山西省忻州市范亭中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

山西省忻州市范亭中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析一、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.（多选）我国发射了一颗探测卫星，发射时先将卫星发射至距地面50km的近地圆轨道1上，然后变轨到近地点高50km，远地点高1500km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3，已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，则以下说法正确的是（）A．在轨道2运行的速率不可能大于7.9km/sB．卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中速度增大，机械能增大C．由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速D．仅利用以上数据，可以求出卫星在轨道3上的动能参考答案：考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速做离心运动，速度可能大于7.9km/s．卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中机械能守恒．由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动．不知道卫星的质量，无法计算动能．解答：解：A、第一宇宙速度是理论上的最大环绕速度，实际卫星绕地球圆周运动的速度都小于这个值；在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速，所以速率可能大于7.9km/s，故A错误；B、卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中只有万有引力（或者说重力）做功，所以机械能不变，故B错误；C、轨道3是远地轨道，所以由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动，故C正确；D、不知道卫星的质量，所以不能求出在轨道3上的动能，故D错误．故选：C．点评：本题关键明确卫星在圆轨道运行时，万有引力提供向心力，卫星的运动过程中只有重力做功，机械能守恒．2.如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平

面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为A.物块先向左运动，再向右运动B.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零参考答案：BC3.如图所示，一圆环在竖直光滑的杆上，杆的直径比环的内径略小，圆环通过轻弹簧与放在地面上的物块相连，开始时弹簧处于原长，由静止释放圆环，到圆环向下的速度达到最大的过程中（此过程物块一直保持静止）（）A．圆环受到的合力在减小 B．杆对圆环的作用力在减小C．地面对物块的摩擦力在减小 D．地面对物块的支持力在减小参考答案：A【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】对圆环分析可知，圆环从静止到速度最大的过程中，速度不断增大，加速度不断减小，当加速度为零时，速度最大，环在向下运动的过程中，弹簧的长度不断减小，弹力不断增大，对环水平方向研究判断杆对圆环的作用力的变化，对整体研究，地面对物块的摩擦力与杆对环的作用力等大反向，据此分析地面对物块的摩擦力的变化，再对整体竖直方向进行研究得出地面对物块的支持力的变化情况．【解答】解：A、圆环从静止到速度最大的过程中，速度不断增大，加速度不断减小，所受合力不断减小，故A正确；B、由于环在向下运动的过程中，弹簧的长度不断减小，弹力不断增大，弹力沿水平方向的分力不断增大，对环水平方向研究可知，杆对圆环的作用力不断增大，故B错误；C、对整体研究，地面对物块的摩擦力与杆对环的作用力等大反向，因此地面对物块的摩擦力不断增大，故C错误；D、对系统整体研究可知，由于环沿竖直方向的加速度不断减小，因此竖直方向的失重量不断减小，物块对地面的压力不断增大，地面对物块的支持力不断增大，故D错误．故选：A4.自由下落的物体第秒内通过的位移比第秒内通过的位移多m/s2A． B．m

C．m D．m参考答案：A5.（单选）图甲所示有向线段表示电场中的一根电场线，质量为m、电荷量为-q的带电粒子仅在电场力作用下沿电场线向右运动，经过A点时速度为v0，一段时间后到达与A相距为d的B点，速度减为0，粒子运动的v-t图象如图乙所示，下列判断正确的是（

）（A）A点电势一定高于B点电势，可以求出AB电势差（B）A点电势一定高于B点电势，可以求出A点电势（C）电荷在A点的受到的电场力一定等于在B点的受到的电场力（D）电荷在A点的电势能一定大于B点的电势能，可以求出A到B过程中电场力做的功参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.(选修模块3-5)(12分)（填空）⑴下列说法中正确的是 。A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B．查德威克发现中子的核反应是：C．衰变说明了粒子（电子）是原子核的组成部分D．“探究碰撞中的不变量”的实验中得到的结论是碰撞前后两个物体mv的矢量和保持不变⑵如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5）。由图可知普朗克常量为___________Js（保留两位有效数字）(3)一位同学在用气垫导轨探究动量守恒定律时，测得滑块A以0.095m/s的速度水平向右撞上同向滑行的滑块B，碰撞前B的速度大小为0.045m/s，碰撞后A、B分别以0.045m/s、0.07m/s的速度继续向前运动。求：A、B两滑块的质量之比。参考答案：⑴BD

⑵6.5×10-34

(3)1：27.如图所示，放在水平圆盘上质量为0.5kg的小物块，离转轴距离0.2m。当小物块随圆盘一起以2rad/s的角速度做匀速圆周运动时，其受到静摩擦力的大小为

▲

N．参考答案：8.（13分）如（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨B上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了、高度为。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）

（1）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如（b）图所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a=

m/s2,摩擦力对滑块Ａ运动的影响

。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变

，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变

，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。（3）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝。

参考答案：答案：（1）6

不明显，可忽略（2）斜面高度h

滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变

（3）滑动摩擦力

解析：（1）从图像可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略。根据加速度的定义式可以得出（2）牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系。当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系。由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使不变，所以应该调节滑块的质量及斜面的高度，且使Mh不变。

（3）滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图像成抛物线形。从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为。上滑时间约为，下滑时间约为，上滑时看做反向匀加速运动，根据运动学规律有：，根据牛顿第二定律有。下滑时，有，

联立解得，9.如右图所示，a、b、c是匀强电场中的直角三角形的三个顶点，已知a、b、c三点的电势分别为φa＝8V，φb＝－4V，φc＝2V，已知ab＝10cm，ac＝5cm，ac和ab的夹角为60°，试确定场强的方向___________大小____________参考答案：方向斜向右上与ac成30°

80V/m10.（6分）如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止。已知A和B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为θ（θ<90o），重力加速度为g，则物体B受到的摩擦力为

；物体B对地面的压力为 。参考答案：

答案：mAgcosθ；

mBg－mAgsinθ11.某同学用烧瓶与玻璃管等器材制作了如图所示的简易测温装置，他用一小滴水银（即忽略水银产生的压强）封闭一定质量的气体，并将竖直管如图细分100个等分刻度。该同学将两天的数据记录在下表内。观察时间第一天第二天6：008：0010：0012：006：008：0010：00实际温度（°C）810111381012水银滴所在刻度24343949213039（1）由第一天数据推断，该测温装置能测量的最高温度为________°C。（2）（多选）发现第二天与第一天在同温下水银滴所在刻度不一致，分析产生此现象的原因可能是（

）（A）外界大气压变大

（B）外界大气压变小（C）烧瓶内气体质量减小

（D）测量时整个装置倾斜参考答案：（1）（2分）23.2（2）（4分）AC12.在“验证牛顿运动定律”实验中，所用的实验装置如图所示。在调整带滑轮木板的倾斜程度时，应使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。小车的质量为M，盘和盘中重物的总质量为m，保持M不变，研究小车的加速度与力的关系时，在

条件下，mg近似等于小车运动时所受的拉力。实验中打出的一条纸带如下图所示，纸带上相邻两个计数点之间有四个实际点未画出，已知交流电频率为50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，则打该纸带时小车的加速度大小为

m/s2(保留两位有效数字)参考答案：m<<M，1.0以整体为研究对象有mg=（m+M）a，解得，以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma显然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和重物的总重力。利用纸带及已知数据结合匀变速直线运动的推论△x=aT2求加速度。13.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

参考答案：①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一实验小组利用如图实验装置测重力加速度。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可测出运动加速度。下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中来标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，则（结果保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=

m/s；（2）若某同学作出v2一h像如图，则当地的重力加速度g=

m/s2：参考答案：15.（10分）实验室在测定金属电阻率的实验中，提供的器材除多用表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：A．粗细均匀的待测金属丝RXB．直流电流表A（0～5mA，内阻为5；0～50mA，内阻为0.5）

C．直流电压表V（0～3V，内阻为5k；0～15V，内阻为25k）

D．滑动变阻器R（0～20，1A）

E．电源（3V，内阻不计）

①为了确定电路，先用多用表的欧姆挡粗略测量待测金属丝的电阻。现将多用表的选择开关置于“×100”挡，按正确的步骤进行操作，表盘示数如图甲所示，则电阻RX的粗略值为

。②实验时，先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，如图乙所示是某次测量时的情况，读数为

mm。③若要求在实验中金属丝两端的电压可以有较大变化，测量金属丝电阻的误差尽量小，请以笔画线代替导线，补上实物图中缺少的两根导线。④某物理学习小组的两位同学在实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，如图甲、乙所示，根据你对实验的理解，你认为________同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)

参考答案：（1）600（2）0.700

（3）如图（4）甲

6.0×102

（1）欧姆表读数乘以倍率得到电阻值，故（2）实验螺旋测微器读数等于固定刻度读数加上可动可得读数，金属丝直径为：（3）实验中金属丝两端的电压有较大变化，滑动变阻器应采用分压接法，电流表采用内接法，实物图如图：（4）当电压为零时，电流为零，图线过原点，故甲同学对；图线的斜率为电阻，故四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，轻质支架ABO可绕水平轴O在竖直平面内无摩擦转动，支架A端搁在水平地面上，BO与地面垂直，AB长度为L，与水平地面夹角为θ=37°．可看作质点的带正电小物块P，质量为m，带电量为q，P与支架间的动摩擦因数μ=0.5，在运动过程中其电量保持不变．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）给小物块P一个初速度，使其从A端开始沿AB向上滑，求P滑到距A端多远时支架即将发生翻转．（2）把另一可看作质点的带正电小物块W固定在支架的A端，小物块P能静止在AB的中点处，已知物块P与AB间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，求小物块W可能的带电量Q．（3）改变小物块W的带电量，将物块P从B点由静止释放，P沿斜面刚好能到达AB的中点．求物块P从斜面中点应以多大的初速度v0上滑才能刚好到达B点（支架不会发生翻转）．参考答案：解：（1）设当物块P滑到距A端为x时支架即将发生翻转．根据力矩平衡，有mgcos37°×（Lcos237°﹣x）=μmgcos37°×Lcos37°sin37°解得：x=0.4L（2）设小物块W至少应带电量Qmin，此时物块P受到最大静摩擦力fm作用且方向由A指向B．根据物块P的受力平衡，有mgsin37°=Fmin+fm=解得：设小物块W至多应带电量Qmax，此时物块P受到最大静摩擦力fm作用且方向由B指向A．根据物块P的受力平衡，有mgsin37°=Fmax﹣fm=解得：所以小物块W可能的带电量范围是．（3）设物块P从B点沿斜面到达AB的中点过程中克服电场力做功W，由动能定理根据对称性，物块P从斜面中点向上运动到达B点的过程电场力对其做功也为W，由动能定理解得：答：（1）给小物块P一个初速度，使其从A端开始沿AB向上滑，P滑到距A端0.4L时支架即将发生翻转．（2）小物块W可能的带电量是．（3）物块P从斜面中点应以的初速度v0上滑才能刚好到达B点．17.如图所示，AB面水平，BC是位于竖直平面内半径R=0.225m的半圆形光滑轨道，轨道在B点与水平面相切，滑块从水平轨道上距离B点1.2m的A点以初速度V0=6m/s运动，经过水平和半圆轨道后从最高点C飞出，最后刚好落回轨道上的A点。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑块从C点飞出时速度的大小；

（2）水平轨道与滑块的动摩擦因数

参考答案：18.在图