湖北省黄冈市余江第二中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

湖北省黄冈市余江第二中学2022-2023学年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.如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，气体最初的体积为V0，气体最初的压强为；汽缸内壁光滑且缸壁是导热的。开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，设周围环境温度保持不变，已知大气压强为p0，重力加速度为g。求：①活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V；②整个过程中通过缸壁传递的热量Q（一定质量理想气体的内能仅由温度决定）。参考答案：：①设活塞在B处时被封闭气体的压强为p，活塞受力平衡（1分）

解得

（1分）

由玻意耳定律：

（2分）

得气体体积：

（1分）②由于气体的温度不变，则内能的变化（1分）由能量守恒定律可得

（1分）

活塞下降的高度为：

（1分）通过缸壁传递的热量：2.（单选）如图为质谱仪的结构原理图，磁场方向如图，某带电粒子穿过S′孔打在MN板上的P点．则（）A．该粒子一定带负电B．a极板电势一定比b极板高C．到达P点粒子的速度大小与ab间电磁场强弱无关D．带电粒子的比值越大，PS′间距离越大参考答案：解：A、粒子在里的磁场中向右运动，向上偏转，由左手定则可知粒子带正电，故A错误；B、由左手定则可知，粒子在选择器中受向上的洛伦兹力，由qE=qvB，此时粒子受力平衡，电场力的方向向下，所以电场强度的方向也向下，a极板电势一定比b极板高．故B正确；C、由qE=qvB可知，粒子的速度：v=，到达P点粒子的速度大小与ab间电磁场强弱有关．故C错误；D、由洛伦兹力提供向心力得：qvB=，则：=知荷质比越大，r越小，PS′间距离越小，越靠近狭缝，故D错误．3.如图所示电路，电源内阻不可忽略，且R1＞r。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（

）A．电压表与电流表的示数都减小

B．电压表与电流表的示数都增大C．R1上消耗的功率增大D．电源输出的功率增大参考答案：ACD4.如图，上表面粗糙U金属导轨abcd固定在绝缘水平面上，导体棒ef放在导轨右端，导体棒与金属导轨接触良好，整个装置处一竖直向上的磁场，磁场的变化如图所示，导体棒ef总处于静止状态，则A.

t=0时回路电流I=0

B.接近1s时ef受安培力最大C.0—5s过程导体棒ef一直有向右滑动的趋势

D.0-1s回路感应电流与3-5s感应电流方向相反参考答案：BD5.如图所示是某质点运动的速度图像，由图像得到的正确结果是A、0~1s内的平均速度是2m/s

B、0~1s内的位移大小是3mC、0~1s内的加速度大于2~4s内的加速度D、0~1s内的运动方向与2~4s内的运动方向相反参考答案：AD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.一端封闭的玻璃管自重为G，横截面积为S，内装一段高为h的水银柱，封闭了一定质量的气体。现将玻璃管封闭端用弹簧测力计悬起，另一端没入水银槽中，如图所示。当玻璃管没入一定深度后，弹簧测力计的示数为G。若当时的大气压为p0，则此时管内上方气体的压强为_______，玻璃管内、外水银面的高度差△x为_______。(设玻璃管壁的厚度不计)

参考答案：p0

h

7.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有拴连。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B1点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB1的距离为L1，并记录此过程中弹簧对木块做的功为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并列在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B2、B3……停下，测得OB2、OB3……的距离分别为L2、L3……作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的图象如图乙所示。（1）根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为

（2）W—L图线不通过原点的原因是

。（3）求出弹簧被压缩的长度为

cm。参考答案：（1）W与成线性关系（2）未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做（3）

3

cmKs5u8.改变物体内能有两种方式，远古时代“钻木取火”是通过____________方式改变物体的内能，把___________转变成内能。参考答案：做功

机械能9.一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连，在木板的上方有一质量m为2kg的物块，若在物块上施加一竖直向下的外力F，此时木板和物块一起处于静止状态，如图所示。突然撤去外力，木板和物块一起向上运动0.2m时，物块恰好与木板分离，此时木板的速度为4m/s，则物块和木板分离时弹簧的弹力为________N，木板和物块一起向上运动，直至分离的过程中，弹簧弹力做的功为________J。参考答案：０

N；

５０

J。10.某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板、打点计时器、交流电源、木块、纸带、米尺、8个质量均为20g的钩码以及细线等。实验操作过程如下：A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；B．使木块靠近打点计时器，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n；C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B；D．测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如表所示。(1)实验开始时，必须调节滑轮高度，保证________________________(2)根据表乙数据，作出a-n图象如图丙；由图线得到μ=____________(g=9.8m/s2)，还可求出的物理量是________________(只需填写物理量名称)。

n

4

5

6

7

8a/(m/s2)0.501.302.203.003.90

参考答案：（1）细线与木板表面平行

（2分）（2）0.29～0.31

（4分）

木块的质量

11.某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为___________，太阳的质量可表示为__________。参考答案：12.（6分）如图所示，电阻R1、R2、R3及电源内阻均相等，则当开关S接通后，流过R2的电流与接通前的比为___________。参考答案：13.带电量为C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是V；（2）A点的电势V；（3）电势能的变化J；（4）把电量为C的电荷放在A点的电势能J．参考答案：（1）V；（2）V；（3）J；（4）三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动．（2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是P、Q二球相碰．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上是匀速运动．（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图（3）所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为1.25cm，则由图可求得拍摄时每0.036s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为0.07m/s．参考答案：考点：研究平抛物体的运动．专题：实验题；平抛运动专题．分析：（1）探究平抛运动的规律中，实验甲同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动．若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．（2）实验乙同时让P球做平抛运动，Q球做匀速运动．若两小球相碰，则说明平抛运动水平方向是匀速运动．（3）用频闪照相仪得到的图片，它们间的时间是相等，但1的位置并不一定是抛出点．所以处理时1位置的竖直方向有初速度．因此利用在相等的时间内位移之差是恒定的，结合重力加速度可求出它们间的时间．再利用水平方向的位移结合时间可算出抛出速度．解答：解：（1）在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．故答案为：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．（2）让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动．故答案为：两球PQ将相碰，平抛运动的水平分运动是匀速直线运动．（3）平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；在竖直方向：由△h=gt2可得

t==≈0.036s水平方向：由x=v0t得：

v0===0.07m/s；故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；（2）P、Q二球相碰，平抛运动在水平方向上是匀速运动；（3）0.036，0.7．点评：通过实验探究出平抛运动处理的规律，并掌握了运动的合成与分解，同时运用运动学公式解题，难度适中．15.

图8为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：(1)闪光频率是______Hz；(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；(3)小球经过B点的速度大小是______m/s.

参考答案：

(1)10；

(2)1.5；

(3)2.5四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示是在刚刚结束的全运会我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿，运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计），求：（计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s2）

（1）运动员起跳时的速度v；（2）从离开跳台到手接触水面的过程中所经历的时间t（结果保留3位）。参考答案：解析：（1）上升阶段：

（2）上升阶段：

自由落体：又

故

17.飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，自脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生不同正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的方形区域，然后到达紧靠在其右侧的探测器。己知极板a、b间的电压为U0，问距为d，极板M、N的长度和问距均为L。不计离子重力及进入a板小孔时的初速度。(1)若M、N板间无电场和磁场，请推导出离子从a板小孔到探测器的飞行时间t与比荷k的关系式；（，q和m分别为离子的电荷量和质量）(2)若在M、N问只加上偏转电压U1，请论证说明不同正离子的轨迹是否重合；(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场。已知进入a、b间的正