山西省阳泉市神泉中学2023年高三物理上学期期末试卷含解析

1、山西省阳泉市神泉中学2023年高三物理上学期期末试卷含解析一、 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. （多选）如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，除电阻R外其余电阻不计，导轨所在平面与一匀强磁场垂直，静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为l现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（） A 轻弹簧的劲度系数为 B 电阻R中电流最大时，金属棒在A处下方的某个位置 C 金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg D 从释放到金属棒最后静止的过程中，电阻

2、R上产生的热量为mgl参考答案：解：A、静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为l，即mg=kl，轻弹簧的劲度系数为，故A正确；B、若没有磁场，金属棒回到A处时速度最大，有磁场时，由于电磁感应产生感应电流，金属棒将受到安培阻力作用，则在A处上方速度达到最大，此时感应电流最大故B错误C、若没有磁场，金属棒做简谐运动，根据对称性可知，金属棒在最低处时加速度大小等于g，方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，金属棒在最低处时弹簧的拉力等于2mg有磁场时，金属棒还受到安培阻力作用，金属棒向下到达的最低位置比没有磁场时高，加速度应小于g，则弹簧的拉力一定小于2mg故C正确D、金属棒最后静止在A处，从释放到金属

3、棒最后静止的过程中，其重力势能减小，转化成内能和弹簧的弹性势能，则电阻R上产生的热量小于mgl故D错误故选：AC2. .下列有关超重和失重的说法，正确的是 ( )A. 做竖直上抛运动的物体处于完全失重状态B. 物体超时重力变大，失重时重力变小，完全失重时物体所受的重力消失。C. 在沿竖直方向向上运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程D. 在沿竖直方向向上运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程参考答案：A3. 质点在一平面内沿曲线由P运动到Q，如果v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图象可能正确的是（）ABCD参考答案：D【考点】物体做曲

4、线运动的条件【分析】当合力与速度不在同一条直线上时，问题就做曲线运动，但是加速度的方向和合外力的方向是相同的【解答】解：A、物体做曲线运动，物体的速度的方向是沿着轨迹的切线方向的，所以A错误；B、物体受到的合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧，并且合力的方向和加速度的方向是相同的，所以加速度的方向也是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断BC错误，D正确；故选D4. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是（ ）A伽利略通过“理想实验”得出“力是维持物体运动的原因”B牛顿建立了万有引力定律，并测出了万有引力常量C奥斯特发现了电流的磁效应，使人们

5、突破了对电与磁认识的局限性D楞次发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善参考答案：5. 质量相等的两物体M、N放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用由静止开始从同一位置沿相同方向做匀加速直线运动。经过时间t0和4t0，当二者速度分别达到2v0和v0时分别撤去F1和F2，此后物体做匀减速运动直至停止。两物体运动的v-t图像如图所示，下列结论正确的是A物体M、N的位移大小之比是6:5B物体M、N与水平面的摩擦力大小之比是1:1C物体M、N在匀加速阶段合外力大小之比是2:1D物体M、N在整个运动过程中平均速度之比是2:1参考答案：ABD二、 填空题：本题共8小题，每小题2

6、分，共计16分6. （4分）如图所示，直角玻璃棱镜中A=70，入射光线垂直于AB面。已知玻璃的折射率为，光在AC面上反射后经BC面反射从AC面第一次射出，则光线在BC面_（填“发生”或“不发生”）全反射，光线从棱镜AC边第一次射入空气时的折射角为_。参考答案：发生；4507. 某兴趣小组在探究物体动能大小实验时，让一物体在恒定合外力作用下由静止开始沿直线运动，记录下速度、时间、位置等实验数据，然后分别作出动能EK随时间变化和动能EK随位置变化的两个图线，但横坐标没有标出，请你判断物体动能随位置变化的图线应是图 ；若图甲中OA连线的斜率为p，图乙中直线的斜率为q，则物体在A点所对应的瞬时速度的大

7、小为 参考答案：乙 8. 如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。 闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2m1。（1）磁感应强度B大小为_，方向垂直纸面_（

8、选填“向里”或“向外”）； （2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D_（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为_。参考答案：（1），向外；（2）向上，9. 一水平放置的水管，距地面高hl.8m，管内横截面积S2cm2。有水从管口处以不变的速度v2m/s源源不断地沿水平方向射出，则水流的水平射程 ? m。水流稳定后在空中有 ? m3的水。（g取10ms2）参考答案：答案：1.2，10. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在 （填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做 运动；（2）某次实验中

9、所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为 m/s2.参考答案：（1）不挂（2分）；匀速（2分） （2）0.6（4分）11. 正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 ，导体框中感应电流做功的功率为 。参考答案：，12. 光传感器可用来测量光屏上的光强分布如图（a）所示

10、为某同学利用单缝做的一个光学实验，图（b）为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上光强分布图象则该同学所做的实验是光的衍射（选填“干涉”或“衍射”）实验；根据图（b）可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱参考答案：解：图b可知，条纹中间亮、两边窄，知是衍射条纹；根据光的衍射原理，则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱故答案为：衍射，中间强两边弱13. 一辆汽车在平直公路上以10m/s的速度行驶，由于前方有障碍物，司机发现后立即刹车，刹车加速度大小为2m/s2，则汽车经3s时的速度大小为 m/s；经10s时的位移大小是 m参考答案：4m/s；25m【考点】匀变速直线运

11、动的位移与时间的关系；匀变速直线运动的速度与时间的关系【分析】汽车刹车后的运动可以看成是匀减速直线运动已知初速度和加速度，求几秒后通过的位移可以运用匀变速直线运动的公式要注意汽车刹车是一项实际运动一段时间后汽车就停止运动，所以要判断汽车从刹车到停止所需的时间，根据这个时间来运用公式【解答】解：汽车刹车后做匀减速直线运动，设刹车时间为t，则t=5s因为3s5s所以汽车经3s时的速度大小为：v=v0+at=（1032）m/s=4m/s因为10s5s故汽车在5s末就停止运动，所以x=105225m=25m故答案为：4m/s；25m三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. “水立方”

12、国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50 m、宽25 m、水深3 m设水的摩尔质量为M1.810-2kgmol，试估算该游泳池中水分子数参考答案：1.31032个解：游泳池中水的质量为m，阿伏加德罗常数为，游泳池中水的总体积为。则游泳池中水的物质的量为；所含的水分子数为个15. （8分）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次衰变成铜（Cu），同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极，镍63(Ni)的衰变方程

13、为。（2）一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生衰变，放出一个速度为v0，质量为m的粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为粒子和铜核的动能。求此衰变过程中的质量亏损（亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计）。参考答案：解析：（1）；（2）设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒 由能量方程 由质能方程 解得 点评：本题考查了衰变方程、动量守恒、能量方程、质能方程等知识点。四、计算题：本题共3小题，共计47分16. （14分）如图16（a）所示，水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道，其半径R05m，圆弧轨道底端与水平桌面相切C点，桌面CD长L1 m，高h205m，有质量为m（m

14、为末知）的小物块从圆弧上A点由静止释放，A点距桌面的高度h102m，小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上，在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用，然后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上，设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x，如图16（b）是F的图像，取重力加速度g10ms2（1）试写出小物块经D点时的速度vD与x的关系表达式；（2）小物体与水平桌面CD间动摩擦因数是多大?（3）若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数是从第（2）问中的值开始由C到D均匀减少，且在D点恰好减少为0，再将小物块从A由静止释放，经过D点滑出后的水平位移大小为1m，求此情况下的恒力F的大小?参考答

15、案：解：物体从D滑出后做平抛运动,则 1分 1分 代入化简可得 或 1分由AD全程动能定理得2分 代入整理得 2分 由图可知 b =-0.3代入计算可得 =0.35 1分由第（2）可知 1分 由乙图可知 k=0.5代入计算得 m =0.4kg 1分由AD全程动能定理得 2分 由题可知：x=1m 1分由第（1）问知 则代入计算得 F=1.9N 1分17. 在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞 考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？参考答案：设中子质量为mn靶核质量为m，由动量守恒定律 （1分）由能量守恒定律 （2分）解得：（1分）在重水中靶核质量： 则碰后中子速度为 （2分）在石墨中靶核质量：则碰后中子速度为 （2分）与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。（1分）18. 如图所示，底面积S= 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上，内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A。开始时，温度t