2022-2023学年山东省潍坊市华天高级中学高三物理上学期期末试题含解析

1、2022-2023学年山东省潍坊市华天高级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. 如图所示，竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环，其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L_劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O，下端连接一个质量为m、电荷量为q，可视为质点的小环小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘，整个装置处在水平向右的匀强电场中将小环从A点由静止释放、小环运动到B点时速度恰好为0已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，则（）A电场强度的大小E=B小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹力不做功C小环从A点运动到B点的过程

2、中，弹簧的弹性势能先减小后增大D小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mgkL参考答案：C【分析】将小环从A点由静止释放，小环运动到B点时速度恰好为O已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，可以知道小环在A点时弹簧压缩量为0.5L，在B点时弹簧伸长为0.5L，结合功能关系分析个选项即可【解答】解：A、已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，弹簧的弹性势能相等，小环从A点运动到B点的过程中，由能量守恒定律得，Eq?2L=mgL，得：E=故A错误B、小环从A点运动到B点的过程中，弹簧从压缩到原长，再到伸长，则弹簧的弹力先做正功再做负功，故B错误C、小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的形变量

3、先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减小后增大，故C正确D、已知小环在A、B两点时弹簧的弹力大小相等，说明在A点弹簧的压缩量等于在B点的伸长量相等，设为x，原长为L0则得：在A点：L0 x=L在B点：2L0+x=2L，解得小环在A点时，弹簧压缩量为：x=0.5L，受到大环对它的弹力为：F=mg+kL，故D错误故选：C2. 下面列举的事例中正确的是A伽利略认为力是维持物体运动的原因B牛顿最早成功的测出了万有引力常量C卢瑟福通过原子核的人工转变实验发现了中子D爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说参考答案：D3. 如图所示，在光滑绝缘斜面上放置一矩形铝框abcd,铝框的质量为 m、电阻为R，斜面

4、上ef线与gh线间有垂直斜面向上的匀强磁场，ef/gh/pq/ab,ehbc。如果铝框从磁场上方的某一位置由静止开始运动。则从 开始运动到ab 边到达gh 线之前的速 度(v)时间(t)图象可能正确的有：（ ） 参考答案：4. （单选题）如图曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹，质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等，已知A B弧长大于BC弧长，则下列判断正确的是A. 该质点做非匀变速运动B. 该质点在这段时间可能做加速运动 C. 两段时间内该质点的速度变化量相等D. 两段时间内该质点的速度变化量不相等参考答案：C5. （单选）孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的，如图所示，有一盏

5、质量为m的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是A0Bmg，竖直向上 Cmg，东北偏上方向 D.mg，东北偏上方向参考答案：【知识点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力B2 B4【答案解析】 B 解析： 孔明灯向着东北偏上方向匀速上升，即左匀速直线运动，处于平衡状态，则合力为零，根据平衡条件：空气的作用力大小F=mg，竖直向上；故选：B【思路点拨】孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速上升，即左匀速直线运动，处于平衡状态本题考查了学生物体的浮沉条件的了解与掌握，属于基础题目二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 某同学用左下图所示的装置

6、来探究加速度与力、质量的关系。装置屮 小车J量为W,钩码的总质量为/? 为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用_式打点计吋器(选填“电磁”或“电火花”）。在没有钩码拖动下，需要将长木扳的右端 ,使小车拖动纸带穿过计时器时能_ 在_的条件下，可以认为细绳对小车的拉力近似等于钩码的总重力，在控制_不变的情况下，可以探究加速度与力的关系。在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开小车，小车拖动纸带运动而得到 右上图所示的一条纸带，其中0点为小车开始运动吋打下的第一点，A、B、C为纸带上选 定的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，用刻度尺测得A、B、C三 计数点到O点的距离分别为

7、xA=42.05cm，xB=51.55 cm, xC =62.00 cm,则小车的加速度 大小为a=_m/s2参考答案： 电火花（1分） 垫高（1分） 匀速直线运动（或均匀打点）（2分） mM (或钩码的总质量远小于小车的质量)（2分） M(或小车的质量) （2分） 0.95（2分）7. 如图11所示，mA=4kg，mB=1kg，A与桌面动摩擦因数=0.2，B与地面间的距离s=0.8m，A、B原来静止。则B刚落到地面时的速度为 m/s， B落地后，A在桌面上能继续滑行 米才能静止下来。（g取10m/s2） 图11参考答案：0.8 0.168. 如图所示，两条平行金属导轨ab、cd置于磁感应强度

8、B=0.5T的匀强磁场中，两导轨间的距离l=0.6m，导轨间连有电阻R。金属杆MN垂直置于导轨上，且与轨道接触良好，现使金属杆MN沿两条导轨向右匀速运动，产生的感应电动势为3V。由此可知，金属杆MN滑动的速度大小为 m/s；通过电阻R的电流方向为 （填“a R c”或“c R a”）。参考答案：9. （4分）研究物理问题时，常常需要忽略某些次要因素，建立理想化的物理模型。例如“质点”模型忽略了物体的体积、形状，只计其质量。请再写出两个你所学过的物理模型的名称： 和 模型。参考答案：答案：点电荷、理想气体等 10. （填空） 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数

9、圈后，着陆在该行星上，飞船上备有以下实验器材A. 精确秒表一只 B. 已知质量为m的物体一个 C. 弹簧秤一个 D. 天平一台（附砝码）已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M。（已知引力常量为G）（1）两次测量所选用的器材分别为_，_。（用序号表示）（2）两次测量的物理量分别是_，_。（物理量后面注明字母，字母不能重复。）（3）用该数据写出半径R，质量M的表达式。R_，M_。参考答案：（1）A；BC （2）周期T；物体重力F（3）；11. 如图所示是饮水器的自动控制电路。左边是一个在水温较低时对水加热的容器，内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开

10、关S1。只要有水浸没S1，它就会导通；水面低于S1时，不会加热。（1）Rx是一个热敏电阻，低温时呈现高电阻，右边P是一个_（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，接在05V电源之间，图中J是一个继电器，可以控制发热器工作与否。Ry是一个可变电阻，低温时Rx应_（选填“远大于”、“远小于”）Ry。（2）请阐述饮水机的自动加热原理：_。参考答案：（1）与；远大于。 （每空2分） （2）当水温较低时，Rx阻值较大，A为高电势，且有水浸没S1，B也为高电势，则QC之间才有高电压输出，电磁继电器有电流通过，将吸动S2闭合，发热器工作。（表述合理酌情给分）12. 如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水

11、位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量将细管中密闭的空气视为理想气体，当洗衣缸内水位缓慢升高时，外界对空气做了0.5 J的功，则空气_(填“吸收”或“放出”)了_的热量参考答案：放出0.513. 地球的半径约为R=6400km，A、B两颗人造地球卫星沿圆轨道绕地球运行，它们离地球表面的高度分别为hA=3600km，hB=1700km，那末A、B两颗卫星的运行速率之比vA:vB= ，运行周期之比TA：TB= 。参考答案：三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14. 动画片光头强中有一个熊大熊二爱玩的山坡滑草运动，若片中山坡

12、滑草运动中所处山坡可看成倾角=30的斜面，熊大连同滑草装置总质量m=300kg，它从静止开始匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m（不计空气阻力，取g=10m/s2）问：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大 （结果保留2位有效数字）？参考答案：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大为0.12考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系专题：牛顿运动定律综合专题分析：（1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度，对熊大连同滑草装置进行受力

13、分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中的摩擦力（2）熊大连同滑草装置在垂直于斜面方向合力等于零，求出支持力的大小，根据F=FN求出滑草装置与草皮之间的动摩擦因数解答：解：（1）由运动学公式S= ，解得：a=4m/s 沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mgsinf=ma 解得：f=300N （2）在垂直斜面方向上：Nmgcos=0 又f=N 联立解得：= 答：（1）熊大连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为300N；（2）滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大为0.12点评：解决本题的关键知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，通过加速度可以根据力求运动，也可以根据运动求力15. （选修模块34）如图所示

14、是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。 参考答案：解析：由得（1分）由得，（1分）由，可知C45（1分）而光线在BC面的入射角C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分） 四、计算题：本题共3小题，共计47分16. 真空中有如图1装置，水平放置的金属板A、B中间开有小孔，小孔的连线沿竖直放置的金属板C、D的中间线，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计、重力不计) P进入A、B间被加速后，再进入金属板C、D间的偏转电场偏转

15、，并恰能从D板下边缘射出。已知金属板A、B间电势差为UAB = + U0， C、D板长度均为L，间距为。在金属板C、D下方有如图1所示的、有上边界的、范围足够大的匀强磁场，该磁场上边界与金属板C、D下端重合，其磁感应强度随时间变化的图象如图2，图2中的B0为已知，但其变化周期T0未知，忽略偏转电场的边界效应。（1）求金属板C、D间的电势差UCD；（2）求粒子刚进入磁场时的速度；（3）已知垂直纸面向里的磁场方向为正方向，该粒子在图2中时刻进入磁场，并在时刻的速度方向恰好水平，求该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t总。参考答案：（1）设粒子进入偏转电场瞬间的速度为v0，对粒子加速过程由动能定理：

16、得到 进入偏转电场中，水平位移 其中加速度 （式中d = ） 竖直位移与时间关系 又依题意“恰能从D板下边缘射出”： 解得: （2）设粒子进入磁场时的速度为v，对粒子的偏转过程有 解得： 设粒子由k点离开电场时偏转角为，则 或者或者解得 （3）粒子在磁场中做圆周运动轨迹如图所示，周期为： 粒子从k进入磁场沿逆时针方向运动,由“并在时刻的速度方向恰好水平”知，轨迹对应的圆心角为，此过程对应的运动时间为，到达了e点；接着磁场反向，在内粒子沿顺时针方向运动半周到达f点；此时磁场再反向，粒子在内沿逆时针方向运动到g点；接着在内运动到h点；再接着在内运动到i点；最后经离开磁场。则该粒子从射入磁场到离开磁

17、场的总时间为 即 17. 如图所示是一列横波上A、B两质点的振动图象，该波由A传向B，两质点沿波的传播方向上的距离x=4.0m，波长大于3.0m，求这列波的波速.参考答案：答案：由振动图象可知，质点振动周期T=0.4s 取t=0时刻分析,质点A经平衡位置向上振动,质点B处于波谷,设波长为则 （n=0、1、2、3） 所以该波波长为 因为有3.0m的条件，所以取n0，1 当n0时，波速 当n1时，波速 18. （20分）如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m，R是连在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量m=0

18、.1kg的导体棒从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好图惭是棒的vt图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐近线，小型电动机在12s末达到额定功率，P额=4.5W，此后功率保持不变除R以外，其余部分的电阻均不计，g=10m/s2（1）求导体棒在012s内的加速度大小；（2）求导体棒与导轨间的动摩擦因数及电阻R的阻值；（3）若t=17s时，导体棒ab达最大速度，从017s内共发生位移100m，试求1217s内，R上产生的热量是多少？参考答案：解：（1）由图中可得：12s末的速度为v1=9m/s，t1=12s导体棒在0.12s内的加速度大小为a=0.75m/s2 （2）设金属棒与导轨间的动摩擦因数为当金属棒的速度为v时，安培力大小为F，则有 F=BIL，I=得 F=A点：由牛顿第二定律得 F1mg=ma1又P额=F1v1C点：棒达到最大速度，F2mg=0P额=F2vm联立解得，=0.2，R=0.4（2）012s内导体棒发生的位移为s1=m=54m，AC段过程棒发生的位移为s2=100s1=46m由能量守恒得 P额t=QR+mgs2+（）代入解得QR=12.35J答：（1）求导体棒在012s内的加速度大小是0.75m/s2；（2）导体