天津保山高级中学2023年高三物理期末试卷含解析

天津保山高级中学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.（单选）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示．下列说法正确的是()A．保持Q不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半B．保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍C．保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半D．保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半参考答案：C2.宇宙中有相距较近，质量可以相比的两颗星球，其它星球对他们的万有引力可以忽略不计。它们在相互之间的万有引力作用下，围绕连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。下列说法中正确的是（

）A.它们的速度大小与质量成正比B.它们的速度大小与轨道半径成正比C.它们的速度大小相等D.它们的向心加速度大小相等参考答案：B3.一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g（g为重力加速度）。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中（sin37°=0.6）（

）

A．物体的重力势能增加了0.9mgH

B．物体的重力势能增加了mgH

C．物体的动能损失了0.5mgH

D．物体的机械能损失了0.5mgH参考答案：BD4.负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时，恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c，如图所示，则 A．粒子P带负电 B．a、b、c三点的电势高低关系是 C．粒子P由a到b电势能增加，由b到c电势能减小 D．粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2:1:2参考答案：BCD粒子P仅受电场力作用，轨迹弯曲方向跟电场力方向一致，故粒子P带正电，A错误。沿电场线方向电势降低，故，B正确。粒子P由a到b，电场力做负功，电势能增加；由b到c，电场力做正功，电势能减小，C正确。电场力，故粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2:1:2，D正确。5.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电量为e，质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段为Δl的电子束内的电子个数是

A．B．

C．D．参考答案：答案：B解析：设单位体积电子束含有n个自由电子，由电流强度的定义知：I＝＝＝neSv，所以n＝，电子经加速电场加速后，满足：eU＝mv2，得：n＝，长为Δl的电子束内的电子个数为N＝nΔlS＝。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图14-1所示，是在高速公路上用的超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图7中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图14-2可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是______m，汽车的速度是________m/s.参考答案：1717.9解析测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔为1.0s，由题图可知p1、p2之间有30小格，故每一小格对应的时间间隔t0＝＝s，p1、n1间有12个小格，说明p1、n1之间的间隔t1＝12t0＝12×s＝0.4s．同理p2、n2之间的间隔t2＝0.3s.因而汽车接收到p1、p2两个信号时离测速仪的距离分别为x1＝v·，x2＝v·.汽车这段时间内前进的距离为x＝x1－x2＝v()＝17m.汽车在接收到p1、p2两个信号的时刻应分别对应于题图中p1、n1之间的中点和p2、n2之间的中点，其间共有28.5个小格，故接收到p1、p2两个信号的时间间隔t＝28.5t0＝0.95s，所以汽车速度为v车＝≈17.9m/s.7.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图所示。已知小车质量M=214.6g，砝码盘质量m0=7.4g，所使用的打点计时器的交流电频率=50Hz。其实验步骤是：

A．按图中所示安装好实验装置

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动

C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m

D．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复B~D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度，回答以下问题：（1）按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？______（填“是”或“否”）。（2）实验中打出的一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_______m/s2。（3）某同学将有关数据填入他所设计的表格中，并根据表中的数据画出a-F图像（如图），造成图线不过坐标原点最主要的一条原因是________，由该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________，其大小是___________。

参考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力;砝码盘重力；

0.078.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_____________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为_____________.参考答案：9.参考答案：kQ/r2

--------1分

负

--------1分

9Q

10.火星的球半径是地球半径的1/2,火星质量是地球质量的1/10,忽略火星的自转,如果地球上质量为60㎏的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________m/s;在地球表面上可举起60㎏杠铃的人,到火星上用同样的力,可以举起质量_______㎏的物体。g取9.8m/s2参考答案：60（1分），235.2（1分），3.92（1分），150（1分）11.某探究学习小组的同学欲验证“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．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

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

，实验时为保证细线拉力为木块的合外力首先要做的步骤是

．（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）．则本实验最终要验证的数学表达式为

（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）．参考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（4分）（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；故答案为：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有

对沙和沙桶，有mg-T=ma

对小车，有T=Ma

解得故当M＞＞m时，有T≈mg

小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高；

故答案为：沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦；

（3）总功为：mgL，动能增加量为：故答案为：mgL=12.一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应:

式中P代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核X的质子数为

，中子数为

。参考答案：14

13

解析：质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13-0=14，质量数为1+27-1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27-14=13．13.匀强电场场强为E，与竖直方向成α角，范围足够大。一质量为m、电荷量为q的带负电小球用细线系在竖直墙上，恰好静止在水平位置，则场强E的大小为

。若保持场强大小、方向和小球电荷量不变，现剪断细线，则小球作

运动。（请描述运动的方向及性质）参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③15.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30°足够长的斜面，某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v﹣t图．求：（g取10m/s2）（1）滑块冲上斜面过程中加速度大小；（2）滑块与斜面间的动摩擦因数．参考答案：解：（1）滑块的加速度a===﹣12m/s2；故加速度大小为12m/s2；（2）物体在冲上斜面过程中mgsinθ+μmgcosθ=ma解得：μ====0.81滑块与斜面间的动摩擦因数为0.81．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】（1）由图象根据加速度的定义可求得加速度的大小；（2）由牛顿第二定律可列出关于动摩擦因数的表达式，变形可得出动摩擦因数．17.如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，求：（1）小球抛出点离地面的高度？（2）小球飞行的水平距离？（g取10m/s2）

参考答案：18.内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0105Pa、体积为2.010－3m3的理想气体．现在活塞上方缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将气缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127℃．（1）求气缸内气体的最终体积；（2）在p—V图上画出整个过程中气缸气体的状态变化．（大气压强为1.0105Pa）参考答案：【解析】布朗运动反映了液体分子在不停地做无规则的