山西省太原市大学美术学院附属中学2022-2023学年高三物理上学期期末试卷含解析

山西省太原市大学美术学院附属中学2022-2023学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.如图所示，倾斜轨道AC与有缺口的圆轨道BCD相切于C，圆轨道半径为R，两轨道在同一竖直平面内，D是圆轨道的最高点，缺口DB所对的圆心角为90°，把一个小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到C点后便进入圆轨道，要想使它上升到D点后再落到B点，不计摩擦，则下列说法正确的是（

）

A．释放点须与D点等高

B．释放点须比D点高R/4

C．释放点须比D点高R/2

D．使小球经D点后再落到B点是不可能的参考答案：D2.美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。关于康普顿效应，以下说法正确的是A．康普顿效应现象说明光具有波动性B．康普顿效应现象说明光具有粒子性C．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量减少参考答案：BD3.下列说法正确的是A．温度越高布朗运动就越激烈，所以布朗运动也叫做热运动B．由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏伽德罗常数C．在压缩气体时需对气体做功，这是因为气体分子间的斥力大于引力D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力参考答案：B解析：布朗运动越激烈反映了液体分子运动越激烈，液体温度越高，叫分子热运动，A错误；对液体和固体可以由摩尔体积和每个分子的体积估算出阿伏伽德罗常数，B正确；在压缩气体时需对气体做功是因为需要克服气体压强才能压缩，C错误；水和酒精混合后的体积小于原来体积之和说明分子间存在间隙，D错误。答案B。4.2005年9月，我国利用“神州六号”飞船将两名宇航员送入太空，中国成为继俄、美之后第三个掌握载人航天技术的国家。设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期T，离地面的高度为h，地球半径为R。根据T、h、R和万有引力恒量G，宇航员不能计算出下面的哪一项（

）A.地球的质量

B.地球的平均密度

C.飞船所需的向心力

D.飞船线速度的大小参考答案：C5.如图所示，Ｌ为足够大的电感线圈。其自身直流电阻为ＲＬ，Ｄ１、Ｄ２是两个相同的小灯泡，原来开关Ｓ是闭合的，则在Ｓ断开的瞬间:（）Ａ.Ｄ１、Ｄ２同时熄灭Ks5uＢ.Ｄ２立即熄灭，Ｄ１逐渐熄灭Ｃ.Ｄ２立即熄灭，Ｄ１一定会突然更亮一下再灭Ｄ.只有满足ＲＬ＞ＲＤ１时，Ｄ１才会突然更亮一下再灭参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.宇航员驾驶宇宙飞船到达月球表面，关闭动力，飞船在近月圆形轨道绕月运行的周期为T，接着，宇航员调整飞船动力，安全着陆，宇航员在月球表面离地某一高度处将一小球以初速度vo水平抛出，其水平射程为S。已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则月球的质量=___________，小球开始抛出时离地的高度=_____________。参考答案：

7.（6分）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿。那么该车可变换________种不同档位；且A与D轮组合时，两轮的角速度之比wA:wD=_____________。

参考答案：4；1：48.如图所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A、B两个星球半径大小相同的星球表面上的振动图象，其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，那么两个星球的平均密度ρA和ρB之比是__________。参考答案：4：19.氢原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2。那么氢原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将__________(填“吸收”或“放出”)波长为____________的光子。参考答案：吸收，λ1λ2/（λ1-λ2）的光子10.用M表示地球质量，R表示地球半径，T表示地球自转周期，G表示万有引力常量，则地面上物体的重力加速度为g=

，地球同步卫星的轨道高度为h=

．参考答案：；﹣R．【考点】同步卫星．【分析】根据已知量，地球表面的物体受到的重力等于万有引力可求出近地轨道处的重力加速度；地球的同步卫星的万有引力提供向心力，可以求出地球同步卫星的高度．【解答】解：地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：=mg

解得：g=，地球的同步卫星的万有引力提供向心力：=m解得：r=那么地球同步卫星的轨道高度为：h=﹣R；故答案为：；﹣R．11.（4分）如图为某报警装置示意图，该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关，门、窗未关上时，开关不闭合，只要有一个开关未闭合，报警器就会报警。该报警装置中用了两个串联的逻辑电路，虚线框甲内应选用_________门电路，虚线框乙内应选用_________门电路（填与、非、或）。参考答案：或，或解析：题意只要有一个开关未闭合，报警器就会报警，结合或门的特点因此虚线框甲内应选用或门；虚线框乙内应选用或门。12.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为

m/s，计数点6对应的速度大小为

m/s。（保留三位有效数字）。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=

m/s2（保留三位有效数字），若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：（1）6，7或7，6（2）1.00，1.20（3）2.00，偏大13.如图所示，在光滑小滑轮C正下方相距h的A处固定一电量为Q的点电荷，电量为q的带电小球B，用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力拉住，使小球处于静止状态，这时小球与A点的距离为R，细线CB与AB垂直。（静电力恒量为K，环境可视为真空），则小球所受的重力的大小为____________，若小球所受的重力为G，缓慢拉动细线（始终保持小球平衡）直到小球刚到滑轮的正下方过程中，拉力所做的功为____________。参考答案：；或三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.图1是利用两个电流表A1（微安表）和A2（毫安表）测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关。R为滑动变阻器，固定电阻Rl和A1内阻之和为l0000Ω（比r和滑动变阻器的总电阻都大得多)，A2为理想电流表。①按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。②在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_____（填“a端”、“中央”或“b端”）。

③闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表A1和A2的示数I1和I2。多次改变滑动端c的位置，得到的数据为

在图3所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1--I2曲线。

④利用所得曲线求得电源的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。

⑤该电路中电源输出的短路电流Im=_____A。参考答案：①如图（2分，错一条线不得分）②b端（2分）

③如图（2分，必须有描点，不描点不得分）

④1.49（1.48～1.50）（2分）0.60（0.55～0.65）（2分）⑤2.4（2.3～2.7）（2分）②闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应最大，以免烧坏微安表。④把R1和A1整体等效为一个电压表，测量路端电压，=0时的路端电压即为电源的电动势，图线的斜率与R1和A1整体电阻的乘积即为电源的内电阻。⑤短路电流等于电动势与内电阻的比值。15.在用DIS实验研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据。（1）在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是_________；（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，如图（b）所示。是否仍要满足小车质量M远大于重物的质量m_______（填“必要”，或“不需要”）参考答案：（1）如图；（2）倾角过大或平衡摩擦力过度；（3）不需要本题考查的是对研究小车加速度与外力的关系实验的了解问题，根据实验数据可以作出图线；根据曲线上翘，计算出的小车质量逐渐增大，说明倾角过大或平衡摩擦力过度；如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器来测量绳子的拉力大小，绳子拉力的变化很精确测出，则不需要满足小车质量M远大于重物的质量m；四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(8分)在真空中，半径的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感应强度B=0.2T，一个带正电的粒子以初速度从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场，已知该粒子的比荷，不计粒子重力．

(1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径；

(2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角，求入射时与ab的夹角及粒子的最大偏转角．参考答案：

37°

74°带电粒子在磁场中运动时有则（2）粒子在磁场偏转角越大，圆心角越大，而粒子的速度大小一定时，轨迹半径是一定的，当轨迹对应的弦在最大时，轨迹所对应的圆心角最大，偏转角即最大，根据几何知识得知，当粒子从b点射出磁场时，此时轨迹的弦最长，恰好等于圆形区域的直径，则有

得由几何知识得，偏转角β=2θ=74°；由几何知识得，偏转角β=2θ=74°17.(17分)如图16甲所示是某人设计的一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.1m、匝数n＝20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图16乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈的电阻为1.5Ω，它的引出线接有质量为0.01kg、电阻为0.5Ω的金属棒MN，MN置于倾角为300的光滑导轨上，导轨宽度为0.25m。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过MN。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图16丙所示时(x取向右为正)，g=10m/s2。求：

(1)若MN固定不动，流过它的电流大小和方向？(2)若MN可自由滑动，至少要加多大的匀强磁场才能使MN保持静止，并在图16丁中画出磁感应强度随时间变化的图像；(3)发电机的输出功率。参考答案：解析：(1)由图丙知线圈运动速度

①

线圈向右运动时切割感线，且各处磁场方向与组成线圈的导线垂直，线圈产生电动势

E=nBLV=2πrnBV

②

流过MN电流

③联立①、②、③得

④

流过MN电流方向从M到N。当线圈向左运动时，电流大小不变，流过MN的电流方向从N到M。

(2)MN受重力、斜面支持力和安培力作用处于静止状态，要使外加磁场最小，即安培力最小，当流过MN电流从M到N时，由左手定则知磁场方向垂直轨道平面向下。且

⑤

⑥当流MN电流从N到M时，要MN静止，的方向相反，即垂直轨道平面向上，以此方向为正方向，则磁感应强度随时间变化图象如图所示。

(3)发电机输出功率

18.如图所示，P是倾角为30°的光滑固定斜面．劲度为k的轻弹簧一端同定在斜面底端的固定挡板C上，另一端与质量为m的物块A相连接．细绳的一端系在物体A上，细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮，另一端有一个不计质量的小挂钩．小挂钩不挂任何物体时，物体A处于静止状态，细绳与斜面平行．在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后，物体A沿斜面向上运动．斜面足够长，运动过程中B始终未接触地面．(1)求物块A刚开始运动时的加速度大小a；(2)设物块A沿斜面上升通过Q点位置时速度最大，求Q点到出发点的距离x0及最大速度vm；(3)把物块B的质量变为Nm(N＞0.5)，小明同学认为，只要N足够大，就可以使物块A沿斜面上滑到Q点时的速度增大到2vm，你认为是否正确？如果正确，请说明理由，如果不正确，请求出A沿斜面上升到Q点位置时的速度的范围．参考答案：(1)设绳的拉力大小为T，分别以A、B为对象用牛顿第二定律，有T＝ma，mg－T＝ma，则a＝(4分)(2)A加速上升阶段，弹