江苏省南通市易家桥中学2023年高三物理下学期期末试卷含解析

江苏省南通市易家桥中学2023年高三物理下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1.三个质点同时同地沿直线运动的位移图线如图1所示，则下列说法中正确的是

A．在t0时间内，它们的平均速度大小相等

B．在t0时间内，它们的平均速率大小相等

C．在t0时间内，Ⅱ、Ⅲ的平均速率相等

D．在t0时间内，Ⅰ的平均速度最大参考答案：2.（多选）在光滑水平面上，、两小球沿水平面相向运动.当小球间距小于或等于时，受到大小相等、方向相反的相互排斥恒力作用，小球间距大于时，相互间的排斥力为零，小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运动时速度随时间的变化关系图象如图所示，由图可知

A.球质量大于球质量B.在时刻两小球间距最小C.在时间内两小球间距逐渐减小D.在时间内球所受排斥力方向始终与运动方面相反参考答案：AC3.如图甲所示的电路中，电磁铁D在通电时能将衔铁S吸起使电灯电路断开。图乙电路能实现与图甲相同的功能。则图乙中虚线框内的门电路是（

）A．或门

B．与门

C．与非门

D．或非门参考答案：D解析：两个开关并联，或门；电磁铁D在通电时能将衔铁S吸起使电灯电路断开，非门；图乙电路能实现与图甲相同的功能，则图乙中虚线框内的门电路是或非门。4.科学家发现宇宙空间中两颗质量相等的星球绕其连线中心转动时，理论计算的周期与实际观测周期不符，且（k＞1）。因此，科学家认为在两星球之间存在暗物质。假设以两星球球心连线为直径的球体空间均匀分布着暗物质，两星球的质量均为m。则暗物质的质量为（

）A. B. C. D.参考答案：A【详解】双星均绕它们的连线的中点做圆周运动，设它们之间的距离为L，万有引力提供向心力得：，解得：，根据观测结果，星体的运动周期，这种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量，位于中点O处的质点的作用相同，则有：，解得：，所以：，故A正确，B、C、D错误；5.一质点做匀变速直线运动，某一段位移内平均速度为v，且已知前一半位移内平均速度为v1，则后一半位移的平均速度v2为（

）

A．

B．

C．

D．参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图甲所示为实验装置的简图。(交流电的频率为50Hz)（1）如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为__

______m/s2。(保留两位有效数字)（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60请在如图12所示的坐标纸中画出图线，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是______________________。参考答案：7.在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，某同学拿玻璃砖当尺子，用一支粗铅笔在白纸上画出玻璃砖的两边界，造成两边界间距离比玻璃砖宽度大了少许，如图所示，则他测得的折射率

。（填“偏大”“偏小”或“不变”）。参考答案：偏小8.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行，逆水时用1.5h，顺水时用1h，则往返一次的平均速度为________，平均速率为_________。参考答案：0，0.8km/h9.左图为一列简谐横波在t=20秒时波形图，右图是x=200厘米处质点P的振动图线，那么该波的传播速度为________厘米/秒，传播方向为________________。

参考答案：100；负X方向10.某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，他们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。由此可知①波长λ=

m；②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是

cm。参考答案：20，-611.人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。针对这种环境，某兴趣小组通过查资料获知，：弹簧振子做简谐运动的周期为（其中m时振子的质量，k时弹簧的劲度系数）。他们设计了一种装置来间接测量物体的质量，如图所示，A时带夹子的金属块，金属块和夹子的总质量为m0，B时待测质量的物体（可以被A上的夹子固定），弹簧的劲度系数k未知，当他们有一块秒表。

（1）请你简要地写出测量待测物体质量的方法，测量的物理量用字母表示①______________________________；

②______________________________。（2）用所测物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为m＝____（3）由于在太空中受到条件限制，只能把该装置放在如图所示的粗糙的水平桌上进行操作，则该操作对该实验结果________（填“有”或“无”）影响，因为___________________参考答案：(1)

①不放B时用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t1②将B固定在A上，用秒表测出弹簧振子完成30次全振动的时间t2（此两步共4分，明确写出只测一次全振动时间的最多给2分）(2)

（2分）(3)

无（1分）

物体与支持面之间没有摩擦力，弹簧振子的周期不变。（3分）12.平行板电容器所带量Q=4×l0-8C，它的两极板之间电压U=2v，则它的电容为

F；如果电量减少一半，则两板间电势差变为

V。参考答案：2×10-8F

1V电容；当电量减小一半，电容不变，则电势差；13.如图所示，实线为一列简谐波在t＝0时刻的波形，虚线表示经过Dt＝0.2s后它的波形图，已知T＜Dt＜2T（T表示周期），则这列波传播速度可能值v＝________________；这列波的频率可能值f＝________________。参考答案：向右0.25m/s，向左0.35m/s；向右6.25Hz，向左8.75Hz。

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）．一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）电子在磁场中运动的时间t．参考答案：答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： （1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出磁感应强度．（2）根据电子转过的圆心角与电子做圆周运动的周期可以求出电子的运动时间．解答： 解：（1）设电子在磁场中轨迹的半径为r，运动轨迹如图，可得电子在磁场中转动的圆心角为60°，由几何关系可得：r﹣L=rcos60°，解得，轨迹半径：r=2L，对于电子在磁场中运动，有：ev0B=m，解得，磁感应强度B的大小：B=；（2）电子在磁场中转动的周期：T==，电子转动的圆心角为60°，则电子在磁场中运动的时间t=T=；答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为；（2）电子在磁场中运动的时间t为．点评： 本题考查了电子在磁场中的运动，分析清楚电子运动过程，应用牛顿第二定律与周期公式即可正确解题．15.（10分）一物体在A、B两点的正中间由静止开始运动（设不会超越A、B），其加速度随时间变化如图所示，设向A的加速度方向为正方向，若从出发开始计时，则：

（1）物体的运动情况是___________________。（2）4S末物体的速度是______，0-4S内物体的平均速度是________。（3）请根据图画出该物体运动的速度-时间图像。参考答案：（1）一直向A运动（2分）；（2）0；2m（4分）；（3）如图（4分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长H＝50m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m＝50kg的被困人员B，直升机A和被困人员B以v0＝10m/s的速度一起沿水平方向匀速运动，如图4－2－15甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在5s时间内，A、B之间的竖直距离以l＝50－t2(单位：m)的规律变化，取g＝10m/s2.(1)求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小．(2)求在5s末被困人员B的速度大小及位移大小．(3)直升机在t＝5s时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示．此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)参考答案：17.如图甲所示，两平行金属板长度l不超过0.2m，两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场，磁感应强度B=0.01T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中，初速度方向沿两板间的中线OO’方向。磁场边界MN与中线OO’垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg，粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。(1) 在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理能够成立的理由；(2)设t=0.1s时刻射人电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场，求该带电粒子射出电场时速度的大小；(3) 对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射人磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试判断d的大小是否随时间变化？若不变，证明你的结论；若变化，求出d的变化范围。参考答案：解：(1)带电粒子在金属板间运动时间t＝，T＝0.2s

得t<<T，(或t时间内金属板间电压变化ΔU≤2×10－3

V，变化很小)

故t时间内金属板间的电场可以认为是恒定的

(2)t＝0.1s时刻偏转电压U＝100V

带电粒子沿两板间的中线射入电场恰从平行金属板边缘飞出电场，电场力做功W＝qU

由动能定理：W＝mv12－mv02

代入数据可得v1＝1.41×105

m/s

(3)设某一任意时刻射出电场的粒子速率为v，速度方向与水平方向的夹角为α，则

v＝

粒子在磁场中有qvB＝m

可得粒子进入磁场后，在磁场中做圆周运动的半径R＝

由几何关系d＝2Rcosαks5u

可得：d＝＝0.2m，故d不随时间而变化ks5u18.图甲为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流感应器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I﹣t图象，足够长光滑金属轨道电阻不计，宽度为L=0.2m，倾角为θ=30°，轨道上端连接的定值电阻的阻值为R=0.9Ω，金属杆MN的电阻为r=0.1Ω，质量为m=1kg．在轨道区域加一垂直于轨道平面向下、磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场，让金属杆在轨道平面向下、大小随时间变化的拉力F作用下由静止开始下滑，计算机显示出如图乙所示的I﹣t图象（I0=0.2A，t0=1s）．设杆在整个运动过程中与轨道垂直．（1）试推导出金属杆的速度v随时间t变化的关系式；（2）试推导出拉力F随时间t变化的关系式；（3）金属杆从静止开始下滑2s时间，在定值电阻所产生的焦耳热为Q=90J，则拉力做的功W为多少？参考答案：解：（1）由图乙得：I=，由导体棒切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得：E=BLv，根据闭合电路的欧姆定律可得：I=，解得：v=2t（m/s）；（2）由上知棒做匀加速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，安培力大小：F安=BIL=0.02t，取沿斜面向下为正，由牛顿第二定律得：F+mgsinθ﹣F安=ma可得拉力F=0.02t﹣3（N）；（3）金属杆从静止开始下滑t=2s时间内通过的位移为x=，2s时刻的速度v=a?t=4m/s，根据串联电路的规律知棒产生的热量，所以整个过程中克服安培力做的功为WA=90J+10J=100J；根据动能定理得：mgsinθ?x+W﹣WA=﹣0，解得W=．答：（1）金属杆的速度v随时间t变化的关系式