山西省呂梁市江陰中學2023年高三物理下學期期末試題含解析

山西省呂梁市江陰中學2023年高三物理下學期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）兩金屬小球A和B的半徑之比為=1：3，所帶電荷量大小之比=1：7．兩小球球心間距離遠大于小球半徑且間距為L時，它們之間的靜電力大小為F已知取無窮遠處為零電勢，導體球表面的電勢，其中Q是導體球所帶的電荷量，r是導體球的半徑，k是靜電力常量?，F(xiàn)保持兩金屬小球位置不變，用細導線將兩小球連接，達到靜電平衡后取走導線，這時A、B兩球之間的靜電力大小可能是參考答案：BD2.來自中國航天科技集團公司的消息稱，中國自主研發(fā)的北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)今年起進入組網(wǎng)高峰期，預計在2015年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成?，F(xiàn)在正在服役的北斗一號衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上。目前我國的各種導航定位設備都要靠美國的GPS系統(tǒng)提供服務，而美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。則下列說法中正確的是（

）A．北斗一號系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的動能必須相等B．所有GPS的衛(wèi)星比北斗一號的衛(wèi)星線速度大C．北斗二號中的每顆衛(wèi)星一定比北斗一號中的每顆衛(wèi)星高D．北斗二號中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度參考答案：BD3.聯(lián)合國安理會五個常任理事國都擁有否決權，即只要其中一個常任理事國投反對票，提案就不能通過。假設設計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成票或棄權時輸入“l(fā)”，提案通過輸出為“l(fā)”，通不過輸出為“0”，則這個表決器應具有哪種邏輯關系?

A．與門

B．或門

C．非門

D．與非門參考答案：

答案：A4.關于電場，下列說法正確的是A．電場是假想的，并不是客觀存在的物質B．描述電場的電場線是客觀存在C．電場對放入其中的電荷有力的作用D．電場對放入其中的電荷沒有力的作用參考答案：答案：C5.如圖所示，某小球所受的合外力與時間的關系，各段的合外力大小相同，作用時間相同，設小球從靜止開始運動，由此可判定A．小球向前運動，再返回停止B．小球向前運動再返回不會停止C．小球向前運動一段時間后停止D．小球始終向前運動參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某實驗小組設計了如圖甲所示的實驗裝置，通過改變重物的質量來探究滑塊運動的加速度和所受拉力F的關系。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條一F圖線，如圖乙所示。

（1）圖線①是軌道處于

（填“水平”或“傾斜”）情況下得到的實驗結果；（2）圖線①、②的傾斜程度（斜率）一樣，說明了什么問題?

（填選項前的字母）

A．滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量在兩種情況下是一樣的

B．滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量在兩種情況下是不一樣的C．滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量在兩種情況下是否一樣不能確定參考答案：（1）

傾斜

；

（2）

A

7.某同學為了探究桿轉動時的動能表達式，設計了如圖所示的實驗：質量為m的均勻長直桿一端固定在光滑轉軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用光電門測出另一端A經(jīng)過某位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉軸O的高度差h。⑴設桿的寬度為L（L很?。珹端通過光電門的時間為t，則A端通過光電門的瞬時速度vA的表達式為

▲

。組

次123456h/m0.050.100.150.200.250.30vA/（m·s-1）1.231.732.122.462.743.00vA-1/（s·m-1）0.810.580.470.410.360.33vA2/（m2·s-2）1.503.004.506.057.519.00

⑵調節(jié)h的大小并記錄對應的速度vA，數(shù)據(jù)如上表。為了形象直觀地反映vA和h的關系，請選擇適當?shù)目v坐標并畫出圖象。⑶當?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2，結合圖象分析，桿轉動時的動能Ek=

▲

（請用質量m、速度vA表示）。參考答案：⑴（3分）⑵如圖（縱坐標1分，圖象2分）⑶（2分）8.某探究性小組用如圖所示的裝置研究彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧的形變量x之間的關系：在實驗桌的邊緣固定一光滑凹槽（如圖），凹槽中放一輕質彈簧，彈簧的左端固定，右端與小球接觸．當彈簧處于自然長度時，小球恰好在凹槽的邊緣．讓小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使小球沿水平方向射出凹槽，小球在空中飛行后落到水平地面．（1）若用天平、刻度尺測量，計算出小球從凹槽射出瞬間的動能，則除了測量小球的質量外，還須測量的物理量有：

.（2）因為小球從凹槽射出時，由于某些偶然因素的影響，即使將彈簧壓縮同樣的長度，小球射出的水平距離S也會稍有不同．為了準確測出S，某同學欲用小球將彈簧10次壓縮到同一個長度，記錄下小球這10次拋出的落點的痕跡，則需使用

等實驗器材才能完成相應的記錄；考查考生運用平拋、及動量守恒實驗中所用的方法解決新的實際問題的創(chuàng)新實踐能力。在高考中很有可能不會原原本本地考查動量守恒的實驗，但該實驗中所用的實驗方法則有可能遷移到其他實驗中，與其他實驗揉合在一起來考查。參考答案：（1）凹槽出口處與水平面的高度，小球拋出的水平距離；（2）白紙、復寫紙。9.23．在均勻介質中，各質點的平衡位置均在同一直線上，圖中正方形方格的邊長均為1.5cm。波源在坐標原點，t＝0時波源開始向y軸負方向振動，經(jīng)過0.24s時間第二次形成如圖所示波形，則此波的周期T為______________s，波速為______________m/s。參考答案：0.08

；

1.510.如圖所示，在研究感應電動勢大小的實驗中，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產生的感應電動勢的大小關系是E1____E2；通過線圈導線橫截面電量的大小關系是ql____q2（選填“大于”、“等于”或“小于”）。參考答案：大于

等于

11.為了測量某一彈簧的勁度系數(shù),將該彈簧豎直懸掛起來,在自由端掛上不同質量的砝碼.實驗測出了砝碼的質量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù),七對應點已在圖上標出.(g=9.8m/s2)(1)作出m-l的關系圖線;(2)彈簧的原長為______cm；(2)彈簧的勁度系數(shù)為_____N/m.參考答案：(1)如圖所示（2分）(2)8.6~8.8（3分）(3)0.248~0.262（3分）12.某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關系”實驗中，設計出如下的實驗方案，其實驗裝置如圖所示。已知小車質量M=214.6g，砝碼盤質量m0=7.4g，所使用的打點計時器的交流電頻率=50Hz。其實驗步驟是：

A．按圖中所示安裝好實驗裝置

B．調節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動

C．取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質量m

D．先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a

E．重新掛上細繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質量，重復B~D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度，回答以下問題：（1）按上述方案做實驗，是否要求砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量？______（填“是”或“否”）。（2）實驗中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a=_______m/s2。（3）某同學將有關數(shù)據(jù)填入他所設計的表格中，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F圖像（如圖），造成圖線不過坐標原點最主要的一條原因是________，由該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是________，其大小是___________。

參考答案：（1）否

（2）0.77

（3）在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力;砝碼盤重力；

0.0713.（3分）一電子具100eV的動能、從A點垂直電場線方向飛入勻強電場，當從B點飛出時與場強方向恰成150°，如圖所示，則A、B兩點間的電勢差為______V。參考答案：

300三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。參考答案：試題分析：由于活塞處于平衡狀態(tài)所以可以利用活塞處于平衡狀態(tài)，求封閉氣體的壓強，然后找到不同狀態(tài)下氣體參量，計算溫度或者體積。開始時活塞位于a處，加熱后，汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程，直至活塞開始運動。設此時汽缸中氣體的溫度為T1，壓強為p1，根據(jù)查理定律有①根據(jù)力的平衡條件有②聯(lián)立①②式可得③此后，汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程，直至活塞剛好到達b處，設此時汽缸中氣體的溫度為T2；活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋—呂薩克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得⑦從開始加熱到活塞到達b處的過程中，汽缸中的氣體對外做的功為⑧故本題答案是：點睛：本題的關鍵是找到不同狀態(tài)下的氣體參量，再利用氣態(tài)方程求解即可。15.如圖所示，將一個斜面放在小車上面固定，斜面傾角θ=37°，緊靠斜面有一質量為5kg的光滑球，取重力加速度g＝10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，則：試求在下列狀態(tài)下：(1)小車向右勻速運動時，斜面和小車對小球的彈力大小分別是多少？(2)小車向右以加速度3m/s2做勻加速直線運動，斜面和小車對小球的彈力大小分別是多少？(3)小車至少以多大的加速度運動才能使小球相對于斜面向上運動。參考答案：(1)0，50N(2)25N，30N

(3)7.5m/s2【詳解】(1)小車勻速運動時，小球隨之一起勻速運動，合力為零，斜面對小球的彈力大小為0，豎直方向上小車對小球的彈力等于小球重力，即：否則小球的合力不為零，不能做勻速運動.(2)小車向右以加速度a1=3m/s2做勻加速直線運動時受力分析如圖所示，有：代入數(shù)據(jù)解得：N1=25N，N2=30N(3)要使小球相對于斜面向上運動，則小車對小球彈力為0，球只受重力和斜面的彈力，受力分析如圖，有：代入數(shù)據(jù)解得：答：(1)小車向右勻速運動時，斜面對小球的彈力為0和小車對小球的彈力為50N(2)小車向右以加速度3m/s2做勻加速直線運動，斜面和小車對小球的彈力大小分別是N1=25N，N2=30N.(3)小車至少以加速度向右運動才能使小球相對于斜面向上運動。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（14分）如圖所示，第四象限內有互相正交的勻強電場E與勻強磁場B1，E的大小為0.5×103V/m,B1大小為0.5T；第一象限的某個矩形區(qū)域內，有方向垂直紙面向里的勻強磁場B2，磁場的下邊界與x軸重合．一質量m=1×10-14kg、電荷量q=1×10-10C的帶正電微粒以某一速度v沿與y軸正方向60°角從M點沿直線運動，經(jīng)P點即進入處于第一象限內的磁場B2區(qū)域．一段時間后，小球經(jīng)過y軸上的N點并與y軸正方向成60°角的方向飛出。M點的坐標為(0，-10)，N點的坐標為(0，30)，不計粒子重力，g取10m/s2．(1)請分析判斷勻強電場E1的方向并求出微粒的運動速度v；(2)勻強磁場B2的大小為多大？(3)B2磁場區(qū)域的最小面積為多少？參考答案：解析：(1)由于重力忽略不計，微粒在第四象限內僅受電場力和洛倫茲力，且微粒做直線運動，速度的變化會引起洛侖茲力的變化，所以微粒必做勻速直線運動．這樣，電場力和洛侖茲力大小相等，方向相反，電場E的方向與微粒運動的方向垂直，即與y軸負方向成30°角斜向下。由力的平衡有

Eq=B1qv∴

(2)畫出微粒的運動軌跡如圖．由幾何關系可知粒子在第一象限內做圓周運動的半徑為

微粒做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，即

解之得

(3)由圖可知，磁場B2的最小區(qū)域應該分布在圖示的矩形PACD內．由幾何關系易得所以，所求磁場的最小面積為

17.近來，我國多個城市開始重點治理“中國式過馬路”行為．每年全國由于行人不遵守交通規(guī)則而引發(fā)的交通事故上萬起，死亡上千人．只有科學設置交通管制，人人遵守交通規(guī)則，才能保證行人的生命安全．如圖3所示，停車線AB與前方斑馬線邊界CD間的距離為23m．質量8t、車長7m的卡車以54km/h的速度向北勻速行駛，當車前端剛駛過停車線AB，該車前方的機動(1)若此時前方C處人行橫道路邊等待的行人就搶先過馬路，卡車司機發(fā)現(xiàn)行人，立即制動，卡車受到的阻力為3×104N．求卡車的制動距離；(2)若人人遵守交通規(guī)則，該車將不受影響地駛過前方斑馬線邊界CD.為確保行人安全，D處人行橫道信號燈應該在南北向機動車信號燈變黃燈后至少多久變?yōu)榫G燈？參考答案：(2)已知車長l＝7m，AB與CD的距離為s0＝23m．設卡車駛過的距離為s2，D處人行橫道信號燈至少需經(jīng)過時間Δt后變?yōu)榫G燈，有s2＝s0＋l

④s2＝v0Δt

⑤聯(lián)立④⑤式，代入數(shù)據(jù)解得：Δt＝2s

⑥18.如圖所示，在光滑水平面上停著兩輛完全相同且相距足夠遠的小車A、B，在小車各自最右端靜止放有完全相同的物塊P、Q（物塊視為質點），已知車長L=2m，上表面動摩擦因數(shù)u=0.2，每輛車和每個物塊質量均為1kg．現(xiàn)用一水平恒力F=4.5N向右拉A車，作用s后撤力，則：（1）試討論F拉A車時，物塊與車是否會相對滑動；（2）求A、B兩車相撞前瞬間物塊P在A車上的位置；（3）若A、B兩車為完全非彈性碰撞，試討論物塊P、Q是否會相撞．參考答案：【考點】：牛頓運動定