2022-2023学年广东省佛山市城北中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年广东省佛山市城北中学高三物理下学期期末试卷含解析一、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.如图所示，竖直放置的螺旋形光滑轨道是圆形光滑轨道相切而成的，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是

A．轨道对小球不做功，小球通过P点的角速度小于通过Q点的角速度

B．轨道对小球做正功，小球通过P点的线速度大于通过Q点的线速度

C．小球通过P点时的向心加速度大于通过Q点时的向心加速度

D．小球通过P点时对轨道的压力大于通过Q点时对轨道的压力参考答案：B2.标有“8V6.4W”和“8V20W”字样的L1、L2两只灯泡连接在如图所示的电路中，C点接地．如果将电路中L1、L2两灯的位置互换，则()A．B点电势升高

B．B点电势降低

C．两灯的亮度不变

D．L1灯变暗，L2灯变亮参考答案：AC3.(多选)如图所示，一辆小车静止在水平地面上，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过线悬吊着小物体m，m在小车的水平底板上，小车未动时，细线恰好在竖直方向上，现使车向右运动，全过程中M始终未相对杆bc移动，M、m与小车保持相对静止，已知a1∶a2∶a3∶a4＝1∶2∶4∶8，M受到的摩擦力大小依次为Ff1、Ff2、Ff3、Ff4，则以下结论正确的是

()A．Ff1∶Ff2＝1∶2

B．Ff2∶Ff3＝1∶2C．Ff3∶Ff4＝1∶2

D．tanα＝2tanθ参考答案：ACD（1）中静摩擦力为

（2）中静摩擦力为

(3)中静摩擦力为

(4)中静摩擦力为已知，在题干第(1)图和第(2)图中摩擦力，则.在第(3)、第(4)图中摩擦力，，.第(3)、(4)图中，，.则4.如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度先后射入电场中，最后分别打在正极板的C、B、A处，则（

）①三种粒子在电场中运动时间相同

②三种粒子在电场中的加速度为

③三种粒子到达正极板时动能

④落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电A．①②

B．②③

C．②④

D．①④参考答案：C5.质量为2×103kg，发动机额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力大小恒为4×103N，则下列判断中正确的有A．汽车的最大动能是4×105JB．汽车以加速度2m/s2匀加速启动，启动后第2秒末时发动机实际功率是32kWC．汽车以加速度2m/s2做初速度为0的匀加速运动中，达到最大速度时摩擦力做功为4×105JD．若汽车保持额定功率启动，则当汽车速度为5m/s时，其加速度为6m/s2参考答案：ABD解：A、当牵引力等于阻力时，速度达到最大．则所以汽车的最大动能为：故A正确．

B、汽车以加速度2m/s2匀加速启动，起动后第2秒末的速度为，解得：，此时的时间功率，故B正确；

C、汽车以加速度2m/s2做初速为0的匀加速运动中，最大速度，此过程运动的位移为，所以此过程摩擦力做的功为，故C错误；

D、若汽车保持额定功率起动，则当汽车速度为时，所以加速度，故D正确．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为577.5K的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg．若给左管的封闭气体降温，使管内气柱长度变为20cm．求：①此时左管内气体的温度为多少？②左管内气体放出（填“吸收”或“放出”）的热量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界对气体做的功．参考答案：解：①初状态：P1=55cmHg，V1=30S

T1=577.5K降温后，水银面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHgV2=20S由理想气体状态方程得：代入数据解得：T2=280K②由于体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功．答：①此时左管内气体的温度为280K②左管内气体放热大于外界对气体做功．7.为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)．实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力．(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：时间t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29请根据实验数据作出小车的v－t图象．

(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大．你是否同意他的观点？请根据v－t图象简要阐述理由．参考答案：（1）

之前

；

（2）（绘图略）

（3）答：正确，有v-t图像知v越大，a越小，

合力越小，风阻力越大。8.如图所示为氢原子的能级图，n为量子数。在氢原子核外电子由量子数为2的轨道跃迁到量子数为3的轨道的过程中，将

（填“吸收”、“放出”）光子。若该光子恰能使某金属产生光电效应，则一群处于量子数为4的激发态的氢原子在向基态跃迁过程中，有

种频率的光子能使该金属产生光电效应。

参考答案：

吸收（2分）

5（2分）9.(5分)如图所示为A．B两质点运动的v-t图像。由图像可知，B追上A之前，两质点相距的最大距离smax=

m。参考答案：

答案：310.某学校物理兴趣小组，利用光控实验板“探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”，如图甲所示。将数据记录在Excel工作薄中，利用Excel处理数据，如图乙所示，小组进行探究，得出结论。在数据分析过程中，小组先得出了vB—h图像，继而又得出vB2—h图像，如图丙、丁所示：请根据图象回答下列问题：①小组同学在得出vB—h图像后，为什么还要作出vB2－h图像？

．②若小球下落过程机械能守恒，根据实验操作及数据处理，求得丁图图像的斜率为k，则重力加速度g=

．参考答案：：①先作出的vB-h图像，不是一条直线，根据形状无法判断vB、h关系，进而考虑vB2-h图像，从而找出vB2、h之间的线性关系．

②（2分）k/2．解析：若小球下落过程机械能守恒，则有mgh=mvB2，即vB2=2gh。vB2-h图像的斜率k=2g，重力加速度g=k/2．11.如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内电阻r＝4Ω，Er

定值电阻R1＝6Ω，R为最大阻值是40Ω的滑动变阻器．则在滑动变阻器左右滑动过程中，电压表的最大读数为V，电源的最大输出功率为W．参考答案：6.4

3.8412.做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带通过打点计时器，交流电源的频率为50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按图所示，使每一条纸带下端与x轴重合，左边与y轴平行，将纸带段粘贴在直角坐标系中，则小车运动的加速度是

m/s2（保留两位有效数字）。参考答案：______o.75______13.在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm，左边气体的压强为12.0cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。参考答案：7.5cm试题分析

本题考查玻意耳定律、液柱模型、关联气体及其相关的知识点。解析设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1′和l2′。由力的平衡条件有①式中为水银密度，g为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④由①②③④式和题给条件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）在一次研究型课的活动中，某小组提出了测量一种棉线能承受的最大拉力的课题，其中一位同学提出了运用一个已知质量为m的钩码和一把米尺进行测量的方案。首先，他把钩码直接悬挂在这种棉线上，结果棉线没有断，而且没有发生明显伸长。然后该同学进行了一系列的测量和计算，得出了该棉线能承受的最大拉力。请你根据该同学已具有的上述器材，回答下列问题：（1）请在方框内画出实验方案的示意图（标出需测量的量）；

（2）实验中需要测量的物理量是：________________________________________；（3）棉线能承受的最大拉力F的表达式是：F＝________________________。参考答案：答案：（1）实验方案的示意图如图；（2）棉纱线的长L和刚好拉断时两悬点间的距离l；（3）。注：用其他方法测量F，只要合理同样给分。15.在图甲中，不通电时电流表指针停在正中央，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路.(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；(2)螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的指针将_________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；(4)螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。参考答案：

(1).向左

(2).不发生

(3).向右

(4).向右【分析】由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向.【详解】(1)甲电路测出电流表是正进负出向左偏.将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；(2)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将不发生偏转；(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，A线圈的电流减小，穿过B的磁通量变小，由楞次定律可知感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；(4)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转．【点睛】熟练掌握并灵活应用安培定则及楞次定律即可正确解题.四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10m/s2。（1）求线框受到的拉力F的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。参考答案：（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度

a==5.0m/s2………………（1分）由牛顿第二定律

F-mgsinq-mmgcosq=ma…（2分）

解得

F=1.5N…（1分）（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势

E=BLv1…（1分）

通过线框的电流

I==………（1分）线框所受安培力

F安=BIL=……（1分）对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsinq+μmgcosq+…（2分）解得

B=0.50T…（1分）（3）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后做匀速直线运动，并以速度v1匀速穿出磁场，说明线框的宽度等于磁场的宽度

D=0.40m……………（1分）线框ab边离开磁场后做匀减速直线运动，到达档板时的位移为s-D=0.15m……（1分）设线框与挡板碰撞前的速度为v2由动能定理，有

-mg(s-D)sinq-μmg(s-D)cosq=………………（1分）解得

v2==1.0m/s………………（1分）线框碰档板后速度大小仍为v2，线框下滑过程中，由于重力沿斜面方向的分力与滑动摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此线框与挡板碰撞后向下做匀速运动，ab边刚进入磁场时的速度为v2=1.0m/s；进入磁场后因为又受到安培力作用而减速，做加速度逐渐变小的减速运动，设线框全部离开磁场区域时的速度为v3由v＝v0-得v3=v2-=-1.0m/s，因v3<0，说明线框在离开磁场前速度已经减为零，这时安培力消失，线框受力平衡，所以线框将静止在磁场中某位置。…………（2分）线框向上运动通过磁场区域产生的焦耳热Q1=I2Rt==0.40J……………（1分）线框向下运动进入磁场的过程中产生的焦耳热Q2==0.05J………………（2分）所以Q=Q1+Q2=0.45J…………………（1分）17.（11分）如图所示，足够长的传送带与水平面倾角θ=37°，以12米/秒的速率逆时针转动。在传送带底部有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25，现用轻细绳将物体由静止沿传送带向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行传送带向上。经时间t=4.0s绳子突然断了，（设传送带足够长）求：（1）绳断时物体的速度大小；（2）绳断后物体还能上行多远；（3）从绳断开始到物体再返回到传送带底端时的运动时间。

（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，）