山西省忻州市庄磨中学2023年高三物理上学期期末试题含解析

山西省忻州市庄磨中学2023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.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，A球动量为7kg·m/s，B球的动量为5kg·m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量PA、PB可能值是：（

）A.PA=6kg·m/sPB=6kg·m/s

B.PA=3kg·m/sPB=9kg·m/s

C.PA=5kg·m/sPB=7kg·m/s

D.PA=-4kg·m/sPB=17kg·m/s参考答案：答案：AC2.（多选）如图所示，质量为m的物块甲以3m／s的速度在光滑水平面上运动，有一轻弹簧固定其上，另一质量也为m的物块乙以4m／s的速度与甲相向运动。则（

）A.

甲、乙两物块在弹簧压缩过程中，甲、乙（包括弹簧）构成的系统动量守恒B.

当两物块相距最近时，甲物块的速率为零C.

当甲物块的速率为1m／s时，乙物块的速率可能为2m／s，也可能为0D.

甲物块的速率可能达到5m／s参考答案：AC3.（单选）如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示（g=10m/s2），则下列结论正确的是A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态 B.弹簧的劲度系数为7.5N/cmC.物体的质量为3kg D.物体的加速度大小为5m/s2参考答案：D解析：A、物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；

B、C、D、刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有

mg=kx

①

拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有

F1+kx-mg=ma

②

物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有

F2-mg=ma

③

代入数据解得

m=2kg;k=500N/m=5N/cm;a=5m/s2故B错误，C错误，D正确；故选：D．4.如图所示，两端开口的U形均匀玻璃管开口向上竖直放置，由两段水银封闭了一段空气柱，稳定后，空气柱的长度L=12cm，a、b两水银面的高度差h=19cm．现从U形管左端再注入一段长为19cm的水银柱，并保持空气柱温度不变，再次稳定后，空气柱的长度为（）A．8cm B．10cm C．12cm D．14.4cm参考答案：C【考点】封闭气体压强．【分析】对于封闭气体来讲，做等温变化，由于玻璃管两端开口，故无论注入多少水银，只要管子足够长，气体压强不变，故体积亦不变【解答】解：由于空气柱温度不变为等温变化，又由于玻璃管两端开口，可得气体压强不变，而由知，V不变化．故选：C5.如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直方向的匀强磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，若磁感强度B按如图乙所示的余弦规律变化，当t=0时将导线MN由静止释放，下列说法正确的是：(

)

A．在最初的一个周期内，导线MN在导轨上做

简谐振动

B．在最初的一个周期内，导线MN一直向左运动

C．在最初的半个周期内，导线MN的加速度先增大后减小

D．在最初的半个周期内，导线MN的速度大小先增大后减小参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图甲所示，光滑绝缘的水平面上一矩形金属线圈

abcd的质量为m、电阻为R、面积为S，ad边长度为L，其右侧是有左右边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，ab边长度与有界磁场区域宽度相等，在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl，此时对线圈施加一沿运动方向的变力F，使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区，若上述过程中线圈的v—t图像如图乙所示，整个图像关于t=T轴对称。则0—T时间内，线圈内产生的焦耳热为______________________，从T—2T过程中，变力F做的功为______________________。参考答案：；2（）7.（5分）制冷机是一种利用工作物质(制冷剂)的逆循环，使热从低温物体传到高温物体的装置，通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态．夏天，将房间中一台正工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度?为什么?

参考答案：制冷机正常工作时，室内工作器从室内吸收热量，同时将冷风向室内散发,室外工作器向外散热。若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管它可以不断地向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过电流不断有能量输入，室内的温度会不断升高。（5分）

命题立意：本题是一条联系实际的题目,考查运用所学知识解决实际问题的能力。解题关键：考虑整个系统，并结合能量守恒来加以分析。错解剖析：解本题容易凭借想当然，认为打开冰箱门，会降低房间的温度．应该考虑整个系统加以分析。8.如右图所示，质点A从某一时刻开始在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，出发点是与圆心O等高的点a，与此同时，位于圆心的质点B自由下落。已知圆的半径为R=19.6m，则质点A的角速度至少

，才能使A、B相遇。参考答案：9.如图甲所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况，图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，由此得出晶体具有

▲

的性质。如图乙所示，液体表面层分子比较稀疏，分子间距离大于分子平衡距离r0，因此表面层分子间作用表现为

▲

。参考答案：各向异性

引力10.有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播，某时刻的波形如图所示，把此时刻作为零时刻，质点A的振动方程为y=

m.参考答案：11.自行车转弯可近似成自行车绕某个定点O（图中未画出）做圆周运动，如图所示为自行车转弯的俯视图，自行车前后轮接触地面的位置A、B相距L，虚线表示两点转弯的轨迹，OB距离。则前轮与车身夹角θ=

；B点速度大小v1=2m/s。则A点的速度v2=______m/s。参考答案：30o；2.3112.4．在图示的复杂网络中，所有电源的电动势均为E0，所有电阻器的电阻值均为R0，所有电容器的电容均为C0，则图示电容器A极板上的电荷量为

。参考答案：．（5分）13.若以M表示水的摩尔质量，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，则在标准状态下体积为V的水蒸气中分子数为N=NA．参考答案：在标准状态下体积为V的水蒸气质量m=ρV，物质的量为，分子数为N=NA；三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）一定质量的理想气体，在保持温度不变的的情况下，如果增大气体体积，气体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出或吸收多少热量？（简要说明理由）参考答案：气体压强减小（1分）一定质量的气体，温度不变时，分子的平均动能一定，气体体积增大，分子的密集程度减小，所以气体压强减小．（3分）一定质量的理想气体，温度不变时，内能不变，根据热力学第一定律可知，当气体对外做功时，气体一定吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功量即900J．（3分）15.（09年大连24中质检）（选修3—5）（5分）如图在光滑的水平桌面上放一个长木板A，其上放有一个滑块B，已知木板和滑块的质量均为m=0.8kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4，开始时A静止，滑块B以V=4m／s向右的初速度滑上A板，如图所示，B恰滑到A板的右端，求：①说明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多长?

参考答案：解析：①因为B做匀减速运动，A做匀加速运动，A，B达到共同速度V1时，B恰滑到A板的右端（2分）

②根据动量守恒

mv=2mv1（1分）

v1=2m/s

……

设A板长为L，根据能量守恒定律

（1分）

L=1m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（8分）【物理—物理3-3】喷雾器内有10L水，上部封闭有1atm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。（1）当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因。（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。参考答案：答案：（1）气体压强p2=2.5atm；（2）吸热。气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热。解析：（1）设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律

p1V1=p1V1

①

代入数据得

p2=2.5atm

②

微观上解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加。

（2）吸热。气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热。17.如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限的半径R=h的圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，圆与x、y坐标轴切于D、A两点，y＜0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，从坐标原点O射入第Ⅰ象限，与水平方向夹角为α，经磁场能以垂直于x轴的方向从D点射入电场。不计粒子的重力，求：（1）电场强度E的大小以及α的正切值（2）磁感应强度B的大小（3）带电粒子从Q点运动到最终射出磁场的时间t。参考答案：(1)

，α＝45°，因此粒子从C点正对圆心O1进入磁场．(2)

(3)【详解】（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律及牛顿运动定律得2h＝v0t

h＝at2

又qE＝ma

联立解得

设粒子到达O点时的速度为v，沿y轴正方向的分速度为vy，则有vy＝at＝＝v0，

v＝＝v0

速度v与x轴正方向的夹角α满足tanα＝＝1

即α＝45°，因此粒子从C点正对圆心O1进入磁场．（2）又因为粒子垂直于x轴射出磁场，轨道半径

由牛顿第二定律有

联立解得

（3）带电粒子在电场中做类平抛运动的时间从O点运动到磁场边界的时间

粒子从D点射入电场后折返进入磁场，最后从磁场中射出在磁场中运动的时间：

在第四象限电场中往复时间

带电粒子从Q点运动到最终射出磁场的时间【点睛】带电粒子的运动问题，加速电场一般由动能定理或匀加速运动规律求解；偏转电场由类平抛运动规律求解；磁场中的运动问题则根据圆周运动规律结合几何条件求解。18.如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，y轴正方向竖直向上，x轴正方向水平向右。空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场垂直xoy平面向里，磁感应强度大小为B。匀强电场（图中未画出）方向平行于xoy平面，小球（可视为质点）的质量为m、带电量为+q，已知电场强度大小为，g为重力加速度。（1）若匀强电场方向水平向左，使小球在空间中做直线运动，求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向；（2）若匀强电场在xoy平面内的任意方向，确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围；（3）若匀强电场方向竖直向下，将小球从O点由静止释放，求小球运动过程中距x轴的最大距离。参考答案：解：（1）由题意知小球做匀速直线运动

(2分)

受力分析如图

(2分)匀速直线运动速度大小

(1分)方向如图，斜向下与x轴方向夹角45°

(1分)（2）小球做直线运动的条件为：洛仑兹力与电场力和重力的合力为一对平衡力。当电场在xoy平面内方向任意时，电场力与重力合力最大值为2mg

（1分）