河北省唐山市解各庄中学2023年高三物理期末试卷含解析

河北省唐山市解各庄中学2023年高三物理期末试卷含解析一、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，水平传送带A、B两端相距S=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。工件滑上A端时瞬时速度VA=4m／s，达到B端的瞬时速度设为VB，则（

）A.若传送带不动，则VB=3m/sB.若传送带以速度V=4m/s逆时针匀速转动，则VB=3m/sC.若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，则VB=3m/sD.若传送带以速度V=2m/s顺时针匀速转动，则VB=2m/s参考答案：ABC2.将一只苹果斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3．图中曲线为苹果在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是

（

）A．苹果通过第1个窗户所用的时间最长B．苹果通过第3个窗户的竖直方向平均速度最大C．苹果通过第1个窗户重力做的功最大D．苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小参考答案：D解：A、苹果在竖直方向上做匀减速直线运动，速度越来越小，1、2、3个窗户的高度一样，所以苹果通过三个窗户所用的时间越来越长，那么苹果通过第1个窗户所用的时间最短，因此，A选项错误．

B、设通过窗户的位移与水平方向的夹角为θ，窗户高h，水平速度vx，则通过窗户的位移为通过窗户的水平位移为，通过窗户的平均速度为：，由1到3窗户变小，变大，不变，平均速度变小，∴B选项错误．

C、苹果通过三个窗户时的竖直位移一样，由功的公式知通过三个窗户重力做功一样多，∴选项C错误．

D、苹果通过三个窗户时重力做功一样多，第三个窗户通过的时间长，由平均功率公式知苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小，∴D选项正确．3.在同一水平直线上的两位置分别沿同水平方向抛出两小球A和B，A、B两球先后经过空中的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球的速度大于B球的速度B．在P点，A球的加速度大于B球的加速度C．抛出时，A球速度小于B球速度D．抛出时，先抛出A球后抛出B球参考答案：AD4.如图所示，一个物体在O点以初速度v开始作曲线运动，已知物体只受到沿x轴方向的恒力F作用，则物体速度大小变化情况是（

）（A）先减小后增大

（B）先增大后减小（C）不断增大

（D）不断减小参考答案：A5.（多选题）实验小组为了探究物体在倾角不同的斜面上的运动情况，将足够长的粗糙木板的一端固定在水平地面上，使物体以大小相同的初速度v0由底端冲上斜面，每次物体在斜面上运动过程中斜面倾角θ保持不变．在倾角θ从0°逐渐增大到90°的过程中（）A．物体的加速度先减小后增大B．物体的加速度先增大后减小C．物体在斜面上能达到的最大位移先增大后减小D．物体在斜面上能达到的最大位移先减小后增大参考答案：BD【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】以物体为研究对象，根据牛顿第二定律列方程求解加速度大小，根据倾角变化求解加速度大小；根据运动学计算公式列方程求解位移大小．【解答】解：AB、以物体为研究对象，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ+μmgcosθ=ma，解得：a=gsinθ+μgcosθ=g（），令sinβ=，则cosβ=，所以得：a=gsin（θ+β），所以随着θ角的增大，加速度先增大再减小，A错误、B正确；CD、根据位移速度关系可得：，可得：x=，加速度先增大再减小，所以位移先减小后增大，C错误、D正确．故选：BD．二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.氢原子能级如图17所示，则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是___________eV；一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中，可能辐射___________种不同频率的光子。图17参考答案：13.6eV，37.某同学用DIS系统在实验室做“单摆的周期T与摆长L的关系”实验，通过计算机描绘出两次实验中的单摆的振动图像，由图可知，两次实验中单摆的频率之比=

▲

；两单摆摆长之比▲

．参考答案：4:3

（2分）；

9:168.如图所示为氢原子能级图，用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有

种，其中波长最长的是从n=

能级跃迁到n=

能级辐射出的光子。参考答案：10 5 49.（4分）质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成氘核时，发出r射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则这个核反应的质量亏损△m= ，r射线的频率v=

．参考答案：m1+m2﹣m3，解：一个质子和一个中子结合成氘核：H+n→H+γ这个核反应的质量亏损为：△m=m1+m2﹣m3根据爱因斯坦质能方程：E=△mc2此核反应放出的能量：E=（m1+m2﹣m3）c2以γ射线形式放出，由E=hυ得光子的频率为：υ=

10.某天体存在一颗绕其做匀速圆周运动的卫星，已知天体半径为R，卫星离天体表面的高度为h，卫星的线速度大小为v，则卫星的周期为，天体的质量为（万有引力恒量为G）．参考答案：解：卫星的周期T=．根据得，天体的质量M=．故答案为：，．11.在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为vo=（用L、g表示），]其值是（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是。（结果都保留两位有效数字）参考答案：

0.70m/s

0.88m/s12.一行星绕某恒星做圆周运动。由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v，已知引力常量为G，则行星运动的轨道半径为__________，恒星的质量为__________。参考答案：，13.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图1所示的装置，图中长木板水平固定．（1）实验过程中，电火花计时器应接在交流（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=．（3）如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=1.21cm，x2=2.32cm，x5=5.68cm，x6=6.81cm．则木块加速度大小a=1.12m/s2（保留三位有效数字）．参考答案：解：（1）电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．（2）对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，运用牛顿第二定律得：对木块：F﹣μMg=Ma对砝码盘和砝码：mg﹣F=ma由上式得：μ=（3）相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s根据运动学公式得：△x=at2，a==1.12m/s2．故答案为：（1）交流；细线与长木板平行（2）（3）1.12三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（7分）发光二极管是某些电路上做指示用的一种电子元件，可看做纯电阻，符号如图。只有电流从所标“+”号的一端输入，从所标“—”号一端流出时，它才能发光。厂家提供的某二极管的U—I图象如图所示。（1）若使用电动势为12V、内阻可以忽略不计的电源对二极管供电，使二极管管正常工作（工作电压为2.0V），则需要在电源和二极管之间

（填“串联”或“并联”）一个电阻，其阻值为

。（2）已知二极管允许的最大电流为56mA。选用下列器材可验证这种元件的U—I曲线与厂家提供的是否一致。A．1.5V的干电池两节；B．0~50Ω的滑动变阻器一个；C．量程为15V、内阻为50kΩ的电压表一只；D．量程为3V、内阻为20kΩ的电压表一只；E．量程为3mA、内阻为0.01Ω的电流表一只；F．量程为100mA、内阻为5Ω的电流表一只；G．待测发光二极管一只；H．导线、开关等为准确、方便地进行检测，电压表应采用________，电流表应采用________。参考答案：答案：(1)串联(1分)500Ω（2分）

（2）D（2分）F（2分）15.某同学在一次实验中测量一物体长度，记录结果为1.247cm，则该同学所使用的测量工具（

）A．可能为最小刻度是毫米的刻度尺

B．可能为20分度的游标卡尺C．一定不是50分度的游标卡尺

D．可能为螺旋测微器“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图（甲）所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图（乙）是在白纸上根据实验结果画出的图。如果没有操作失误，图（乙）中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______。本实验采用的科学方法是______A．理想实验法

B．等效替代法

C．控制变量法

D．建立物理模型法参考答案：C

（1）

F′

（2）

B四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在如图所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的．求：（1）电源的电动势和内阻；（2）定值电阻R2的阻值；（3）滑动变阻器的最大阻值．参考答案：解：（1）电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻r=||=Ω=20Ω电源的电动势为E=U+Ir，取电压U=16V，电流I=0.2A，代入解得，E=20V．（2）当滑片滑到最右端时，R1被短路，外电路的电阻最小，电流最大，此时电压U=4V，电流I=0.8A，则定值电阻R2==5Ω（3）滑动变阻器阻值最大时，外电阻最大，电流最小，此时电压U=16V，电流I=0.2A，外电路总电阻为

R==80Ω又R=R2+，R1=100Ω，R2=5Ω代入解得，R3=300Ω答：（1）电源的电动势和内阻分别为E=20V和r=20Ω；（2）定值电阻R2的阻值为5Ω；（3）滑动变阻器的最大阻值为300Ω．【考点】闭合电路的欧姆定律．【分析】（1）电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，由闭合电路欧姆定律求出电动势．（2）当滑片滑到最右端时，R1被短路，外电路的电阻最小，电流最大，读出电流和电压，由欧姆定律求出R2的阻值；（3）滑动变阻器阻值最大时，外电阻最大，电流最小，由图读出电压和电流，由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．17.（19分）如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线。AB边界上的P点到边界EF的距离为。一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场。已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足E/B=，不考虑空气阻力，求：（1）O点距离P点的高度h多大；（2）若微粒从O点以v0=水平向左平抛，且恰好垂直下边界CD射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间t多长？参考答案：（1）（2）。（k=0，1，2，……）【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．解析（1）微粒带电量为q、质量为m，轨迹为圆弧，有qE=mg。微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，如图所示，O1、O2为微粒运动的圆心，O1O2与竖直方向夹角为θ，由几何知识知sinθ=。微粒半径r1，由几何关系有r1+r1sinθ=，得r1=2L。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有，由动能定理有，已知E/B=2，得h=L/2（2）微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1，水平距离x1，由运动学公式有，，代入v0=、h=L/2，得t1=、x1=。微粒在M点时竖直分速度v1=，速度为v=2、与AB夹角为θ=30o。微粒在磁场中运动半径r2=4L。由几何关系知微粒从M点运动30o垂直到达EF边界。微粒在磁场中运动周期T=2πr2/v=。由题意有微粒运动时间t=T/3+kT/2，（k=0，1，2，……）微粒运动时间t=。（k=0，1，2，……）【思路点拨】（1）微粒在进入电磁场前做匀加速直线运动，在电磁场中做匀速圆周运动，应用牛顿第二定律与动能定理可以求出O到P的距离．（2）微粒在进入电磁场前做平抛运动，在电磁场中做匀速圆周运动，根据微粒做圆周运动的周期公式求出微粒的运动时间．本题考查了求距离、微粒的运动时间问题，分析清楚微粒运动过程，应用动能定理、牛顿第二定律、平抛运动规律即可正确解题．18.如图a.，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为