上海七宝德怀特高级中学2022-2023学年高三物理下学期期末试题含解析

上海七宝德怀特高级中学2022-2023学年高三物理下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.

对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是

（A）将两极板的间距加大，电容将增大

（B）将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小

（C）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶次板，电容将增大

（D）在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大参考答案：答案：BCD2.（多选）无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器，很多种高档汽车都应用无极变速。如图所示是截锥式无极变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。假设滚动轮位于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置，主动轮转速n1、从动轮转速n2，下列说法正确的是（

）A．

B．C．若主动轮转速恒定，当滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加D．若主动轮转速恒定，当滚动轮从右向左移动时，从动轮转速增加参考答案：BD3.长度不同的两根细绳悬于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在同一水平面内作圆锥摆运动，如图所示，则两个圆锥摆相同的物理量是A．周期

B．线速度的大小C．向心力

D．绳的拉力参考答案：A4.（多选）如图所示为缓慢关门时（图中箭头方向）门锁的示意图，锁舌尖角为37°，此时弹簧弹力为24N，锁舌表面较光滑，摩擦不计（sin37°=0.6，cos37°=0.8），则下列说法正确的是（）A．关门时锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大B．关门时锁壳碰锁舌的弹力保持不变C．此时锁壳碰锁舌的弹力为40ND．此时锁壳碰锁舌的弹力为30N参考答案：考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：关门时，锁舌受到锁壳的作用力，弹簧被压缩，根据力的分解原则求解此时弹簧的弹力．解答：解：A、关门时，锁舌受到锁壳的作用力，弹簧被压缩，处于压缩状态，则弹力增大，A正确B错误；C、对锁舌，受到弹簧弹力，锁壳的作用力，受力平衡，则有：F弹=Fsin37°；因此F=N=40N，故C正确，D错误；故选：AC．点评：弹簧被压缩时提供支持力，拉伸时提供拉力，同时要求同学们能对锁舌进行正确的受力分析，难度不大，属于基础题．5.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则(

)A．P、Q两点处的电荷等量同种B．a点和b点的电场强度相同C．c点的电势低于d点的电势D．负电荷从a到c，电势能减少参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内，如图所示，则电源内阻r=4Ω，当电流为1.5A时，外电路的电阻R=Ω．参考答案：考点：电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．专题：恒定电流专题．分析：三种功率与电流的关系是：直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI﹣I2r，根据数学知识选择图线．根据图线a斜率求解电源的电动势．由图读出电流I=1.5A时，发热功率Pr=I2r，求出电源的内阻．解答：解：根据直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI﹣I2r，E==8V．内部的发热功率Pr=I2r，内阻为r==4Ω，当电流为1.5A时，由图读出电源的功率PE=12W．由PE==故答案为：4

点评：本题首先考查读图能力，物理上往往根据解析式来理解图象的物理意义．7.（4分）在光滑的水平面内，一质量ｍ＝1kg的质点，以速度＝10m/s沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图所示。如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间为

s，质点经过Ｐ点时的速率为

____

m/s．（）

参考答案：3；18.038.欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星。若该行星质量为M，半径为R，万有引力恒量为G，则绕该行星运动的卫星的第一宇宙速度是______________。设其质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍，在该行星表面附近沿圆轨道运行的人造卫星的动能为Ek1，在地球表面附近沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为Ek2，则为______________。参考答案：，10/39.倾角为＝30°的斜面体放在水平地面上，一个重为G的球在水平力F的作用下，静止在光滑斜面上，则水平力F的大小为

；若将力F从水平方向逆时针转过某一角度后，仍保持F的大小，且小球和斜面也仍旧保持静止，则此时水平地面对斜面体的摩擦力f＝[番茄花园23]

。参考答案：10.（选修3－4）（4分）如图所示，为某时刻一列简谐横波的波形图象，已知此列波的振动周期为4s，由图可知这列波的传播速度大小为

m/s，若此时波形上质点A正经过平衡位置向上运动，则知波的传播方向是

。参考答案：答案：6（2分）；x的正方向（或水平向右）（2分）11.有两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90°时，合力为F，则当它们的夹角为120°时，合力的大小为_____________。参考答案：12.用实验探究单摆的周期与摆长的关系，为使单摆周期的测量值更精确，测量n次全振动的时间t，n应适当

(选填"大"或"小")些；改变摆线长，测量多组摆长l和相应的振动周期T的数据，用图象处理数据.要得到线性图象，应选用

(选填"T-l"、"T-l2"或"T2-l")图象.参考答案：13.如右图所示，a、b、c是匀强电场中的直角三角形的三个顶点，已知a、b、c三点的电势分别为φa＝8V，φb＝－4V，φc＝2V，已知ab＝10cm，ac＝5cm，ac和ab的夹角为60°，试确定场强的方向___________大小____________参考答案：方向斜向右上与ac成30°

80V/m三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“3．8V，1.0W'”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源6V（内阻不计）

B．电流表0~3A（内阻0.lΩ以下）

C．电流表0～300mA（内阻约为2Ω）

D．电压表0～15V（内阻约为20Ω）

E．电压表0~5V（内阻约为15kΩ）

F．滑动变阻器10Ω，2A

G．滑动变阻器1kΩ，0.5A

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化．

①实验中电流表应选用

，电压表应选用

，滑动变阻器应选用

（均用序号表示）．

②在方框内画出实验电路图．

③试将如图所示器材连成实验电路．参考答案：①

C

E

F

（每空1分）②电路图如右图（3分）③连线如图（3分）15.（实验）（2015?湖南模拟）如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．

（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量不需要（填“需要”或“不需要”）（2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=5.50mm（3）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是．参考答案：（1）不需要；（2）5.50；（3）．【考点】：探究功与速度变化的关系．【专题】：实验题．【分析】：（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．（2）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．游标的零刻度线超过主尺上的刻度数为主尺读数，游标读数等于分度乘以对齐的根数．（3）光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度，根据功能关系可以求出需要验证的关系式．解：解：（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．（2）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数等于0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为：5mm+0.50mm=5.50mm．（3）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1速度为：，滑块通过光电门2速度为：，根据功能关系需要验证的关系式为：．故答案为：（1）不需要；（2）5.50；（3）．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（14分）如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距为L＝1m，定值电阻R1＝4Ω，R2＝2Ω，导轨上放一质量为m＝1kg的金属杆，导轨和金属杆的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动。图乙所示为通过R1中的电流平方随时间变化的I12—t图线，求：（1）5s末金属杆的动能；（2）5s末安培力的功率；（3）5s内拉力F做的功。参考答案：解析：（1）E＝BLv＝I1R1（2分），v＝m/s（1分），Ek＝mv2＝2.5J（1分）；（2）I＝3I1＝3A（2分），PA＝I12R1＋I22R2＝3I12R1＝2.4W或FA＝BIL＝2.4N，PA＝FAv＝2.4W（3分）；（3）由PA＝3I12R1和图线可知，PAμt，所以WA＝PAmt＝6J，（或根据图线，I12t即为图线与时间轴包围的面积，所以WA＝3I12R1t＝3××5×0.2×4＝6J）（3分）又WF－WA＝Ek，得WF＝WA＋Ek＝8.5J（2分）。17.处于第三能级的激发态氢原子向低能级跃迁时，能辐射几种频率的光？这些频率的光中，波长最大的是多少？参考答案：）解析：能产生条；

波长最大的是：18.(16分)如图，两根相距L＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：(1)电路中的电流；(2)金属棒在x＝2m处的速度；(3)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小；(4)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中外力的平均功率。参考答案：(1)在x=0时，E=B0Lv=0.5×0.4×2V=