河南省商丘市第五中学2023年高三物理下学期期末试卷含解析

河南省商丘市第五中学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.质点做直线运动的位移（x）和时间平方（t2）的关系图象如图所所示，则该质点(

)A.加速度大小为0.5m/s2B.任意相邻1s内的位移差都为2mC.第2s内的位移是2mD.物体第3s内的平均速度大小为2.5m/s参考答案：DA、根据x和t2的关系图象得出位移时间关系式为：，对照匀变速直线运动的位移时间公式，知物体的初速度为0，加速度为．且加速度恒定不变，A错误；B、根据可知，任意相邻1s内的位移差都为1m，B错误；C、0～2s内的位移为：，第1s内的位移，则第2s内的位移是1.5m，C错误；D、物体第3s内的位移为：，平均速度为：，D正确；故选D。2.（单选）如图所示，在竖直平面内有一半径为R的光滑固定圆弧轨道，半径OA水平，OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P处静止下落，小球沿轨道到达最高点B时对轨道压力F=mg，重力加速度为g，则下述正确的是（）A．小球运动到B时的速度为B．小球运动到B点时重力的瞬时功率为mgC．小球运动到最低点C时对轨道的压力为6mgD．AP间距为2R参考答案：解：A、在B点由牛顿第二定律得：mg+mg=解得：，故A错误；B、由P=Fv可知，在B点物体速度与重力方向垂直，故重力功率为零，故B错误；C、从B到C由动能定理可知：在C处：联立解得：FN=7mg，故C错误；D、从P到B可知：mgh=，h=R，故PA距离为：R+R=2R，故D正确；故选：D3.如图1所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r的交流电源上，输出端接在理想电流表及阻值为R的负载，变压器原副线圈匝数比值为；如果要求负载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是（）A．交流电源的效率为50%B．电流表的读数为C．负载上消耗的热功率为D．该交流电源电动势的瞬时表达式为e=Emsin参考答案：A【考点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】由图可读出最大值，周期，求得?，得出表达式，求得电压有效值可得输出功率，由输出功率与电功率求得效率，【解答】解：A、把变压器和R看做一个整体，等效电阻为R′，则当R′=r时，总功率为P总==负载功率为P负载=，则其效率为50%．则A正确，C错误；B、电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为I1=，则：=，故B错误；D、由图知周期为0.04S，则其ω=，则瞬时值表达式为e=Emsin（50π），故D错误；故选：A．4.（多选）关于力和运动的关系，下列说法中正确的是A．物体做曲线运动，其速度一定改变B．物体做曲线运动，其加速度可能不变C．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定不变D．物体在变力作用下运动，其速度大小一定改变参考答案：【知识点】物体做曲线运动的条件．D6【答案解析】AB解析：A．物体做曲线运动，因其合外力与速度不在一条直线上，其速度一定改变，故A正确；B．当所受恒定外力与初速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故B正确；C．物体做平抛运动时合外力恒定，但速度方向是变化的，故C错误；D．物体在变力作用下可以做匀速圆周运动，速度大小不变，故D错误．故选B．【思路点拨】（1）做曲线运动的条件是：合外力的方向与初速度的方向不在同一直线上（2）物体做平抛运动时合外力恒定，但速度方向是变化的；（3）物体在变力作用下可以做匀速圆周运动，速度大小不变．5.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为=0.6328μm，=3.39μm，已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为=1.96eV的两个能级之间跃迁产生的。用表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔，则的近似值为A．10.50eV

B．0.98eV

C．0.53eV

D．0.36eV参考答案：D解析：本题考查玻尔的原子跃迁理论.根据,可知当当时,连立可知。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示为a、b两部分气体的等压过程图象，由图可知．当t=0℃时，气体a的体积为0.3m3；当t=273℃时，气体a的体积比气体b的体积大0.4m3．参考答案：考点：理想气体的状态方程．分析：由图示图象求出气体在0℃时的体积，然后应用盖吕萨克定律出气体在273℃时气体的体积，然后求出气体的体积之差．解答：解：由图示图象可知，t=0℃，即：T=t+273=273K时，气体a的体积为：0.3m3，气体b的体积为0.1m3，作出气体的V﹣T图象如图所示：从图示图象可知，气体发生等压变化，由盖吕萨克定律：=C可知，当t=273℃时，即T=546K时，气体的体积变为0℃时体积的两倍，即a的体积为0.6m3，b的体积为0.2m3，气体a的体积比气体b的体积大0.6﹣0.2=0.4m3；故答案为：0.3；0.4．点评：本题考查了求气体的体积与气体的体积之差，分析图示图象，知道气体状态变化的性质，由图示图象求出气体的体积，应用盖吕萨克定律即可正确解题．7.（6分）为了估算水库中水的体积，可取一瓶无毒的放射性同位素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变6×107次，已知这种同位素的半衰期为2天，现将这瓶溶液倒入水库，8天后可以认为溶液已均匀分布在水库里，这时取1立方米水库的水样，测的水样每分钟衰变20次，由此可知水库中水的体积约为

m3（保留二位有效数字）。参考答案：

8.甲、乙两车以相同的速率在水平地面上相向做匀速直线运动，某时刻乙车先以大小为a的加速度做匀减速运动，当速率减小到0时，甲车也以大小为a的加速度做匀减速运动。为了避免碰车，在乙车开始做匀减速运动时，甲、乙两车的距离至少应为_________.参考答案：9.(7分)利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如下：①将倒U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管B连接，并注入适量的水，另一端插入橡皮塞，然后塞住烧瓶口，并在A上标注此时水面的位置K；再将一活塞置于10ml位置的针筒插入烧瓶，使活塞缓慢推移至0刻度位置；上下移动B，保持A中的水面位于K处，测得此时水面的高度差为17.1cm。②拔出橡皮塞，将针筒活塞置于0ml位置，使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶口；然后将活塞抽拔至10ml位置，上下移动B，使A中的水面仍位于K，测得此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm。(玻璃管A内气体体积忽略不计，ρ＝1.0×103kg/m3，取g＝10m/s2)(1)若用V0表示烧瓶容积，p0表示大气压强，△V示针筒内气体的体积，△p1、△p2表示上述步骤①、②中烧瓶内外气体压强差大小，则步骤①、②中，气体满足的方程分别为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(2)由实验数据得烧瓶容积V0＝＿＿＿＿＿ml，大气压强p0＝＿＿＿＿Pa。(3)(单选题)倒U形玻璃管A内气体的存在(A)仅对容积的测量结果有影响(B)仅对压强的测量结果有影响(C)对二者的测量结果均有影响(D)对二者的测量结果均无影响参考答案：（1）p0(V0+△V)=(p0+△p1)V0;

p0V0=(p0-△p2)(V0+△V);（2）560

9.58×104（3）C（1）对于步骤①，根据玻意耳定律可得p0(V0+△V)=(p0+△p1)V0;对于步骤②，根据玻意耳定律可得p0V0=(p0-△p2)(V0+△V);（2）联立解得V0＝△V=56×10ml=560ml；p0＝△p1=56×0.171×1.0×103×10Pa=9.58×104Pa。（3）倒U形玻璃管A内气体的存在对二者的测量结果均有影响，选项C正确。

10.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=11.（6分）一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子对撞前的质量均为m，动能均为EK，光速为C，普朗克常为h，则对撞过程中的质量亏损为________转化为光子波长为_____________。参考答案：2m；12.某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，分别用两种仪器来测量摆球直径，操作如图1所示，得到摆球的直径为d=19.12mm，此测量数据是选用了仪器

（选填“甲”或“乙”）测量得到的．

该同学先用米尺测得摆线的长度，再采用上题中的方法测得摆球直径，他通过改变摆长，进行多次实验后以摆长L为横坐标，T为纵坐标，作出T﹣图线，若该同学在计算摆长时加的是小球直径，则所画图线是图2中是

．（填“A”、“B”或者“C”）参考答案：（1）乙；（2）C．【考点】研究弹簧振子的周期和小球质量的关系．【分析】（1）将给出的数据域游标卡尺域螺旋测微器的最小分度比较，确定是哪一个的测量结果；（2）由单摆周期公式求出图象的函数表达式，根据函数表达式与图象，即可求解【解答】解：（1）图甲是螺旋测微器，其最小分度是0.001mm，而乙为50分度的游标卡尺，最小分度是0.02mm，d=19.12mm；符合游标卡尺的读数，不符合螺旋测微器的读数的精确度．故此测量数据是选用了仪器乙；（2）由单摆周期公式：T=2π可得：T2=L，若该同学计算摆长时候加的是小球直径，则对应的准确表达式应为：T2=（L﹣），则可知图象应与横坐标有交点，故C正确，AB错误．故选：C；故答案为：（1）乙；（2）C．13.如图所示为ABC是三角形玻璃砖的横截面，∠ABC=90°，∠BAC=30°，一束平行于AB的光束从AC边射入玻璃砖，EF是玻璃砖中的部分光路，且EF与AC平行，则玻璃砖的折射率为

，光束

（填“能”或“不能”）从E点射出玻璃砖。参考答案：由题意做出光路图可知折射率，临界角满足，可知临界角C大于30°小于45°，由于光线在E点的入射角等于30°，小于临界角，故能从E点射出玻璃砖。

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在做测量电源电动势E和内阻r的实验时，提供的器材是：待测电源一个，内阻为RV的电压表一个（量程略大于电源的电动势），电阻箱一个，开关一个，导线若干。为了测量得更加准确，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的相应示数U，以为纵坐标，R为横坐标，画出与R的关系图象,如图所示。由图象可得到直线在纵轴上的截距为m，直线的斜率为k，试根据以上信息(1)在虚线框内画出实验电路图。(2)写出、的表达式，___________；_______________参考答案：①电路图如右图所示：

②

，试题分析：（1）伏阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示：15.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种，重物从高处由静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重物的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。其中没有必要进行的步骤是__________；操作不恰当的步骤是___________。（2）某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图所示，0点为起始点，测得3点、6点、9点与第一点0间的距离分别为hA=1.75cm，hB=7.00cm，hC=15.70cm，交流电的周期是0.02s，当地的重力加速度g=9.8m/s2，设重物的质量是m=1.00kg，则从0点到6点，重物的动能增量ΔEk=____J，重物重力势能减少量ΔEp=____________J。（两空有效数字均保留至小数点后第2位）（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重物减少的重力势能总是大于重物动能的增加，其原因主要是在重物下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度为g，重物的质量为m，打点计时器的打点频率为f，AC和CE之间的距离分别为s1，s2，如图所示。请用上述已知量表示出重物在下落过程中受到的平均阻力大小为F=__________。参考答案：

(1).（1）C

(2).BD

(3).（2）0.67

(4).0.69

(5).（1）因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没必要．将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．步骤D应先接通电源后放纸带；故错误的步骤是BD.

（2）在匀变速直线运动中，时间中点瞬时速度等于该过程中的平均速度，由此可得打第6个点时的速度为：则从0点到6点，重物的动能增量：△Ek=mv62＝×1.00×(1.1625)2J≈0.67J

从打下起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量等于重力所做功，因此有：

△EP=mghB=0.69J（3）由题意可知，s1、s2是相邻的相等时间内的位移，而计数点时间T′=2T．

由△x=aT′2可得：；

设阻力大小为F，由牛顿第二定律可知，mg-F=ma，

得F=m（g-a）=m（g-）．点睛：纸带问题的处理是力学实验中常见的问题，在有纸带处理实验中，若纸带做匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度；要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(8分)若近似认为月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道在同一平面内，且均为正圆。已知这两种转动同向，如图所示。月相变化的周期为29.5天,(图示是相继两次满月，月、地、日相对位置的示意图）。求月球绕地球自转一周所用的时间T(因月球总是一面朝向地球，故T恰是月球的自转周期)。参考答案：解析：因为月球总是一面向地球，故T恰好等于月球自转周期，月球转过（2π+θ）用了29.5天

故共转过2π只用天

由地球公转知天17.如图所示，质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角θ=1060，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ=1/3（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）试求：（1）小物块离开A点的水平初速度v1（2）斜面上CD间的距离参考答案：见解析（1）对小物块，由A到B有：

…………2分在B点

…………2分所以

…………1分（2）物块沿斜面上滑：

]所以

…………2分物块沿斜面下滑：

所以