山西省运城市东垆南曹中学2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

山西省运城市东垆南曹中学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.（多选）如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场（边界上有电场），电场强度为E=mg/q，ACB为光滑固定的半圆形轨道，轨道半径为R，A、B为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。一个质量为m，电荷量为－q的带电小球，从A点正上方高为H=R处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道，不计空气阻力及一切能量损失，关于带电小球的受力及运动情况，下列说法正确的是（

）A.小球到达C点时对轨道压力为2mg

B.小球在AC部分运动时，加速度不变C.适当增大E，小球到达C点的速度可能为零D.若E=2mg/q，要使小球沿轨道运动到C，则应将H至少调整为3R/2参考答案：AD解析：A、小球进入半圆轨道，电场力和重力平衡，小球做匀速圆周运动，根据动能定理知，mgH=mvA2-0，解得：vA=．根据牛顿第二定律得：N=m，则小球到达C点时对轨道的压力为2mg．故A正确．B、小球在AC部分做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向始终指向圆心．故B错误．C、若电场力小于重力，根据动能定理知，小球到达C点的速度不可能为零．若小球所受的电场力大于重力，根据径向的合力通过向心力，在最低点的速度不可能为零．故C错误．D、若E=，在最低点轨道的作用力为零，根据牛顿第二定律得，qE-mg=m，解得：vC=，根据动能定理得：mg（H+R）-qER=mvC2-0，解得：H=R．所以H至少为R．故D正确．故选：AD．2.（多选题）某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图象如图．x轴上A、O、B三点的电势值分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为EPA、EPO、EPB．下列判断正确的是（）A．φO＜φB＜φA B．EOx＜EBx＜EAxC．EPO＜EPB＜EPA D．EPO﹣EPA＞EPO﹣EPB参考答案：ABD【考点】电势能；电势差与电场强度的关系．【分析】由图读出电势的高低．根据电势能与电势的关系Ep=qφ分析电势能的大小．由图象的斜率分析电场强度的大小．【解答】解：A、由图知，φO＜φB＜φA．故A正确．B、根据图象切线斜率的大小等于电场强度沿x轴方向的分量大小，则知，EOx＜EBx＜EAx．故B正确．C、电子带负电，根据电势能公式Ep=qφ=﹣eφ分析得知，EPO＞EPB＞EPA故C错误．D、由图知，OA间电势差大于OB间电势差，即有φO﹣φA＞φO﹣φB．电子带负电，则根据电势能公式Ep=qφ=﹣eφ得：EPO﹣EPA＜EPO﹣EPB．故D正确．故选：ABD3.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600，C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点；则：（

）

A．a球最先到达M点

B．b球最先到达M点C．c球最先到达M点

D．b球和c球都可能最先到达M点参考答案：

答案：C4.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，五个完全相同灯泡的额定电压均为U，交流电源的电压恒定不变。当闭合K3、K4而断开K5时，灯泡L3和L1恰能正常工作，则以下判断正确的是（）A.当K3、K4、K5都闭合时，L1和L2的功率会减小B.当K3、K4、K5都闭合时，L1和L2都能正常工作C.当闭合K3、K4而断开K5时，交流电源的电压为2UD.当闭合K3、K4而断开K5时，灯泡L1和L2恰能正常工作参考答案：D【详解】设灯泡正常工作时的电流为I，电压为U。A.B.当K3、K4、K5都闭合时，副线圈中的电流增大，根据变压器特点，原线圈中电流增大，L1和L2消耗的功率增大，L1和L2都不能正常工作，故AB错误。C.当闭合K3、K4而断开K5时，灯泡L3和L4恰能正常工作，故副线圈中电压为U，根据变压器原、副线圈中的电压与匝数关系可知，原线圈中的电压为2U，故交流电源的电压为2U+U+U＝4U，故C错误。D.当闭合K3、K4而断开K5时，灯泡L3和L4恰能正常工作，故副线圈中电流为2I，根据变压器原副线圈中的电流关系可知，原线圈中的电流为I，故L1和L2都能正常工作，故D正确。5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源且t=0开始沿y轴负方向起振，如图所示是t=0.2s末x=0至4m范围内的波形图，虚线右侧的波形末画出。已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是

A．这列波的周期为0.2s，振幅为l0cm

B．这列波的波长为8m．波速为40m/s

C．t=0.7s末，x=10m处质点的位置坐标为(10m，10cm)

D．t=0.7s末，x=24m处的质点加速度最大且沿y轴负方向参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2m/s。在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示。

①两列波的周期分别为Ta

和Tb

。②当t1＝0.5s时，横波b的传播使质点P发生的位移为_____________m。参考答案：①1.25s；2s；②-2cm------------每空1分，共3分7.在“用单摆测定重力加速度”的某次实验中，摆长为L的单摆完成n次全振动的时间为t，则单摆的周期为▲，重力加速度大小为▲参考答案：

t/n，8.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为50Hz），打出一条纸带．（1）他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点（图中未画出），用刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m，……，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度g=9.8m/s2，算出从打0点到打“5”点这一过程中合力做功W=

J（结果保留三位有效数字），把打“5”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得EK

=

J（结果保留三位有效数字）．（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差很大．通过反思，他认为产生原因如下，其中有可能的是

．A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小；D．计算“5”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取0.08s．参考答案：（1）合力做的功=0.176J；打“5”点时小车的速度此时小车动能（2）由题意可知合力对物体做功的测量值大于动能增量的测量值，分析四个选项可知，只有A、B符合题意。9.某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”，他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处，调节气垫导轨水平后，用重力为F的钩码，经绕过滑轮的细线拉滑块，每次滑块从同一位置A由静止释放，测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数，重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。

实验次数12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428.623.320.218.1t2/（ms）21632.2818.0542.9408.0327.66.112.218.424.530.6（1）为便于分析与的关系，应作出

的关系图象，并在如图坐标纸上作出该图线（2）由图线得出的实验结论是：

（3）设AB间的距离为s，遮光条的宽度为d，请你由实验结论推导出物体的加速度与时间的关系：

。（4）由以上得出的结论是：

。参考答案：（1）

图略（2）与成正比（3）推导过程：（4）在误差允许范围内，物体质量一定时，加速度与外力成正比10.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的顶部有一定长度的水银．两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启顶部连通左右水银的阀门，右侧空气柱长为L0，右侧空气柱底部水银面比槽中水银面高出h，右侧空气柱顶部水银面比左侧空气柱顶部水银面低h．（i）试根据上述条件推测左侧空气柱的长度为

，左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为

：（ii）若初始状态温度为T0，大气压强为P0，关闭阀门A，则当温度升至

时，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平？（不考虑水银柱下降对大水银槽中液面高度的影响，大气压强保持不变）．参考答案：（1）L0，2h；（2）【考点】理想气体的状态方程．【分析】（1）分别以两部分气体为研究对象，求出两部分气体压强，然后由几何关系求出右管内气柱的长度．（2）以左管内气体为研究对象，列出初末的状态，由理想气体状态方程可以求出空气柱的长度．【解答】解：（1）根据连通器的原理以及液体产生的压强可知，右侧的气体的压强：P1=P0﹣h则左侧气体的压强：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左侧空气柱底部水银面与槽中水银面的高度差为是2h．左侧空气柱的长度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）关闭阀门A，温度升高的过程中，右侧的空气柱的压强增大，体积增大，由图可知，右侧气柱底部水银面与水银槽中的水银面相平时的空气柱的长度：L1=L0+h压强：P1′=P0设空气柱的横截面积是S，由理想气体的状态方程得：得：T1=故答案为：（1）L0，2h；（2）11.一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是“×1”、“×10”、“×100”．用“×10”档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为使测量值更准确，应换到×100档；如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是欧姆调零．参考答案：考点：用多用电表测电阻．专题：实验题；恒定电流专题．分析：使用欧姆表测电阻时应选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近；欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零．解答：解：用“×10”档测量某电阻时，表头指针偏转角度很小，说明所选挡位太小，为使测量值更准确，应换大挡，应换到×100挡；换挡后要重新进行欧姆调零，然后再测电阻阻值．故答案为：×100；欧姆调零．点评：本题考查了欧姆表的实验注意事项与使用方法，使用欧姆表测电阻时应选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近；欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零．12.探究能力是物理学研究的重要能力之一．有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为（转动过程动能定理也成立。不计转轴的质量及其与支架间的摩擦）。分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同角速度旋转的进行实验，最后得到的数据如下表所示：半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。参考答案：（1）填空半径/cm质量/m0角速度/rad·s-1圈数转动动能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。13.如右图所示为一小球做平抛运动频闪照相的闪光照片的一部分，图中背景小方格的边长为5cm．如果敢g=l0，则：(1)闪光的频率是________Hz；(2)小球做平抛运动时的初速度大小是________m/s；(3)小球经过B点时的速度大小是_______m/s.参考答案：三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图。①电压表V(15V,I0k)②电流表G（量程3.0mA，内阻Rg=10）③电流表A（量程0.6A，内阻约为0.5）④滑动变阻器(0～20，l0A)⑤滑动变阻器(0～100，1A)⑥定值电阻=990

⑦开关S和导线若干(1)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______（填写器材编号）(2)在方框中画出实验电路图(3)该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=________V（保留三位有效数字），电源的内阻r=______（保留两位有效数字）参考答案：15.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=

m/s2,若用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：16；7（或7；6）

21.00；1.20

32.00；偏大（1）①1~6点相邻位移之差约为且递增，7~11点相邻位移之差恒为递减，在6~7点之间物体由加速转为减速②5点的速度，加速阶段则6点速度，③减速阶段则，减速过程中阻力来源于桌面摩擦、空气阻力、纸带与限位孔的阻力如用在表示摩擦系数则空气阻力、纸带阻力均看做摩擦力，故所测偏大。【解析】四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，质量为m1=0.3kg的小车停止在光滑的水平面上，车长L=1.5m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块以水平向右的速度v0=2.0m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止，物块与车面间的动摩擦因素μ=0.5，取g=10m/s2，求：（1）物块在车面上滑行的时间t；（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v'0不超过多少？参考答案：17.如图1所示，在2010上海世博会上，拉脱维亚馆的风洞飞行表演，令参观者大开眼界，最吸引眼球的就是正中心那个高为H=10m，直径D=4m的透明“垂直风洞”。风洞是人工产生和控制的气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在风力作用的正对面积不变时，风力F=0.06v2（v为风速）。在本次风洞飞行