山西省运城市大禹中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

山西省运城市大禹中学2022-2023学年高三物理下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1.一台电动机额定电压为U，线圈电阻R，电动机正常工作时通过电动机线圈的电流强度为I。当电动机正常工作时间为t时，以下说法正确的是 A．电动机消耗的电能为UIt B．U=IR C．R产生的热量为I2Rt D．电动机输出的机械能为UIt-I2Rt参考答案：ACD此电路为非纯电阻电路，不满足欧姆定律，所以U=IR错，ACD对。2.（单选）2013年9月10日是中国就钓鱼岛及其附属岛屿的领海基点、基线发表声明一周年．当天，中国海警7艘舰船编队在我钓鱼岛领海内巡航．编队分为两个组，一组顺时针，一组逆时针，从9点18分开始绕岛巡航，假设每个小组的巡航时间为4个小时，航程为60海里．其中海警“2112”号和海警“2350”号被编在同一个组．若所有舰船行驶速率相同，则下列说法正确的有（）A．研究其中一艘舰船编队的平均速度时可将其看作质点B．以海警“2112”为参考系，海警“2350”一定是静止的C．“60海里”指的是编队的位移D．由题中条件可求出此次巡航过程中海警“2112”的平均速度参考答案：考点：平均速度；质点的认识；位移与路程．.分析：当忽略物体的形状与大小对所研究的物体不产生影响时，可以把物体看做质点，区分路程与位移，平均速度是位移与时间的比值．解答：解：A、研究其中一艘舰船编队的平均速度时可将其看作质点，因为船的大小相当于路程来讲可以忽略，A正确；B、若二者的速度不相同时，以海警“2112”为参考系，海警“2350”是运动的，B错误；C、“60海里”指的是编队的路程，C错误；D、平均速度是位移与时间的比值，由题中条件不能求出此次巡航过程中海警“2112”的平均速度，D错误；故选：A点评：一个物体能否看做质点不是以物体的大小来定的，注意路程与位移的区别及平均速度的公式．3.参考答案：B4.（多选题）如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处的半径rA＞rB=rC，则以下有关各点速率v、角速度ω的关系中正确的是（）A．vA=vB＞vC B．vC＞vB＞vA C．ωC=ωA＜ωB D．ωC=ωB＞ωA参考答案：AC【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】两轮通过皮带传动，边缘的线速度相等；A、C两点共轴传动，角速度相等；再结合v=ωr，可比较三质点的角速度与线速度的大小．【解答】解：A、B、图中A与B两点通过同一根皮带传动，线速度大小相等，即vA=vB，A、C两点绕同一转轴转动，有ωA=ωC，由于vA=rAωA，vC=rCωC，rA＞rC，因而有vA＞vC，得到vA=vB＞vC；故A正确，B错误；C、D、由于ωA=，ωB=，因而有，ωA＜ωB，又由于ωA=ωC，ωA=ωC＜ωB；故C正确，D错误；故选：AC．5.（多选题）2015年12月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破﹣可见光通信的实时通信速率已经提高至50Gbps，相当于0.2s即可下载一部高清电影．关于可见光，下列说法正确的是（）A．可见光中的红光比紫光的频率低B．可见光不能在真空中传播C．可见光波长越长，越容易发生衍射D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波参考答案：AC【考点】波的干涉和衍射现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题．【分析】可见光中的红光比紫光的频率低；干涉、衍射说明光具有波动性，偏振现象说明光是一种横波，从而即可求解．【解答】解：A．根据可见光中光的频率的排列顺序可知，可见光中的红光比紫光的频率低．故A正确；B．可见光属于电磁波，能在真空中传播．故B错误；C．可见光波长越长，越容易发生明显衍射．故C正确；D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光具有波动性；偏振现象说明光是一种横波．故D错误．故选：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在如右图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号为“1”，B端输入电信号为“1”时，在C端和D端输出的电信号分别为_____和______。参考答案：0，0

7.某放射性元素原子核X有N个核子，发生一次α衰变和一次β衰变后，变成Y核，衰变后Y核的核子数为__________，若该放射性元素经过时间T，还剩下没有衰变，则它的半衰期为____________参考答案：N-4

8.如图所示，一闭合线圈a悬吊在一个通电长螺线管的左侧，如果要使线圈中产生图示方向的感应电流，滑动变阻器的滑片P应向____滑动。要使线圈a保持不动，应给线圈施加一水平向____的外力。

(填向“左"或向“右”)参考答案：左

右

a中产出电流的磁场和螺线管的磁场方向相反，说明螺线管中磁场在增强，进一步说明回路中电流在增强，故划片向左滑动；a与螺线管相排斥，要使其保持不动，施加的外力要向右。9.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高，使小车在

（填“挂”或“不挂”）钩码的情况下做

运动；（2）某次实验中所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为

m/s2.参考答案：（1）不挂（2分）；匀速（2分）

（2）0.6（4分）（1）这是平衡摩擦力的实验步骤。（2）利用匀变速直线运动的推论得：，T=0.1s,再代入题给数据即可解答。10.如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有

▲

种，其中最短波长为

▲

m（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）。参考答案：10

9.5×10-811.甲、乙两车以相同的速率在水平地面上相向做匀速直线运动，某时刻乙车先以大小为a的加速度做匀减速运动，当速率减小到0时，甲车也以大小为a的加速度做匀减速运动。为了避免碰车，在乙车开始做匀减速运动时，甲、乙两车的距离至少应为_________.参考答案：12.如图所示，一正方形导线框边长为，质量为m，电阻为R。从某一高度竖直落入磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁场宽度为d，且d>l。线框边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框的速度为__________。若线框边刚要离开磁场时线框又恰好做匀速运动，则线框在穿过磁场的过程中产生的电能为__________。（已知重力加速度为g）参考答案：

试题分析：由于线框边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，则，其中,代入解得：v=。因为线框边刚要离开磁场时线框又恰好做匀速运动，同理可求得此时线框的速度仍为v,线框在穿过磁场的过程中产生的电能等于线框重力势能的减少量，即Q=.考点：平衡状态及电磁感应现象；能量守恒定律。13.如右图甲所示，有一质量为m、带电量为的小球在竖直平面内做单摆，摆长为L，当地的重力加速度为，则周期

；若在悬点处放一带正电的小球（图乙），则周期将

。（填“变大”、“不变”、“变小”）参考答案：；不变三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气。现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。

①关于汽缸内气体，下列说法正确的是

。A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B．所有分子的速率都增加C．分子平均动能增大D．对外做功，内能减少②设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：（Ⅰ）汽缸内气体压强的大小；（Ⅱ）t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量。参考答案：AC（2分）；（4分）15.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。参考答案：试题分析：由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为⑧故本题答案是：点睛：本题的关键是找到不同状态下的气体参量，再利用气态方程求解即可。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4Ω。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。（1）试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小；（2）求第2s末外力F的瞬时功率；（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J，求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少。参考答案：解析：（1）设路端电压为U，杆的运动速度为v，有（2分）由图乙可得

U=0.1t

（2分）所以速度

v=1t

（2分）因为速度v正比于时间t，所以杆做匀加速直线运动，且加速度a=1m/s2

（2分）（用其他方法证明可参照给分）（2）在2s末，v=at=2m/s，杆受安培力

（2分）由牛顿第二定律，对杆有，得拉力F=0.175N

（2分）故2s末的瞬时功率P=Fv=0.35W

（2分）(3)在2s末，杆的动能

由能量守恒定律，回路产生的焦耳热Q=W-Ek=0.1J

（3分）根据Q=I2Rt，有故在R上产生的焦耳热

（3分）17.（16分）2008年9月25日21时10分，神七飞船在酒泉卫星发射中心由长征二号Ｆ型火箭成功发射。飞船由火箭先送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道。26日4时03分，飞船在远地点启动变轨程序后，飞船进入预定圆轨道，如图所示。已知飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t，近地点距地面的高度为h1,地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。求：

（1）飞船在近地点A的加速度为多大？（2）远地点B距地面的高度h2为多大？参考答案：解析：设地球质量为M，飞船质量为m，由万有引力及匀速圆周运动规律得：

联立以上三式得：

18.A、B两列火车，