河南省漯河市源汇区博爱学校2023年高三物理上学期期末试题含解析

河南省漯河市源汇区博爱学校2023年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.半径为R的光滑圆环轨道竖直放置，一质量为m的小球恰能在此圆轨道内做圆周运动，

则小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为

A.3mg

B4mg

C.5mg

D·6mg参考答案：D设小球的质量为m，经过最低点时速度大小为，由题意小球恰好能通过圆环的最高点，则在最高点时，小球对圆环的压力为零，由重力提供向心力，即mg=m，由最高点运动的最低点，根据机械能守恒定律得mg?2R+mv2=m2

，在最低点，根据牛顿第二定律得联立以上各式解得

N=6mg,

根据牛顿第三定律可知．小球在轨道最低点处对轨道的压力大小为6mg。2.（多选）如图所示为一个有界的足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，一个不计重力的带正电的粒子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场区域，电子进入磁场时速度方向与边界夹角为θ，下列有关说法正确的是A．若θ一定，速度v越大，粒子在磁场中运动时间越长B、粒子在磁场中运动时间与速度v有关，与角θ大小无关C、若速度v一定，θ越大，粒子在磁场中运动时间越长D、粒子在磁场中运动时间与角度θ有关，与速度v无关参考答案：CD3.如图所示，小球的密度小于杯中水的密度，弹簧两端分别固定在杯底和小球上．静止时弹簧伸长△x．若全套装置做自由落体运动，则在下落过程中弹簧的伸长量将A.仍为△x

B.大于△xC.小于△x，大于零

D.等于零参考答案：D小球开始受重力、浮力和弹簧的拉力处于平衡，当自由下落时，处于完全失重状态，浮力消失，小球的加速度向下，为g，则弹簧的拉力为零，形变量为零．故D正确，A、B、C错误．故选D．4.如图所示，某点O处固定一点电荷+Q，一电荷量为-q1的点电荷以O为圆心做匀速圆周运动，另一电荷量为-q2的点电荷以O为焦点沿椭圆轨道运动，两轨道相切于P点。两个运动电荷的质量相等，它们之间的静电引力和万有引力均忽略不计，且q1>q2。当-q1、-q2经过P点时速度大小分别为v1、v2，加速度大小分别为a1、a2，下列关系式正确的是 A．a1=a2

B．a1<a2

C．v1=v2

D．v1>v2参考答案：D在P点时，两电荷受力均为库仑力,分别为F1=,F2=

∵q1＞q2∴F1＞F2

由牛顿第二定律F=ma，因为m相同，所以a1＞a2，所以AB均错误．

在P点有a=，∵a1＞a2

∴V1＞V2所以C错误，D正确．故此题应选D．5.如图所示的位移—时间（s—t）图象和速度—时间（v—t）图象中，给出四条曲线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（

）A．图线1表示物体做曲线运动B．s—t图象中t1时刻1的速度大于2的速度C．v—t图象中0至t3时间内3和4的平均速度大小相等D．两图象中，t2、t4时刻都表示2、4开始反向运动参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子(＋10e)，即中微子＋11H―→01n＋＋10e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．（3分）(填写选项前的字母)A．0和0

B．0和1C．1和0

D．1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即

＋10e＋－10e―→2γ.

已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为____

____J．（4分）

普朗克常量为h=6.63×10－34J·s

1u质量对应的能量为931.5MeV参考答案：7.一定质量的理想气体状态变化如图。其中a→b是等温过程，气体对外界做功100J；b→c是绝热过程，外界时气体做功150J；c→a是等容过程。则b→c的过程中气体温度_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)，a-→b→c→a的过程中气体放出的热量为_______J。参考答案：

(1).升高

(2).50【分析】因为是一定质量的理想气体，所以温度怎么变化内能就怎么变化，利用热力学第一定律结合气体定律逐项分析，即可判断做功和吸放热情况；【详解】过程，因为体积减小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有：，又因为绝热过程故，故，内能增加，温度升高；a→b是等温过程，则，气体对外界做功100J，则，则根据热力学第一定律有：；b→c是绝热过程，则，外界对气体做功150J，则，则根据热力学第一定律有：；由于c→a是等容过程，外界对气体不做功，压强减小，则温度降低，放出热量，由于a→b是等温过程，所以放出的热量等于b→c增加的内能，即，则根据热力学第一定律有：；综上所述，a→b→c→a的过程中气体放出的热量为。【点睛】本题考查气体定律与热力学第一定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，注意理想气体的内能与热力学温度成正比以及每个过程中做功的正负。8.如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，空间中有垂直纸面向里的匀强磁场。甲、乙叠放在一起，二者无相对滑动地沿粗糙的斜面，由静止开始加速下滑，在加速阶段，甲、乙两物块间的摩擦力将

乙物块与斜面间的摩擦力将

（填增大、减小或不变）参考答案：减小，增大；9.为了仅用一根轻弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面的动摩擦因数μ（设μ为定值），某同学经查阅资料知：一劲度系数为k（设k足够大）的轻弹簧由形变量为x至恢复到原长过程中，弹力所做的功为，于是他设计了下述实验：第一步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止，且滑块与弹簧已分离；第二步；将滑块挂在竖直固定的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态。回答下列问题：

①你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是（写出名称并用符号表示）：____________________。②用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式：____________参考答案：①弹簧被压缩的长度x1，滑块滑行的总距离s；弹簧悬挂滑块时伸长的长度x2；②(有其他表示方法也可以算正确)10.利用图（a）实验可粗略测量人吹气时对小球的作用力F．两端开口的细玻璃管水平放置，管内放有小球，实验者从玻璃管的一端A吹气，小球从另一端B飞出，测得玻璃管口距地面高度h，小球质量m，开始时球静止的位置到管口B的距离x，落地点C到管口B的水平距离l．然后多次改变x，测出对应的l，画出l2﹣x关系图线如图（b）所示，由图象得出图线的斜率为k．重力加速度为g．（1）不计小球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，小球从B端飞出的速度v0=．（2）若实验者吹气时对小球的水平作用力恒定，不计小球与管壁的摩擦，吹气时对小球作用力F=．参考答案：解：（1）棉球从B端飞出做平抛运动，根据平抛运动的基本公式得：

l=v0t，h=解得：v0=（2）根据动能定理可得：Fx=故：Fx==又：故：F=故答案为：11.在某一力学实验中，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔是T。测出纸带各计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4，为使由实验数据计算的结果更精确些，加速度的平均值为a=

；打下C点时的速度vc

。(写出表达式)参考答案：（2分）

12.11．某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地重力加速度为g=9.80m/s2。实验中该同学得到的一条点迹清晰的完整纸带如图（b）所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。回答下列问题（计算结果保留3位有效数字）（1）打点计时器打B点时，重物速度的大小vB=

m/s;3.90（2）通过分析该同学测量的实验数据，他的实验结果是否验证了机械能守恒定律？简要说明分析的依据。

参考答案：（1）vB2/2=7.61(m/s)2

（2）因为mvB2/2≈mghB，近似验证机械能守恒定律13.如图所示，是一列简谐横波在t=0时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时，x=1．5m处的质点向y轴正方向振动，可以推知：这列波正在沿x轴(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为___________m／s．写出x=1．5m处质点做简谐运动的表达式_________________________________________________。参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案：

答案:

气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）15.

（选修3-3）（4分）估算标准状态下理想气体分子间的距离（写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字）参考答案：解析：在标准状态下，1mol气体的体积为V=22.4L=2.24×10-2m3

一个分子平均占有的体积V0=V/NA

分子间的平均距离d=V01/3=3.3×10-9m四、计算题：本题共3小题，共计47分16.用直径为的超导材料制成的导线做成一个半径为的圆环。圆环处于超导状态，环内电流为。经过一年，经检测发现，圆环内电流的变化量小于。试估算该超导材料电阻率数量级的上限。提示：半径为的圆环中通以电流后,圆环中心的磁感应强度为

,式中、、各量均用国际单位，。参考答案：根据题中所给的条件，当圆环内通过电流时，圆环中心的磁感应强度

穿过圆环的磁通量可近似为

（1）根据法拉第电磁感应定律，电流变化产生的感生电动势的大小

（2）圆环的电阻

（3）根据题设条件，，，,代入（3）式得

（4）由电阻与电阻率、导线截面积、长度的关系

及已知导线的直径，环半径，得电阻率

（5）17.如图所示，一劲度系数为k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg的物体A、B。物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F在上面物体A上，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.4s物体B刚要离开地面，设整个过程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2，求：（1）此过程中所加外力F的最大值和最小值。（2）此过程中外力F所做的功。参考答案：（45N，285N）

（49.5J）18.如图(a)所示，在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，当甲车受到水平向右的瞬时冲量时，随即启动打点计时器，甲车运动一段距离后，与静止的乙