：x=at2，a==m/s2=8m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得：a=，解得：f=4N。三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關(guān)系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點睛】幾何光學要正確作出光路圖，由幾何知識找出入射角和折射角是關(guān)鍵．知道光速和折射率的關(guān)系.15.（6分）一定質(zhì)量的理想氣體，在絕熱膨脹過程中

①對外做功5J，則其內(nèi)能（選填“增加”或“減少”）,

J.

②試從微觀角度分析其壓強變化情況。參考答案：答案：①減少，5；②氣體體積增大，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少；內(nèi)能減少，則溫度降低，其分子運動的平均速率減小,則氣體的壓強減小。（4分要有四個要點各占1分；單位體積內(nèi)的分子數(shù)減少；溫度降低；分子運動的平均速率減?。粴怏w的壓強減小。）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.磁懸浮列車是一種高速運載工具。它具有兩個重要系統(tǒng)。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力（可由超導電磁鐵提供）使車體在導軌上懸浮起來與軌道脫離接觸。另一是驅(qū)動系統(tǒng)，在沿軌道上安裝的三相繞組（線圈）中，通上三相交流電，產(chǎn)生隨時間、空間作周期性變化的磁場，磁場與固連在車體下端的感應金屬板相互作用，使車體獲得牽引力。

為了有助于了解磁懸浮列車的牽引力的來由，我們求解下面的問題。

設(shè)有一與軌道平面垂直的磁場，磁感應強度B隨時間t和空間位置x變化規(guī)律為

式中、、均為已知常量，坐標軸x與軌道平行。在任一時刻t，軌道平面上磁場沿x方向的分布是不均勻的，如圖所示。圖中Oxy平面代表軌道平面，“×”表示磁場的方向垂直O(jiān)xy平面指向紙里，“·”表示磁場的方向垂直O(jiān)xy平面指向紙外。規(guī)定指向紙外時B取正值?！啊痢焙汀啊ぁ钡氖杳艹潭缺硎狙刂鴛軸B的大小分布。一與軌道平面平行的具有一定質(zhì)量的金屬矩形框MNPQ處在該磁場中，已知與軌道垂直的金屬框邊MN的長度為，與軌道平行的金屬框邊MQ的長度為d，金屬框的電阻為R，不計金屬框的電感。1．試求在時刻t，當金屬框的MN邊位于x處時磁場作用于金屬框的安培力，設(shè)此時刻金屬框沿x軸正方向移動的速度為。2.試討論安培力的大小與金屬框幾何尺寸的關(guān)系。參考答案：1．題給的磁場隨時間和空間的變化具有周期性，在某時刻，磁場的空間分布為

在時刻，磁場的空間分布為

比較上面兩式，不難看出，和這兩個時刻的磁場的空間分布規(guī)律是相同的，只是時刻原位于處的磁場，經(jīng)歷時間，在時刻，出現(xiàn)在處．即整個磁場的分布經(jīng)時間間隔沿x軸的正方向平移了一段距離

平移速度

（1）平移速度為恒量．由此可見，題給出的磁場可視為一在空間按余弦規(guī)律分布的非均勻磁場區(qū)域以速度沿x軸的正方向平移．如果金屬框移動的速度小于磁場區(qū)域平移的速度，那么通過金屬框的磁通將隨時間發(fā)生變化，從而在金屬框中產(chǎn)生感應電流，感應電流將受到磁場的安培力作用．由題已知，在時刻t，金屬框移動的速度為，金屬框MN邊位于坐標x處，PQ邊位于坐標處．設(shè)此時金屬框的磁通為（規(guī)定由紙內(nèi)到紙外為正）；經(jīng)過一很短的時間間隔，整個磁場分布區(qū)域向x方向移動了一段距離，金屬框向x方向移動了一段距離，其結(jié)果是：MN邊左側(cè)穿過面積為的磁通移進了金屬框，PQ邊左側(cè)穿過面積為的磁通移出了金屬框，故在時刻，通過金屬框的磁通為

在時間間隔內(nèi)，通過金屬框的磁通增量為

（2）規(guī)定框內(nèi)的感應電動勢沿順時針方向（沿回路MNPQM方向)為正，由電磁感應定律，可得t時刻的感應電動勢

（3）規(guī)定金屬框內(nèi)的感應電流沿順時針方向（沿回路MNPQM方向)為正，可得t時刻的感應電流為

(4)磁場對于上下兩邊NP和MQ的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力為零．規(guī)定向右的力為正，則磁場作用于金屬框MN邊的安培力為；由于PQ邊和MN邊的電流方向相反，磁場作用于金屬框PQ邊的安培力為，故金屬框的安培力的合力

（5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及題給定的磁場分布規(guī)律，得

（6）利用三角學公式，得

（7）

稱為安培力的幅度．從（7）式可以看出，安培力在的幅度內(nèi)隨時間變化，但其值不會小于零，表示磁場作用于金屬框的安培力始終向右．2．討論安培力的大小與線框幾何尺寸的關(guān)系就是討論與線框幾何尺寸的關(guān)系．與金屬框長度l的平方成正比，與金屬框的寬度d有關(guān)：當，即

（8）得

（9）當，即

（10）達最大值

（11）

當d取其它值時，介于0與最大值之間．17.如圖，在0≤x≤d的空間，存在垂直xOy平面的勻強磁場，方向垂直xOy平面向里。y軸上P點有一小孔，可以向y軸右側(cè)垂直于磁場方向不斷發(fā)射速率均為v、與y軸所成夾角θ可在0~1800范圍內(nèi)變化的帶負電的粒子。已知θ=450時，粒子恰好從磁場右邊界與P點等高的Q點射出磁場，不計重力及粒子間的相互作用。求（1）磁場的磁感應強度；（2）若θ=300，粒子射出磁場時與磁場邊界的夾角（可用三角函數(shù)、根式表示）；（3）能夠從磁場右邊界射出的粒子在磁場中經(jīng)過的區(qū)域的面積（