福建省福州市第七中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

福建省福州市第七中学2022-2023学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，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，导体棒受到的安培力的大小为F，此时（

）A．电阻R1消耗的热功率为B．电阻R2消耗的热功率为C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvD．整个装置消耗的机械功率为μmgvcosθ参考答案：B2.如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随环的速度的大小变化，两者关系为F＝kv，其中k为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功的大小不可能为()A.

B．0C.＋

D.－参考答案：C3.在单缝衍射实验中，中央亮纹光强占单缝射入整个光强的95%以上，假设通过一定方法只让一个光子通过单缝，那么该光子将：A．一定落在中央亮条纹中

B．一定落在亮条纹处C．可能落在暗条纹中

D．落在中央亮纹处可能性较大参考答案：答案：CD4.（单选）在学校的体育运动会跳高场地，我们看到在运动员落地一侧要叠放几块较大而厚的软垫，其目的是（）A．增加运动员落地过程的时间，增大脚受到的作用力B．增加运动员落地过程的时间，减小脚受到的作用力C．减少运动员落地过程的时间，增大脚受到的作用力D．减少运动员落地过程的时间，增大脚受到的作用力参考答案：考点：动量定理．专题：动量定理应用专题．分析：在运动员落地一侧要叠放几块较大而厚的软垫，是为了增加运动员落地过程的时间，根据动量定理即可求解．解答：解：在运动员落地一侧要叠放几块较大而厚的软垫，增加了运动员落地的时间，设运动员落地前的速度为v，脚受到的作用力为F，根据动量定理得：Ft=mv时间变大，则作用力变小，故B正确；故选B点评：本题主要考查了动量定理的直接应用，难度不大，属于基础题．5.有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有(

).A．U2变小，U3变小

B.U2减小，U4变大C．P1变小，P2变小

D．P2变大，P3变大参考答案：D因U1和两线圈的匝数不变,根据＝得U2不变,B.，,，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器初级电压U3变小,故选项A错;用户消耗的电功率变大时,则P3变大,而I变大,线路消耗的电功率变大,二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在伽利略羊皮纸手稿中发现的斜面实验数据如表所示，人们推测第二、三列数据可能分别表示时间和长度。伽利略时代的1个长度单位相当于现在的mm，假设1个时间单位相当于现在的0.5s。由此可以推测实验时光滑斜面的长度至少为

m，斜面的倾角约为

度。（g取10m/s2）

参考答案：答案：2.04，1.5°解析：依题意，第一列数据为时间的平方t2，从数据分析可知第一列数据与第三列数据之比约为1:32（取平均值后比值为1：32.75），即斜面长度与时间的平方成正比，根据当时数据与现在的数据换算关系和匀变速运动公式，可得角度约为1.5°。7.如图所示，质量为m的小球B连接着轻质弹簧，静止在光滑水平面上。质量为m的小球A以某一速度向右运动，与弹簧发生碰撞，当A、B两球距离最近时弹簧的弹性势能为EP，则碰撞前A球的速度v0=__________________参考答案：28.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。

(1)若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ=_______(2)若星体是在中心天体的表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度的表达式ρ=_______。参考答案：答案：9.土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,则土星的质量约为

。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）参考答案：10.在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为（单位：m），式中。将一光滑小环套在该金属杆上，并从x＝0处以的初速度沿杆向下运动，取重力加速度。则当小环运动到时的速度大小v＝

m/s；该小环在x轴方向最远能运动到x＝

m处。参考答案：答案：5，解析：小环在金属杆上运动时，只有重力做功，机械能守恒。取为零势能面，根据机械能守恒定律有，将和分别代入曲线方程，求得此时环的纵坐标位置，，，将数据你入上式得。当小环在运动到最远位置时，小环的速度等于零。根据机械能守恒定律有，而，所以有，所以有。11.如图所示，一个半径为R的透明球体放置在水平面上，一束光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对光的折射率为，则它从球面射出时的出射角＝

；在透明体中的速度大小为

（结果保留两位有效数字）（已知光在的速度c＝3×108m／s）参考答案：12.某压榨机的结构如图所示，其中B为固定绞链，C为质量可忽略不计的滑块，通过滑轮可沿光滑壁移动，D为被压榨的物体.当在铰链A处作用一垂直于壁的压力F时，物体D所受的压力等于________参考答案：5F13.如图所示，在A点固定一点电荷，电荷量为+Q，已知点电荷Q周围各点的电势φ=（r是各点离Q的距离）。在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠（可以看作点电荷），液珠开始运动瞬间的加速度大小为（g为重力加速度）。静电常量为k，若液珠只能沿竖直方向运动，不计空气阻力，则液珠的电量与质量的比值为___________；若液珠向下运动，到离A上方h/2处速度恰好为零，则液珠的最大速度为___________。参考答案：，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，己知平行玻璃砖的折射率，厚度为.入射光线以入射角60°射到玻璃砖的上表面，经玻璃砖折射从下表面射出，出射光线与入射光线平行，求两平行光线间距离。（结果可用根式表示）

参考答案：解析：作出光路如图

由折射定律得（2分）

所以r=30°（2分）

由图知

则AB—AC=d·tan30°=d

出射光线与入射光线间的距离是d（2分）15.如图，光滑绝缘底座上固定两竖直放置、带等量异种电荷的金属板a、b，间距略大于L，板间电场强度大小为E，方向由a指向b，整个装置质量为m。现在绝绿底座上施加大小等于qE的水平外力，运动一段距离L后，在靠近b板处放置一个无初速度的带正电滑块，电荷量为q，质量为m，不计一切摩擦及滑块的大小，则(1)试通过计算分析滑块能否与a板相撞(2)若滑块与a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做了多少功?参考答案：（1）恰好不发生碰撞（2）【详解】(1)刚释放小滑块时，设底座及其装置的速度为v由动能定理：放上小滑块后，底座及装置做匀速直线运动，小滑块向右做匀加速直线运动当两者速度相等时，小滑块位移绝缘底座的位移故小滑块刚好相对绝缘底座向后运动的位移，刚好不相碰(2)整个过程绝缘底座位移为3L则答：(1)通过计算分析可各滑块刚好与a板不相撞；(2)滑块与a板不相碰，滑块刚准备返回时，外力F做功为3qEL。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如右图所示，O为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC＝0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？参考答案：17.如图所示,等边三角形AQC的边长为2L，P、D分别为AQ、AC的中点.水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0；区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向垂直纸面向里,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与区域Ⅱ大小相等、方向相反.带正电的粒子从Q点正下方，距离Q为L的O点以某一速度射入电场,在电场力作用下以速度v0垂直QC到达该边中点N,经区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ(粒子重力忽略不计).求：

(1)求该粒子的比荷；(2)求该粒子从O点运动到N点的时间t1和匀强电场E；(3)若区域Ⅱ和区域Ⅲ内磁场的磁感应强度为3B0，则粒子经过一系列运动后会返回至O点，求粒子从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间t．参考答案：【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．I3K3【答案解析】（1）

（2），

（3）解析：：（1）由题意可知，粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动，轨道半径为：r1=L；

由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式得到：

qvB=m解得：；

（2）粒子从O点到N点过程中，竖直向上做速度为v0的匀速直线运动，则：

t1=水平向右做末速度为零的匀减速直线运动，则：

L=，由牛顿第二定律得：QE=ma，解得：E=2B0v0；

（3）带电粒子在区域Ⅱ和区域Ⅲ内做匀速圆周运动，同理由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式可得：

r2=粒子从N点出发再回到N点的运动轨迹如图所示：

在区域Ⅰ中匀速圆周运动周期：T1=；

在区域Ⅰ中运动的时间：t2=；

在区域Ⅱ和区域Ⅲ中匀速圆周运动周期：T2=；

在区域Ⅱ和区域Ⅲ中运动时间：t2=T2+T2+T2=；

所以t=t2+t3=【思路点拨】（1）粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动，圆心为Q点，故半径等于QN，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；

（2）粒子从O到N与从N到O是逆过程，N到O做类平抛运动；故O到N的竖直分运动是匀速直线运动，水平分运动是匀加速直线运动，根据分位移公式列式求解即可；

（3）画出粒子在磁场中运动轨迹，找出半径与三角形边长的关系，定出时间与周期的关系，求出时间．18.在如图a所示的空间里，存在方向水平垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向上的周期性变化的电场（如图b所示），周期T=12t0，电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上。一倾角为300足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间。t=0时，一带负电、质量为m的微粒从斜面上的A点由静止开始沿斜面运动，到C点后，做一次完整的圆周运动，在t=T时刻回到C点，再继续沿斜面运动到t=13t0时刻。在运动过程中微粒电荷量不变，重力加速度为g，上述