2022-2023学年福建省莆田市土头中学高三物理期末试卷含解析

2022-2023学年福建省莆田市土头中学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）如图6所示，相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上的小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到A点后

(D)A．粒子在PQ间运动过程中，带负电粒子电势能能一定增大B．粒子在MN间运动过程中，带负电粒子动能一定增大C．粒子在MN间运动过程中，带负电粒子轨迹向上极板偏转弯曲,机械能一定增大D．粒子在MN间运动过程中，带负电粒子轨迹向下极板偏转弯曲,电势能不变参考答案：D2.一只小船在静水中的速度为3m/s，它要渡过30m宽的河，河水的速度为4m/s，则下列说法正确的是（） A． 船不能渡过河 B． 船渡河的速度一定为5m/s C． 船不能垂直到达对岸 D． 船渡河的时间不可能为10s参考答案：C考点：运动的合成和分解解：A、当静水速与河岸不平行，则船就一定能渡过河．故A错误．B、因为船的静水速的方向未知，根据平行四边形定则，无法判断船渡河的速度大小．故B错误．C、根据平行四边形定则，由于船在静水中的速度小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸．故C正确．D、当静水速与河岸垂直时，渡河时间t==s=10s．故D错误．故选：C3.质量为m的物块在平行于斜面的力F作用下，从倾角为θ的固定斜面底端A由静止开始沿斜面上滑，经B点时速率为v，此时撤去F，物块滑回斜面底端时速率也为v，若A、B间距离为x，则A．滑块滑回底端时重力的瞬时功率为mgvB．整个过程中物块克服摩擦力做功为FxC．下滑过程中物块重力做功为D．从撤去F到物块滑回斜面底端，摩擦力做功为-mgxsinθ参考答案：CD根据功率的相关定义可知，滑块滑回底端时重力的瞬时功率为mgv，选项A错误。根据动能定理可得，对于整个过程有，，解得，选项B错误。下滑过程中，由动能定理可得，，解得=，选项C正确。由动能定理可得，从撤去F到物块滑回斜面底端，有=0，解得=-mgxsinθ，选项D正确。4.交流发电机电枢中产生的交变电动势为，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是A．将电枢转速提高一倍，其他条件不变B．将磁感应强度增加一倍，其他条件不变C．将线圈的面积增加一倍，其他条件不变D．将磁感应强度增加一倍，线圈的面积缩小一半，其它条件不变参考答案：BC5.氢原子部分能级的示意图如题19图所示，不同色光的光子能量如下所示：色光光子能量范围（）红橙黄绿蓝—靛紫1.61--2.002.00—2.072.07—2.142.14—2.532.53—2.762.76—3.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为A，红、蓝一靛B，黄、绿C，红、紫D，

蓝一靛、紫参考答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D间连一个理想电流表，其读数是

A；若在C、D间连一个理想电压表，其读数是

V。参考答案：

1

67.（选修3—3）如图一活塞与汽缸密封了一定质量的气体，活塞与汽缸之间摩擦不计，可在汽缸中自有移动，汽缸固定在地面上不动。现通过一热源对汽缸加热，某同学测出气体吸收的热量为2.0×106J，算出活塞移动对外做功为2.5×106J，则气体内能______（选填“增加”或“减少”）______J,该同学测算出的数据有何问题？____________________________参考答案：答案：减少、5×10-4、违反热力学第二定律8.如图所示，用跨过光滑定滑轮的质量不计的缆绳将海面上一艘小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船从A点沿直线加速运动到B点的速度大小分别为v0和v，经历的时间为t，A、B两点间距离为d。则小船在全过程中克服阻力做的功Wf＝__________，若小船受到的阻力大小为f，则经过B点时小船的加速度大小a＝[jf24]

__________。参考答案：Wf＝Pt－mv2+mv02，a＝P/mv－f/m9.（6分）如图所示，n个相同的木块（可视为质点），每块的质量都是m，从右向左沿同一直线排列在水平桌面上，相邻木块间的距离均为l，第n个木块到桌边的距离也是l，木块与桌面间的动摩擦因数为μ．开始时，第1个木块以初速度v0向左滑行，其余所有木块都静止，在每次碰撞后，发生碰撞的木块都粘在一起运动。最后第n个木块刚好滑到桌边而没有掉下．则在整个过程中因碰撞而损失的总动能

参考答案：

10.氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量。在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核．已知氘核的比结合能是1.09MeV；氚核的比结合能是2.78MeV；氦核的比结合能是7.03MeV.则氢核聚变的方程是________；一次氢核聚变释放出的能量是________MeV.参考答案：(1)H＋H→He＋n(2分)聚变释放出的能量ΔE＝E2－E1＝7.03×4－(2.78×3＋1.09×2)＝17.6MeV11.）用欧姆表测电阻时，将选择开关置于合适的挡位后，必须先将两表笔短接，调整

▲

旋钮，使指针指在欧姆刻度的“0”处．若选择旋钮在“×100”位置，指针在刻度盘上停留的位置如图所示，所测量电阻的值为

▲

．参考答案：欧姆调零（2分）

3200（2分）欧姆表使用前首先应进行调零，即将两表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆刻度的“0”处。欧姆表读数一定不要忘记乘以倍率。12.如图所示，我们可以探究平行板电容器的电容与哪些因素有关．平行板电容器已充电，带电量为Q，静电计的指针偏角大小，表示两极板间电势差的大小．如果使极板间的正对面积变小，发现静电计指针的偏角变大，我们就说平行板电容器的电容变小（填“变大”或“变小”）；如果使两极板间的距离变大，发现静电计指针的偏角变大，我们就说平行板电容器的电容变小（填“变大”或“变小”）．我们之所以能够得出这些结论是因为电容器的电容C=．参考答案：考点：电容器的动态分析．专题：电容器专题．分析：根据电容的决定式，分析电容如何变化，由电容的定义式分析板间电压的变化，再判断静电计指针偏角的变化．解答：解：根据C=，正对面积变小说明电容减小，又C=，电压增大则发现静电计指针的偏角变大；使两极板间的距离变大，根据C=，说明电容减小，又C=，电压增大则发现静电计指针的偏角变大．我们之所以能够得出这些结论是因为电容器的电容C=故答案为：变小，变小，点评：本题是电容器动态变化分析问题，关键要掌握电容的决定式和电容的定义式，并能进行综合分析．13.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转角速度为，则沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为________；某地球同步通讯卫星离地面的高度H为_________．参考答案：2π，解析：由mg=mR，解得沿地球表面运行的人造地球卫星的周期为T=2π。地球同步通讯卫星，绕地球转动的角速度为ω，由G=mrω，r=R+H，GM/R2=g联立解得H=。三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现要描绘这个灯泡的伏安特性图线．有下列器材供选用：A．电压表（0～5V，内阻约为10kΩ）B．电压表（0～10V，内阻约为20kΩ）C．电流表（0～0．3A，内阻约为1Ω）D．电流表（0～0．6A，内阻约为0．4Ω）E．滑动变阻器（10Ω，2A）F．学生电源（直流6V），还有电键、导线若干（1）实验中所用电压表应选用

，电流表应选用

(选填器材前的字母)．（2）实验时要求尽量减小实验误差，测量电压从零开始多取几组数据，请将（甲）图中实物连接成满足实验要求的测量电路．（3）该同学根据实验数据作出了如图乙的U-I图象，根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）参考答案：15.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度L=

mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径D=

mm；（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值R=

Ω。（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R电流表A1（量程0～10mA，内阻约50Ω）电流表A2（量程0～50mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0～3V，内阻约30kΩ）电压表V2（量程0～15V，内阻约50kΩ）直流电源E（电动势4V，内阻不计）滑动变阻器R1（阻值范围0～50Ω，允许通过的最大电流0.5A）开关S、导线若干。为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在右框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.核聚变反应需要几百万度以上的高温，为了把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内，通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。现用下述简化的模型来研究这一问题，如图所示，两个同心圆为匀强磁场的内外边界，，，磁场方向垂直纸面向里，已知带正电粒子的比荷，匀强磁场的磁感应强度，带正电的粒子以某一速度v从内边界上的A点射入磁场区域。不考虑带电粒子因高速运动产生的相对论效应。（1）导出带电粒子在磁场区域中作圆周运动的轨道半径r与上述各量的关系式（用已知量字母代号q、m、B、v表示）；（2）若上述带电粒子从A点沿半径方向射入磁场区域恰好不穿出外边界，请在图中画出粒子的运动轨迹示意图；（3）若大量上述粒子从A点沿各个方向射入磁场区域，求所有粒子均不穿出磁场区域外边界时粒子的最大速度v0。

参考答案：（1）带电粒子从A点射入磁场区域后，由牛顿运动定律和向心力公式得

①

（2分）∴

②

（2分）（2）粒子运动轨迹如图1所示。

（6分）（3）由①式得带电粒子运动速率，即v与r成正比。由题意可知，该粒子从A点射入磁场区域又不离开磁场外边界的最小可能轨道半径（如图2）

③

（4分）由此可得粒子从A点射入磁场区域又不离开磁场外边界的允许的最大速率

④

（2分）∴

⑤

得

17.宇宙中存在许多双星系统．它由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离．双星系统距其他星体很远，可以不考虑其它星体对它们的作用．根据测定，某一双星系统中两颗星体A、B的质量分别为M1、M2，两星间相距L，它们都围绕两者连线上的某一固定点O做匀速圆周运动，引力常量为G．⑴求AO间的距离r1；⑵试计算该双星系统的周期T．参考答案：18.（18分）如图18所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直轨道相切，半径R＝0.5m，物块A以v0＝6m/s的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨道上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动，P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为L＝0.1m，物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为μ＝0.1，A、B的质量均为m＝1kg（重力加速度g取10m/s2；A、B视为质点，碰撞时间极短）。⑴求A滑过Q点时的速度大小v和受到的弹力大小F；⑵若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值；⑶求碰后AB滑至第n个（n＜k）光滑段上的速度vn与n的关系式。参考答案：⑴v＝4m/s，F＝22N；⑵k＝45；vn＝m/s（其中n＝1、2、3、…、44）⑴物块A从开始运动到运动至Q点的过程中，受重力和轨道的弹力作用，但弹力始终不做功，只【考点定位】动能定理（机械能守恒定律）、牛顿第二定律、匀变速直线运动速度-位移式关系、向心力公式、动量守恒定律的应用，以