山西省运城市体育中学2023年高三物理期末试题含解析

山西省运城市体育中学2023年高三物理期末试题含解析一、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，线圈匝数为n，横截面积为S，线圈电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k，磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r。由此可知，下列说法正确的是A．电容器所带电荷量为

B．电容器所带电荷量为C．电容器下极板带正电

D．电容器上极板带正电参考答案：2.（多选题）如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1：n2=55：1，原线圈接电压u=220sin100πt（V）的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（）A．副线圈交变电流的频率是100HzB．电压表的示数为4VC．滑动变阻器两端的电压先变大后变小D．电流表的示数变大参考答案：BD【考点】变压器的构造和原理．【分析】根据交流电的瞬时值表达式得出交流电的圆频率，由f=即可求出交流电的频率；根据变压器的特点：匝数与电压成正比，即可求出电压表的读数；根据电路的结构，得出电路中电阻的变化规律，然后结合欧姆定律分析电路中的电流的变化即可．【解答】解：A、由电压公式知交流电的角速度为ω=100π，频率f===50Hz，变压器不改变电源的频率，故副线圈交变电流的频率是50Hz，故A错误；B、原线圈两端的输入电压有效值为220V，由电压与匝数成正比知，，所以副线圈两端电压为：（即为电压表的读数），故B正确；C、D、当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，变压器的输出电流增大，则输入的电流也是增大，即电流表的示数变大．定值电阻R两端的电压变大，副线圈两端电压不变，所以变阻器两端电压变小，故C错误，D正确．故选：BD3.

A、B两物体叠放在一起，放在光滑的水平面上，从静止开始受到一变力的作用，该力与时间的关系如图所示，A、B始终相对静止，则下列说法不正确的是：A．t0时刻A、B间静摩擦力最大

B．t0时刻B速度最大C．2t0时刻A、B间静摩擦力最大

D．2t0时刻A、B运动的位移最大参考答案：A4.带有等量异种电荷的两平行金属板水平放置，a、b、c三个α粒子

（重力忽略不计）先后从同一点O垂直电场方向进入电场，其运动轨迹如图所示，其中b恰好沿下极板的边缘飞出电场。下列说法正确的是 A．b在电场中运动的时间大于a在电场中运动的时问 B．b在电场中运动的时间等于c在电场中运动的时间 C．进入电场时c的速度最大，a的速度最小 D．a打在负极板上时的速度与b飞离电场时的速度大小相等参考答案：Ca、b两个粒子在电场中沿电场的方向上的位移相同，由h=at2可知运动时间也相同，选项A错误．b和c在电场中沿电场的方向的位移不同，所以在电场中飞行的时间也就不同，由h=at2可知，c粒子在电场中飞行的时间最短，而在水平方向飞行的距离最大，所以c的速度最大，a、b两粒子飞行时间相等，a的水平位移最小，所以a的速度最小，选项B错误C正确。由能量的转化和守恒可知，三个粒子的动能的增加即为电场力对粒子所做的功，三个粒子受到的电场力相同，在电场力的方向上，谁的位移大，电场力对谁做的功就大，所以对a、b两粒子做的功相等，由于a、b两粒子的初动能不同，故飞离电场时a、b两粒子的速度大小不相等，选项D错误．5.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是

（

）A．

B．C．

D．参考答案：D解析：发射机无论向哪个方向水平发射，乒乓球都是平抛运动，竖直高度决定了运动的时间，水平方向匀速直线运动，水平位移最小即沿中线方向水平发射恰好过球网，此时从发球点到球网，下降高度为3h-h=2h，水平位移大小为，可得运动时间对应的最小初速度。水平位移最大即斜向对方台面的两个角发射，根据几何关系此时的位移大小为，所以平抛的初速度，对照选项D对。考点：曲线运动

二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一个横截面为矩形、粗细均匀的折射率为n的玻璃棒，被弯成如图所示的半圆形状，其内半径为，玻璃棒横截面宽为。如果一束平行光垂直于玻璃棒水平端面射入，并使之全部从水平端面射出，则与的最小比值为________________。

参考答案：7.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小，不影响电场分布）固定在P点，如图所示，U表示电容器的电压，EP表示负电荷在P点的电势能，若保持正极板不动，将负极板移到图中虚线所示的位置，则U________（填变大、变小或者不变），EP________（填变大、变小或者不变）.参考答案：变小

不变8.空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体

(填“吸收”或“放出”)的热量等于

J．参考答案：放出

0.5×105J

9.在研究摩擦力特点的实验中，将质量为0.52kg木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图乙所示．（g=10m/s2）可测得木块与长木板间的动摩擦因数μ=

。参考答案：0.6

10.某同学利用双缝干涉实验装置测定某一光的波长，已知双缝间距为d，双缝到屏的距离为L，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第一亮条纹，其示数如图7所示，此时的示数x1=

mm。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第n亮条纹的中心对齐，测出第n亮条纹示数为x2。由以上数据可求得该光的波长表达式λ=

（用给出的字母符号表示）。参考答案：0.776mm，11.将打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图所示是打出的纸带的一段．当电源频率为50Hz时，每隔0.1s取一个计数点，它们是图中a、b、c、d、e、f等点，这段时间内加速度的平均值是____________(取两位有效数字)．若电源频率高于50Hz，但计算仍按50Hz计算，其加速度数值将____________(填“偏大”、“偏小”或“相同”)．参考答案：12.由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．参考答案：

(1).引力

(2).C【详解】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置。13.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为4.8A，电动机启动时电流表读数为80A，若电源电动势为12V，内阻为0.05Ω，电流表内阻不计，则车灯的电阻为______________Ω，因电动机启动，车灯的电功率的减少量为______________W。参考答案：2.45Ω，30.3W三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“体育彩票中奖概率为，说明每买1000张体育彩票一定有一张中奖”，这种说法对吗？参考答案：15.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（19分）如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接，导轨上放一质量为m的金属杆，金属杆与导轨垂直，金属杆与导轨的电阻忽略不计．导轨所在空间存在着竖直向下的匀强磁场，将与导轨平行的水平恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉力的大小时，相应的匀速运动时的速度v也会变化，v和F的关系如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2．(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若已知m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω求匀强磁场磁感应强度B；（3）求金属杆与导轨间的动摩察因素μ。参考答案：解析：（1）做加速度不断减小的变加速直线运动

（2）F安=BIL

I=BLv/R

∴F安=B2L2v/R

又：

拉力F=F安+f

f=μmg

∴F=B2L2v/R+μmg

根据图象得：F=

得

B=1T

（3）μmg=2

μ=0.417.如图所示，半径光滑圆弧轨道固定在光滑水平面上，轨道上方A点有一质为m=1.0kg的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆轨道上B点但未反弹，在瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度立刻减为零，而沿切线方向的分速度不变。此后，小物块将沿圆弧轨道滑下。已知A、B两点到圆心O的距离均为R，与水平方向夹角均为θ=30°，C点为圆弧轨道末端，紧靠C点有一固定的长木板Q，木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.30，取g=10m/s2。求：（1）小物块刚到达B点时的速度vB；（2）小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道的压力FC的大小；（3）木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出长木板

参考答案：、解：（1）由题意可知，ABO为等边三角形，则AB间距离为R…………（2分）小物块从A到B做自由落体运动，根据运动学公式有

①

……（2分）代入数据解得

，方向竖直向下

………………（1分）（2）设小物块沿轨道切线方向的分速度为vB切，因OB连线与竖直方向的夹角为60°，故vB切=vBsin60°

②

………………（2分）从B到C，只有重力做功，据机械能守恒定律有

③………………（2分）在C点，根据牛顿第二定律有

④…………（2分）代入数据解得

……（1分）据牛顿第三定律可知小物块可到达C点时对轨道的压力FC=35N

………………（1分）（3）小物块滑到长木板上后，损失的动能完全用来摩擦生热，由能量守恒定律有

⑥

…………（2分）代入数据解得

L=10/3m

……（2分）

18.据报道，一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速度掉下，在他刚掉下时恰被楼下一社区管理人员发现，该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底，准备接住儿童．已知管理人员到楼底的距离为18m，为确保能稳妥安全接住儿童，管理人员将尽力节约时间，但又必须保证接住儿童时没有水平方向的冲击．不计空气阻力，将儿童和管理人员都看作质点，设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动，g取10m/s2．（1）管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底？（2）若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等，且最大速度不超过9m/s，求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件？参考答案：解：（1）儿童下落过程，由运动学公式得，

①管理人员奔跑的时间t≤t0②对管理人员奔跑过程，由运动学公式得

③由①②③联立并代入数据得，≥6m/s．（2）假设管理人员先匀加速接着匀减速奔跑到楼底，奔跑过程中的最大速度为v0，由运动学公式得，，得=9m/s，再匀速，最后匀减速奔跑到楼底．设匀加速、匀速、匀减速过程的时间分别为名；t1、t2、t3，位移分别为s1、s2、s3，由运动学公式得，

④，

⑤，s2=vmaxt2

⑥，