山西省太原市第二十七中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

山西省太原市第二十七中学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.（单选）从下列哪一组数据可以算出阿伏伽德罗常数（

）A.水的密度和水的摩尔质量

B．水的摩尔质量和水分子的体积

C.水分子的体积和水分子的质量

D．水分子的质量和水的摩尔质量

参考答案：D2.如图所示，足够长\o"全品高考网"的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同\o"全品高考网"的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法正确\o"全品高考网"的是A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B．第一阶段摩擦力对物体做\o"全品高考网"的功等于第一阶段物体动能\o"全品高考网"的增加C．第一阶段物体和传送带间\o"全品高考网"的摩擦生热等于第一阶段物体机械能\o"全品高考网"的增加D．物体从底端到顶端全过程机械能\o"全品高考网"的增加等于全过程物体与传送带间\o"全品高考网"的摩擦生热参考答案：C3.（单选）如图所示，磁场垂直于纸面向外，磁场的磁感应强度随水平向右的x轴按B＝B0＋kx(B0、k为常量)的规律均匀增大．位于纸面内的正方形导线框abcd处于磁场中，在外力作用下始终保持dc边与x轴平行向右匀速运动。若规定电流沿a→b→c→d→a的方向为正方向，则从t＝0到t＝t1的时间间隔内，下列关于该导线框中产生的电流i随时间t变化的图象，正确的是（

）参考答案：A4.如图是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头。AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头。当开关S闭合，P处于如图所在的位置时，两灯均能发光。下列说法正确的是(

)A．将P沿逆时针方向移动，两灯均变暗B．P不动，将Q向左移动，两灯均变亮C．P不动，将Q向右移动，输入功率变大D．断开开关Ｓ，L1将变暗参考答案：B5.（多选）某物体沿直线运动的速度-时间图象如图，从图象可以看出物体的运动是A．往复运动

B．加速度大小始终不变C．3s末速度为零

D．6s末位移为零参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻向-y方向运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，那么①该波沿▲（选填“+x”或“-x”）方向传播；②图中Q点（坐标为x=7.5m的点）的振动方程=

▲

cm；③P点的横坐标为x=

▲

m.参考答案：7.如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′则S和S′的大小关系是

▲

.（填写选项前的字母）

A．S>S′

B．S=S′C．S<S′

D．无法判断参考答案：A8.如图所示，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在磁场力作用下以速度v在磁感强度为B的匀强磁场中沿顺时针方向作匀速圆周运动，则磁场方向垂直于纸面向_____（选填“里”或“外”），电荷A作圆周运动的半径r=__________。参考答案：答案：里，9.（2）一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图（a）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射O

光线的强度随着θ的变化而变化，如图（b）的图线所示.此透明体的临界角为

▲，折射率为

▲

.参考答案：60°（2分），10.光电管是应用___________的原理制成的光电元件。如图所示的电路中，如果a端与电源________（选填“正”或“负”）极相连，那么当光照射到光电管的阴极K时，电路中就会产生电流。参考答案：光电效应、正11.下列由基本门电路组成的电路中，图_______用的是“与”门电路,能使小灯泡发光的是图________。参考答案：答案：A、B12.在如图所示的电路中，闭合电键S，将滑动变阻器的滑片P向右移动．若电源电压保持不变，电流表A的示数与电流表A1示数的比值将__________；若考虑电源内阻的因素，则电压表V示数的变化△U与电流表A1示数的变化△I1的比值将______．（均选填“变小”、“不变”或“变大”）参考答案：答案：变大

不变13.一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘的转速是______.参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.读出螺旋测微器读数：

cm

参考答案：0.3550cm15.用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角

（填“偏大”或“偏小”）．（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力

砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足

的条件．（3）某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=sDG﹣sAD=

cm．由此可算出小车的加速度a=

m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）．参考答案：（1）偏大；（2）小于；M＞＞m；（3）1.80；5.0．【考点】验证牛顿第二运动定律．【分析】（1）考查实验时平衡摩擦力时出现的误差问题，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力时过大．从图上分析两图各是什么原因即可．（2）根据牛顿第二定律求出绳子拉力与砝码和盘的总重力的关系，判断出在什么情况下砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．（3）根据匀变速直线运动的规律△x=aT2可以求出加速度的大小．【解答】解：（1）当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大，在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大．（2）对整体分析，根据牛顿第二定律得，a=，绳子的拉力F=Ma=，所以实际小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力．当M＞＞m，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力．（3）根据刻度尺的示数可知△s=3.90cm﹣2.10cm=1.80cm，时间间隔为t=0.06s，代入公式△x=at2可以求出加速度为：a=5.0m/s2．故答案为：（1）偏大；（2）小于；M＞＞m；（3）1.80；5.0．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A，已知带电量Q=＋4×10－3C的场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为，其中k为静电力恒量，r为空间某点到A的距离。现有一个质量为m=0．1kg的带正电的小球B，它与A球间的距离为a=0．4m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电势能表达式为，其中r为q与Q之间的距离。另一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0．8m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2m/s向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P（已知k=9×109N·m2/C2），求：（1）小球C与小球B碰撞前的速度大小v0为多少？

（2）小球B的带电量q为多少？

（3）P点与小球A之间的距离为多大？

（4）当小球B和C一起向下运动与场源电荷A距离多远时，其速度最大？速度的最大值为多少？参考答案：（1）小球C自由下落H距离的速度v0==4m/s

（2分）（2）小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球进行受力分析知：（2分）代入数据得：C

（1分）（3）C和B向下运动到最低点后又向上运动到P点，运动过程中系统能量守恒，设P与A之间的距离为x，由能量守恒得：

（2分）代入数据得：x=0．68m或x=（0．4＋））m

（1分）（4）当C和B向下运动的速度最大时，与A之间的距离为y，对C和B整体进行受力分析有：，

（2分）代入数据有：

y=0．28m（或y=m）

（1分）由能量守恒得：

（2分）

代入数据得：vm=2．16m/s（或vm=）

（1分）17.在倾角为α的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为β的力拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示。不计一切摩擦，圆柱体质量为m，求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力N的大小。某同学分析过程如下：将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解。沿斜面方向：

Fcosβ＝mgsinα （1）沿垂直于斜面方向： Fsinβ＋N＝mgcosα （2）问：你同意上述分析过程吗？若同意，按照这种分析方法求出F及N的大小；

若不同意，指明错误之处并求出你认为正确的结果。参考答案：不同意（3分）。平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用（2分）。（1）式应改为：Fcosb＋F＝mgsina

（3）（4分）由（3）得F＝mg（4）

（4分）将（4）代入（2），解得：Ks5u

N＝mgcosa－Fsinb＝mgcosa－mgsinb（3分）18.（12分）如图11所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点。求A、C间的距离（取重力加速度g=10m/s2）。

参考答案：解析：匀减速运动过程中，有：

（1）

恰好作圆周运动时物体在最高点B满足：mg=m