2022-2023学年山东省临沂市蒙阴县实验中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年山东省临沂市蒙阴县实验中学高三物理期末试卷含解析一、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.乒乓秋在我国有广泛的群众基础，并有“国球”的美誉，中国乒乓球的水平也处于世界领先地位。现讨论乒乓球发球问题，已知球台长L、网高h，假设乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，若球在球台边缘O点正上方某高度处以一定的速度被水平发出球恰好在最高点时越过球网，则根据以上信息可以求出

A、发球的初速度大小

B、球从发出到第一次落在球台上的时间

C、发球时的高度

D、球从发出到对方运动员接住的时间参考答案：ABC2.（多选）已知雨滴下落过程中受到的空气阻力与雨滴下落速度的平方成正比，用公式表示为f=kv2。假设雨滴从足够高处由静止竖直落下，则关于雨滴在空中的受力和运动情况，下列说法正确的是

A．雨滴受到的阻力逐渐变小直至为零

B．雨滴受到的阻力逐渐变大直至不变C．雨滴的速度逐渐变小直至为零

D．雨滴的速度逐渐变大直至不变参考答案：BD3.（多选）如图所示，L1、L2是理想变压器的两个线圈，如果把它当做降压变压器，则当接负载正常工作后，下列说法中正确的是（

）A．L1接电源B．L2接电源C．L1、L2两端电压之比为4∶1D．L1、L2电流之比为4∶1参考答案：BD4.下列描述的运动中，不可能存在的是（

）A、速度变化很大，加速度却很小B、速度方向为正，加速度方向为负C、速度变化越来越快，加速度却越来越小D、速度越来越大，加速度却越来越小参考答案：C5.甲、乙两个分子相距较远，它们间的分子力为零，当它们逐渐接近到不能再接近的全过程中，分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况，正确的是（）A．分子力先增大，后减小；分子势能一直减小B．分子力先增大，后减小；分子势能先减小，后增大C．分子力先增大，再减小，后又增大；分子势能先减小，再增大，后又减小D．分子力先增大，再减小，后又增大；分子势能先减小，后增大参考答案：D【考点】分子势能；分子间的相互作用力．【分析】开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力为引力当相互靠近时分子力做正功，分子势能减小动能增大，当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增大动能减小．【解答】解：分子间距大于r0，分子力为引力，随距离的减小，引力先增大后逐渐减小；分子间距小于r0，分子力为斥力，随距离的减小，分子斥力增大；分子间距大于r0，分子力为引力，因此引力做正功使分子动能逐渐增大，分子势能逐渐减小；分子间距小于r0，分子力为斥力，因此斥力做负功使分子动能逐渐减小，分子势能逐渐增大，故分子势能先减小后增大．故D正确．故选：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.地球绕太阳公转的轨道半径r=1.49×102(m)，公转周期T=3.16×107(s)，万有引力恒量G=6.67×10（N·m2/kg2），则太阳质量的表达式M=

，其值约为

kg（取一位有效数字）．参考答案：

答案：，2×10307.沿一直线运动的物体，在第1s内以10m/s的速度做匀速直线运动，在随后的2s内以7m/s的速度做匀速直线运动，那么物体在2s末的瞬时速度为___________，在这3s内的平均速度为___________。参考答案：7m/s8m/s8.如图所示，倾角θ的固定光滑斜面上放置质量m的小物块A。某时刻用竖直向下的恒力压物体A使其静止起加速下滑，同时B物体从同高度自由落体。两者同时到地面，则恒力的大小为

；若B物体质量也为m，则两者落地瞬间，A物体重力的功率PA

B物体重力的功率PB（选填“大于”，“小于”或“等于”）。参考答案：mg/tan2θ；等于9.如图所示竖直放置的上粗下细的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为△VA___________△VB，压强变化量为△pA_________△pB（填“大于”、“等于”或“小于”）。参考答案：等于，大于10.如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，已测得坐标原点处的电势为0V，点处的电势为6V,点处的电势为3V,那么电场强度的大小为E=

V/m，方向与X轴正方向的夹角为

。参考答案：200V/m

120011.某同学用如图甲所示的装置测定重力加速度。（1）打出的纸带如图乙所示，实验时纸带的

端通过夹子和重物相连接。（填“a”或“b”）（2）纸带上1至9各点为计数点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为

m/s2

（3）当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因

。参考答案：12.（4分）一束质量为m、电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图所示，如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d，板长为L，设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为

（粒子的重力忽略不计）。参考答案：答案：13.一条细线下面挂一小球，让小角度自由摆动，它的振动图像如图所示。根据数据估算出它的摆长为________m，摆动的最大偏角正弦值约为________。参考答案：(1)T＝2s答案：(1)10.04三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：（1）根据图上所得的数据，应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；（2）从O点到（1）问中所取的点，重物重力势能的减少量△Ep=1.88J，动能增加量△Ek=1.84J（结果取三位有效数字）；（3）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是图2中的A．参考答案：考点：验证机械能守恒定律．.专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．分析：该实验的原理是验证物体下降的距离从O点到B点，动能的增加量和重力势能的减小量是否相等．根据△Ep=mg△h求重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而求出动能的增加量．解答：解：（1）因为通过某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出B点的速度，所以取图中O点到B点来验证机械能守恒定律．（2）重物重力势能的减少量△Ep=mg△h=9.80×0.192=1.88J．B点的速度=1.92m/s，则B点的动能=1.84J．所以动能的增加量△Ek=1.84J．（3）根据mgh=得，，即与h成正比．故A正确．故答案为：（1）B（2）1.881.84（3）A点评：解决本题的关键知道验证机械能守恒定律的实验原理，掌握重力势能减小量和动能增加量的求法．15.图１中电源电动势为Ｅ，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，Ｓ为单刀双掷开关，Ｒ为待测电阻。当Ｓ向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1；当Ｓ向Ｒ一侧闭合时，电流表读数为I2。（1）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻R＝______________。（2）根据图1所给出的电路，在图2的各器件实物图之间画出连接的导线。参考答案：答案：（1）（2）连线如图

解析：

当Ｓ向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1，电流表读数为I1。根据闭合电路欧姆定律有

整理得

当Ｓ向Ｒ一侧闭合时，电流表读数为I2。根据闭合电路欧姆定律有

整理得四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（18分）如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。

（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。参考答案：（1）Qef＝；（2）q＝；⑶Bm＝，方向竖直向上或竖直向下均可，xm＝试题分析：（1）由于ab棒做切割磁感线运动，回路中产出感应电流，感应电流流经电阻R和ef棒时，电流做功，产生焦耳热，根据功能关系及能的转化与守恒有：＝QR＋Qef

①根据并联电路特点和焦耳定律Q＝I2Rt可知，电阻R和ef棒中产生的焦耳热相等，即QR＝Qef

②由①②式联立解得ef棒上产生的热量为：Qef＝（2）设在ab棒滑行距离为d时所用时间为t，其示意图如下图所示：

该过程中回路变化的面积为：ΔS＝[L＋（L－2dcotθ）]d

③根据法拉第电磁感应定律可知，在该过程中，回路中的平均感应电动势为：＝④根据闭合电路欧姆定律可知，流经ab棒平均电流为：＝

⑤根据电流的定义式可知，在该过程中，流经ab棒某横截面的电量为：q＝

⑥由③④⑤⑥式联立解得：q＝⑶由法拉第电磁感应定律可知，当ab棒滑行x距离时，回路中的感应电动势为：e＝B（L－2xcotθ）v2

⑦根据闭合电路欧姆定律可知，流经ef棒的电流为：i＝

⑧根据安培力大小计算公式可知，ef棒所受安培力为：F＝iLB

⑨由⑦⑧⑨式联立解得：F＝

⑩由⑩式可知，当x＝0且B取最大值，即B＝Bm时，F有最大值Fm，ef棒受力示意图如下图所示：

根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：Fmcosα＝mgsinα＋fm

?在垂直于导轨方向上有：FN＝mgcosα＋Fmsinα

?根据滑动摩擦定律和题设条件有：fm＝μFN

?由⑩???式联立解得：Bm＝显然此时，磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可由⑩式可知，当B＝Bm时，F随x的增大而减小，即当F最小为Fmin时，x有最大值为xm，此时ef棒受力示意图如下图所示：

根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：Fmincosα＋fm＝mgsinα

在垂直于导轨方向上有：FN＝mgcosα＋Fminsinα

联立解得：xm＝考点：功能关系、串并联电路特征、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、楞次定律共点力平衡条件的应用，和临界状态分析与求解极值的能力17.如图所示，水平放置的汽缸A和容积为VB=3.6L的容器B由一容积可忽略不计的长细管经阀门C相连。汽缸A内有一活塞D，它可以无摩擦地在汽缸内滑动，A放在温度恒为T1=300K、压强为P0=1.0×105Pa的大气中，B放在T2=400K的恒温槽内，B的器壁导热性能良好。开始时C是关闭的，A内装有温度为T1=300K、体积为VA=2.4L的气体，B内没有气体。打开阀门C，使气体由A流入B，等到活塞D停止移动一段时间后，求以下两种情况下气体的体积和压强：①汽缸A、活塞D和细管都是绝热的；②A的器壁导热性能良好，且恒温槽温度调高为500K。参考答案：①3.6L

8.89×104Pa

②3.84L

1.0×105Pa【详解】①设活塞D最终停止移动时没有靠在汽缸A左壁上，此时气体温度为，压强设为，体积为，则对活塞，由平衡条件，有：①解得由理想气体状态方程可如②①②联立，解得:小于，由此可知活塞D最终停止移动时靠在了汽缸A左壁上，则此时气体体积为。设此时气体压强为，由理想气体状态方程可知③解得内。②设活塞D最终停止移动时靠在汽缸A左壁上，此时气体温度为，压强设为，体积为，由理想气体状态方程可知:④解得大于由此可知活塞D最终停止移动时没有靠在汽缸A左壁上，则此时气体压强为。设此时气体体积为，由理想气体状态方程可知⑤解得18.如图所示，宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上，在N和N’之间连有一个0.8Ω的电阻R。在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻的金属滑杆，导轨的电阻不计。用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连，绳与滑杆的连线平行于斜面，开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处（小车可视为质点），滑轮离小车的高度H=4.0m。在导轨的NN’和OO’所围的区域存在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场，此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=，此区域外导轨是光滑的（取g=10m/s2）。若电动小车沿PS以v=1.2m/s的速度匀速前进时，滑杆由AA’滑到OO’位置过程中，通过电阻R的电量q=。g取10m/s2，求：（1）位置AA’到OO’的距离；（2）若滑杆在细绳作用下通过OO’位置时加速度为；求此时细绳拉力；（3）若滑杆运动到OO'位置时绳子突然断了，设导轨足够长，若滑杆返回到AA'后恰好做匀速直线运动，求从断绳到滑杆回到AA'位置过程中，电阻R