2023年山西省长治市沁县实验中学高三物理期末试题含解析

1、2023年山西省长治市沁县实验中学高三物理期末试题含解析一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分每小题只有一个选项符合题意1. （单选）如图所示，边长为2L、电阻为R的正方形导线框abcd，在纸面内以速度v水平向右匀速穿过一宽为L、磁感应强度为B的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外。刚开始时线圈的ab边刚好与磁场的左边界重合，规定水平向右为ab边受到安培力的正方向。下列哪个图象能正确反映ab边受到的安培力随运动距离x变化的规律参考答案：C本题主要考查楞次定律、电磁感应以及安培力；线圈进入磁场时，由楞次定律的来拒去留可知ab边受力向左，为负方向，排除选项A，力的大小为F=BI2L= B

2、2L= 排除选项B，线圈位移在L到2L之间无感应电流，在2L到3L之间有感应电流，但是ab边未处于磁场中，即不受安培力，故选项D错误，本题正确选项为C。2. （单选）从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体I、II的速度图象如图所示在0t2时间内，下列说法中正确的是（） A I物体所受的合外力不断增大，II物体所受的合外力不断减小 B 在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远 C t2时刻两物体相遇 D I、II两个物体的平均速度大小都是参考答案：【考点】： 匀变速直线运动的图像【专题】： 运动学中的图像专题【分析】： vt图象中，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度；图象与坐标轴围

3、成的面积表示位移，相遇要求在同一时刻到达同一位置；匀变速直线运动的平均速度为： 解：由图象可知I物体做加速度越来越小的加速运动，所受的合外力不断减小，II物体做匀减速直线运动所受的合外力不变，故A错误； 图象与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知在t1时刻两物体面积差最大，相距最远，故B正确，C错误； 由图象可知I物体的平均速度大于，II物体的平均速度大小等于，故D错误故选B【点评】： 该题考查了速度时间图象相关知识点，要求同学们能根据图象判断物体的运动情况，从图中读取有用信息解题，难度不大3. 如图所示为光由玻璃射入空气中的光路图，直线AB与CD垂直，其中一条是法线入射光线与CD的夹角为，折射

4、光线与CD的夹角为，（900)，则该玻璃的折射率n等于（ ）A. B. C. D. 参考答案：B4. （多选）对于万有引力定律的表达式，下面正确的说法是（ ）A、公式中的G是引力常量，它是实验测得的，不是人为规定的B、当r等于零时，万有引力为无穷大C、两物体受到的引力总是大小相等，与两物体质量是否相等无关D、r是两物体最近的距离参考答案：AC5. 如下图所示，电路中A、B、C为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内电阻r，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时（）AB灯变亮 B路端电压升高C电源输出功率增大DC灯变暗参考答案：C二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 某校学习兴趣小组在研究

5、“探索小车速度随时间变化的规律”的实验，图是某次实验得出的纸带，所用电源的频率为50HZ，舍去前面比较密集的点，从0点开始，每5个打印的连续点取1个计数点，标以1、2、3。各计数点与0计数点之间的距离依次为d1=3cm，d2=7.5cm,d3=13.5cm，则（1）物体做 的运动，理由是 ；（2）物体通过1计数点的速度v1= m/s；（3）物体运动的加速度为a = m/s2.参考答案：（1）匀加速直线运动；或连续相等的时间内位移之差为常数；（2分）（2）0.375m/s2；（2分）（3）1.5m/s2 7. （6分）某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T

6、，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为_，太阳的质量可表示为_。参考答案：，8. 某同学用如图12所示的装置来探究动能定理。实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小近似相等，钩码的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 。挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动，用打点计时器在纸带上记录其运动情况。图13是实验时得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点。本实验能测出的物理量有：小车的质量M，钩码的总质量m，各计数点间的距离，已知相邻计数点间的时间间隔为T，重力加速度为g。则打点计时器打出B点时小车的速度为 ，实验中小车所受合外力做的功与动能变化间的关系式为 。（

7、用题中及图中所给字母表示）参考答案：钩码的总质量远小于小车的质量(1分) 平衡摩擦力 (1分)vB (2分)mg(x3x4)M()2M()2等均可9. （选修34）（5分）某种媒质的折射率为，有一束光从该媒质射向真空，要使真空中有折射光，入射角应满足的条件是_。 参考答案：答案： i45 10. 用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图所示的一段纸带，测得AB=7.56cm BC=9.12cm，已知交流电源频率是50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为 m/s，实验测出的重力加速值是 m/s2，产生误差的原因 。参考答案：2.09， 9.75 , 空气阻力；纸带和计时器限位孔之间有摩擦。计数点

8、的时间间隔为：，打B点的速度为：物体的加速度为：，实验测出的重力加速度值比公认值偏小，原因可能是物体下落过程中存在空气阻力和纸带和计时器限位孔之间有摩擦；11. 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：时刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5= m/s（2）从t2到t5时间内，重力势能增量Ep= J，动能减少量Ek= J（3）在误差允许的范围内，

9、若Ep与Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律由上述计算得Ep Ek（选填“”“”或“=”），造成这种结果的主要原因是 参考答案：解：（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v5=4.08 m/s（2）根据重力做功和重力势能的关系有：Ep=mg（h2+h3+h4）=0.210（26.68+24.16+21.66）102 J=1.45J在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：v2=5.59 m/sEk=m（v22v52）=0.2（5.59）2（4.08）2J=1.46 J（3）由上述计算得EpEk，由于纸带和打点计时器的摩擦以及空

10、气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能故答案为：（1）4.08（2）1.45，1.46（3），由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在12. 某实验小组采用如图所示的装置探究“探究做功和物体动能变化间的关系”,图中桌面水平放置,小车可放置砝码,实验中小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面。实验的部分步骤如下： a.在小车放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细绳连接小车和钩码； b.将小车停在打点计时器附近, _,_,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点断开开关； c.改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复第二步的操作。如图a所示是某次实验中得到的一条纸带,其

11、中A、B、C、D、E、F是计数点,相邻计数点间的时间间隔为T则打c点时小车的速度为_。 要验证合外力的功与动能变化的关系,除钩码和砝码的质量、位移、速度外,还要测出的物理量有：_。 某同学用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认 为在实验中还应该采取的两项措施是： a._； b. _； 实验小组根据实验数据绘出了图b中的图线(其中v2=v2-v02),根据图线可获得的 结论是_。参考答案：接通电源（1分） 释放小车（1分） （2分） 小车的质量（1分）a.平衡摩擦力（1分） b.重物的重力远小于小车的总重力（1分）小车初末速度的平方差与位移成正比（或合外力做功等于

12、物体动能的变化）。13. 氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n4能量状态，则氢原子最多辐射 种频率的光子。辐射光子的最大能量为 。参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. （8分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。（已知质子、粒子、锂核的质量分别取、）参考答案：核反应方程为核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。15.

13、 （6分）如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，球的最终速度.、两球跟球相碰前的共同速度多大？两次碰撞过程中一共损失了多少动能？参考答案：解析：A、B相碰满足动量守恒（1分） 得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分） 两球与C碰撞同样满足动量守恒（1分） 得两球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分） 两次碰撞损失的动能（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 如图所示，容器A和气缸B都能导热，A放置在177的恒温槽中，B处于27的环境中，大气压强为Po=1.0105Pa，开始时

14、阀门K关闭，A内为真空，其容积VA=2.4L，B内有一质量不计的活塞，封闭有一定质量的理想气体，其体积VB=4.8L，活塞上方与大气连通，A与B间连通细管体积不计，打开阀门K后活塞缓慢下移至某一位置（未触及气缸底部）g取10m/s2试求：稳定后容器A与气缸B内气体密度之比；活塞下一过程中，外界对气体做的功参考答案：17. 2013年12月2日，嫦娥三号探测器成功发射。“玉兔”登上了距离地球大约的月球表面，将开展探测：观天、看地、测月工作，它能够在自动导航系统的控制下行走，且每隔10秒向地球发射一次信号。探测器上还装着两个相同的减速器（其中一个是备用的），这种减速器可提供的最大加速度为0.5m/

15、s2。若某次探测器的自动导航系统出现故障，从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物。此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作，已知电磁波在太空中传播速度为。下表为控制中心的显示屏的数据： 已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快。科学家每次分析数据并输入命令需要3秒。问：（1）经过数据计算分析，你认为减速器是否执行了减速命令？（2）假如你是控制中心的工作人员，应采取怎样的措施？加速度需要满足什么条件？请计算说明。参考答案：（1）没有执行命令（2）设在地球和月球之间传播电磁波需要的时间为t0,从前两次收到的信号可知：探测器的速度从后两次收到的信号可知探测器的速度可见，探测器速度没有改变，并没有执行命令。则减速器出现故障。（2）应启用另一个备用的减速器。再经过3秒分析数据和1秒接收时间，探测器在9时10分44秒执行命令。地面上