2022-2023学年河南省商丘市马牧完全中学高三物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年河南省商丘市马牧完全中学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.（双项选择题）两小磁针在同一水平面上，因受某种磁场的作用后相互平行，如图所示，产生这种效果的磁场可能是(忽略小磁针相互作用)A．某条通电直导线产生的磁场B．相距很近的异名磁极间的磁场C．某个通电螺线管产生的磁场，其中一个磁针在管内，一个磁针在管外D．某个单匝通电圆形电流的磁场，一个磁针在环内，一个磁针在环外参考答案：AB2.(单选)如图（a）所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图（b）所示的电压．t=0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子，速度为零，电子在电场力作用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．在0＜t＜8×10-10s的时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小的时间是

A．0＜t＜2×10-10s

B．2×10-10s＜t＜4×10-10sC．4×10-10s＜t＜6×10-10s

D．6×10-10s＜t＜8×10-10s参考答案：D3.如图，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是A．两小球落地时的速度相同B．两小球落地时，A球重力的瞬时功率较小C．从开始运动至落地，A球重力做功较大D．从开始运动至落地，重力对A小球做功的平均功率较小参考答案：

【知识点】功率、平均功率和瞬时功率机械能守恒E1E3【答案解析】B

解析：A、两个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们落地时的速度大小相等，方向不同，故A错误B、到达底端时速率相同，重力相同，但A物重力与速度有夹角，B物语速度方向相同，所以B正确.C、由重力做功表达式得两物体运动过程重力对小球做功都为mgh.D、重力做功表达式得两物体运动过程重力对小球做功相同，但A所用时间小于B所用时间，根据可知重力对A小球做功德平均功率较大，故D错.故选B.【思路点拨】两个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们落地时的速度大小，再由平均功率和瞬时功率公式得出结论.4.太空探测器从一星球表面竖直升空,已知探测器质量恒为2000kg,发动机可以提供恒定的推力.该星球表面没有大气层，探测器在星球表面升空后发动机因故障而突然关闭,如图所示为探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化图象.则由此可以判断A．该星球表面的重力加速度为5m/s2B．探测器在星球表面达到的最大高度为480mC．该发动机的推力为1.5×104ND．探测器在星球表面落地时的速度为40m/s参考答案：BC5.某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是(

)A．D点的速率比C点的速率大

B．D点的加速度比C点加速度大

C．从B到D加速度与速度始终垂直

D．从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n=的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为

▲

。

参考答案：450＜θ＜9007.某同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。a．按图3把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车做匀速直线运动；b．把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重，接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D、……；c．测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……；d．用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……；e．求出B、C、D、……各点的速度大小，分别记为υ1、υ2、υ3、……，再求出它们的平方υ12、υ22、υ32、……；f．用纵坐标表示速度的平方υ2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出υ2－W图象，并在图象中描出（Wi，υi2）坐标点，再连成图线；(重力加速度g=9.80m/s2，以下计算保留到小数点后两位）①

该同学得到的υ2－W图象如图4所示。通过图象可知，打A点时对应小车的速度υ0=_________m/s；②

小车的质量M=

kg。参考答案：8.某同学用弹簧秤、木块和细线去粗略测定木块跟一个固定斜面之间的动摩擦因数μ．木块放在斜面上，不加拉力时将保持静止．实验的主要步骤是：（1）用弹簧秤测出

；（2）用弹簧秤平行斜面拉动木块，使木块沿斜面向上做匀速运动，记下弹簧秤的示数F1；（3）用弹簧秤平行斜面拉动木块，

，记下弹簧秤的示数F2．(4)推导出动摩擦因数μ=

.参考答案：9.如图所示，光滑斜面长为a，宽为b，倾角为θ，一物块沿斜面从左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，此物体在斜面上运动的加速度大小为

；入射初速度v的大小为

．参考答案：a=gsinθ,v0=a 10.长度为L=0.5m的轻质细杆，一端有一质量为m=3kg的小球，小球以O点为圆心在竖直面内做圆周运动，当小球通过最高点时速率为2m／s时，小球受到细杆的

力（填拉或支持），大小为

N，g取10m／s。参考答案：支持力，611.一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的p-V图象如图所示．在由状态A变化到状态B的过程中，理想气体的温度

▲

（填“升高”、“降低”或“不变”）．在由状态A变化到状态C的过程中，理想气体吸收的热量

▲

它对外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）参考答案：升高（2分），等于12.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图甲连接起来研究。(1)某次通过毫米刻度尺读数如图乙所示，指针示数为

_____

cm。(2)在弹性限度内，将50g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和下表。用表中数据计算弹簧I的劲度系数为_____N/m(结果保留三位有效数字，取g=l0m·s-2)。由表中数据________

（填"能"或"不能"）计算出弹簧Ⅱ的劲度系数。参考答案：

(1).25.85

(2).12.5（12.3-12.7）

(3).能【详解】（1）指针示数为25.85cm.（2）由表格中的数据可知，当弹力的变化量△F=0.5N时，弹簧形变量的变化量为△x=4.00cm，根据胡克定律知：．

结合L1和L2示数的变化，可以得出弹簧Ⅱ形变量的变化量，结合弹力变化量，根据胡克定律能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．13.（4分）如图，在场强为E的匀强电场中有相距为的A、B两点，边线AB与电场线的夹角为，将一电量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功

；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功

；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做的功

，由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是：

。

参考答案：答案：，，电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题根据电路图，将图乙中的实验仪器连成完整的实验电路。②该同学根据实验数据画出的小灯泡I—U图线如图。形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为________．③根据I—U图线，可确定小灯泡在电压为2．0V时实际功率为________．（保留两位有效数字）④已知小灯泡灯丝在t=27oC时电阻是1.5Ω，并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t)，k为比例常数。根据I—U图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为

℃.参考答案：①如右图所示②随着灯两端电压升高，电流增大，灯丝温度甚高，电阻率增大，电阻变大③（2分）0.68W

④（2分）约1031℃15.用20分度的游标卡尺测量物体的长度时游标尺所在位置如图所示，物体的长度为________cm。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，在竖直平面的xoy坐标系内，一根长为的不可伸长的细绳，一端固定在拉力传感器A上，另一端系一质量为m的小球．x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉，P点与传感器A相距．现拉小球使细绳绷直并处在水平位置。然后由静止释放小球，当细绳碰到钉子后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动，已知重力加速度大小为g，求：

(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg，求此时小球的速度大小；(2)传感器A与坐标原点O之间的距离；

(3)若小球经过最低点时绳子恰好断开，请确定小球经过y轴的位置．参考答案：【知识点】

机械能守恒定律；牛顿第二定律C2D4E3【答案解析】(1)(2)(3)（0，）

解析：⑴小球在最低点由牛顿第二定律得：

由题意知由以上两式解得⑵由机械能守恒定律得：解得传感器A与O点间的距离⑶

解得即小球离开y轴的坐标为（0，）【思路点拨】（1）由牛顿第二定律求的速度；（2）有机械能守恒求的距离（3）小球从最低点做平抛运动即可求得,小球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题；解题时要注意，小球到达最帝点时，重力和拉力提供向心力．17.如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2V/m；以直线OM和正x轴为界、在y＜0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以的初速度射入磁场。已知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：（l）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？（2）粒子在磁场区域运动的总时间？（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是多少？参考答案：见解析18.如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37o，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连。小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道。a、b为两完全相同的小球，a球由静止从A点释放，在C处与b球发生弹性碰撞。已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37o=0.6，cos37o=0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R。求：⑴a球滑到斜面底端C时速度为多大？a、b球在C处碰后速度各为多少？⑵要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R’应该满足什么条件？若R’=2.5R，两球最后所停位置距D（或E）多远？注：在运算中，根号中的数值无需算出。参考答案：（1）设a球到达C点时速度为v，a球从A运动至C过程，由动能定理有

①

可得

②b球在C发生弹性碰撞，系统动量守恒，机械能守恒，设a、b碰后瞬间速度分别为va、vb，则有

③

④由②③④可得

⑤可知，a、b碰后交换速度，a静止，b向右运动。（2）要使小球b脱离轨道，有两种情况：情况一：小球b能滑过圆周轨道最高点，进入EF轨道。则小球b在最高点P应满足

⑥小球b碰后直到P点过程，由动能定理，有

⑦由⑤⑥⑦式，可得

情况二：小球b上滑至四分之一圆轨道的Q点时，速度减为零，然后滑回D。则由动能定理有

⑧由⑤⑧式，可得

（3）若，由