2022-2023学年河北省承德市帝贤中学高三物理上学期期末试题含解析

2022-2023学年河北省承德市帝贤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.（单选）如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的过程中，物体的速度和加速度的变化情况是

A．速度增大，加速度增大

B．速度增大，加速度减小C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小

D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大参考答案：D2.装修工人在搬运材料时将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀加速拖出过程中（）A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小B．材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变参考答案：D【考点】滑动摩擦力；牛顿第二定律．【分析】因材料与台面间有相对滑动，故为滑动摩擦力；而滑动摩擦力与接触面积、速度无关，只取决于正压力及动摩擦因数，分析在运动中材料对台面的正压力的变化，即可得出摩擦力是否发生变化．【解答】解：匀加速拉动的过程，只能持续到重心离开台面的瞬间，故在匀加速拉动过程中，物体的重心在台面上，故物体对台面的压力不变，故物体受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由Ff=μFN可知摩擦力是不变的；故A、B错误；因为摩擦力不变，物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知F﹣Ff=ma，因为加速度不变，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故D正确；故选D．3.（多选）在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和B，两球相遇于空中的P点，它们的运动轨迹如右图所示。不计空气阻力，下列说法中正确的是（

）

A．在P点，A球的速度大小大于B球的速度大小B．在P点，A球的速度大小小于B球的速度大小C．抛出时，先抛出A球后抛出B球D．抛出时，两球同时抛出参考答案：AD4.(单选)如图甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量为m的物体，受到沿斜面方向的力F作用，力F按图乙所示规律变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）.则物体运动的速度v随时间t变化的规律是图丙中的（物体的初速度为零，重力加速度取10m/s2）参考答案：C5.（多选）如图所示，倾角为θ的光滑斜面足够长，一物质量为m小物体，在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间t，力F做功为60J，此后撤去力F，物体又经过相同的时间t回到斜面底端，若以地面为零势能参考面，则下列说法正确的是（

）A．物体回到斜面底端的动能为60JB．恒力F=2mgsinθC．撤出力F时，物体的重力势能是45JD．动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后参考答案：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（选修3—3含2—2）（6分）如图所示，在注射器中封有一定质量的气体，缓慢推动活塞使气体的体积减小，并保持气体温度不变，则管内气体的压强

(填“增大”、“减小”或“不变”)，按照气体分子热运动理论从微观上解释，这是因为：

参考答案：答案：增大；分子的平均动能不变，分子的密集程度增大．（每空2分）7.通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线A受到水平向＿＿＿的安培力作用。当A、B中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受到的安培力方向水平向＿＿＿＿。参考答案：答案：右、右8.如图所示，虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过图示装置来测量该磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，长度为L，两侧边竖直且等长；直流电源电动势为E，内阻为r；R为电阻箱；S为开关。此外还有细沙、天平和若干轻质导线。已知重力加速度为g。先将开关S断开，在托盘内加放适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙质量m1。闭合开关S，将电阻箱阻值调节至R1=r，在托盘内重新加入细沙，使D重新处于平衡状态，用天平称出此时细沙的质量为m2且m2＞m1。（1）磁感应强度B大小为___________，方向垂直纸面____________（选填“向里”或“向外”）；

（2）将电阻箱阻值调节至R2=2r，则U形金属框D_________（选填“向下”或“向上”）加速，加速度大小为___________。六．计算题（共50分）参考答案：（1），向外；（2）向上，9.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0，半圆弧导线框的直径为d，电阻为R。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，线框中产生的感应电流大小为_________。现使线框保持图中所示位置，让磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为_________。

参考答案：；10.A、B两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A质量为5kg，速度大小为10m/s，B质量为2kg，速度大小为5m/s，它们的总动量大小为_________kgm/s；两者相碰后，A沿原方向运动，速度大小为4m/s，则B的速度大小为_________m/s。

参考答案：．40；1011.如图所示，内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置，横截面积S=5cm2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线栓住的活塞．两管中均封入长L=11cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h=6cm。环境温度恒定，现将活塞用细线缓慢地向上拉，使两管内水银面相平，则：

①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?②此过程中空气柱B内的气体对外界做___________(填“正功”或“负功”)，气体将__________(填“吸热”或放热”)。参考答案：12.如右图所示，OAB是刚性轻质直角三角形支架，边长AB＝20cm，∠OAB＝30°；在三角形二锐角处固定两个不计大小的小球，A角处小球质量为1kg，B角处小球质量为3kg。现将支架安装在可自由转动的水平轴上，使之可绕O点在竖直平面内无摩擦转动。装置静止时，AB边恰好水平。若将装置顺时针转动30°，至少需做功为__________J，若将装置顺时针转动30°后由静止释放，支架转动的最大角速度为__________。参考答案：；13.某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，分别用两种仪器来测量摆球直径，操作如图1所示，得到摆球的直径为d=19.12mm，此测量数据是选用了仪器

（选填“甲”或“乙”）测量得到的．

该同学先用米尺测得摆线的长度，再采用上题中的方法测得摆球直径，他通过改变摆长，进行多次实验后以摆长L为横坐标，T为纵坐标，作出T﹣图线，若该同学在计算摆长时加的是小球直径，则所画图线是图2中是

．（填“A”、“B”或者“C”）参考答案：（1）乙；（2）C．【考点】研究弹簧振子的周期和小球质量的关系．【分析】（1）将给出的数据域游标卡尺域螺旋测微器的最小分度比较，确定是哪一个的测量结果；（2）由单摆周期公式求出图象的函数表达式，根据函数表达式与图象，即可求解【解答】解：（1）图甲是螺旋测微器，其最小分度是0.001mm，而乙为50分度的游标卡尺，最小分度是0.02mm，d=19.12mm；符合游标卡尺的读数，不符合螺旋测微器的读数的精确度．故此测量数据是选用了仪器乙；（2）由单摆周期公式：T=2π可得：T2=L，若该同学计算摆长时候加的是小球直径，则对应的准确表达式应为：T2=（L﹣），则可知图象应与横坐标有交点，故C正确，AB错误．故选：C；故答案为：（1）乙；（2）C．三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）某探究小组在做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，采用如图所示的装置，通过控制装置让两小车同时开始运动，同时停止，测量两小车运动的位移，从而讨论加速度与力、质量的关系.某次实验中，测得两小车总质量均为300g,现保持两小车质量不变，改变盘中砝码的质量，进行几次实验，得到的数据如下表，表中的m1、m2分别表示两盘与砝码的总质量，x1、x2分别表示两小车运动的位移.(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，

使

；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量________小车的质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)．

（2）由运动学知识可知，两小车加速度之比a1/a2与位移之比x1/x2之间的大小关系为_________

（选填“相等”、“不相等”、“没有关系”）次数小车1小车2比

值结论

m1/gx1/cmm2/gx2/cmm1g/m2gx1/x2在误差允许的范围内：19.0028.8014.0045.000.640.6429.0023.2019.0050.500.470.46314.0029.9024.0052.200.580.57414.0023.4029.0051.200.480.46（3）用m1g和m2g分别代表两小车所受拉力.根据实验数据可知，当小车的质量不变时，小车的加速度与拉力的关系是：

。参考答案：15.某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。步骤如下：(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为

cm；(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为

mm；(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱形导体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为

Ω。(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱形导体电阻R电流表A1(量程0～4mA，内阻约50Ω)电流表A2(量程0～10mA，内阻约30Ω)电压表V1(量程0～3V，内阻约10kΩ)电压表V2(量程0～15V，内阻约25kΩ)直流电源E(电动势4V，内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围0～15Ω，额定电流2.0A)滑动变阻器R2(阻值范围0～2kΩ，额定电流0.5A)开关S，导线若干为减小实验误差，要求测得多组数据进行分析，请在虚线框中画出合理的测量电路图，并标明所用器材的代号。参考答案：(1)5.015

(2)4.700

(3)220

(4)如图所示（1）游标卡尺的固定刻度读数为50mm，游标尺读数为0.05×3m=0.15mm，所以最终读数为：50mm+0.15mm=6.75mm=5.015cm；（2）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为：4.5mm+0.200mm=4.700mm；（3）该电阻的阻值约为22.0×10Ω=220Ω；（4）根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为：，所以电流表应选A2；由于要求“测得多组数据”，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R1；由于满足，所以电流表应用外接法，即电路应是分压外接法，如图所示。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为，左侧接一阻值为R的电阻，空间有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场，质量为，电阻为的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好。棒CD在平行于MN向右的水平拉力作用下由静止开始做加速度为的匀加速直线运动。求（1）导体棒CD在磁场中由静止开始运动过程中拉力F与时间的关系。（2）若撤去拉力后，棒的速度随位移的变化规律满足，（C为已知的常数）撤去拉力后棒在磁场中运动距离时恰好静止，则拉力作用的时间为多少？（3）若全过程中电阻R上消耗的电能为，则拉力做的功为多少？（4）请在图中定性画出导体棒从静止开始到停止全过程的图像。图中横坐标上的为撤去拉力时刻，纵坐标上的为棒CD在时刻的速度（本小题不要求写出计算过程）参考答案：解：（1）时刻，导体运动速度为

（1分）产生的感应电动势为

（1分）回路产生的感应电流为

（1分）

所以安培力

（1分）

由牛顿第二定律得，所以拉力与时间关系为

（1分）（2）设拉力作用的时间为，则当位移为时速度代入得

（2分）（3）在回路中电阻与电阻消耗的电能之比为

（1分）

（1分）得

（1分）对整个过程，由动能定理

（1分）所以

（1分）（3）图像如图所示。（2分）17.甲、乙两车在一条直线上沿相同方向运动，甲在乙前处，甲以初速度、加速度大小为匀减速刹车，乙以初速度、加速度大小为做匀加速运动，求：（1）乙车追上甲车前二者间的最大距离；（2）乙车追上甲车所需时间.参考答案：（1）在开始阶段甲车在前、乙车在后，且甲车速度比乙车大，两车距离一直增大，设运动时间为t时速度相同，设为应用速度公式，有代入数据解得，此后甲车减速、乙车还在加速，两车距离缩短，所以在速度相等时两车距离最大，最大距离为（2）甲车停下还需时间为，运动