山西省临汾市霍州第三中学2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

山西省临汾市霍州第三中学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.（单选）质量为的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响物体下落的加速度为，在物体下落高度为的过程中，下列说法正确的是 A．物体的动能增加了 B．物体的机械能减少了C．物体克服阻力所做的功为 D．物体的重力势能减少了参考答案：A2.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列物理量的表达式不是由比值法定义的是（）A．加速度a= B．电阻R= C．电容C= D．电场强度E=参考答案：A【考点】物理学史．【分析】所谓比值定义法，就是用两个量的比值定义一个新的物理量，而新的物理量与原来两个量又无关．【解答】解：A、加速度a=是牛顿第二定律表达式，说明加速度a与外力F成正比，与质量m成反比，不符合比值定义法的共性，故A错误；B、电阻是导体两端电压与通过电流的比值，故B正确；C、电容是所带电荷量与板间电势差的比值，故C正确；D、电场强度等于电场力与探试电荷的电荷量的比值，采用的是比值定义法，故D正确；本题选不是由比值法定义的，故选：A3.（单选）2013年7月7日，温网女双决赛开打，“海峡组合”彭帅、谢淑薇击败澳大利亚组合夺得职业生涯首个大满贯冠军。如图所示是比赛场地，已知底线到网的距离为L，彭帅在网前截击，若她在球网正上方距地面H处，将球以水平速度沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上。将球的运动视作平抛运动，重力加速度为g，则下列说法不正确的是

A．根据题目条件能求出球的水平速度vB．根据题目条件能求出球从击出至落地所用时间tC．球从击球点至落地点的位移等于LD．球从击球点至落地点的位移与球的质量无关参考答案：4.（单选）2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，在卫星飞赴月球的过程中，随着它与月球间距离的减小，月球对它的万有引力将（

）A变小

B变大C.先变小后变大

D.先变大后变小参考答案：B试题分析：由万有引力公式知，月球对卫星的万有引力与它们间距离二次方成反比，故距离减小，万有引力增大，选项B正确，其余错误。考点：万有引力定律5.如图所示，一轻杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B（可视为质点）．将其放在一个直角形光滑槽中，已知当轻杆与槽左壁成角时，A球沿槽下滑的速度为vA，则此时B球的速度（

）A.vAtan B.vAcot C.vAcos D.vAsin参考答案：B【详解】根据题意，将A球速度分解成沿着杆和垂直于杆方向的两个分速度，同时将B球速度也分解成沿着杆和垂直于杆两方向。则有，A球：v∥=vAcos而B球，v∥=vB=vBsin由于同一杆，则有vAcos=vBsin所以vB=vA=vAcot，故B正确，A、C、D错误；故选：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度。图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源。①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=

cm，小车此次运动经B点时的速度

m/s，小车的加速度a=

m/s2；（保留三位有效数字）

②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用

来测量出

；

③由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是

A、适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑B、应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量MC、定滑轮的轮轴要尽量光滑参考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小车总质量（或小车质量）③A。7.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为（此处k为比例常数，且），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度．俯视观察，圆环中的感应电流方向为（顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为．参考答案：顺时针

;8.（4分）有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+)和x2=9asin(8πbt+)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3②4：19.有两个单摆做简谐运动，位移与时间关系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b为正的常数，则它们的：①振幅之比为__________；②摆长之比为_________。参考答案：①1：3

②4：110.如图所示，一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处，已知波速v=10m/s，则图中P点开始振动的方向沿

（选填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的点在t=

s第二次出现波峰．参考答案：11.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的．用记录的外力F与弹簧的形变量x，作出F﹣x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为200N/m，图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力．参考答案：解：当拉力为8N时，弹簧的形变量为x=5cm=0.05m当拉力为0N时，弹簧的形变量为x=1cm=0.01m由胡克定律F=kx得：图线的斜率即为弹簧的劲度系数．k==200N/m图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离．故答案为：200，弹簧本身有重力．12.如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为577.5K的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg．若给左管的封闭气体降温，使管内气柱长度变为20cm．求：①此时左管内气体的温度为多少？②左管内气体放出（填“吸收”或“放出”）的热量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界对气体做的功．参考答案：解：①初状态：P1=55cmHg，V1=30S

T1=577.5K降温后，水银面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHgV2=20S由理想气体状态方程得：代入数据解得：T2=280K②由于体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功．答：①此时左管内气体的温度为280K②左管内气体放热大于外界对气体做功．13.一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V的图描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量。(1)气体状态从A到B是______过程(填“等容”、“等压”或“等温”)；(2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度______(填“升高”、“不变”或“降低”)；(3)状态从C到D的变化过程中，气体______(填“吸热”或“放热”)；(4)状态从A→B→C→D的变化过程中，气体对外界所做的总功为________。参考答案：(1)等压

(2)降低

(3)放热

(4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2)三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有输出电压为6V、频率为50Hz的交流电和输出电压为6V的直流电两种。质量为0.300kg的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（g取9.8m/s2）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C．松开手释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸带；D．测量纸带上某些点间的距离；E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

（1）

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤，请将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因。答：

▲

（2）实验中得到如图乙所示的纸带，根据纸带可计算得知，重锤从B点到D点过程中重力势能减少量等于

▲

J，动能增加量等于

▲

J。（结果保留三位有效数字）（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量，其原因主要是

▲

。参考答案：（1）

B：打点计时器应该使用交流电，C：应该先通电再释放纸带

（2）

0.271J（0.269～0.275算正确）

0.264J

(0.261～0.267算正确)

（3）

实验过程中存在摩擦阻力

15.某班同学要测定电源的电动势和内电阻，各小组设计了以下不同的实验电路．（1）在电路图（1）和（2）中，若R1为定值电阻且阻值未知，则能测出电源电动势的是（1）（2），能测出电源内电阻的是（1）．（选填图的编号）（2）若用图（3）所示实验电路进行实验，已知R1=2Ω，电压表V1、V2读数分别为U1、U2，现以U2为纵坐标，U1为横坐标，作出相应图线，如图（4）所示，则：电源电动势E=2.5V，内阻r=0.5Ω．参考答案：解：（1）由图（1）所示电路图可知，电压表测路端电压，电流表测电路电流，该电路可以求出电源电动势与内阻，由图（2）所示电路图可知，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压，由于R1阻值未知，该电路可以测出电源电动势，但不能测出电源内阻，因此能测出电源电动势的电路是（1）（2），能测电源内阻的电路是（1）．（2）在图（3）所示电路中，电源电动势：E=U1+U2+r，U2=E﹣（1+）U1，由图（4）所示图象可知，电源电动势E=2.5V，1+===1.25，电源内阻r=（1.25﹣1）×2=0.5Ω；故答案为：（1）：（1）（2）；（1）；（2）：2.5；0.5．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（计算）（2015?昌平区二模）正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．PET所用回旋加速器示意如图，其中置于高真空中的两金属D形盒的半径为R，两盒间距很小，质子在两盒间加速时间可忽略不计．在左侧D1盒圆心处放有粒子源S不断产生质子，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示．质子质量为m，电荷量为q．假设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，加速电压为U，保证质子每次经过电场都被加速．（1）求第1次被加速后质子的速度大小v1；（2）经多次加速后，质子最终从出口处射出D形盒，求质子射出时的动能Ekm和在回旋加速器中运动的总时间t总；（3）若质子束从回旋加速器射出时的平均功率为P，求射出时质子束的等效电流I．参考答案：（1）第1次被加速后质子的速度大小v1为（2）质子射出时的动能Ekm为，在回旋加速器中运动的总时间t总为．（3）射出时质子束的等效电流I为．带电粒子在匀强磁场中的运动；动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．解：（1）质子第1次被加速后，由动能定理得得：（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有

质子做圆周运动的半径

当r=R时，质子的速度最大，动能最大．所以最大速度，最大动能粒子做圆周运动的周期设质子在电场中加速的次数为n，由动能定理得：质子在电场中每加速一次，随即在磁场中运动半周，所以联立解得

（3）设在t时间内离开加速器的质子数为N，则质子束从回旋加速器射出时的平均功率输出时质子束的等效电流解得

答：（1）第1次被加速后质子的速度大小v1为（2）质子射出时的动能Ekm为，在回旋加速器中运动的总时间t总为．（3）射出时质子束的等效电流I为．17.（4分）在光滑水平面上，甲、乙两物体的质量分别为m1、m2，它们沿一条直线相向运动，其中甲物体运动