山西省忻州市砂村学校2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

山西省忻州市砂村学校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.如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，导轨间距离为L，电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量分别为、的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，a、b接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接，右端固定。开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度高达到最大值vm，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触，则b杆达到最大速度时A.b杆受到弹簧的确弹力为

B.b杆受到弹簧的弹力为C.弹簧具有的弹性势能为D.弹簧具有的弹性势能为参考答案：AC2.如图所示，两根平行放置、长度均为L的直导线a和b，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中，当a导线通有电流强度为I，b导线通有电流强度为2I，且电流方向相反时，a导线受到磁场力大小为F1，b导线受到的磁场力大小为F2，则a通电导线的电流在b导线处产生的磁感应强度大小为

A．

B．

C．

D．参考答案：C3.（单选）声音在空气中传播的的速度与空气的密度及压强有关下列速度表达式（为比例系数，无单位）中可能正确的是（

）A.

B.

C.

D.参考答案：B4.如图所示，足够长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。下列说法中正确的是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的功等于第一阶段物体动能的增加C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热

参考答案：C5.如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则A．a的飞行时间比b的长B．b和c的飞行时间相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大参考答案：BD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，下图是一种测定位移的电容式传感器电路。在该电路中，闭合开关S一小段时间后，使工件（电介质）缓慢向左移动，则在工件移动的过程中，通过电流表G的电流_________（填“方向由a至b”“方向由b至a”或“始终为零”）。参考答案：方向由a到b

7.13．在平直的公路上，自行车与同方向行驶的汽车同时经过A点。自行车做匀速运动，速度为6m/s．汽车做初速度为10m/s(此即为汽车过A点的速度)、加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动．则自行车追上汽车所需时间为

s，自行车追上汽车时，汽车的速度大小为

m/s，自行车追上汽车前，它们的最大距离是

m。参考答案：16；2；168.地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为（﹣1）R，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度大小为．参考答案：解：根设地球的质量为M，物体质量为m，物体距地面的高度为h．据万有引力近似等于重力得：在地球表面：mg=G…①在h高处：m?=G…②由①②联立得：2R2=（R+h）2解得：h=（﹣1）R在该高度卫星绕地球做匀速圆周运动时，由重力提供向心力，则得：m?=m可得：v=故答案为：（﹣1）R；．9.静电除尘器示意如右图所示，其由金属管A和悬在管中的金属丝B组成。A和B分别接到高压电源正极和负极，A、B之间有很强的电场，B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到_______（填A或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附nmol电子，每昼夜能除mkg煤粉，设电子电量为e，阿伏加德罗常数为NA，一昼夜时间为t，则高压电源的电流强度为_______。参考答案：A

2emnNA/t

10.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持

不变，用钩码所受的重力作为

，用DIS测小车的加速度。（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。①分析此图线的OA段可得出的实验结论是

。②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（

）（A）小车与轨道之间存在摩擦

（B）导轨保持了水平状态（C）所挂钩码的总质量太大

（D）所用小车的质量太大参考答案：1）小车的总质量，小车所受外力，ks5u（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，11.

（5分）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：反应方程下方的数字中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是________MeV。参考答案：答案：1.8×10212.（1）为研究某一电学元件的导电规律，将该元件两端的电压、元件中的电流及通电时间记录在下表中，通过分析表中数据可以判断出该元件所用的材料是

（填“金属”或“半导体”）。通电时间t/s51015202530电压

u/v0.400.621.021.261.521.64电流

i/mA0.200.430.811.822.813.22

(2)如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示0℃时的电阻，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻Rg）、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的

侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t＝

。参考答案：①,由表中数据U、I比值随温度升高而明显减小，可知元件所用材料为半导体。②温度t1<t2金属温度升高电阻增大，电流计电流值减小，可知t1刻度应在t2的右侧。③由甲可知

由电路图闭合电路欧姆定律得：整理得

t=13.（4分）两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的U－I特性曲线如图所示。L2的额定功率约为_______W；现将L1和L2串联后接到220V的电源上，电源内阻忽略不计，此时L2的实际功率约为________W。参考答案：答案：99，17.5三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图装置验证机械能守恒定律，跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。①整个运动过程中纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz。由此可计算出C被阻挡前B的加速度大小a=

m/s2；B刚穿过D时的速度大小v=

m/s（结果保留两位有效数字）。②该实验中需验证等式是

（用M、m、v和重力加速度g表示）。还可运用图象法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出v2–h图线如图丙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g=

，代入数据再与当地的重力加速度大小比较，判断系统机械能是否守恒。③在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的一个办法。

。参考答案：①4.8；2.6（各1分）

②；（各2分）③如适当增大C、D间的高度差；适当增加金属片C的质量；保证打点计时器的限位孔在同一直线上等等。15.（7分）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。

请完成对该物体质量的测量。（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。参考答案：答案：（1）设计的电路图如图所示。

（2）测量步骤与结果：①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0；③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；由U0＝km0g，得k＝U0/m0g测得U＝kmg，所以m＝m0U/U0。

（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；②待测物体质量超出转换器量程。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图，长方体汽缸内有一个两面不平行的光滑活塞封闭了左右两部分气体。初始时，两部分气体体积均为V=20cm3，热力学温度均为T=300K，左侧气体压强p0=1.0×105Pa。活塞左面与汽缸壁垂直、面积S=10cm2，右面与汽缸下壁成60°角。

（1）初始时，右侧气体对活塞的压力多大？

（2）仅升高左侧气体的温度，保持右边气体温度不变。再次平衡后右侧气体压强变为p1=2.0×105Pa，则左侧气体的温度为多少？（活塞未和汽缸右壁接触）参考答案：解：（1）设初始时右侧气体压强为p2，以活塞为研究对象，

左侧气体对活塞压力为F=p0S，右侧气体对活塞压力为F′=p2S′

由活塞受力平衡得，F=F′sin600,

即p0S=p2S′sin600=p2S，解得：p2=p0则

（4分）

（2）对右侧气体

p2V=p2′V2，将已知条件p2=p0和p2′=p1等条件代入，解得V2=10cm3

（2分）

对左侧气体，

V1=40-V2=30cm3

解得：T1=900K

（4分）17.（12分）如图所示，在xoy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图，y轴上一点P的坐标为（0，a），x轴上一点A的坐标为（b，0）。有一电子以垂直于x轴大小为v0的初速度从P点垂直射入电场中，恰好从A点射出，已知电子的电量为e，质量为m，不计电子的重力。

（1）求匀强电场的场强；（2）若在IV象限加上垂直坐标平面的匀强磁场，结果电子恰好垂直打在Y轴上，磁场的方向向里还是向外，磁感应强度多大？参考答案：解析：（1）设电场强度为E

①

②

由①②两式解得

③

（2）设离开电场的速度为v

④

电子在磁场中的运动轨迹如图中圆弧，电子垂直打在Y轴上，则圆周运动的圆心Q必在Y轴上，由几何关系

⑤

又

⑥

由④⑤⑥三式得⑦

磁场方向垂直坐标平面向里

评分标准：满分