山西省太原市庙湾中学2023年高三物理下学期期末试题含解析

山西省太原市庙湾中学2023年高三物理下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.通常一次闪电过程历时约0.2～0.3s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109V，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是()．A．闪电电流的瞬时值可达到1×105AB．整个闪电过程的平均功率约为1×1014WC．闪电前云地间的电场强度约为1×106V/mD．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106J参考答案：由I＝＝A＝1×105A知，A对．由E＝＝V/m＝1×106V/m知，C对；由W＝qU＝6×1.0×109J＝6×109J知，D错；＝＝W＝3×1010W，B错．答案AC2.如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时（

）（A）在t1时刻，导线框cdef内的感应电流最小（B）在t2时刻，导线框cdef内的感应电流最小（C）在t1-t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流（D）在t1-t2时间内，金属圆环L有收缩趋势

参考答案：ACD3.（单选）如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为θ=30°，物体A，B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，P为固定在斜面上且与斜面垂直的光滑挡板，物体A，B的质量分别为m和4m，开始时用手托住物体A，滑轮两边的细绳恰好伸直，且左边的细绳与斜面平行，弹簧处于原长状态，A距离地面高度为h，放手后A从静止开始下降，在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，空气阻力不计，下列关于物体A的说法正确的是（）A．在下落至地面前的过程中机械能守恒B．在下落至地面前的瞬间速度不一定为零C．在下落至地面前的过程中对轻弹簧做的功为mghD．在下落至地面前的过程中可能一直在做加速运动参考答案：考点：机械能守恒定律；功的计算．专题：机械能守恒定律应用专题．分析：首先知道题境，分析AB两物体的受力情况及各力做功情况，从而分析A其运动情况，类比弹簧振子，从而判断选项．解答：解：A、A从静止到下落过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，所以A在下落至地面的过程中系统的机械能守恒，而A的机械能不守恒，故A错误；BD、据在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，以B为研究对象，据平衡求得此时弹簧的弹力为T=4mgsin30°=2mg；再以A为研究对象，当A静止释放的瞬间，A受重力mg，其合力方向向下，大小为mg；当A落地瞬间，A受重力mg和弹簧的弹力2mg，其合力向上，大小为mg，A做简谐运动，据对称性可知，落地瞬间其速度为零；据弹簧振子的运动情况可知，A向下运动时，先做加速度减小的加速运动，然后做加速度逐渐增大的减速运动，故BD错误；C、据A做简谐运动和能量守恒可知，A落地瞬间，A的重力势能完全转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的弹力做功可能为mgh，故C正确；故选：C．点评：明确A的运动情况和B在A落地瞬间的弹力是解题的前提，类比弹簧振子模型是解题的关键，灵活应用能量守恒判断弹簧做功情况，题目有点难度．4.根据电磁炮原理，我们可以设计一新型电磁船:船体上安装了用于产生强磁场的超导线圈，在两船舷之间装有电池，导电的海水在安培力作用下即可推动该船前进。如图是电磁船的简化原理图，其中MN和PQ是与电池相连的导体棒，MN、PQ、电池与海水构成闭合回路，且与船体绝缘，要使该船水平向左运动，则超导线圈在NMPQ所在区域产生的磁场方向是A.竖直向下 B.竖直向上 C.水平向左 D.水平向右参考答案：A【详解】由电源、海水构成的闭合电路可知海水中电流的方向是从MN指向PQ，根据左手定则可知磁场方向竖直向下时海水受到的力水平向右，海水反作用于船体的力水平向左，符合题意。故A项正确，BCD三项错误。5.如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠。R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是()A．电流表示数变小，电压表示数变大B．小电珠L变亮C．电容器C上电荷量减小

D．电源的总功率变大参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，真空中有一顶角为75o，折射率为n=的三棱镜．欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为

▲

。

参考答案：450＜θ＜9007.单位换算：10m/s=

cm/s=

km/h参考答案：1000

；

36

8.（4分）按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.50瓦／米2。若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1瓦，那么在距离该通讯装置

米以外是符合规定的安全区域（已知球面面积为S＝4πR2）。参考答案：答案：0.409.一列简谐波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴

▲

方向传播（填“正”或“负”），波速为

▲

m／s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移是

▲

m．参考答案：10.如图为声波干涉演示仪的原理图，O形玻璃管粗细均匀，分为A和B两部分，两侧各有一小孔，声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率_____________的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅_____

_____；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________________。[参考答案：11.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：＜

（2分）

吸热12.地面上放一开口向上的气缸，用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为P0=1.0×105Pa，活塞截面积为S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，则活塞静止时，气体的压强为

Pa；若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为6×105J，同时气体通过气缸向外传热4.2×105J，则气体内能变化为

J。参考答案：1.2×10-5Pa；内能增加了1.8×105J13.如图，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则运动员的重力势能先

（填“增大”或“减小”或“不变”），后

（填“增大”或“减小”或“不变”）。运动员的机械能

（填“增大”或“减小”或“不变”）。参考答案：增大

减小

不变三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0．02s的交流电源。（1）计算的公式为

（用给定字母表示）；（2）若测得，物体的加速度

m／s2。(结果保留三位有效数)参考答案：⑴

⑵

3.00

15.某同学用下图所示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使Ａ球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让Ａ球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的竖直平面，米尺的零点与O点对齐。（1）（2分）为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径

B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA mB（选填“小于”、“大于”或“等于”）；（2）（2分）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：

（填选项号）。A、水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离B、A球与B球碰撞后，测量A球与B球落点位置到O点的距离C、A球和B球在空间飞行的时间D、测量G点相对于水平槽面的高度（3）（4分）已知mA和mB。E、F、J是实验中小球落点的平均位置，请你根据该同学实验中所选小球和实验的记录纸判断，A球没有碰撞B球时的落点是

点（在E、F、J三个落点中选填），A球与B球碰撞后A球的落点是

点（在E、F、J三个落点中选填）。该同学通过实验数据说明在实验中A、B两球碰撞中动量守恒，请你用上图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是

。参考答案：等于

大于

AB

F

E

mAOF=mAOE+mBOJ四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，倾角为的斜面处于竖直向下的匀强电场中，在斜面上某点以初速度为水平抛出一个质量为m的带正电小球，小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等，地球表面重力加速度为g，设斜面足够长，问：

（1）小球经多长时间落到斜面？

（2）从水平抛出至落到斜面的过程中，小球的电势能如何变化？变化了多少？参考答案：17.（9分）如图，气缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别,,,横截面积分别为，一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧与大气相通，大气。（l）气缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态，求气体的压强。（2）已知此时气体的体积。现保持温度不变，将气缸竖直放置，达到平衡后如图乙所示。与图甲相比，活塞在气缸内移动的距离L为多少？取重力加速度。参考答案：(1)气缸处于甲图所示位置时，设气缸内气体压强为，对于活塞和杆，由力的平衡条件得

解得………………2分（2）汽缸处于乙图所示位置时，设气缸内气体压强为，对于活塞和杆，由力的平衡条件得………………2分设为气缸处于乙图所示位置时缸内气体的体积，由玻意耳定律可得………………2分由几何关系可得………………2分由上述各式解得活塞在气缸内移动距离………………1分18.s5

s1α

s2s3s4如图所示的气缸B中由活塞A封闭了一定质量的理想气体，A可在B中无摩擦地滑动。A、B的质量分别为mA＝10kg、mB＝20kg，A的横截面积S＝50cm2，大气压强P0＝1.0×105Pa。试求：（1）当B中气体的温度t1＝27℃时，A与地面接触但对地的压力为零，此时B对地的压力N1的大小是多少？（2）当B中气体温度为t2时，B与地面接触但对地的压力为零，此时A对地的压力N2的大小和气体温度t2是多少？参考答案：解：（1）N1＝