山西省长治市城关中学2022年高三物理上学期期末试题含解析

山西省长治市城关中学2022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.在近地空中某一位置处有A、B两个小球，先让A球自由下落1s后，再让B球开始自由下落。在A球落地前，下列说法正确的是A．A、B两球间的距离逐渐增大

B．A、B两球间的距离保持不变C．A球相对于B球匀速下降

D．A球相对于B球加速下降参考答案：AC2.以下有关热学内容的叙述，正确的是（）A．在两分子间距离增大的过程中．分子间的作用力一定减小B．用NA表示阿伏加德罗常数，M表示铜的摩尔质量，ρ表示实心钥块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为C．雨天打伞时，雨水投有透过布雨伞是因为液体表面存在张力D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征E．理想气体等压膨胀过程一定吸热参考答案：BCE【考点】晶体和非晶体；液体的表面张力现象和毛细现象．【分析】分子力与分子距离的关系比较复杂，可能增大，也可能减小；雨水没有透过布雨伞是由于表面张力；多晶体具有各向同性的特性．【解答】解：A、分子间距离增大时，分子间的作用力不一定减小，也可能增大，与分子力表现为引力和斥力有关．故A错误．B、M表示铜的摩尔质量，ρ表示铜的密度，则铜的摩尔体积：V=，一个铜原子所占空间的体积可表示为：V0==．故B正确．C、雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，故C正确．D、晶体分单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，各向异性，而多晶体没有规则形状，各向同性．故D错误．E、理想气体等压膨胀过程，根据=C，温度增加，故内能增加，根据热力学第一定律△U=W+Q，对外做功，故一定吸收热量，故E正确．故选：BCE3.万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一：“地上力学”和“天上力学”的统一。它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同规律。牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动；另外，还应用到了其它的规律和结论，其中有（A）开普勒的研究成果

（B）牛顿第二定律（C）牛顿第三定律

（D）卡文迪什通过扭秤实验得出的引力常量参考答案：ABC4.如图，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B，A以速度v1斜向上抛出，B以速度v2竖直向上抛出，当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力，A、B质量相等且均可视为质点，重力加速度为g，以下判断正确的是A.相遇时A的速度一定为零B.相遇时B的速度一定为零C.A从抛出到最高点的时间为D.从抛出到相遇A、B动量的变化量相同参考答案：BCD【详解】A．相遇时A还具有水平速度，则此时的速度不为零，选项A错误；B．因A在最高点的竖直速度为零，可知B的速度也一定为零，选项B正确；C．两球运动的时间相等，即，选项C正确；D．根据可知从抛出到相遇A、B动量的变化量相同，选项D正确。5.（单选）如图1所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电荷量为σ，其轴线上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：，方向沿x轴．现考虑单位面积带电荷量为σ0的无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为r的圆板，如图2所示．则圆孔轴线上任意一点Q（坐标为x）的电场强度为A．

B．C．

D．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.某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝。他们的实验装置如下图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器，物块从斜面上某处由静止释放，物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得。为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是

；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制

图象。参考答案：物块初始位置到测速器的距离L

L-v27.如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20cm处，放手后向右运动周期的频闪照片，已知频闪的频率为10Hz，则振子的振动周期为T＝________s，而在t=T/12时刻振子的位置坐标________15cm。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。参考答案：1.2；大于。8.如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不计），A是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），R0是阻值为5Ω定值电阻，R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量ΔL与所受压力F之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为____________；（2）该设计中使用的电流表的量程最小为__________，该电子秤的称量范围为____________；（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）参考答案：（1）2kg（2）0.6A，0~6kg（3）刻度不均匀、左大右小、刻度盘最左侧部分区域无刻度等9.质量为的小球在距地面高为处以某一初速度水平抛出，落地时速度方向与水平方向之间的夹角为。则小球落地时速度大小为

，小球落地时重力的功率为

。（不计空气阻力，重力加速度）

参考答案：①

5

(2分)

4010.一质点作自由落体运动，落地速度大小为8m/s则它是从

m高处开始下落的，下落时间为---------

s参考答案：3.2、0.811.如图甲所示是用主尺最小分度为1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图，图乙是游标部分放大后的示意图．则该工件的内径为

cm．用螺旋测微器测一金属杆的直径，结果如图丙所示，则杆的直径是

mm．参考答案：2.280；2.697；【考点】刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．【解答】解：20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的主尺读数为22mm，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm，所以最终读数为：22mm+0.80mm=22.80mm=2.280cm．螺旋测微器的固定刻度为2.5mm，可动刻度为19.7×0.01mm=0.197mm，所以最终读数为2.5mm+0.197mm=2.697mm．故答案为：2.280；2.697；12.如图所示。一根长L的细绳，固定在O点，绳另一端系一质量为m的小球。起初将小球拉至水平于A点。小球从A点由静止释放后到达最低点C时拉力为

；此过程中小球重力的瞬时功率的变化情况是

（空气阻力不计）。参考答案：T=3mg（2分），先增大后减小13.一物块以150J的初动能从斜面底端A沿斜面向上滑动,到B时动能减少100J,机械能减少30J，以A点所在的水平面为零势能面，则小球到达最高点时的重力势能为_____J。物块返回到A时的动能为________J.参考答案：

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即Ep。根据本实验所得,弹力F和弹簧伸长x的关系为F=kx。拉力的平均值为kx,所以W=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是Ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重G=5.0N的长方体形金属块，设计了一个实验，利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是：（1）将金属块悬挂在该弹簧下方，静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量，即F=kx式中的比例系数k为________N/m；（2）将金属块放在长木板上，调节长木板的倾角，当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=______。（3）如图将木板固定在地面上，金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上，另一端与金属块接触，用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放，滑块脱离弹簧后，又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s，将对应的数据填写在下面的表格中。X/cm1.502.002.503.003.504.00S/cm3.006.0210.0514.9620.9728.05为验证结果是否符合猜想Ep=kx2，则应该根据以上数据作出得图像为（

）A：图像

B：图像C：图像

D：图像在右图的坐标系中作出你所选择的的图像，请注明横纵坐标所代表的物理量及单位，并注明你所选的标度，由图可得到Ep和x2间的关系式为

则该同学的猜想是

（填“正确”或者“错误”）的。参考答案：（1）。（2）金属块刚好能沿斜面匀速下滑，则有mgsinθ=μmgcosθ，即得金属块和长木板间的动摩擦因数μ=tanθ=h/L=0.25。（3）D，图略，根据图线求得Ep和x2间的关系式为Ep=250x2，该同学的猜想是正确的15.用如图所示装置验证小球沿斜面运动的过程中机械能守恒。斜面的末端与水平桌面相切，小球从离桌面高h处由静止释放，小球离开桌面后落在水平地面上，此过程的水平位移用s表示，桌面高H。改变小球释放的位置，记录多组h、s值。（1）若小球在运动的过程中机械能守恒，则h与s2间应满足的关系是__________

（2）某同学根据实验结果，画出了h―s2图象如上图所示。图象不过原点，并且随着s的增大图象有弯曲的迹象。下列关于产生这种现象的原因及改进措施的论述正确的是

a.小球与斜面和桌面间有摩擦，改用动摩擦因数更小的斜面和桌面b.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度小一点的空心球进行实验c.小球运动过程中受到空气阻力的作用，换用密度大一点的实心球进行实验d.小球与斜面和桌面间有摩擦，在原基础上适当减小一下斜面的倾角参考答案：（1）

（2分）（2）ac

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制.如图甲所示,M、N为间距足够大的水平极板,紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏PQ,在MN间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,图中E0、B0、k均为已知量.t=0时刻,比荷=k的正粒子以一定的初速度从O点沿水平方向射入极板间,0~t1时间内粒子恰好沿直线运动,t=时刻粒子打到荧光屏上.不计粒子的重力,涉及图象中时间间隔时取0.8=,1.4=,求:(1)在t2=时刻粒子的运动速度v.(2)在t3=时刻粒子偏离O点的竖直距离y.(3)水平极板的长度L.甲乙参考答案：(1)(2)(3)解：(1)在0～t1时间内，粒子在电磁场中做匀速直线运动，则：qv0B0=qE0得在t1～t2时间内，粒子在电场中做类平抛运动，

则由,得θ=45°

,即v与水平方向成45°角向下(2)在电场中做类平抛运动向下偏移：在t2～t3时间内，粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动周期在磁场中运动时间，即圆周运动的圆心角为α=45°，此时速度恰好沿水平方向。磁场中：由得:偏离的竖直距离

(3)在t3时刻进入电场时以初速度做类平抛运动，

再次进入磁场时，由,得θ′=45°

即v′与水平方向成45°角向下.由,得综上可得：长度【点睛】本题是带电粒子在复杂的电场、磁场、复合场运动，一定要在每个时间段先进行受力分析，确定运动状态的初末速度大小和方向。计算一步向前走一步，才能得到正确结果，若错一步则后面步步错.特别注意的是：做类平抛运动弄清该段末速度的大小和方向，做匀速圆周运动要弄清转过的角度.17.（10分）

长1米的木板A，质量为M=1kg，静止在水平地面上。在木板最左端有一质量为m=2kg的小物块B，在沿水平向右F=10牛的恒力作用下由静止开始运动，物块和木板、木板和水平面间的滑动摩擦系数分别为。在把小物块从木板右端拉下去的过程中，求：

（1）运动过程中A、B的加速度分别是多大？

（2）在此过程中木板运动的位移为多大？（小物块可看作质点）（g取10m/s2）参考答案：18.如图所示，平行金属板倾斜放置，AB长度为L，金属板与水平方向的夹角为θ，一电荷量为-q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场，且做直线运动，到达B点.离开电场后，进入如下图所示的电磁场（图中电场没有画出）区域做匀速圆周运动，并竖直