山西省太原市科技外语实验中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

山西省太原市科技外语实验中学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.（多选）如图，一根粗细均匀、电阻为R的电阻丝做成一个半径为r的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，磁感强度为B，线框平面与磁场方向垂直．现有一根质量为m、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点由静止释放，棒在下落过程中始终与线框保持良好接触．已知下落距离为时，棒的速度大小为υ1，下落到圆心O时棒的速度大小为υ2，忽略摩擦及空气阻力，则（）A．导体棒下落距离为时，棒中感应电流的大小为Brv1B．导体棒下落距离为时，棒中加速度的大小为g﹣C．导体棒下落到圆心时，整个线框的发热功率为D．导体棒从开始下落到经过圆心的过程中，整个线框产生的热量为mgr﹣mv22参考答案：解：A、接入电路中的导体棒产生的感应电动势：E=BLv=Brv1，此时电路的总电阻：R′==R，电流：I==Brv1，故A正确；B、金属棒上的安培力：F=BIL=BI?r=，由牛顿第二定律得：mg﹣F=ma，解得：a=g﹣，故B正确；C、导体棒下落到圆心时，金属棒上的安培力：F′=BIL=，线框的发热功率：P热=PA=F′v2=，故C错误；D、从开始下落到经过圆心的过程中，棒的重力势能减小转化为棒的动能和内能，根据能量守恒定律得：mgr=mv22+Q0解得：Q0=mgr﹣mv22，故D正确；故选：ABD2.质量分别为的甲、乙两球，在离地相同高度处，同时由静止开始下落，由于空气阻力的作用，两球到达地面前经时间分别到达稳定速度，已知空气阻力大小f与小球的下落速率v成正比，即（k>0），且两球的比例常数k完全相同，两球下落的v-t关系如图所示，下落说法正确的是A.B.C.释放瞬间甲球的加速度较大D.时间内两球下落的高度相等参考答案：B由图象知甲乙两球匀速运动的速度关系有：v甲＞v乙，由平衡得：mg=kv，联立得：m1＞m2，且，故B正确，A错误；释放瞬间两球的速度均为零，阻力为零，故加速度均为g，选项C错误；图线与时间轴围成的面积等于物体的位移，由图像可知t0时间内甲下落的高度较大，故选项D错误；故选B.3.（双选）若地球自转在逐渐变快，地球的质量与半径不变，则未来发射的地球同步卫星与现在的相比（

）A．离地面高度变小 B．角速度变小C．线速度变小 D．向心加速度变大参考答案：AD解析：地球自转在逐渐变快，地球的自转周期在减小，所以未来人类发射的卫星周期也将减小，根据万有引力充当向心力可知：A、T=2π，卫星周期减小，所以离地面高度变小，故A正确；B、ω=，离地面高度变小，角速度增大，故B错误；C、v=，离地面高度变小，线速度增大，故C错误；D、a=，离地面高度变小，向心加速度变大，故D正确；故选：AD．卫星受到的万有引力充当向心力，根据公式即可分析同步卫星的各物理量的变化情况．卫星受到的万有引力充当向心力，根据公式即可分析同步卫星的各物理量的变化情况．4.我国未来将在月球地面上建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图1所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月运行的圆轨道的半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R.下列说法正确的是A．要使对接成功，飞机在接近B点时必须减速B．航天飞机在图示位置正在加速向B运动C．月球的质量为M＝D．月球的第一宇宙速度为v＝

参考答案：ABC5.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙方所示。下列说法中正确的是A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向

B．电阻R两端的电压随时间均匀增大C．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4W

D．前4s内通过R的电荷量为4×10－4C参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学为了探究杆子转动时的动能表达式，设计了下图a所示的实验：质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处，杆由水平位置静止释放，用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA，并记下该位置与转轴O的高度差h。⑴设杆的有效宽度为d（d很小），A端通过光电门的时间为t，则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为

。⑵调节h的大小并记录对应的速度vA，数据如下表。为了寻找反映vA和h的函数关系，请选择适当的数据处理方法，并写出处理后数据间的函数关系________________。⑶当地重力加速度g取10m/s2，结合你找出的函数关系，不计一切摩擦，根据守恒规律得出此杆转动时动能的表达式Ek=

（请用数字、质量m、速度vA表示。）组次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA(m/s)1.231.732.122.462.743.00

参考答案：⑴

⑵vA2=30h

⑶13.如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳上距a端l/2的c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比=________。参考答案：8.如图所示，边长为L=0.2m的正方形线框abcd处在匀强磁场中，线框的匝数为N=100匝，总电阻R=1Ω，磁场方向与线框平面的夹角θ=30°，磁感应强度的大小随时间变化的规律B=0.02+0.005t（T），则线框中感应电流的方向为

，t=16s时，ab边所受安培力的大小为

N。参考答案：

adcba

；

0.02

N。9.（6分）图中为示波器面板，屏上显示的是一亮度很低、线条较粗且模糊不清的波形。

（1）若要增大显示波形的亮度，应调节_______旋钮。（2）若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节______旋钮。（3）若要将波形曲线调至屏中央，应调节____与______旋钮。参考答案：

答案：⑴辉度（或写为）⑵聚焦（或写为○）⑶垂直位移（或写为↓↑）水平位移（或写为）10.如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须以加速度a＝

向

（填“上或下”）加速奔跑[LU25]

。参考答案：11.如图所示，水平设置的三条光滑平行金属导轨a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与三条导轨垂直，且始终接触良好。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想电压表。整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动。若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳定时的速度为1.5m/s，则水平外力的功率为

W，此时电压表读数为

V。参考答案：3

5解析：棒达到稳定速度1.5m/s时，金属棒MN下半段产生的感应电动势Bdv=3V，灯泡中电流I=1A，金属棒MN下半段所受安培力BId=2N，水平外力的功率为P=Fv=2×1.5W=3W。金属棒MN下半段两端点电压为2V，电压表读数为3V+2V=5V。12.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①按右图所示，安装好实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量m=0.05kg．②释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为50Hz），打出一条纸带．（1）他在多次重复实验得到的纸带中选出满意的一条，如图所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点（图中未画出），用刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m，……，他把钩码重力作为小车所受合力，取当地重力加速度g=9.8m/s2，算出从打0点到打“5”点这一过程中合力做功W=

J（结果保留三位有效数字），把打“5”点时小车动能作为小车动能的改变量，算得EK

=

J（结果保留三位有效数字）．（2）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差很大．通过反思，他认为产生原因如下，其中有可能的是

．A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多；C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小；D．计算“5”点的瞬时速度时，两计数点间时间间隔误取0.08s．参考答案：（1）合力做的功=0.176J；打“5”点时小车的速度此时小车动能（2）由题意可知合力对物体做功的测量值大于动能增量的测量值，分析四个选项可知，只有A、B符合题意。13.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻质弹簧竖直悬挂于某一深度为h＝30.0cm且开口向下的小筒中(没有外力作用时弹簧的下端位于筒内，用测力计可以同弹簧的下端接触)，如图甲所示，若本实验的长度测量工具只能测量露出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变l而测出对应的弹力F，作出F－l图象如图乙所示，则弹簧的劲度系数为k＝________N/m，弹簧的原长l0＝_________.参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（8分）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过气体

放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。参考答案：解析：（1）设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，，代入数据得。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于。考点：压强的微观意义、理想气体状态方程、热力学第一定律15.螺线管通电后，小磁针静止时指向如图所示，请在图中标出通电螺线管的N、S极，并标出电源的正、负极。参考答案：N、S极1分电源+、-极四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一个质量为m带电量为+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平抛运动。不计空气阻力，重力加速度为g，试回答下列问题：（1）若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，则电场强度E是多大？（2）撤消匀强电场，小球水平抛出至第一落地点P，则位移S的大小是多少？（3）恢复原有匀强电场，再在空间加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一落地点仍然是P点，试问磁感应强度B是多大？参考答案：解：（1）mg=qE

Ks5u（2）

得到

（3）R2=x2+（R-h）2

得

17.如图所示是我国某一优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿，跳台距水面高度为10m，此时她恰好到达最高位置，估计此时她的重心离跳台台面的高度为1.2m，当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面也是1.2m.(取g=10m/s2)求：(1)从最高点到手触及水面的过程中其重心可以看作是自由落体运动，她在这一过程中，她完成了一系列动作，则她可利用的时间为多长?(2)设运动员的重心下沉到水面以下时才开始考虑水的阻力，之前水的阻力可忽略不计，入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.8m处，试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍?参考答案：（1）这段时间人重心下降高度为10m

（2分）空中动作时间：

得t=

（3分）

代入数据得t=s=1.4

(3分)

(