山西省长治市城关第一中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

山西省长治市城关第一中学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，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球，在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦，小物块的质量为（）A． B．m C．m D．2m参考答案：C【考点】共点力平衡的条件及其应用．【分析】同一根绳子上的张力大小相等，根据ab距离等于圆环半径可知绳所成角度，据此由平衡分析即可．【解答】解：设悬挂小物块的点为O'，圆弧的圆心为O，由于ab=R，所以三角形Oab为等边三角形．由于圆弧对轻环的支持力平行于半径，所以小球和小物块对轻环的合力方向由轻环指向圆心O，因为小物块和小球对轻环的作用力大小相等，所以aO、bO是∠maO′、∠mbO′的角平分线，所以∠O'Oa=∠maO=∠mbO=30°，那么∠mbO′=60°，所以由几何关系可得∠aO'b=120°，而在一条绳子上的张力大小相等，故有T=mg，小物块受到两条绳子的拉力作用大小相等，夹角为120°，故受到的合力等于mg，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，且处于平衡状态，故拉力的合力等于小物块的重力为mg，所以小物块的质量为m故ABD错误，C正确．故选：C．2.某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙.下列判断正确的是（

）A.图线与纵轴的交点M的值

B.图线与横轴的交点N的值TN=mgC.图线的斜率等于物体的质量m

D.货物始终处于超重状态参考答案：B3.如图所示，实线为一电场中的等势面，是中心对称图形。a、b、c、d是以中心点为圆心的圆周上的四个点，则下列说法中正确的是（

）（A）a、b、c、d四点电势不等，但电场强度大小相等（B）若一电子从b点运动到c点，克服电场力做的功为0.4eV（C）若一电子从左侧沿中心轴线穿越电场区域，将做加速度先增加后减小的加速直线运动（D）若一束电子从左侧平行于中心轴线进入电场区域，将会从右侧平行于中心轴线穿出参考答案：AC4.设物体运动的加速度为a、速度为v,位移为x。现有四个不同物体的运动图象如图所示,t=0时刻物体的速度均为零，则其中物体做单向直线运动的图象是

参考答案：C5.（单选）在匀强磁场中某处P放一个长度为L=20cm，通电电流I=0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F=1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感强度为

A．零；

B．10T，方向肯定不沿竖直向上方向

C．0.1T，方向竖直向上；

D．10T，方向竖直向上；参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是

_赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时

（填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。参考答案：答案：1.0×1015、能7.如图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．(1)若图乙中示波器显示屏上横向的每大格(5小格)对应的时间为2.50×10－3s，则圆盘的转速为________r/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字)参考答案：8.（1）完成核反应方程：Th→Pa+．（2）Th衰变为Pa的半衰期是1.2min，则64gTh经过6min还有2g尚未衰变．参考答案：解：根据质量数和电荷数守恒可知90234Th衰变为91234Pa时，放出的是电子；剩余质量为：M剩=M×（）n，经过6分钟，即经过了5个半衰期，即n=5，代入数据得：还有2克没有发生衰变．故答案为：，29.人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹簧振子做简谐运动的周期为（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）。他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图所示，A是带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m0，B是待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表。

（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m＝____参考答案：(1)

①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2（此两步共4分，明确写出只测一次全振动时间的最多给2分）(2)

（2分）10.如图所示，质量相等的物体a和b，置于水平地面上，它们与

地面问的动摩擦因数相等，a、b间接触面光滑，在水平力F

作用下，一起沿水平地面匀速运动时，a、b间的作用力=_________,如果地面的动摩擦因数变小，两者一起沿水平地面作匀加速运动，则____（填“变大”或“变小”或“不变”）。参考答案：F/2（2分），不变（2分）11.客运电梯简化模型如图甲所示，电梯的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质最m=2.0×103kg，忽略一切阻力。电梯在上升过程中受到的最大拉力F=

N，电梯在前2s内的速度改变量△v=

m/s。参考答案：2.2×104，1.512.如图所示，质量为M，半径为R的均匀圆形薄板可以绕光滑的水平轴A在竖直平面内转动，AB是它的直径，O是它的圆心。现在薄板上挖去一个直径为R的圆，则圆板的重心将从O点向左移动__________R的距离，在B点作用一个垂直于AB的力F使薄板平衡，此时AB恰处于水平位置，则F=_________________。

参考答案：

；

13.（4分）钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是

A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为

A。参考答案：12，25解析：根据φ∝，＝Imsin(),∝Imcos(),说明线圈中的电动势有效值与频率成正比，根据欧姆定律可知电流与频率成正比，所以在英国用同一电表在英国测量同样大小的电流的读数将是I＝10A×＝12A；因为在英国电流值为标准的6/5，需量程为变为原来的5/6。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探究电学元件的U-I关系，得到的数据描在图乙所示的坐标纸上．

（1）观察图乙所描数据点的分布情况，画出电学元件的U-I曲线；

（2）当电压表示数U＝2.OV时，元件的电功率值为

▲

W（保留2位有效数字），此值与元件的实际功率值相比

▲

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；如果把这个电学元件直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.O的电池两端，则电学元件两端的电压是

▲

V．参考答案：（1）如右图所示（2分）（2）1.0（2分）偏大（2分）（3）0.8（3分）（2）电流表外接，测得的电流大于流过电学元件的实际电流，填偏大。（3）作图求出交点坐标即可。15.如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．（1）所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需

（填字母代号）中的器材．A．直流电源

B．天平及砝码

C．4﹣6V交流电源

D．毫米刻度尺（2）实验中得到的一条纸带如图2所示，图中五个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为

cm；物体在打下点D时的速度大小为

m/s．物体的加速度大小为

m/s2．该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是 ．参考答案：（1）CD；（2）2.00；1.4825；9.625；实验中存在摩擦力及空气的阻力．试题分析：（1）电磁打点计时器需接4-6V交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要毫米刻度尺，故AB错误，CD正确．故选CD．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（6分）镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发地放出α粒子而变成新核Rn，已知的质量为M1=3.7533×10－25kg，新核Rn的质量为M2=3.6867×10－25kg，α粒子的质量为m=6.6466×10－27kg，现有一个静止的核发生α衰变，衰变后α粒子的速度为3.68×105m/s。则：（计算结果保留两位有效数字）①写出该核反应的方程式。②此反应过程中放出的能量是多少？③反应后新核Rn的速度是多大？参考答案：解析：①

(2分)②

（2分）③（1分）(1分)17.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行．设每个星体的质量均为m，引力常量为G．（1）试求第一种形式下，星体运动的周期；（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离L应为多少？参考答案：解：（1）在第一种形式下：三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；其中边上的一颗星受中央星和另一颗边上星的万有引力提供向心力．+=mv=T==4πR①（2）另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，由万有引力定律和牛顿第二定律得：2cos30°=m（）2②有①②解得：l=．答：（1）试求第一种形式下周期为4π