山东省枣庄市城郊中学2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

山东省枣庄市城郊中学2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析一、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.如图所示，边长为L的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO/恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕OO/轴匀速转动，则以下判断中不正确的是（

）A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=nBL2ωsinωtB．在t=时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快C．从t=0时刻到t=时刻，电阻R上产生的热量为Q=D．从t=0时刻到t=时刻，通过R的电荷量q=参考答案：A2.（单选）一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验，用不可伸长的轻绳栓一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点在竖直平面内做圆周运动，测得绳的拉力大小随时间t的变化规律如图乙所示，F1=7F2，设R、m、引力常量G、F1、F2均为已知量，忽略各种阻力，以下说法中不正确得是（）A．小球在最高点的最小速度为零B．卫星绕该星球的第一宇宙速度为C．该星球表面的重力加速度为D．星球的质量为参考答案：解：A、小球在最高点受重力和绳子拉力，根据牛顿运动定律得：F2+mg=m≥mg所以小球在最高点的最小速v2≥．故A错误；B、设小球在最低点时细线的拉力为F1，速度为v1，则F1﹣mg=m

①设小球在最高点细线的拉力为F2，速度为v2，则F2+mg=m

②由机械能守恒定律得：mg（2r）+mv22=mv12③由①、②、③解得g=

④又：F1=7F2，所以该星球表面的重力加速度为g==，根据万有引力提供向心力得：m=mg卫星绕该星球的第一宇宙速度为v===，故B、C正确．D、在星球表面，万有引力近似等于重力G=m′g⑤由④、⑤解得M==，故D正确．本题选不正确的，故选：A．3.如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同．下列说法中正确的是

()A．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为

B．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为

C．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为

D．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为2R参考答案：AD4.图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是(

)A．α和β

B．α和γC．β和γD．α、β和γ参考答案：A5.如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线．若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动到b点，则下述判断正确的是（）A．带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率B．带电粒子一定带正电C．b点的电势一定高于a点的电势D．b点的电场强度一定大于a点的电场强度参考答案：A【考点】电场线．【分析】由运动的轨迹确定出受力向，根据力的方向与速度方向的夹角确定电场力做功的正负，从而判断出能量的大小关系．由等势线的疏密确定电场线的疏密确定受力的大小，从而判断电场强度．【解答】解：A、带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧，故带电粒子从a运动到b点时电场力做负功，所以带电粒子的动能减小，即带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率，故A正确；B、由图可知带电粒子的电场力指向弧的内侧，由于电场的方向未知，故根据题意无法判断电荷的电性，故B错误；C、电场线和等势线垂直且由高等势线指向低等势线，但由于无法判断电场的方向，即ab两点的电势无法判断，故C错误；D、a点等势线密，电场线也密，所以电场强度大于b处，故D错误．故选：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列简谐横波，沿x轴正向传播，t=0时波形如图甲所示，位于x=0.5m处的A点振动图象如图乙所示．则该波的传播速度是10m/s；则t=0.3s，A点离开平衡位置的位移是﹣8cm．参考答案：①由图甲知波长为λ=2m，由图乙可知波的周期是T=0.2s；则波速为v==10m/s．由乙图知：t=0.3s时，A点到达波谷，其位移为﹣8cm7.)V表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m为每个水分子的质量，则阿伏加德罗常数NA＝______，标准状态下相邻水蒸气分子间的平均距离d＝_____.参考答案：

8.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是________。参考答案：C9.（9分）探究能力是物理学研究的重要能力之一。物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关。为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系。某同学采用了下述实验方法进行探索：如图所示，先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间摩擦力做功，砂轮最后停下，测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n，通过分析实验数据，得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示：

ω/rad·s－10.51234n5.02080180320Ek/J

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN。（1）计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中。（2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式为

。（3）若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后的角速度为

rad/s。参考答案：（1）（全对得3分）Ek/J0.5281832（2）2ω2（3分）；（3）2（3分）10.一物体放在倾角为的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑，若给此物体一个沿斜面向上的初速度V0，则它能上滑的最大路程是____________。参考答案：11.研究发现两个氘核可聚变成，已知氘核的质量为2．0136u，中子的质量为1．0087u，He核质量为3．0150u．若质量亏损1u对应的核能为93l.5MeV，则两个氘核聚变成核的核反应方程为_________________________；上述反应中释放的核能为______________________________．参考答案：由核反应方程质量数和电荷数守恒可得两个氘核聚变成核的核反应方程；由MeV可求出释放的核能。12.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图线，如图乙所示。滑块和位移传感器发射部分的总质量m=

kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=

。（重力加速度g取10m／s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）参考答案：0.5

0.213.V表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m为每个水分子的质量，则阿伏加德罗常数NA＝______，标准状态下相邻水蒸气分子间的平均距离d＝_____.参考答案：

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用如图1所示的装置探究“小车的加速度与所受合外力的关系”，具体实验步骤如下：A．按照图示安装好实验装置，挂上沙桶（含少量沙子）；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；C．取下细线和沙桶，测量沙子和桶的总质量为m，并记下；D．保持长木板的倾角不变，不挂沙桶，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间；E．重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复B、C、D步骤．（1）若沙桶和沙子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为mg；（忽略空气阻力）（2）如图2所示，用游标卡尺测得小车上遮光板的宽度为7.65mm；（3）若遮光板的宽度为d，光电门甲、乙之间的距离为l，通过光电门甲和乙时显示的时间分别为t1、t2，则小车的加速度a=；（4）有关本实验的说法正确的是C．A．沙桶和沙子的总质量必须小于小车的质量B．沙桶和沙子的总质量必须大于小车的质量C．沙桶和沙子的总质量必须远小于小车的质量D．沙桶和沙子的总质量必须远大于小车的质量．参考答案：【考点】：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】：实验题；牛顿运动定律综合专题．【分析】：（1）探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力；（2）先读主尺，再读副尺，相加得最终结果；（3）依据可计算加速度；（4）用沙和沙桶的总质量表示小车受到的拉力，必必须满足沙桶和沙子的总质量必须远小于小车的质量．：解：（1）探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为mg．（2）主尺读数为7mm，副尺第13刻度和主尺对齐，故副尺读数为：13×0.05mm=0.65mm，故小车上遮光板的宽度为7.65mm；（3）小车的速度等于遮光板的宽度除以所有的时间，依据可得加速度为：，（4）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有对沙和沙桶，有：mg﹣T=ma，对小车，有：T=Ma，解得：T=g=，故当M＞＞m时，有T≈mg．故C正确，ABD错误，故选：C．故答案为：（1）mg；

（2）7.65；

（3）；（4）C．15.在《验证机械能守恒定律》的实验中，重物的质量为m，所用交流电的频率为50Hz，打出了如图所示的一条纸带，其中O为起点，A、B、C为三个连续的计时点．可得（g=9.8m/s2，重物的质量m取0.4kg计算）（1）打点计时器打B点时，重物的重力势能减小量为1.46J重物动能为1.42J（结果均保留三位有效数字）．（2）通过计算结果你能得出的结论：在实验误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．参考答案：考点：验证机械能守恒定律．.专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：根据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可以求出B点速度，从而进一步求出动能的增量，根据重力做功和重力势能的关系可以求出重锤势能减少的减少量；根据小球下落过程中的功能关系可以判断△EP和△Ek的大小关系，进一步判断机械能是否守恒．解答：解：（1）根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：△EP=mgh=0.4×9.8×0.3724J=1.46J根据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可以求出B点速度，vB===2.66m/sEkB=mvB2=×0.4×（2.66）2=1.42J动能的增加量△Ek=1.42J，（2）由计算结果可知由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在实验误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．故答案为：（1）1.46J，1.42J．（2）在实验误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．点评：运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题，对于验证实验，我们有时也需要实验原理、测量数据等各个方面分析产生误差的原因．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.上海浦东国际机场候机楼的侧壁是倾斜的，用钢索将两边斜壁系住，在钢索上竖有许多短钢棒将屋面支撑在钢索上，候机楼结构简化如图所示。假设一面斜壁质量为m，分布均匀。在地面处有一固定转轴OOˊ，斜壁可绕OOˊ转动，此时斜壁与地面夹角为60°，斜壁上端所有钢索的总拉力为F，与斜壁夹角为30°，设屋面通过短钢棒支撑在钢索上，钢索的质量不计。求:（1）在方框中画出斜壁的受力示意图（OOˊ受力可以不画）。（2）所有钢索的总拉力F的大小。（3）钢索能承担多大的承重?

参考答案：（1）受力分析图（4分）画对mg：（1分）画对F：

（1分）标出300：（1分）标出600：（1分）（2）设OA的长度为L，可以由力矩平衡得，

（4分）（3）对屋面来说可以看作共点力的平衡，两边钢索总拉力F的反作用力F1与屋面的重力G交汇于C点，处于三力平衡状态，即

（4分）

17.（16分）一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s=2m，动摩擦因数为μ=0.25。现有一滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损失机械能。若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：

（1）若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h；（2）若滑块B从h/=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力；（3）若滑块B从h/=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数。参考答案：解析：（1）小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v0，在最高点，仅有重力充当向心力，则有

①在小球从最低点运动到最高点的过程中，机械能守恒，并设小球在最低点速度