山东省青岛市平度仁兆镇冷戈庄中学2022-2023学年高三物理上学期期末试卷含解析

山东省青岛市平度仁兆镇冷戈庄中学2022-2023学年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.（多选）如图4所示电路，电源电动势为E，内阻为r。当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则下列说法中正确的是A．电动机的额定电压为IRB．电动机的输出功率为IE-I2RC．电源的输出功率为IE-I2rD．整个电路的热功率为I2（R0+R+r）参考答案：CD2.如图所示，猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子悬于空中，猴子处于静止状态。以下相关说法正确的是：（

）A．猴子受到三个力的作用B．绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡C．地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力D．人将绳子拉得越紧，猴子受到的合力越大参考答案：AC3.(单选)如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图象，如图乙所示。则下列判断不正确的是（

）

A．在弹性限度内该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变

B．弹力改变量与的弹簧长度的形变量成正比

C．该弹簧的劲度系数是200N/m

D．该弹簧在剪断一半后劲度系数不变参考答案：D4.如图所示：质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上，a受到斜向上与水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下与水平面成θ角的力F作用，两力在同一竖直平面内．此时两木块保持静止，则（）A．a、b之间一定存在静摩擦力B．水平面对b的支持力可能大于2mg．C．b对a的支持力一定等于mgD．b与水平面之间可能存在静摩擦力参考答案：A【考点】摩擦力的判断与计算．【分析】对a进行受力分析，根据a的受力情况，抓住合力为零判断b对a的支持力以及之间摩擦力的大小．对整体分析，根据整体受力情况判断地面对b的支持力和摩擦力大小．【解答】解：A、a受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力平衡，在水平方向上有：fa=Fcosθ，Fsinθ+Na=mg，则Na=mg﹣Fsinθ＜mg．故A正确，C错误．B、对整体分析，在水平方向上，F的分力大小相等，方向相反，则地面对b无摩擦力，在竖直方向上，F的分力大小相等，方向相反，则地面的支持力为2mg．故B错误；D、根据平衡条件，结合力的分解法则，两力在水平方向分力相等，则地面与b之间没有摩擦力，故D错误．故选：A．5.如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是()．A．轨道对小球做正功，小球的线速度vP>vQB．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP<ωQC．小球的向心加速度aP>aQ

D．轨道对小球的压力FP>FQ参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.氢原子第n能级的能量为En=，其中E1为基态能量．当氢原子由第5能级跃迁到第3能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第3能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则=

。参考答案：7.光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连。开始时两球静止，给b球一个水平恒力拖动B球运动直至绳被拉紧，然后两球一起运动，在两球一起运动过程中两球的总动量

(填“守恒”或“不守恒”)；系统的机械能

(填“守恒”或“不守恒”)。参考答案：不守恒，不守恒；8.如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s，则x=0.5m处质点在0.5s时的位移为

cm，x=0m处的质点做简谐运动的表达式为

。参考答案：－5

；

x=5sin(2πt+π)cm9.土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104

km延伸到1.4×105km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,则土星的质量约为

。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）参考答案：10.某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点

和

之间某时刻开始减速。（2）计数点5对应的速度大小为

m/s，计数点6对应的速度大小为

m/s。（保留三位有效数字）。（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=

m/s2（保留三位有效数字），若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值

（填“偏大”或“偏小”）。

参考答案：（1）6，7或7，6（2）1.00，1.20（3）2.00，偏大11.描述简谐运动特征的公式是x＝．自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下。若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动(填“是”或“不是”)简谐运动．参考答案：x=Asinωt

不是简谐运动的位移随时间的关系遵从正弦函数规律，其运动表达式为：x=Asinωt，篮球的运动位移随时间的变化不遵从正弦函数的规律，所以不是简谐运动。12.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示，开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则b弹簧的伸长量为________________.参考答案：【知识点】胡克定律．B5【答案解析】解析：两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F=kx得x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为．【思路点拨】两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律分析伸长量的大小．P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和．本题关键要知道两弹簧的弹力大小相等，掌握胡克定律，并能求出弹簧的伸长量．

13.水平面上质量为m的滑块A以速度v撞质量为m的静止滑块B，碰撞后A、B的速度方向相同，它们的总动量为___________；如果碰撞后滑块B获得的速度为v0，则碰撞后滑块A的速度为____________。参考答案：mv，v－v0

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．弧形轨道末端水平，离地面的高度为H．将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s．（1）若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2=

（用H、h表示）．

（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：h（10-1m）2.003.004.005.006.00S2

（10-1m2）2.623.895.206.537.78在坐标纸上描点后作出了s2--h关系图．对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线（图中已画出），判断自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率____________（填“小于”或“大于”）理论值。（3）从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是

。参考答案：（1）4Hh…………（2分）（2）小于…………（2分）（3）轨道的摩擦以及有一部分机械能转换为小球的转动动能。（回答任一即可给2分）15.某同学为测量一个阻值约为的电阻R，准备的器材及规格如下：电流表A（量程0-10mA，内阻约）电压表V（量程，内阻约）直流电源E（电动势约4V，内阻不计）滑动电阻器（阻值范围，允许通过的最大电流）开关S导线若干（1）为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析。请用实线补充如图的实物连线，连成测量R的电路。（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器R的滑片移至_________端。（填“a”或“b”）（3）闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片移至适当位置，测得电压表和电流表的示数分别为U和I，若用U/I作为R的测量值，则此测量值应________R的真实值。（填“大于”、“等于”或“小于”）参考答案：（1）（2分）如下图（2）（2分）a（3）（2分）小于四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示,一物体质量m=2kg.在倾角为=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑,A点距弹簧上端B的距离AB=4m.当物体到达B后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=0.2m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点AD=3m.挡板及弹簧质量不计,g取10m/s2.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数.(2)弹簧的最大弹性势能Epm.参考答案：(1)0.52

(2)24.4J17.某仪器在地面上受到的重力为160N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a=0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90N，取地球表面处重力加速度g=10m∕s2，地球半径R=6400km。求：（1）此处的重力加速度的大小g’；（2）此处离地面的高度H；（3）在此高度处运行的卫星速度v．参考答案：（1）由在地表仪器重160N，可知仪器质量m=16kg……①根据牛顿第二定律，有

F－mg′=ma……②（3分）

代入数据，得

g′=0.625m/s2

……③（1分）（2）设此时飞船离地高度为H，地球质量为M，该高度处重力加速度……④（2分）地表重力加速度

……⑤（1分）联立各式得H=3R=1.92×107m……⑥（1分）（3）设该高度有人造卫星速度为v，其向心力由万有引力来提供，有……⑦（3分）由⑤⑦式得

……⑧（1分）18.光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l=1m，左侧接R=0.3Ω的电阻．区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁感应强度B=1T，磁场宽度为s=1.5m．一质量m=1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好．金属棒受到水平力F的作用，从磁场的左边界由静止开始做匀加速运动，加速度a=0.5m/s2．（1）求水平力F与速度v的关系；（2）若在金属棒未出磁场区域时撤去外力，此后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0﹣x，且棒运动到ef处时恰好静止．①通过计算证明金属棒在撤去外力后的过程满足动能定理．②画出金属棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的图线（要求有解析过程，并在坐标轴上标出关键点）．参考答案：考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；动能定理．专题： 电磁感应与电路结合．分析： （1）根据感应电动势、欧姆定律得到电阻R两端的电压与金属棒速度v的关系式，根据速度均匀增大，求出棒的加速度，并解得B．（2）①从这角度去分析证明：安培力做功等于动能的该变量②求出加速阶段的末速度和位移，作出棒在整个运动过程中速度v随位移x变化的图线．解答： 解：（1）金属棒受到水平力F的作用，从磁场的左边界由静止开始做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F﹣BIl=ma而I=，E=Blv故有：F=+ma=（2）棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0﹣x，故减速过程的位移为：x′=由于安培力F=BIl=，故F与速度v成正比，而v