河北省邯郸市狄邱中学2022-2023学年高三物理上学期期末试卷含解析

河北省邯郸市狄邱中学2022-2023学年高三物理上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.某同学从某科技文献中摘录以下资料：①根据目前被科技界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，万有引力常量在及其缓慢地减小②太阳几十亿年来一直不断地通过发光、发热释放能量③金星和火星是地球的两位紧邻，金星位于地球圆轨道的内侧，火星位于地球圆轨道的外侧④由于火星与地球的自转几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所用火星上也有四季太阳对地球的引力在缓慢减小

火星的公转线速度比地球的大金星的公转周期比地球的大火星上平均每个季节的时间大于3个月参考答案：AD2.如图6所示，两物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向以大小不同的初速度抛出后分别落在斜面上A、B两点．物体与斜面接触时速度与斜面的夹角1、2满足A.1＞2B.1＝2C.1＜2D.以上三种情况都有可能

参考答案：B3.（单选）如图2，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速运动：①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动。②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动。③拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速运动。④拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速运动。以△l1、△l2、△l3、△l4依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有（

）A.△l2＞△l1 B.△l4＞△l3 C.△l1＞△l3 D.△l2＝△l4参考答案：D4.（单选）某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动，此时其动能为,周期为；再控制它进行一系列变轨，最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动，此时其动能为，周期为，已知地球的质量为，月球的质量为，则为参考答案：C5.如图5所示，电源电动势为E，内电阻为r。两电压表可看作是理想电表,当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时（设灯丝电阻不变），下列说法中正确的是A. 小灯泡L2变暗,V1表的示数变小，V2表的示数变大B. 小灯泡L2变亮，V1表的示数变大,V2表的示数变小C. 小灯泡L1变亮，V1表的示数变大，V2表的示数变小D. 小灯泡L1变暗,V1表的示数变小，V2表的示数变大参考答案：C将滑动变阻器的滑片由左端向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器与灯泡L1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，V1表的读数变大．由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的电流减小，灯泡L2变暗，电压表V2读数变小．灯泡L1的电压U1=E-I（r+RL2）增大，灯泡L1变亮．故选C。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.参考答案：kQ/r2

--------1分

负

--------1分

9Q

7.小球A和B从离地面足够高的同一地点，分别沿相反方向在同一竖直平面内同时水平抛出，抛出时A球的速率为1m/s，B球的速率为4m/s，则从抛出到AB两球的运动方向相互垂直经过时间为

s,此时A球与B球之间的距离为

m。参考答案：0.2；

18.如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外，一个阻值为R、边长为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内平均感应电动势=Ba2，通过导线框任一截面的电量q=Ba2．参考答案：考点：导体切割磁感线时的感应电动势．专题：电磁感应与电路结合．分析：本题的关键是根据几何知识求出时间内磁通量的变化△?，再根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出平均感应电动势和平均感应电流，由q=It求电荷量．解答：解：两等边三角形所夹的小三角形为等边三角形，小三角形高为：h=根据对称性可知，小三角形的底边长为：，则小三角形的面积为S=a2根据法拉第电磁感应定律可知：Ba2有：q==Ba2故答案为：Ba2；Ba2点评：求平均感应电动势时应用E=，q=来求．9.如图，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，电阻R1=4Ω，R2=22Ω，滑动变阻器R的阻值0～30Ω．闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用△I、△U表示．则5Ω；R1消耗的最小电功率为P=1.78W．参考答案：解：根据闭合电路欧姆定律得

U=E﹣I（R1+r），则由数学知识得知：=R1+r=4+1=5Ω．当变阻器与电阻R2并联的电阻最大时，外电路电阻最大，总电流最小，R1消耗的电功率最小，此时有：RaP=RPb+R2，又RaP+RPb=30Ω，R2=22Ω，解得：RaP=26Ω，RPb=4Ω则外电路总电阻为：R=RaP+R1=13Ω+4Ω=17Ω电路中总电流为：I==A=AR1消耗的最小电功率为：P=I2R1=×4W≈1.78W故答案为：5，1.78．10.如图所示，在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根间距为L竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF，质量为m的金属棒MN与导轨始终垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ．从t=0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，即I=kt，（k为常量），则金属棒由静止下滑过程中加速度和速度的变化情况是_________________，金属棒下落过程中动能最大的时刻t=________．五．实验题（共24分）参考答案：先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动11.（4分）如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的13个质点a、b、c、d、e、f、g、h、I、j、k、l、m，它们均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播，在t=0时刻到达质点a，且a开始由平衡位置向上振动，在t=1s时刻，质点a第一次达到最高点，求：

（1）这列波的波长为_____________，周期为_________。（2）在下图中画出g点第一次向下达到最大位移时的波形图象参考答案：（1）由题意知周期T=4S

波长λ=VT=4m

（2）当g第一次到达最低点时波形图如下12.质量M=500t的机车，以恒定的功率从静止出发，经过时间t=5min在水平路面上行驶了s=2.25km，速度达到了最大值vm=54km/h，则机车的功率为3.75×105W，机车运动中受到的平均阻力为2.5×104N．参考答案：考点：功率、平均功率和瞬时功率．专题：功率的计算专题．分析：汽车达到速度最大时做匀速直线运动，牵引力做功为W=Pt，运用动能定理求解机车的功率P．根据匀速直线运动时的速度和功率，由P=Fv求出此时牵引力，即可得到阻力．解答：解：机车的最大速度为vm=54km/h=15m/s．以机车为研究对象，机车从静止出发至达速度最大值过程，根据动能定理得

Pt﹣fx=当机车达到最大速度时P=Fvm=fvm由以上两式得P=3.75×105W机车匀速运动时，阻力为f=F==2.5×104N故答案为：3.75×105；2.5×104点评：本题关键要清楚汽车启动的运动过程和物理量的变化，能够运用动能定理和牛顿第二定律解决问题．13.如图3所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于______。A轮的角速度与B轮的角速度大小之比等于______。参考答案：1∶1，（2分）

3∶1（2分）不存在打滑的轮边缘线速度相等，大小之比等于1∶1，根据，则。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。参考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：代入数据解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：代入数据解得：答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。15.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如右图所示，在水平地面上固定一倾角θ＝37°、表面光滑的斜面体，物体A以v1＝6m/s的初速度沿斜面上滑，同时在物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。(A、B均可看做质点，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)求：(1)物体A上滑到最高点所用的时间t；(2)物体B抛出时的初速度v2。参考答案：(1)物体A上滑的过程中，由牛顿第二定律得：mgsinθ＝ma

代入数据得：a＝6m/s2设经过t时间B物体击中A物体，由运动学公式：0＝v1－at代入数据得：t＝1s.

…7分(2)平抛物体B的水平位移：x＝v1tcos37°＝2.4m平抛速度：v2＝＝2.4m/s.

17.如下图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m的小圆环A，用一细线悬吊一个质量为m的球B。现用一水平拉力缓慢地拉起球B，使细线与竖直方向成37°角，此时环A仍保持静止。求：（1）此时水平拉力F的大小；（2）环对横杆的压力及环受到的摩擦力。参考答案：（1）（2）对横杆的压力大小为2mg，方向竖直向下，环受到的摩擦力大小为0.75mg，方向水平向左（1）取小球为研究对象进行受力分析，由平衡规律得：①（1分）②（1分）联立解得③（1分）（2）取AB组成的系统为研究对象④（1分）⑤（1分）由牛顿第三定律⑥（1分）对横杆的压力大小为2mg，方向竖直向下（1分），环受到的摩擦力大小为0.75mg，方向水平向左（1分）。18.如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知两轨道之间的距离为L=2m，重力加速度g取l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。⑴当R=0时，求杆ab匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向；⑵求金属杆的质量m和阻值r；⑶当R=4Ω时，求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。参考答案：⑵设最大速度为v，杆切割磁感线产生的感应电动势E=BLv 由闭合电路的欧姆定律：…………1分杆达到最大速度时满足

………………2分解得：v=…………1分 由图像可知：斜率为，纵截距为v0=2m/s，得到：=v0

……