山西省吕梁市第四高级中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

山西省吕梁市第四高级中学2022-2023学年高三物理下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.图示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，可以认为V1不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略不计，当用户的用电器增加时，图中各表的示数变化的情况是(

)

A．A1变小

B．A2变小

C．V2变小

D．V3变小参考答案：D2.（单选）如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈l和2，其边长L1＞L2，在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再逐渐完全进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈l、2落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热世分别为Q1、Q1，通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，不计空气阻力，则（）A．v1＜v2，Q1＞Q2，q1＞q2B．v1=v2，Q1=Q2，q1=q2C．v1＜v2，Q1＞Q2，q1=q2D．v1=v2，Q1＜Q2，q1＜q2参考答案：解：线圈从同一高度下落，到达磁场边界时具有相同的速度v，切割磁感线产生感应电流时，受到磁场的安培力大小为：F=由电阻定律有：R=ρ（ρ为材料的电阻率，L为线圈的边长，S为导线的横截面积），线圈的质量m=ρ0S?4L，（ρ0为材料的密度）．当线圈的下边刚进入磁场时其加速度为：a==g﹣联立得，加速度为：

a=g﹣由上式分析得知，线圈1和2进入磁场的过程先同步运动，由于当线圈2刚好全部进入磁场中时，线圈1由于边长较长还没有全部进入磁场，线圈2完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而线圈1仍先做加速度小于g的变加速运动，完全进入磁场后再做加速度为g的匀加速运动，匀加速运动的位移相同，所以落地速度v1＜v2．由能量守恒可得：Q=mg（h+H）﹣mv2（H是磁场区域的高度），因为m1＞m2，v1＜v2，所以可得Q1＞Q2．根据q==∝L知，q1＞q2．故选：A．3.（多选题）如图所示，在空间中有平行xOy平面的匀强电场，场强大小为100V/m．一群电量相同的带正电粒子以相同的初动能从P点出发，可以到达以原点O为圆心、半径为25cm的圆上的任意位置．比较圆上这些位置，发现粒子到达圆与x轴正半轴的交点A时，动能最大．已知∠OAP=37°，（不计重力，不计粒子间相互作用，sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（）A．该匀强电场的方向沿x轴负方向B．过A点的等势面与PA连线垂直C．到达圆与x轴负半轴的交点Q点的粒子动能最小D．P、A两点的间电势差为32V参考答案：CD【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．【分析】据题，到达A点的正电荷动能增加量最大，电场力做功最大，说明等势面在A点与圆相切，即等势面与y轴平行，由UPA=求解PA间的电势差，再由公式U=Ed求解场强的大小【解答】解：A、到达A点的正电荷动能增加量最大，电场力做功最大，说明了A点的电势最低；同时说明等势面在A点与圆相切，也就是等势面与y轴平行，所以电场线与x轴平行，沿x轴正方向，故A错误；B、电场线的方向沿x轴正方向，所以过A点的等势面过A点平行于y轴，故B错误；C、电场线的方向沿x轴正方向，所以Q点的电势最高，到达Q点的正电荷的电势能最大，结合能量守恒可知正电荷动能最小．故C正确；D、由几何关系可知：m，PA间的电势差为：UPA==100×0.4×0.8=32V．故D正确．故选：CD4.（多选题）在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为20：1，图中电表均为理想交流电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），Ll和L2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（）A．交流电的频率为50HzB．电压表的示数为220VC．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大D．若Ll的灯丝烧断后，电压表的示数会变大参考答案：AC【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率；正弦式电流的图象和三角函数表达式．【分析】由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比．和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．【解答】解：A、原线圈接入如图乙所示，T=0.02s，所以频率为f==50Hz，故A正确；B、原线圈接入电压的最大值是220V，所以原线圈接入电压的有效值是U=220V，理想变压器原、副线圈匝数比为20：1，所以副线圈电压是11V，所以V的示数为11V，故B错误；C、R阻值随光强增大而减小，根据I=知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A的示数变大，故C正确；D、当Ll的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D错误；故选：AC5.两位杂技演员，甲从高处自由落下的同时乙从蹦床上竖直跳起，结果两人同时落到蹦床上（忽略空气阻力）．若以演员自己为参考系，此过程中他们各自看到对方的运动情况是（）A．甲看到乙先朝上、再朝下运动B．甲看到乙一直朝上运动C．乙看到甲先朝下、再朝上运动D．甲看到乙一直朝下运动参考答案：B【考点】参考系和坐标系．【分析】明确两人的运动过程，知道甲做自由落体运动，速度越来越快，乙做竖直上抛运动，根据运动的特点分析即可解题．【解答】解：先看第一段，乙向上做匀减速运动，甲向下做自由落体，甲乙相向运动，所以甲看到乙向上运动．当乙到最高点，速度为零时，甲有向下的速度，而且越来越快，乙也开始向下运动，但是速度没有甲快，所以甲乙之间的距离也是减小的，那么，相对来说，甲就看到乙一直向上运动．甲做自由落体运动：v1=gt，乙做竖直上抛运动：v2=﹣v0+gt甲乙之间的相对速度：v1﹣v2=gt﹣（﹣v0+gt）=v0即甲相对于乙做匀速直线运动．故选项B正确．故选：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图所示的—图线．由此可求得电源电动势E和电源内阻r，其中E=

V，r=______Ω。（保留两位小数）．参考答案：

2.86V，5.71Ω

7.某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数

N/m。（2）当弹簧受到5N的拉力时，弹簧的长度为

cm。参考答案：（1）200N/m。（2）12.5cm。8.（4分）如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图

；频率由高到低的先后顺序依次是图

。参考答案：答案：BDCA，DBCA9.(4分)太阳内部发生热核反应，每秒钟辐射出的能量约为J，据此可做算太阳一年内质量将减少_______kg（结果保留2位有效数字）。参考答案：

10.（5分）假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子Cl-靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子，若取Na+与Cl-相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为-6.1eV，已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na+所需的能量（电离能）为5.1eV，使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成氯离子Cl-所放出的能量（亲和能）为3.8eV。由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中，外界供给的总能量等于____________。参考答案：答案：4.811.在“用DIS探究牛顿第二定律”的实验中（1）下图（左）是本实验的装置图，实验采用分体式位移传感器，其发射部分是图中的_____，与数据采集器连接的是______部分．（填①或②）（2）上图（右）是用DIS探究加速度与力的关系时所得到的a–F实验图象，由图线可知，小车的质量为___________kg．参考答案：（1）①，②

（每空格1分）（2）m=0.77kg12.一物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一个水平向右的恒力F1，经过时间t物体运动到距离出发点为s的位置，此时立即撤去F1，同时对物体施加一水平向左的恒力F2，又经过相同的时间t，物体运动到距离出发点s/2的位置，在这一过程中力F1和F2的比可能是

和

参考答案：2:5

2:7

解：由牛顿第二定律得：，撤去时物体的速度由匀变速运动的位移公式得：解得：;或者;解得：13.

（选修3—4）（6分）露珠在阳光下显得晶莹明亮是由于光的

现象造成的；通过手指缝看日光灯，可以看到彩色条纹是由于光的

现象造成的；水面上的汽油薄膜呈现彩色花纹是由于光的

现象造成的。参考答案：答案：全反射；衍射；干涉；（每空2分）三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（9分）我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射。相比较美国宇航员已经多次登陆月球。而言，中国航天还有很多艰难的路要走。若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动,悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿,这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度。请探究一下,他是怎样估测的?参考答案：据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式,求得月球的重力加速度。解析：据单摆周期公式,只要测出单摆摆长和摆动周期,即可测出月球表面上的自由落体加速度．据宇航员的身高估测出摆长；测出时间，数出摆动次数，算得摆动周期；据公式求得月球的重力加速度。(9分)

15.（简答）质量,M=3kg的长木板放在光滑的水平面t..在水平悄力F=11N作用下由静止开始向右运动.如图11所示,当速度达到1m/s2将质量m=4kg的物块轻轻放到本板的右端.已知物块与木板间摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点.(g=10m/s2,).求：(1)物块刚放置木板上时,物块和木板加速度分别为多大？(2)木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止？(3)物块与木板相对静止后物块受到摩擦力大小？参考答案：(1)1(2)0.5m（3）6.29N牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．解析：(1)放上物块后，物体加速度

板的加速度

(2)当两物体达速度相等后保持相对静止，故

∴t=1秒

1秒内木板位移物块位移，所以板长L=x1-x2=0.5m（3）相对静止后，对整体

，对物块f=ma∴f=44/7=6.29N（1）由牛顿第二定律可以求出加速度．

（2）由匀变速直线运动的速度公式与位移公式可以求出位移．

（3）由牛顿第二定律可以求出摩擦力．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(14分)有人设想用图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电，电量与其表面积成正比。电离后，粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域Ⅰ，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向如图。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。已知半径为r0的粒子，其质量为m0、电量为q0，刚好能沿O1O3直线射入收集室。(不计纳米粒子重力，）

(1)试求图中区域Ⅱ的电场强度？(2)试求半径为r的粒子通过O2时的

速率？(3)讨论半径r≠r0的粒子刚进入区域Ⅱ时向哪个极板偏转？参考答案：解析：(1)设半径为r0的粒子加速后的速度为v0，则

(2分)

设区域Ⅱ内电场强度为E,则

(2分)

电场强度方向竖直向上

(1分)

(2)设半径为r的粒子的质量为m、带电量为q、被加速后的速度为v,则

(2分)

由

得

(3分)

(3)半径为r的粒子，在刚进入区域Ⅱ时受到合力为

(2分)

由上问可知，当

r＞r0时，v＜v0,F合＞0，粒子会向上极板偏转

r＜r0时，v＞v0,F合＜0，粒子会向下极板偏转

(2分)17.图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的p-T图象.已知气体在状态A时的体积是0.6m3.

(1)根据图象提供的信息,计算图中TA的温度值;(2)请在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象,并在图线相应位置上标出字母A?B?C.如果需要计算才能确定有关值,请写出计算过程.参考答案：(1)A→B过程,气体作等容变化,体积不变.(1分)由图象提供的信息:pA=1×105Pa,pB=1.5×105Pa,TB=300K.由查理定律,故TA==200K

(3分)(2)B→C过程,气体作等压变化,

(1分)由图象提供的信息:VB=VA=0.6m3,TB=300K,TC=400K由盖·吕萨克定律得故VC=TC=0.8m3;(3分)Ks5u故由状态A经过状态B变为状态C的V-T图象如图所示.(图2分)18.我国通信卫星的研制始于70年代331卫星通信工程的实施，到1984年4月，我国第一颗同步通信卫星发射成功并投入使用，标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段．现正在逐