2023年山西省長治市沁縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三物理期末試題含解析

1、2023年山西省長治市沁縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三物理期末試題含解析一、 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(xiàng)符合題意1. （單選）如圖所示，邊長為2L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，在紙面內(nèi)以速度v水平向右勻速穿過一寬為L、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向外。剛開始時線圈的ab邊剛好與磁場的左邊界重合，規(guī)定水平向右為ab邊受到安培力的正方向。下列哪個圖象能正確反映ab邊受到的安培力隨運(yùn)動距離x變化的規(guī)律參考答案：C本題主要考查楞次定律、電磁感應(yīng)以及安培力；線圈進(jìn)入磁場時，由楞次定律的來拒去留可知ab邊受力向左，為負(fù)方向，排除選項(xiàng)A，力的大小為F=BI2L= B

2、2L= 排除選項(xiàng)B，線圈位移在L到2L之間無感應(yīng)電流，在2L到3L之間有感應(yīng)電流，但是ab邊未處于磁場中，即不受安培力，故選項(xiàng)D錯誤，本題正確選項(xiàng)為C。2. （單選）從同一地點(diǎn)同時開始沿同一直線運(yùn)動的兩個物體I、II的速度圖象如圖所示在0t2時間內(nèi)，下列說法中正確的是（） A I物體所受的合外力不斷增大，II物體所受的合外力不斷減小 B 在第一次相遇之前，t1時刻兩物體相距最遠(yuǎn) C t2時刻兩物體相遇 D I、II兩個物體的平均速度大小都是參考答案：【考點(diǎn)】： 勻變速直線運(yùn)動的圖像【專題】： 運(yùn)動學(xué)中的圖像專題【分析】： vt圖象中，傾斜的直線表示勻變速直線運(yùn)動，斜率表示加速度；圖象與坐標(biāo)軸圍

3、成的面積表示位移，相遇要求在同一時刻到達(dá)同一位置；勻變速直線運(yùn)動的平均速度為： 解：由圖象可知I物體做加速度越來越小的加速運(yùn)動，所受的合外力不斷減小，II物體做勻減速直線運(yùn)動所受的合外力不變，故A錯誤； 圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，由圖可知在t1時刻兩物體面積差最大，相距最遠(yuǎn)，故B正確，C錯誤； 由圖象可知I物體的平均速度大于，II物體的平均速度大小等于，故D錯誤故選B【點(diǎn)評】： 該題考查了速度時間圖象相關(guān)知識點(diǎn)，要求同學(xué)們能根據(jù)圖象判斷物體的運(yùn)動情況，從圖中讀取有用信息解題，難度不大3. 如圖所示為光由玻璃射入空氣中的光路圖，直線AB與CD垂直，其中一條是法線入射光線與CD的夾角為，折射

4、光線與CD的夾角為，（900)，則該玻璃的折射率n等于（ ）A. B. C. D. 參考答案：B4. （多選）對于萬有引力定律的表達(dá)式，下面正確的說法是（ ）A、公式中的G是引力常量，它是實(shí)驗(yàn)測得的，不是人為規(guī)定的B、當(dāng)r等于零時，萬有引力為無窮大C、兩物體受到的引力總是大小相等，與兩物體質(zhì)量是否相等無關(guān)D、r是兩物體最近的距離參考答案：AC5. 如下圖所示，電路中A、B、C為三個相同的燈泡，其電阻大于電源內(nèi)電阻r，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向上移動時（）AB燈變亮 B路端電壓升高C電源輸出功率增大DC燈變暗參考答案：C二、 填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6. 某校學(xué)習(xí)興趣小組在研究

5、“探索小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，圖是某次實(shí)驗(yàn)得出的紙帶，所用電源的頻率為50HZ，舍去前面比較密集的點(diǎn)，從0點(diǎn)開始，每5個打印的連續(xù)點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，標(biāo)以1、2、3。各計數(shù)點(diǎn)與0計數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為d1=3cm，d2=7.5cm,d3=13.5cm，則（1）物體做 的運(yùn)動，理由是 ；（2）物體通過1計數(shù)點(diǎn)的速度v1= m/s；（3）物體運(yùn)動的加速度為a = m/s2.參考答案：（1）勻加速直線運(yùn)動；或連續(xù)相等的時間內(nèi)位移之差為常數(shù)；（2分）（2）0.375m/s2；（2分）（3）1.5m/s2 7. （6分）某行星繞太陽的運(yùn)動可近似看作勻速圓周運(yùn)動，已知行星運(yùn)動的軌道半徑為R，周期為T

6、，萬有引力恒量為G，則該行星的線速度大小為_，太陽的質(zhì)量可表示為_。參考答案：，8. 某同學(xué)用如圖12所示的裝置來探究動能定理。實(shí)驗(yàn)時為了保證小車受到的合力與鉤碼的總重力大小近似相等，鉤碼的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是 ，實(shí)驗(yàn)時首先要做的步驟是 。掛上適當(dāng)?shù)你^碼后小車開始做勻加速直線運(yùn)動，用打點(diǎn)計時器在紙帶上記錄其運(yùn)動情況。圖13是實(shí)驗(yàn)時得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)?zāi)軠y出的物理量有：小車的質(zhì)量M，鉤碼的總質(zhì)量m，各計數(shù)點(diǎn)間的距離，已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T，重力加速度為g。則打點(diǎn)計時器打出B點(diǎn)時小車的速度為 ，實(shí)驗(yàn)中小車所受合外力做的功與動能變化間的關(guān)系式為 。（

7、用題中及圖中所給字母表示）參考答案：鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量(1分) 平衡摩擦力 (1分)vB (2分)mg(x3x4)M()2M()2等均可9. （選修34）（5分）某種媒質(zhì)的折射率為，有一束光從該媒質(zhì)射向真空，要使真空中有折射光，入射角應(yīng)滿足的條件是_。 參考答案：答案： i45 10. 用打點(diǎn)計時器研究物體的自由落體運(yùn)動，得到如圖所示的一段紙帶，測得AB=7.56cm BC=9.12cm，已知交流電源頻率是50Hz，則打B點(diǎn)時物體的瞬時速度為 m/s，實(shí)驗(yàn)測出的重力加速值是 m/s2，產(chǎn)生誤差的原因 。參考答案：2.09， 9.75 , 空氣阻力；紙帶和計時器限位孔之間有摩擦。計數(shù)點(diǎn)

8、的時間間隔為：，打B點(diǎn)的速度為：物體的加速度為：，實(shí)驗(yàn)測出的重力加速度值比公認(rèn)值偏小，原因可能是物體下落過程中存在空氣阻力和紙帶和計時器限位孔之間有摩擦；11. 某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律頻閃儀每隔0.05s閃光一次，如圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表（當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?0m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）：時刻t2t3t4t5速度（m/s）5.595.084.58（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度v5= m/s（2）從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量Ep= J，動能減少量Ek= J（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，

9、若Ep與Ek近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律由上述計算得Ep Ek（選填“”“”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是 參考答案：解：（1）在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：v5=4.08 m/s（2）根據(jù)重力做功和重力勢能的關(guān)系有：Ep=mg（h2+h3+h4）=0.210（26.68+24.16+21.66）102 J=1.45J在勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以有：v2=5.59 m/sEk=m（v22v52）=0.2（5.59）2（4.08）2J=1.46 J（3）由上述計算得EpEk，由于紙帶和打點(diǎn)計時器的摩擦以及空

10、氣阻力的存在，導(dǎo)致動能減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢能故答案為：（1）4.08（2）1.45，1.46（3），由于紙帶和打點(diǎn)計時器的摩擦以及空氣阻力的存在12. 某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究“探究做功和物體動能變化間的關(guān)系”,圖中桌面水平放置,小車可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中小車碰到制動裝置時,鉤碼尚未到達(dá)地面。實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： a.在小車放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計時器,連在小車后端,用細(xì)繩連接小車和鉤碼； b.將小車停在打點(diǎn)計時器附近, _,_,小車拖動紙帶,打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一列點(diǎn)斷開開關(guān)； c.改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)第二步的操作。如圖a所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,其

11、中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點(diǎn),相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T則打c點(diǎn)時小車的速度為_。 要驗(yàn)證合外力的功與動能變化的關(guān)系,除鉤碼和砝碼的質(zhì)量、位移、速度外,還要測出的物理量有：_。 某同學(xué)用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn) 為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是： a._； b. _； 實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖b中的圖線(其中v2=v2-v02),根據(jù)圖線可獲得的 結(jié)論是_。參考答案：接通電源（1分） 釋放小車（1分） （2分） 小車的質(zhì)量（1分）a.平衡摩擦力（1分） b.重物的重力遠(yuǎn)小于小車的總重力（1分）小車初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于

12、物體動能的變化）。13. 氫原子的能級圖如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)n4能量狀態(tài)，則氫原子最多輻射 種頻率的光子。輻射光子的最大能量為 。參考答案：三、 簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14. （8分）為確定愛因斯坦的質(zhì)能方程的正確性，設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：用動能為MeV的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核Li，生成兩個粒子，測得兩個粒子的動能之和為MeV。寫出該反應(yīng)方程，并通過計算說明正確。（已知質(zhì)子、粒子、鋰核的質(zhì)量分別取、）參考答案：核反應(yīng)方程為核反應(yīng)的質(zhì)量虧損，由質(zhì)能方程可得，質(zhì)量虧損相當(dāng)?shù)哪芰縈eV而系統(tǒng)增加的能量MeV，這些能量來自核反應(yīng)中，在誤差允許的范圍內(nèi)可認(rèn)為相等，所以正確。15.

13、 （6分）如圖所示，在水平光滑直導(dǎo)軌上，靜止著三個質(zhì)量均為的相同小球、，現(xiàn)讓球以的速度向著球運(yùn)動，、兩球碰撞后黏合在一起，兩球繼續(xù)向右運(yùn)動并跟球碰撞，球的最終速度.、兩球跟球相碰前的共同速度多大？兩次碰撞過程中一共損失了多少動能？參考答案：解析：A、B相碰滿足動量守恒（1分） 得兩球跟C球相碰前的速度v1=1m/s（1分） 兩球與C碰撞同樣滿足動量守恒（1分） 得兩球碰后的速度v2=0.5m/s，（1分） 兩次碰撞損失的動能（2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16. 如圖所示，容器A和氣缸B都能導(dǎo)熱，A放置在177的恒溫槽中，B處于27的環(huán)境中，大氣壓強(qiáng)為Po=1.0105Pa，開始時

14、閥門K關(guān)閉，A內(nèi)為真空，其容積VA=2.4L，B內(nèi)有一質(zhì)量不計的活塞，封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，其體積VB=4.8L，活塞上方與大氣連通，A與B間連通細(xì)管體積不計，打開閥門K后活塞緩慢下移至某一位置（未觸及氣缸底部）g取10m/s2試求：穩(wěn)定后容器A與氣缸B內(nèi)氣體密度之比；活塞下一過程中，外界對氣體做的功參考答案：17. 2013年12月2日，嫦娥三號探測器成功發(fā)射。“玉兔”登上了距離地球大約的月球表面，將開展探測：觀天、看地、測月工作，它能夠在自動導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走，且每隔10秒向地球發(fā)射一次信號。探測器上還裝著兩個相同的減速器（其中一個是備用的），這種減速器可提供的最大加速度為0.5m/

15、s2。若某次探測器的自動導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而使探測器只能勻速前進(jìn)而不再能自動避開障礙物。此時地球上的科學(xué)家必須對探測器進(jìn)行人工遙控操作，已知電磁波在太空中傳播速度為。下表為控制中心的顯示屏的數(shù)據(jù)： 已知控制中心的信號發(fā)射與接收設(shè)備工作速度極快?？茖W(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令需要3秒。問：（1）經(jīng)過數(shù)據(jù)計算分析，你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了減速命令？（2）假如你是控制中心的工作人員，應(yīng)采取怎樣的措施？加速度需要滿足什么條件？請計算說明。參考答案：（1）沒有執(zhí)行命令（2）設(shè)在地球和月球之間傳播電磁波需要的時間為t0,從前兩次收到的信號可知：探測器的速度從后兩次收到的信號可知探測器的速度可見，探測器速度沒有改變，并沒有執(zhí)行命令。則減速器出現(xiàn)故障。（2）應(yīng)啟用另一個備用的減速器。再經(jīng)過3秒分析數(shù)據(jù)和1秒接收時間，探測器在9時10分44秒執(zhí)行命令。地面上