浙江省杭州市第十五高中2022-2023学年高三物理上学期期末试题含解析

浙江省杭州市第十五高中2022-2023学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.（单选）2014年1月14日，“玉兔”号月球车成功实施首次月面科学探测，在探测过程中，假设月球车以200m/h的速度朝静止在其前方0.3m的“嫦娥号”登陆器匀速运动。为避免相撞，地面指挥部耗时2s设定了一个加速度为a的减速指令并发出。设电磁波由地面传播到月球表面需时1s，则a的大小至少是A.0.02

B.0.04

C.0.06

D.0.08

参考答案：A解析：v=200m/h=m/s，指令经t0=3+1=4s后到达月球车，此时其已经运动了s=vt0=m。此后其减速运动直到速度为零，由运动的对称性有v2=2a（0.3m–m），解之得：a=0.02m/s2。只有选项A正确。2.（多选题）如图所示，质量为M的木板A静止在水平地面上，质量为m的物块B叠放在A上，A与B之间的动摩擦因数为μ1，A与地面之间的动摩擦因数为μ2，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现对B施加一水平恒力F，下列说法正确的是（）A．若μ2=0，A与B一定保持相对静止B．若μ1=μ2，A一定保持静止C．若F＞μ1mg，A与B之间一定会有相对滑动D．若A与B均向右运动且发生了相对滑动，则F一定满足F＞参考答案：BD【考点】牛顿第二定律；摩擦力的判断与计算．【分析】根据A、B之间的最大静摩擦力，隔离对A分析求出A要滑动的最小加速度，再以AB为整体求出两者的加速度，通过比较求出两者要发生相对滑动是F要满足的条件，然后通过整体法隔离法逐项分析．【解答】解：AB之间的最大静摩擦力为μ1mg，A要滑动的最小加速度为：amin=以AB为整体，由牛顿第二定律得：aA=aB=如果aA=aB＞amin，即＞，两者要相对滑动，解得：F＞﹣+μ2（m+M）gA．当μ2=0时，解得：F＞，有相对滑动，故A错误；B．当μ1=μ2时，带入解得F=0，两者相对静止，故B正确；C．要是AB有相对滑动，临界条件是F=﹣+μ2（m+M）g，当F=μ1mg时，无法比较大小，故C错误；D．由前面分析可得，当F＞﹣+μ2（m+M）g=时，AB均向右运动且发生了相对滑动，故D正确．故选：BD．3.中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的一次实验“火星—500”活动，王跃走出登陆舱，成功踏上模拟火星表面，在火星上首次留下中国人的足迹，目前正处于从“火星”返回地球途中。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则下列说法中正确的是：（

）A、飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点速度大于在Q点的速度B、飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能大于轨道Ⅱ上运动的机械能C、飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D、飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道Ⅰ同样半径运动的周期相同参考答案：AC4.电场强度E的定义式为E=，根据此式，下列说法中正确的是（）①上式说明电场中某点的场强E与F成正比，与q成反比，拿走q，则E=0②式中q是放入电场中的点电荷的电量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度③式中q是产生电场的点电荷的电量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度④在库仑定律的表达式F=中，可以把看做是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把看做是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小．A．只有①② B．只有①③ C．只有②④ D．只有③④参考答案：C【考点】电场强度．【分析】电场强度的定义式为E═，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关【解答】解：①电场强度的定义式为E=，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，故①错误；②定义式中，q是放入电场中的点电荷的电量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度，故②正确；由②知，③错误；④在库仑定律的表达式F=中，可以把看做是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把看做是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小．故④正确．由以上分析得，C正确，故选：C5.（多选题）下列说法中正确是（）A．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果B．物体温度升高，组成物体的所有分子速率均增大C．一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关参考答案：ACD【考点】热力学第二定律；热力学第一定律；封闭气体压强．【分析】气体压强的微观意义：气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生的；温度是分子平均动能的标志；明确热力学第二定律；饱和汽压与分子数密度和温度有关．【解答】解：A、气体分子不停地做无规则，气体对容器壁的压强是气体分子对容器壁频繁碰撞而产生的，故A正确．B、物体温度升高，分子平均动能增大，平均速率增大，但由于分子运动是无规则的，不是所有分子速率均增大．故B错误．C、一定质量的理想气体等压膨胀过程中，体积增大，气体对外界做功，由气态方程知，气体的温度升高，内能增大，由热力学第一定律知，气体一定从外界吸收热量．故C正确．D、根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确．E、饱和汽压与分子密度有关，与温度也有关，故E错误．故选：ACD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，重为G的物体，用绳子挂在支架的滑轮B上，绳子的另一端接在绞车D上．转动绞车，物体便能升起．设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计，杆AB和BC的质量不计，A、B、C三处均用铰链连接．当物体处于平衡状态时，杆AB所受力的大小为2.73G，杆BC所受力的大小为3.73G．参考答案：考点：力矩的平衡条件；共点力平衡的条件及其应用．分析：画出各个力，分别作出各个力的力臂，然后又力矩的平衡即可解答．解答：解：以A为支点，AB受到BC的支持力和两个绳子的拉力，它们的力臂如图1，设AB杆的长度为L，则：竖直向下的拉力的力臂；L1=LBD的拉力的力臂：BC杆的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL1+GL2=FBC?L3代入数据得：FBC=3.73G同理，以B为支点，BC受到AB的拉力和两个绳子的拉力，它们的力臂如图2，则：竖直向下的拉力的力臂：；BD的拉力的力臂：BC杆的作用力的力臂：由力矩平衡得：GL4+GL5=FAB?L6代入数据得：FAB=2.73G故答案为：2.73G；3.73G点评：本题的解题突破口是抓住AB杆和BC杆是二力杆，分别画出AB和BC的作用力方向，再根据力矩平衡条件求解．7.如图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4m/s，则质点P此时刻的振动方向沿y轴(正，负)方向，经过s，质点Q通过的路程是m．参考答案：负,

0.6

8.（4分）一个单摆做简谐运动，其振动图象如图所示，该单摆的周期T＝__________s；在2.0s末，摆球对于平衡位置的位移x＝__________cm。

参考答案：答案：2.0（或2）109.如图所示，有一块无限大的原来不带电的金属平板MN，现将一个带电量为+Q的点电荷放置于板右侧的A点，并使金属板接地。已知A点离金属板MN的距离为d，C点在A点和板MN之间，AC⊥MN，且AC长恰为。金属平板与电量为+Q的点电荷之间的空间电场分布可类比______________（选填“等量同种电荷”、“等量异种电荷”）之间的电场分布；在C点处的电场强度EC=______________。参考答案：（1）等量异种电荷

(2)

10.一物体在水平面上做匀变速直线运动，其位移与时间的关系为：（m），则物体的初速度为

，物体的加速度为

。参考答案：

答案：24

-1211.(5分)一探照灯照射在云层底面上，这底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内匀速转动，当光束转过与竖直线夹角为θ时，此刻云层底面上光点的移动速度等于

。参考答案：

答案：hω/cos2θ12.氢原子的能级如图所示，设各能级的能量值分别为，且，n为量子数。有一群处于n=4能级的氢原子，当它们向低能级跃迁时，最多可发出

种频率的光子。若n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时，发出的光子照射到某金属时恰能产生光电效应现象，则该金属的极限频率为

（用，普朗克常量表示结果），上述各种频率的光子中还能使该金属产生光电效应的光子有

种。参考答案：13.（4分）如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上匀加速运动，a与水平方向的夹角为θ，则人所受的支持力大小为

，摩擦力大小为

。

参考答案：

mg＋masinθ

macosθ三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.探究金属丝的电阻与长度关系的实验中，取一段粗细均匀的金属丝拉直后连接在A、B接线柱上，金属丝上安装一个可滑动的金属夹P．实验室提供了下列器材：电压表V（0-3V-15V）、电流表A（0-0.6A-3A）、4V直流电源、滑动变阻器（0-20Ω）、刻度尺、开关和导线若干．（1）用刻度尺测量金属丝AP段长度l，用电压表和电流表测量AP段的电阻R，请你用笔划线代替导线，在图甲中用三根导线连接好电路．闭合开关前，应注意

▲

．（2）实验过程中，某次测量电压表、电流表指针偏转如图乙所示，则电流表和电压表的读数分别为I=▲

A，U=

▲

V．（3）实验中测出AP段长度l以及对应的电阻值R如下表：l/cm30.0040.0050.0060.0070.0080.00R/Ω2.12.93.54.25.05.7请在图丙坐标中，描点作出R-l图线；根据图线得到的结论是

▲

．（4）某实验小组在实验中，调节金属夹P时，发现电压表有示数，电流表的示数为零，原因可能是

▲

．参考答案：（1）如图甲（3分）

将变阻器滑片移到最右端（1分）（2）0.42（1分）

2.25（1分）（2.25至2.30都对）（3）如图丙（2分）R与l成正比（1分）（4）A、P与电压表间出现断路（1分）15.在研究性课题的研究中，小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻Rx（阻值约2k），二是手机中常用的锂电池（电动势E的标称值为3．4V）。在操作台上还准备了如下实验器材： A．电压表V（量程4V，内阻Rv约10k） B．电流表A1（量程100mA，内阻约5） C．电流表A2（量程2mA，内阻约50） D．滑动变阻器R（0～40。额定电流1A）

E．电阻箱Ro（0～999．9）

F．开关S-只、导线若干

①小刚采用伏安法测定Rx．的阻值，他使用的电是待测的锂电池。图甲是他连接的部分实验器材，请你用笔划线在答题卡上完成实物连接。小刚选用的电流表应是

（选填“A1”或“A2”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值

真实值（填“大于”或“小于”）；

②小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。

a．小聪的实验操作是：闭合开关S．调整电阻箱的阻值为R1时，读出电压表的示数为Ul；调整电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为E=

；

b．小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线（见图丙）。则该图像的函数表达式为

，由图丙可知该电池的电动势E=

V、内阻r=____。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（10分）如图所示，倾角为α=600的斜面上，放一定质量的物体，用K=100N/m的轻质弹簧平行于斜面吊着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体都会沿斜面滑动。若AP=22cm，AQ=8cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小。（g取10N/kg）参考答案：解析：令弹簧原长为L，物体在P，Q点弹簧形变量分别为x1，x2，最大静摩擦力为f，根据物体平衡得P点处：Kx1=mgsinα+fmQ点处：mgsinα+kx2=fmL+x1=0.22L-x2=0.08解得

fm=7N17.(16分)如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道，倾斜直轨CD长为L=6m且表面粗糙，动摩擦因数为μ=，其余部分表面光滑，AB、CD与两圆形轨道相切．现有甲、乙两个质量均为m=2kg的小球穿在滑轨上，甲球静止在B点，乙球正以v0