2022-2023学年安徽省宿州市学院附属实验中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年安徽省宿州市学院附属实验中学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.（多选）如图所示，圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为，轨道最低点a与桌面相切。一轻绳两端系着质量为m1和m2的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，m1位于c点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦。则（

）A.在m1由c下滑到a的过程中，两球速度大小始终相等B.

m1在由c下滑到a的过程中重力的功率先增大后减小C.若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=3m2D.若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，则m1=2m2参考答案：BD解析：A、m1由C点下滑到a点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故A错误；B、重力的功率就是P=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到A点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零但是在这个c下滑到a的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故B正确；C、D、若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gR（1-cos60°）=m2gR，解得：m1=2m2．故C错误，D正确．故选：BD2.（多选题）如图所示，足够长的U形光滑金属导轨所在平面与水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN与PQ平行且间距为L，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直导轨所在平面斜向上，导轨电阻不计，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，棒ab接入电路的电阻为R，当流过棒ab某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在此下滑过程中（）A．运动的加速度大小为B．下滑位移大小为C．产生的焦耳热为qBLvD．受到的最大安培力大小为mgsinθ参考答案：BD【分析】根据牛顿第二定律列方程解得加速度大小；根据闭合电路的欧姆定律和法拉第电磁感应定律求解电荷量的表达式，即可得到位移大小；整个过程中的安培力都小于；根据共点力的平衡条件最大安培力大小．【解答】解：A、根据牛顿第二定律可得mgsinθ﹣BIL=ma，即mgsinθ﹣=ma，解得加速度大小为a=gsinθ﹣，A错误，B、根据q=It，I=和E=，有：q=，故下滑的位移大小为：x=，B正确；C、当导体棒的速度为v时，根据E=BLv、I=、F=BIL，得到此过程中最大的安培力为；如果利用最大安培力与位移x的乘积可得：=qBLv，整个过程中的安培力都小于，所以产生的焦耳热一定小于qBLv，C错误；D、根据共点力的平衡条件可得，当导体棒匀速运动时受到的安培力最大，所以最大安培力大小为mgsinθ，D正确．故选：BD．3.如图所示，导体棒ab两个端点分别接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接。c、d两个端点接在匝数比的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一个滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L（电阻不计），绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO′以角速度ω匀速转动。如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的读数为I，则

A．变阻器上消耗的功率为P=10I2R

B．变压器原线圈两端的电压U1=10IRC．取ab在环的最低端时t=0，则棒ab中感应电流的表达式是D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力参考答案：D4.某跳伞运动训练研究所，让一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下，研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了他的运动情况，通过分析数据，定性画出了运动员从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示，则对运动员的运动，下列说法正确的是(

)

A．0～15s末都做加速度逐渐减小的加速运动B．0～10s末做自由落体运动，15s末开始做匀速直线运动C．10s末打开降落伞，以后做匀减速运动至15s末D．10s末～15s末加速度方向竖直向上，加速度逐渐减小参考答案：D5.(多选)两小磁针在同一水平面上，因受某种磁场的作用后相互平行，如图所示，产生这种效果的磁场可能是(忽略小磁针相互作用)（

）A．某条通电直导线产生的磁场B．相距很近的异名磁极间的磁场C．某个通电螺线管产生的磁场，其中一个磁针在管内，一个磁针在管外D．某个单匝通电圆形电流的磁场，一个磁针在环内，一个磁针在环外参考答案：AB二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.质量为m的物体以初速v0沿倾角为的斜面上滑，滑回原处时速度大小为3v0/4，则物体上滑的最大高度为，物体所受阻力大小为。参考答案：

、7.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．8.(4分)如图所示，水平直线表示空气与某种均匀介质的分界面，与其垂直的为法线．一束单色光从空气射向该介质时，测得入射角i＝45。折射角r＝30。，则该均匀介质的折射率n=_________；若同种单色光从该均匀介质射向空气，则当入射角为__________时，恰好没有光线射入空气。参考答案：答案：9.在研究有固定转动轴物体平衡条件的实验中（1）实验开始前需要检查力矩盘重心是否在转轴处，描述检查的操作过程．在任意位置（转过任意角度）能静止/平衡（2）某同学采用50g的钩码，力矩盘平衡后如图所示，弹簧秤读数1.1N，盘面中3个同心圆半径分别是2cm、4cm、6cm．填写下表（g取9.8m/s2，答案精确到0.001N?m）：顺时针力矩逆时针力矩0.059N?m0.064N?m参考答案：考点：力矩的平衡条件．专题：实验题．分析：（1）动后，停下时事先的标记能够处于任意位置，即转盘能随遇平衡，说明转盘的重心在转轴上；（2）簧秤读数1.1N，一个钩码重50g，根据力矩等于力与力臂的乘积．解答：解：（1）心在转轴上，力矩盘本身的重力才可以忽略不计，转动后，停下时事先的标记能够处于任意位置，即转盘能随遇平衡，说明转盘的重心在转轴上；（2）逆时针力矩为M=1.1×4×10﹣2+50×10﹣3×10×4×10﹣2=0.064N?m故答案为：（1）在任意位置（转过任意角度）能静止/平衡（2）0.064N?m点评：题是验证力矩平衡的实验，关键求出顺时针力矩之和和逆时针力矩之后，然后判断是否相等，实验前要将支点调节到重心处．10.如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压。t=0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子仅受电场力作用从静止开始运动，假设电子始终未与两板相碰。在0<t<8×10-10s的时间内，这个电子处于M点的右侧、速度向左且逐渐减小的时间范围是

。参考答案：

6*10-10s<t<

8*10-10s

11.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。（1）在图中画线连接成实验电路图。（2）完成下列主要实验步骤中的填空①按图接线。②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：12.一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图甲。图乙是打出的纸带的一段。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图所给出的数据可求出小车下滑的加速度a=

。（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____________。用测得的加速度a表示阻力的计算式为Ff=________。参考答案：（1）4；（2）斜面倾角、物体质量（共4分，各2分）；13.如图所示，在带电量为Q的点电荷B的电场中，质量为m、带电量为q的负点电荷A仅在电场力作用下以速度v绕B沿顺时针方向作匀速圆周运动，则B带_____（选填“正”或“负”）电，电荷A作圆周运动的半径r=__________。（静电力常量为k）参考答案：答案：正，三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（1）（9分）某同学在做“探究小车速度随时间变化规律”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以Ｏ、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。①如果测得C、D两点间距S4=2.70cm，D、E两点间距S5=2.90cm，则据此数据计算在打D点时小车的速度公式为

，小车的速度值vD=

m/s。（保留三位有效数字）②该同学分别算出其它速度：vA=0.220m/s，vB=0.241m/s，vc=0.258m/s，vE=0.300m/s，请设计实验数据记录表格填入框中，并在坐标系中作出小车运动的v－t图像，设O点为计时起点。③由所做v－t图像判断，小车所做的运动为

。（2）某同学测量一只未知阻值的电阻。①他先用万用表初步测量，将选择开关旋至“×10”档，进行欧姆调零后进行测量，结果如图甲所示。其阻值为__

__。为了使测量的结果更精确些，选择开关应调到_____档；②若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图乙所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，滑动变阻器阻值为50Ω。图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量，请你完成其余的连线；用此种方法测得的电阻值将___________(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。

参考答案：（1）①，0.280（2分）

②（6分）时间t（s）0.10.20.30.40.5速度v（m/s）0.2200.2410.2580.2800.300

③匀加速直线运动

（2）①1000Ω，×100

②如图所示．大于15.“探究加速度与物体质量的关系”的实验装置如图甲所示。①安装实验装置时，应调整定滑轮的高度，使拉小车的细线在实验过程中保持与

（填“桌面”或“长木板”）平行。②平衡摩擦力后，为了验证小车的加速度与其质量的定量关系，必须采用

法。③保持小车受力不变，测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度。某次实验中打出如图乙所示的纸带（打点计时器电源的频率为50Hz），则这个加速度值a=

。④某同学把实验得到的几组数据画成图丙的a-m图象，为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系，你应该建议他改画a和

的关系图像。参考答案：①长木板（2分）

②控制变量法（2分）③0.16m/s2（2分）④四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，相距为d的L1和L2两条平行虚线是上下两个匀强磁场的边界，L1上方和L2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，M、N两点都在L2上，M点有一放射源其放射性元素衰变前原子核的质量为m，它释放出一个质量为m1，带电量为-q的粒子后，产生的新原子核质量为m2，释放出的粒子以初速度v与L2成30o角斜向上射入，经过一段时间恰好斜向上通过N点(不计重力)，求：

(1)该原子核发生衰变的过程中释放的核能；

(2)说明粒子过N点时的速度大小和方向，并求从M到N的时间及路程。参考答案：17.如图，一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。