山西省忻州市原平育才中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

山西省忻州市原平育才中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析一、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.某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值．下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是A．建立“合力与分力”的概念B．建立“点电荷”的概念C．建立“瞬时速度”的概念D．研究加速度与合力、质量的关系参考答案：a2.关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（）A.物体做曲线运动时，速度可以不变B.物体做变速率曲线运动时，其所受合外力一定改变C.物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心D.物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直参考答案：D【详解】物体做曲线运动时，速度方向一定变化，则速度一定变化，选项A错误；物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不一定改变，例如平抛运动，选项B错误；物体做匀速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心，选项C错误；物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直，例如匀速圆周运动，选项D正确；故选D.3.光导纤维由“内芯’’和“包层’’两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出。下列说法正确的是（

）

A．内芯的折射率大于包层的折射率

B．内芯的折射率小于包层的折射率

C．不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同

D．若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射参考答案：A4.如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（重力加速度为g，不计空气阻力。）A．

B．

C．

D．0参考答案：B5.2019年1月3日，“嫦娥四号”成功着陆在月球背面南极，由前期发射的“鹊桥”号中继星为其探测器提供地月中继通信支持，“鹊桥”号中继星于“地月系统拉格朗日－2点”（简称地月L2点）附近运动，地月L2点位于地球和月球两点连线的延长线上的某点，在月球背对地球的一侧，探测器处于该点可在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，关于定点于地月L2点的探测器的说法正确的是A.探测器与月球绕地球做圆周运动的周期之比等于它们的轨道半径的二分之三次方之比B.探测器与月球绕地球做圆周运动的向心加速度与它们的轨道半径的平方成反比C.探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比D.不可能有探测器能定点于地月连线之间某点参考答案：C【分析】物体绕地球做圆周运动的轨道周期与月球绕地球做圆周运动的轨道周期相同，结合轨道半径的关系得出线速度、角速度、向心加速度的大小关系。【详解】A．定点于处的探测器与月球公转周期相同，故A错误；B．由公式可知，由于周期相同，所以探测器与月球绕地球做圆周运动的向心加速度与它们的轨道半径的成正比，故B错误；C．由公式可知，探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比，故C正确；D．在地朋连线之间会有一处满足，即可能有探测器能定点于地月连线之间某点，故D错误。故选：C。【点睛】解决本题的关键知道物体做圆周运动，靠地球和月球引力的合力提供向心力。不能认为靠地球的万有引力提供向心力进行分析求解，另外还要仅仅抓住：中继卫星在地月引力作用下绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同。二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量某电池的电动势E和内电阻r。在坐标纸中画出了如图乙所示的U－I图象，若电流表的内阻为1Ω,则E＝________V，r＝________Ω参考答案：2.0；

1.4；

7.直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1＝450。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角θ2＝140。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，则空气阻力大小为___

___N，水箱中水的质量M约为_______kg。（sin140=0.242；cos140=0.970）（保留两位有效数字）参考答案：试题分析：直升机沿水平方向匀速和匀加速飞行时，水箱受力情况如下图，根据牛顿第二定律，则有，，解得，。考点：本题考查了牛顿第二定律的应用。8.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小，不影响电场分布）固定在P点，如图所示，U表示电容器的电压，EP表示负电荷在P点的电势能，若保持正极板不动，将负极板移到图中虚线所示的位置，则U________（填变大、变小或者不变），EP________（填变大、变小或者不变）.参考答案：变小

不变9.如图甲，水平面内的三个质点分别位于直角三角形ABC的三个顶点上，已知AB=3m，AC=4m。t0=0时刻A、B同时开始振动，此后形成的波动图象均如图乙，所形成的机械波在水平面内传播，在t=4s时C点开始振动。则该机械波的传播速度大小为_________；两列波相遇后，C点振动_________（填“加强”或“减弱”）。该列波的波长是______m，周期是______s。参考答案：（1）1m／s

减弱

2m

2s

10.有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C，在电场内作一半径为10cm的圆，圆周上取A、B两点，如图所示，连线AO沿E方向，BO⊥AO，另在圆心O处放一电量为10﹣8C的正点电荷，则A处的场强大小为0N/C；B处的场强大小为1.27×104N/C．参考答案：考点：电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据公式E=k求出点电荷在A、B两点处产生的场强大小，判断出场强方向，A、B两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解AB两点处的场强大小．解答：解：点电荷在A点处产生的场强大小为E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向从O→A；而匀强电场方向向右，大小9×103N/C，叠加后，合电场强度为零．同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为E=k=9×109×N/C=9×103N/C，方向从O→B；根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，A点的场强大小为：

EA=E点﹣E匀=9×103N/C﹣9×103N/C=0；同理，B点的场强大小为：

EB=E=1.27×104N/C与水平方向成45°角斜向右下方；故答案为：0，1.27×104，点评：本题电场的叠加问题，一要掌握点电荷的场强公式E=k；二要能根据据平行四边形定则进行合成．11.某同学用如图所示的装置验证动能定理．为提高实验精度，该同学多次改变小滑块下落高度胃的值．测出对应的平撼水平位移x，并算出x2如下表，进而画出x2一H图线如图所示：

①原理分析：若滑块在下滑过程中所受阻力很小．则只要测量量满足

，便可验证动能定理．

②实验结果分析：实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是

。

(2)现有一根长约20m的金属丝，其横截面直径约lmm，金属丝的电阻率为5×10-3Ω·m。一位同学用伏安法测量该金属丝的电阻，测量时使用电动势为4.5V的电源。另有如下器材供选择：

A．量程为0—0.6A，内阻约为2Ω的电流表

B．量程为0—3A，内阻约为0.1Ω的电流表

c．量程为0—6V，内阻约为4kΩ的电压表

D．量程为0—15V，内阻约为50kΩ的电压表

E．阻值为0—10Ω．额定电流为lA的滑动变阻器

F．阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器

①以上器材应选用

．(填写器材前的字母)

②用笔画线代替导线，将如图所示实验电路连接完整．

③闭合开关后，发现电流表示数不为零，而电压表示数为零．为检测电压表的好坏，该同学拆下电压表．用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的

接线柱(填“正”或“负”)；如果电压表完好，将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查

．参考答案：（1）①x2与H成正比

②滑块需要克服阻力做功（2）①ACE②实验电路连接如图所示。③正

连接电压表与金属丝的两根导线是否断路（1）若滑块在下滑过程中所受阻力很小．由动能定理，mgH=mv2，根据平抛运动规律，x=vt，h=gt2，显然x2与H成正比，即只要测量量满足x2与H成正比，便可验证动能定理．实验中获得的图线未过坐标原点，而交在了大约(0.2h，0)处，原因是滑块需要克服阻力做功。（2）由电阻定律可估算出该金属丝的电阻大约为100Ω，电流表选择量程为0—0.6A电流表，电压表选择量程为0—6V的电压表；选择阻值为0—1kΩ，额定电流为0.1A的滑动变阻器。用多用电表欧姆挡进行检测．为使电压表指针向右偏转，多用电表的黑表笔应接电压表的—正接线柱。将电压表正确接人电路后，电压表示数仍为零，检查所有接线柱也都接触良好，则应检查连接电压表与金属丝的两根导线是否断路。12.右图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力作用，即F1＝10N、F2＝2N和摩擦力作用，木块处于静止状态，若撤去力F1，则木块在水平方向上受到的合力为

。参考答案：（零）13.沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。在时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置；则t2＝

s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为

cm。参考答案：答案：0.6，2解析：由波动图像可知，质点P现在向上振动。经过第一次处于波峰。在时质点P恰好此后第二次处于波峰位置，说明经过了，可求出周期。质点Q现在处于平衡位置具有向下的速度，至少要经过半个周期才能在平衡位置具有向下的速度。因为波传播时间超过一个周期，所以。当时，波传播了，所以质点P运动到了正的最大位移处，所以位移为。三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3－3（含2－2））（6分）一定质量的气体，从外界吸收了500J的热量，同时对外做了100J的功，问：①物体的内能是增加还是减少?变化了多少？(400J;400J)

②分子势能是增加还是减少？参考答案：解析：①气体从外界吸热：Q＝500J，气体对外界做功：W＝－100J

由热力学第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U为正，说明气体内能增加了400J

(1分)

②因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大，分子力做负功，气体分子势能增加。（2分）15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为________，=__________，以、分别表示、、核的质量，，分别表示中子、质子的质量，c为光的真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能（2）有一座发电能力为的核电站，核能转化为电能的效率为。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能，核的质量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的质量。参考答案：解析：(1)

(2)反应堆每年提供的核能

①其中T表示1年的时间以M表示每年消耗的的质量，得：

②解得:代入数据得：M=1.10×103（kg）

③四、计算题：本题共3小题，共计47分16.

如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试求：①x=4m处质点的振动函数表达式；②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s。参考答案：①m

或者m②0.45m17.将一个物体放置在航天飞机中，当航天飞机以a＝的加速度随火箭竖直向上加速升空的过程中，某时刻测得物体与航天飞机中的支持物在竖直方向上的相互挤压力为在起飞前静止时压力的.求：（1）此时航天飞机所处位置的重力加速度的大小．（2）此时航天飞机距地面的高度．（3）若航天飞机在此高度绕地球飞行一周，所需的时间T为多大？(地球半径取R＝6.4×106m，g取10m/s2)参考答案：18.如图所示，在以坐标原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里．一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射人，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出．（1）电场强度的大小和方向．（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射人，经时间恰从半圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度大小（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间．参考答案：解：（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，初速度为v，电场强度为E．可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向，于是可知电场强度沿x