2022-2023学年上海市金山区教师进修学院附属中学高三物理上学期期末试卷含解析

2022-2023学年上海市金山区教师进修学院附属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.关于力和运动的关系，下列说法中正确的是A．力是物体运动的原因

B．力是维持物体运动的原因C．力是改变物体运动状态的原因

D．力是物体获得速度的原因参考答案：C2.现有两个边长不等的正方形，如图所示，且Aa、Bb、Cc、Dd间距相等。在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的正电荷和负电荷，若取无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是

A．O点的电场强度和电势均为零B．把一电荷从b点移到c点电场力作功为零C．同一电荷在a、d两点所受电场力不相同D．若a点的电势为φ，则a、d两点间的电势差为2φ参考答案：BD3.（单选）如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，则

A．变压器原线圈中交流电压u的表达式“u=110(V)

B．S接在a端，温度升高时，变压器的输入功率变小

C．S接在a端，温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

D．S由a切换到b,消耗的功率变大参考答案：A4.（多选）下列说法正确的是（）A．液体表面层分子间距离里大于液体内部分子间距离．故液体表面存在张力B．PM2.5（空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物）在空气中的运动属于分子热运动C．温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大D．第二类永动机违反了热力学第二定律E．一定质量的0℃的冰融化成0℃的水，其内能增大参考答案：AED5.在固定于地面的斜面上垂直安装一个挡板，截面为圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示。现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程中

（

）

A．F1缓慢增大，F2缓慢增大

B．F1缓慢增大，F2缓慢减小

C．F1缓慢减小，F2缓慢增大

D．F1缓慢减小，F2缓慢不变参考答案：

答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.

真空中波长为３×１０-7米的紫外线的频率是

_赫。这种紫外线的光子打到金属钠的表面时

（填“能”或“不能”）发生光电效应（已知钠的极限频率是6.0×1014赫，真空中光速为３×１０8米/秒）。参考答案：答案：1.0×1015、能7.在如右图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号为“1”，B端输入电信号为“1”时，在C端和D端输出的电信号分别为_____和______。参考答案：、0，0

8.(4分)用200N的拉力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计），物体被提高后具有的势能为

，物体被提高后具有的动能为

．参考答案：答案：103J，103J9.物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是________m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有________(举一例即可)．在两分子间的距离由v0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)．参考答案：(1)10－10布朗运动(或扩散现象)先增大后减小10.（13分）如（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨B上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了、高度为。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）

（1）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如（b）图所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a=

m/s2,摩擦力对滑块Ａ运动的影响

。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变

，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变

，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。（3）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝。

参考答案：答案：（1）6

不明显，可忽略（2）斜面高度h

滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变

（3）滑动摩擦力

解析：（1）从图像可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略。根据加速度的定义式可以得出（2）牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系。当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系。由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使不变，所以应该调节滑块的质量及斜面的高度，且使Mh不变。

（3）滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图像成抛物线形。从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为。上滑时间约为，下滑时间约为，上滑时看做反向匀加速运动，根据运动学规律有：，根据牛顿第二定律有。下滑时，有，

联立解得，11.P、Q是一列简谐横波中的两质点，已知P离振源较近，P、Q两点的平衡位置相距15m（小于一个波长），各自的振动图象如图所示。此列波的波速为

m/s。参考答案：12.100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击核也打出了质子：；该反应中的X是______（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是_______（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．参考答案：

(1).中子

(2).核裂变【详解】由质量数和电荷数守恒得：X应为：即为中子，由于衰变是自发的，且周期与外界因素无关，核聚变目前还无法控制，所以目前获得核能的主要方式是核裂变；13.1,3,5

某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有

、

。(两个)（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是

，实验时首先要做的步骤是

。（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示）

。（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）。则最终需验证的数学表达式为

（用题中的字母表示）

。参考答案：（1）____天平______(2分)

______刻度尺____

(2分)

（2）_____m<<M___(2分)

平衡摩擦力_____(2分)（3）(3分)

（4）(3分)三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（4分）图为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

参考答案：解析：由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，；由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

15.

（选修3-3（含2-2）模块）(6分)理想气体状态方程如下：。从理论的角度，设定一定的条件，我们便能得到气体三大定律：玻意尔定律、查理定律和盖·吕萨克定律。下面请你通过设定条件，列举其中两条定律的内容。（要求条件、内容要与定律名称相对应，不必写数学表达式）参考答案：

答案：玻意尔定律：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比。盖·吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟热力学温度成正比。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.30

m。导轨电阻忽略不计，其间连接有定值电阻R=0.40Ω。导轨上静置一质量m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使它由静止开始运动（金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直），电流传感器（不计传感器的电阻）可将通过R的电流I即时采集并输入计算机，获得电流I随时间t变化的关系如图所示。求金属杆开始运动2.0s时：（1）金属杆ab受到安培力的大小和方向；（2）金属杆的速率；（3）对图象分析表明，金属杆在外力作用下做的是匀加速运动，加速度大小a=0.40m/s2，计算2.0s时外力F做功的功率。参考答案：（1）由图可知2.0s时通过金属杆ab的电流为0.2A,设此时金属杆受到的安培力为F安，根据安培力公式有

F安=BIL解得：F安=3.0×10-2N

方向水平向左.（2）设金属杆产生的感应电动势为E，根据闭合电路欧姆定律I=

解得：E=0.12V设金属杆在2.0s时的速率为v1，则

E=BLv1

解得：v1=0.80m/s.(3)根据牛顿第二定律

F-F安=ma

解得：在2.0s时拉力F=7.0×10-2N设2.0s时拉力F做功的功率为P，则P=Fv1

解得：P=5.6×10-2W.17.如图甲所示，两平行金属板A、B的板长l＝0.20m，板间距d＝0.20m，两金属板间加如图乙所示的交变电压，并在两板间形成交变的匀强电场，忽略其边缘效应。在金属板右侧有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其左右宽度D=0.40m，上下范围足够大，边界MN和PQ均与金属板垂直。匀强磁场的磁感应强度B＝1.0×10-2T。现从t＝0开始，从两极板左端的中点O处以每秒钟1000个的速率不停地释放出某种带正电的粒子，这些粒子均以vo＝2.0×105m/s的速度沿两板间的中线射入电场，已知带电粒子的比荷＝1.0×108C/kg，粒子的重力和粒子间的相互作用都忽略不计，在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变．求：(1)

t＝0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；(2)当两金属板间的电压至少为多少时，带电粒子不能进入磁场；(3)在电压变化的第一个周期内有多少个带电的粒子能进入磁场。

参考答案：（1）t＝0时刻电压为零，粒子匀速通过极板由牛顿第二定律

（2分）得：

（1分）

所以出射点到入射点的距离为

（1分）（2）考虑临界情况：粒子刚好不能射出电场对类平抛过程：，，

（3分）联立解得

（1分）（3）当时，粒子可以射出电场，根据比例关系得第一个周期内能够出射的粒子数为个（2分）18.（12分）如图所示，在xoy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场，方向如图，y轴上一点P的坐标为（0，a），x轴上一点A的坐标为（b，0）。有一电子以垂直于x轴大小为v0的初速度从P点垂直射入电场中，恰好从A点射出，已知电子的电量为e，质量为m，不计电子的重力。

（1）求匀强电场的场强；（2）若在IV象限加上垂直坐标