山西省阳泉市阳原第三中学2022-2023学年高三物理测试题含解析

山西省阳泉市阳原第三中学2022-2023学年高三物理测试题含解析一、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.（单选题）如图所示，博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌。关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（）A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B．200m决赛中的平均速度约为10.36m/sC．100m决赛中的平均速度约为10.32m/sD．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s参考答案：C2.如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方式表达了运动的美.请问摄影师选择的参考系是A.大地

B.太阳C.滑板运动员

D.步行的人参考答案：C3.（多选）如图所示，两个小球A、B分别固定在轻杆的两端，轻杆可绕水平光滑转轴O在竖直平面内转动，OA>OB，现将该杆静置于水平方向，放手后两球开始运动，已知两球在运动过程受到大小始终相同的空气阻力作用，则从开始运动到杆转到竖直位置的过程中，以下说法正确的是

A．两球组成的系统机械能守恒

B．B球克服重力做的功等于B球重力势能的增加

C．重力和空气阻力对A球做功代数和等于它的动能增加

D．A球克服空气阻力做的功大于B球克服空气阻力做的功参考答案：BD4.（多选）如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD间的夹角为θ(θ<90°)，不计金属框架的电阻．光滑导体棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，经过C点瞬间作为计时起点，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是(

)

参考答案：AD5.如图所示，一平直公路上有三个路标o、m、n，且om=3m、mn=5m。一辆汽车在该路段做匀加速直线运动依次通过o、m、n三个路标，已知汽车在相邻两路标间的速度增加量相同，均为△v=2m/s，则下列说法中正确的是A.汽车在om段的平均速度大小为4m/sB.汽车从m处运动到n处的时间为2sC.汽车经过o处时的速度大小为1m/sD.汽车在该路段行驶的加速度大小为2m/s2参考答案：D解：设汽车经过o路标时速度为v，又由于汽车在相邻两路标间的速度增加量相同，均为△v=2m/s，故通过m路标时速度为v+2，通过n路标时速度为v+4，由匀变速直线运动的速度与位移关系有：，，解得：v=2m/s；a=2m/s2。汽车在om段的平均速度大小为，故A错误；汽车在mn段的平均速度大小为，故汽车从m处运动到n处的时间为：，故B错误；车经过o处时的速度大小为v=2m/s，故C错误；由上述分析可知汽车在该路段行驶的加速度大小为2m/s2，故D正确。所以D正确，ABC错误。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关．为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度ω的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n．测得几组不同的ω和n如下表所示ω（rad/s）

0.5

1

2

3

4n5

20

80

180

320Ek（J）

另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/πN．（1）试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中；（2）试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度ω的关系式Ek=2ω2；（3）若脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，则它转过45圈后角速度ω=2rad/s．参考答案：考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：（1）砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=f?n?πD，f是转轴间的摩擦力大小，n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数，D是砂轮转轴的直径．根据动能定理得知，砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小，求解砂轮每次脱离动力的转动动能．（2）采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式：当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍；当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．将任一组数据代入求出比例系数k，得到砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式．（3）根据动能与角速度的关系式，用砂轮的角速度表示动能，根据动能定理求出转过45圈后的角速度．解答：解：（1）根据动能定理得：Ek=f?n?πD，代入计算得到数据如下表所示．ω/rad?s﹣10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832（2）由表格中数据分析可知，当砂轮的角速度增大为原来2倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的4倍，得到关系Ek=kω2．当砂轮的角速度增大为原来4倍时，砂轮的转动动能Ek是原来的16倍，得到Ek与ω2成正比，则有关系式Ek=kω2．k是比例系数．将任一组数据比如：ω=1rad/s，Ek=2J，代入得到k=2J?s/rad，所以砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式是Ek=2ω2（3）根据动能定理得﹣f?n?πD=2ω22﹣2ω12代入解得ω2=2rad/s故答案为：（1）如表格所示；（2）2ω2；（3）2．点评：本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力；注意摩擦力做功与路程有关．7.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：8.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．（3分）(填写选项前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为____

____J．（4分）

普朗克常量为h=6.63×10－34J·s

1u质量对应的能量为931.5MeV参考答案：9.某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V，则该交流电电压的最大值为

V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时，测得电动机的电流为20A，电动机的工作效率为 。（g取10m/s2）参考答案：答案：380，75%解析：输入电压380V为有效值，则最大值为380V；电动机对集装箱做功的功率P=mgv=5.7×103×10×0.1W=5.7×103W，电动机消耗电功率P总=380×20W=7.6×103W，故电动机的工作效率为η==75%。10.如图是打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时得到的纸带，电源频率为f＝50Hz，从O点开始每隔4个点取一个计数点，测得OA＝6.80cm，CD＝3.20cm，DE＝2.00cm，则相邻两个计数点的时间间隔为________s，物体运动的加速度大小为________m/s2，D点的速度大小为________m/s。参考答案：11.（2分）分子间同时存在着引力和斥力，若分子间的距离等于r0时，引力和斥力大小相等．则当r＞r0时，引力

斥力；当r＜r0时，引力

斥力．（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：

答案：大于；小于12.蛟龙号载人潜水艇是一艘由中国自行设计的载人潜水器．2012年6月27日潜水深度7062.68m，这标志着我国具备了载人到达全球99%以上海域深处进行作业的能力．潜水艇外壳是国产钛合金做成的，呈鸡蛋形状，舱内空间约为80m3与外界导热良好．开始潜入时，舱内空气（看成理想气体）的压强为latm，温度为27℃，水深7062.68m处的温度为4℃．求：①当蛟龙号载人潜水艇在水深7062.68m处停留足够长的时间后，舱内气体的压强为多少atm；②在上述过程中舱内气体放热（填“放热”或“吸热”）；③从微观的角度解释舱内压强的变化：舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．．参考答案：【考点】：热力学第一定律；理想气体的状态方程．【专题】：热力学定理专题．【分析】：①舱内空气为等容变化，列出初态和末态的压强和温度，由查理定律求解．②舱内空气看成理想气体，其内能只跟温度有关，根据温度变化分析内能的变化，放热还是吸热．③气体的压强与分子的平均动能和分子数密度有关，根据气体压强微观意义进行分析．：解：①舱内空气为等容变化，初态：p1=1atm，T1=300K；末态：p2=？，T1=277K由查理定律得：=代入数据解得：p2==×1atm=0.92atm，②在上述过程中舱内气体的温度降低，内能减小，而体积不变，气体不做功，由热力学第一定律判断得知，气体放热．③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．答：①舱内气体的压强为0.92atm．②放热．③舱内空气的体积不变，分子数密度不变，温度降低，分子的平均动能减小，所以压强降低．【点评】：对于气体问题，往往是气态方程和热力学第一定律的综合，关键要正确分析不变量，灵活选择状态方程．13.“用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图（a）所示。实验中通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。（1）图线______是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）（2）在轨道水平时小车运动的阻力f=__________；（3）（单选）图（b）中，拉力F较大时，a-F图线明显弯曲，产生误差。为消除此误差可采取的措施是_________。A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动。B．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量。C．在钩码与细绳之间接入一力传感器，用力传感器读数代替钩码的重力。D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验。参考答案：（1）①；

（2）0.5N；

（3）C

；三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。(1)图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是_______。(2)本实验采用的科学方法是______。A理想实验法

B．等效替代法C．控制变量法

D．建立物理模型法参考答案：

（1）F

（2）B15.某同学为测定某电源的电动势E和内阻r，设计了如图所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，滑动片P与电阻丝接触始终良好。实验时闭合电键，调节P的位置，将aP长度x和对应的电压U、电流I数据记录如下表：（1）该同学根据实验数据绘制了如图所示的U-I图像，可得电源的电动势E=

V；内阻r=

Ω。（2）请你根据表中数据在图上描点连线作U/I和x关系图线。（3）根据第（2）问中的图线还可以得到的信息是

。参考答案：（1）3.0，1.0（2）如图（3）电流表内阻为2.0Ω（填电流表内阻也得分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(15分)如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为和，两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。参考答案：

解析：

解法一：设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势

Bl（v0－v）

①

感应电流

②

杆2作匀速运动，它受到的安培力等于它受到的摩擦力，

③

导体杆2克服摩擦力做功的功率