2022-2023学年天津咸第一中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022-2023学年天津咸第一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.（多选）中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是（）A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内（东）高外（西）低D．公路在设计上可能外（西）高内（东）低参考答案：考点：牛顿第二定律；向心力；离心现象．版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：汽车拐弯时发生侧翻是由于车速较快，提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动．有可能是内测高外侧低，支持力和重力的合力向外，最终的合力不够提供向心力．解答：解：A、汽车发生侧翻是因为提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动．故A正确，B错误．

C、汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧（东）高外侧（西）低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致．故C正确，D错误．故选AC．点评：解决本题的关键知道当提供的力等于圆周运动所需要的力，物体做圆周运动，当提供的力不够圆周运动所需要的力，物体做离心运动．2.（单选）如图所示，质量相同的木块A、B，用轻弹簧连接置于光滑水平面上，开始弹簧处于自然状态，现用水平恒力F推木块A，则弹簧在第一次被压缩到最短的过程中A．当A、B速度相同时，加速度aA=aBB．当A、B速度相同时，加速度aA＞aBC．当A、B加速度相同时，速度vA＜vBD．当A、B加速度相同时，速度vA＞vB参考答案：D解析：从开始推A到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，物体A的加速度逐渐减小，而B的加速度逐渐增大．在

vA=vB之前，A的加速度总大于B的加速度，所以aA=aB时，vA＞vB．此后A的加速度继续减小，B的加速度继续增大，所以vA=vB时，aB＞aA．故D正确．

故选D．3.(多选)从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，不计空气阻力，则下列说法正确的是A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2vB．两物体在空中运动的时间相等C．在两个物体落地之前，在任意相等的时间内两个物体的速度变化量相同D．两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点参考答案：AC设二者从抛出到相遇的时间为t，则B物体落地总时间为2t,对B物体：,,对A物体,可得，,所以A选项正确；对A物体，对B物体：，所以A物体在空中的时间是B的时间的2倍。所以B选项错误；根据加速度的定义式可得：，可知，C选项正确；设B物体下落t时间时下落高度为，而落地的时间是2t,则B距离地面的高度是，则，二者相遇时，A距离地面的高度是，所以D选项错误。4.（单选）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（

）A.顾客始终受到三个力的作用B.顾客始终处于超重状态C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下参考答案：C5.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹篱上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则()A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流(从A点流入，从C点流出)，电流强度I，则金属框受到的磁场力为

A．0

B．ILB

C．ILB

D．2ILB参考答案：B本题考查对基本概念的理解。由通电导线在磁场中所受安培力大小的计算公式可知选项B正确。7.某实验小组采用图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz．（1）实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，先

，再

，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，

；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。（2）如图是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置．（3）在上述的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，

做正功，

做负功．（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中Δv2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是

．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦和

．表1纸带的测量结果测量点S/cmv/(m·s-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C

D7.150.54E9.410.60参考答案：（1）接通电源，放开小车，关闭电源

（2）5.08±0.01

,

0.49（3）钩码的重力，摩擦力（4）△V2与S成正比，小车的质量。8.（多选题）一个面积S=4×10﹣2m2，匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示，在开始2秒内穿过线圈的磁通量的变化率等于

，在第3秒末感应电动势大小为

．参考答案：8×10﹣2Wb/s；8V．【考点】法拉第电磁感应定律；磁通量．【分析】由图象看出，磁感应强度随时间均匀增大，从而得出磁通量的变化率，再由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，从而即可求解．【解答】解：由图象的斜率求出=T/s=2T/s，因此=S=2×4×10﹣2Wb/s=8×10﹣2Wb/s，开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量为8×10﹣2Wb/s，根据法拉第电磁感应定律得：E=n=nS=100×2×4×10﹣2V=8V，可知它们的感应电动势大小为8V；由图看出，第3s末感应电动势为8V；故答案为：8×10﹣2Wb/s；8V．9.如图，框架ABC由三根长度均为l、质量均为m的均匀细棒组成，A端用光滑铰链铰接在墙壁上。现用竖直方向的力F作用在C端，使AB边处于竖直方向且保持平衡，则力F的大小为

。若在C点施加的作用力改为大小为1.5mg、方向始终垂直于AC边的力F′，使框架从图示位置开始逆时针转动，运动过程中当框架具有最大动能时，力F′所做的功为__________。参考答案：mg，0.25πmgl

10.（4分）如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA_

_VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中_______(选填“吸热”或“放热”)参考答案：

答案：小于（2分）吸热（2分）11.（1）为研究某一电学元件的导电规律，将该元件两端的电压、元件中的电流及通电时间记录在下表中，通过分析表中数据可以判断出该元件所用的材料是

（填“金属”或“半导体”）。通电时间t/s51015202530电压

u/v0.400.621.021.261.521.64电流

i/mA0.200.430.811.822.813.22

(2)如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示0℃时的电阻，k表示图线的斜率．若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻Rg）、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1＜t2，则t1的刻度应在t2的

侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t＝

。参考答案：①,由表中数据U、I比值随温度升高而明显减小，可知元件所用材料为半导体。②温度t1<t2金属温度升高电阻增大，电流计电流值减小，可知t1刻度应在t2的右侧。③由甲可知

由电路图闭合电路欧姆定律得：整理得

t=12.如图所示，M为理想变压器，各电表均可视为理想电表．当电路输入端a、b接正弦交流电压时，原、副线圈中电流表的示数分别为I1和I2，则原、副线圈的匝数之比等于

；在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，示数不会发生变化的电表是

．

参考答案：答案：I2：I1

V1与V213.如图所示，一辆长L=2m,高h=0.8m,质量为M=12kg的平顶车，车顶面光滑，在牵引力为零时，仍在向前运动，设车运动时受到的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数μ=0.3。当车速为v0=7m／s时，把一个质量为m=1kg的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端，并开始计时。那么，经过t=

s物块离开平顶车；物块落地时，落地点距车前端的距离为s=

m。参考答案：0.31;4.16三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.关于做“测电源电动势和内电阻”的实验（1）有同学按图（a）电路进行连接，他用到的6根导线是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf，由于其中混进了一根内部断开的导线，所以当他按下开关后，发现两个电表的指针均不偏转，他用多用表的电压档测量bc′间的电压，读数约为1.5V（已知电池电动势约为1.5V），根据上述现象可推得，这6根导线中可能哪几根内部是断开的？答：

（写导线编号）．为了确定哪一根导线的内部是断开的，他至少还要用多用表的电压档再测量几次？答：

次（2）排除故障后，该同学通过改变滑动变阻的电阻，测得了6组U、I的数据，根据第1、2、3、4、5和6组的数据，他在U﹣I图上标出了这些数据点，并且按照这些数据点的分布绘制了相应的U﹣I图线[如图（b）所示]，由这一图线，可求得电源的电动势E为

V，内电阻r为

Ω．如果他不利用这一图线，而是利用任意两组U、I数据，那么当他选择哪二组数据时求出的E、r值误差最大？答：

（写数据组编号）参考答案：（1）bb′、cc′；1；（2）1.45；0.5；2、3【考点】测定电源的电动势和内阻．【分析】（1）电路故障问题涉及到欧姆定律、闭合电路欧姆定律及电路的串并联知识，一般是先用电压表从电源两端开始，再逐级往下测量，最后找出故障．（2）明确闭合电路欧姆定律以及伏安特性曲线的应用即可求得电动势和内电阻．【解答】解：（1）、根据欧姆定律及电压就是电势之差原理可知，电压表在b、c间示数等于电动势，说明b、c间不含源电路间断路，及bb′、cc′间可能断路，因此，至少再测量一次才能确准到底是哪段断路．故答案为：bb′、cc′，1（2）、根据闭合电路欧姆定律知，U﹣I图象的纵轴截距是电动势，斜率的绝对值是电源内电阻，可得：E=1.45V（或1.46、1.44）；r==0.5Ω（或0.51、0.49）；，如果不通过图象而只取两点显然2、3两组误差最大．故答案为：（1）bb′、cc′；1；（2）1.45；0.5；2、315.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属直径D，用米尺测出金属丝长L,金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻的U、I,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：

A．电压表0～3V,内阻1Ok

B．电压表0～15V,内阻50k

C．电流表0～0.6A,内阻0.05

D．电流表0～3A,内阻0.01

E．滑动变阻器，0～10

F．滑动变阻器，0～100①要求较准确地测出其阻值，电压表应选

，电流表应选

，滑动变阻器应选

．（填序号）②实验中他的实物接线如图(乙)所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误.错误1

错误2

③用题中的已知符号写出电阻率的表达式：

参考答案：①A

，

C

，

E

②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上

错误2：采用了电流表内接法③ρ=（UπD2）/（4IL）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（12分）在真空中半径的圆形区域内有一匀强磁场，磁感应强度，方向如下图所示，一批带正电的粒子以初速度从磁场边界上直径的一端向着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向垂直，已知该批粒子的荷质比，不计粒子的重力，求：（1）粒子在磁场中运动的最长时间。（2）若射入磁场的粒子速度改为，其他条件不变，试用曲线画出该批粒子在磁场中可能出现的区域。参考答案：解析：（1）粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，各粒子速度方向不同，圆心位置不同，它们的轨道为一簇以点为公共交点的圆（如下图所示）由洛伦兹力充当向心力：，得当粒子的轨迹与磁场区域圆相交于、两点时，轨迹在磁场内弧最长，粒子运动时间最长。由几何知识可求此弧的圆心角：，所以粒子运动的最长时间（2）改变初速度后，轨道半径，因此各粒子轨迹圆的圆心在以为圆心、半径为的半圆上（如下图），粒子在磁场中可能出现的区域为临界轨迹圆的半径与以为圆心、半径为的OQ所包围的区域。17.

如图a所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距L，距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在匀强磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B（t），如图b所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路。从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。

（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？

（2）求0到t0时间内，回路中感应电流产生的焦耳热量。

（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。

参考答案：解析：（1）不变，方向仍然为从a到b。因为在时间t0内闭合电路中的磁通量变化率不变。

（2）根据法拉第电磁感应定律，有，焦耳热量

（3）根据机械能守恒，金属棒ab进入匀强磁场B0的一瞬间初速度