山西省长治市城区第一中学2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

山西省长治市城区第一中学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.质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示．物体在x＝0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16m处时，速度大小为A．2m/s

B．3m/s

C．4m/s

D.m/s参考答案：B2.如图1所示，重物的质量为m，轻细绳AO的A端和BO的B端固定，平衡时AO水平，BO与水平方向的夹角为60°。AO的拉力F1和BO的拉力F2与物体重力的大小关系是（

）A．F1>mg

B．F1<mgC．F2<mgD．F2>mg参考答案：BD3.如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m，带正电的小球，小球与弹簧不连接，加外力F将小球向下压到某位置静止，现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力和电场力对小球做功的大小分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中(

)

A．弹簧弹性势能最大值等于

B．重力势能增加W1

C．机械能增加W2

D．电势能增加W2参考答案：

答案：BC4.如图，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态．如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置。下列判断正确的是（

）

A．B端移到B1位置时，绳子张力不变

B．B端移到B2位置时，绳子张力变小

C．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大

D．B端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小参考答案：AC5.质点作简谐运动，下列各物理量中变化周期是振动周期一半的是

（

）（A）位移

（B）回复力

（C）加速度

（D）动能参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在“探究加速度与物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。实验中：（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于

。（2）若测得小车1、2的位移分别为x1和x2，则小车1、2的加速度之比

。（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是

。参考答案：(1)砝码和盘的总重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)两组砝码和盘的总重量（质量）（或盘的质量、两砝码和盘的总重量的比值）7.如图所示，某同学在研究摩擦力时，为了“记住”拉力曾经达到的最大值，在弹簧测力计指针的左侧轻塞一个小纸团，它可随指针移动。如需读出此弹簧测力计测得的最大值时，应读纸团

▲

（填“左”或“右”）边沿所对应的刻度值。参考答案：8.如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图像，已知两个振子质量之比为mA:mB=2:3，弹簧的劲度系数之比为kA:kB=3:2，则它们的周期之比TA：TB＝

；它们的最大加速度之比为aA:aB＝

。

参考答案：2：3；9：2略9.如图，电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势为＿＿＿＿；当S1、S2都断开时，电源的总功率为＿＿＿＿。参考答案：

0.3P0。当电键S1断开、S2闭合时，电路中电流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R/(R+r)2.。当S1闭合、S2断开时，电路中电流I2=E/(4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。联立解得：r=R/2，E=。当S1、S2都断开时，电路中电流I3=E/(7R+r)=，电源的总功率为P=EI3=0.3P0。.10.如图所示，水平轻杆CB长1m，轻杆与墙通过转轴O连接．现在离B点20cm处D点挂一重50N的物体，则绳AB中的拉力为[番茄花园22]

_______N；O对C的作用力的方向沿________________（填“水平”、“斜向上”、“斜向下”）

参考答案：11.一颗卫星绕某一星球做匀速圆周运动，卫星的轨道半径为r，运动周期为T，星球半径为R，则卫星的加速度为，星球的质量为．（万有引力恒量为G）参考答案：：解：卫星的轨道半径为r，运动周期为T，根据圆周运动的公式得卫星的加速度a=根据万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，=mM=故答案为：，12.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则b弹簧的伸长量为________________.参考答案：【知识点】胡克定律．B5【答案解析】解析：两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F=kx得x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为．【思路点拨】两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律分析伸长量的大小．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和．本题关键要知道两弹簧的弹力大小相等，掌握胡克定律，并能求出弹簧的伸长量．

13.如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，已知。则它们的速率

▲

，它们通过该磁场所用时间

▲

。参考答案：

【答案】三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用下列器材测量一个定值电阻的阻值：①待测电阻：阻值约100Ω②一个直流电源E：电动势约4V，内阻不计③一块直流电压表V：量程0～3V，内阻约15kΩ④一个电阻箱：阻值范围0～999.9Ω⑤一个单刀开关S

⑥导线若干（1）按器材的规格和要求在方框内画出设计的实验电路图，并标注器材的代号.（2）实验中测得，电阻箱的读数为R1时，电压表读数为U1，电阻箱读数为R2时，电压表读数为U2，用测定的实验数据写出计算待测电阻的表达式：=

.（3）测得的的值比真实值

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）参考答案：（1）电路可设计为甲、乙两种若设计为图甲，则（2）为，（3）为偏小；若设计为图乙，则（2）为，（3）为偏小15.用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在右边的横线上BCD（2）实验中得到一条纸带，如图2所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则ACA．打点计时器打C点时重锤的动能为．C．打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为mg（s0+s1）．D．重锤下落的加速度a的表达式为．重锤下落的加速度a的表达式为（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于（填“大于”或“小于”）（重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，试用（2）中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为．参考答案：解：（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．C：因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C错误．D：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误．故选：BCD．（2）A、匀变速直线运动中，时间中点的速度大小等于该过程中的平均速度大小，因此有：vC=，打点计时器打C点时重锤的动能为EkC=m=，故A正确；C、打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为mg（s0+s1）．故C正确；D、根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：重锤下落的加速度a的表达式为a=．由于OA的时间间隔不是2T，所以重锤下落的加速度a的表达式不等于，故D错误；故选：AC．（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用重锤下落过程中，受到重力和阻力作用，根据牛顿第二定律得：mg﹣F=ma

重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小F=m（g﹣a）=．故答案为：（1）BCD（2）AC（3）大于；

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。参考答案：当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时，射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小。若线光源底端在A点时，望远镜内刚好可以看到此光源底端，设过O点液面的法线为OO1，则ks5u

①（2分）其中为此液体到空气的全反射临界角。由折射定律有

②（2分）同理，若线光源顶端在点时，通过望远镜刚好可以看到此光源顶端，则。设此时线光源底端位于B点。由图中几何关系可得

③（2分）联立②③式得

④（2分）由题给条件可知代入③式得

17.如图，某三棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC，BC长度为d，O为BC中点。在ABC所在平面内，光线PO垂直BC边入射，恰好在AB边界发生全反射。(1)求该三棱镜的折射率；(2)保持光线PO入射点O不变，入射方向逐渐向CO方向偏转，求AB边有光线射出的区域宽度。参考答案：（1）（2）【详解】（1）光线PO恰好在AB边界发生全反射，临界角C=45°，

设三棱镜折射率为n，根据折射定律有：；

解得折射率

（2）光线PO垂直BC边入射的光线，进入棱镜后在AB边上的E点发生全反射。光线PO入射方向逐渐转向CO方向时，光线从棱镜的出射点对应由E点逐渐向B点移动。当光线几乎沿CO方向入射时，光线折射后沿OD方向，由折射