上海市淞浦高級中學(xué)2023年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

上海市淞浦高級中學(xué)2023年高三物理上學(xué)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）下列關(guān)于電勢高低的判斷，正確的是（）A．負電荷從A移到B時，外力做正功，A點的電勢一定較高B．負電荷從A移到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較低C．正電荷從A移到B時，電勢能增加，A點的電勢一定較低D．正電荷只在電場力作用下從靜止開始，由A移到B，A點的電勢一定較高參考答案：考點：電勢；電勢能．專題：電場力與電勢的性質(zhì)專題．分析：根據(jù)推論：正電荷在電勢高處，電勢能大；負電荷在電勢低處，電勢能大，判斷兩點間電勢的高低．正電荷只在電場力作用下從A移到B，電荷不一定從高電勢處向低電勢處運動．負電荷從A移到B時，外力作正功，A點電勢不一定較高．解答：解：A、負電荷從A移到B時，外力作正功，無法判斷電勢的高低，故A錯誤．B、根據(jù)負電荷在電勢低處具有的電勢能大，則知負電荷從A移到B時，電勢能增加，B點的電勢一定較低，A點的電勢一定較高，故B錯誤．C、正電荷從A移到B時，電勢能增加，根據(jù)正電荷在電勢高處具有的電勢能大，可知A點的電勢一定較低，故C正確．D、正電荷只在電場力作用下從靜止開始由A移到B，電場力一定做正功，電勢能減小，電勢降低，則A點的電勢一定較高．故D正確．故選：CD．點評：電場中兩點間電勢高低可根據(jù)推論判斷，也可以根據(jù)電場力做功的正負與電荷的電性判斷，但不能根據(jù)外力做功情況判斷．2.如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地，靜電計所帶電量很少，可被忽略．一帶負電油滴被固定于電容器中的P點，現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則（）A．平行板電容器的電容值將變大B．靜電計指針張角變小C．帶電油滴的電勢能將增大D．若先將上極板與電源正極的導(dǎo)線斷開再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受電場力不變參考答案：D【考點】電容器的動態(tài)分析；帶電粒子在混合場中的運動．【分析】電容器始終與電源相連，則電容器兩端間的電勢差不變，根據(jù)電容器d的變化判斷電容的變化以及電場強度的變化，從而判斷電荷電勢能和電場力的變化．【解答】解：A、根據(jù)C=知，d增大，則電容減小．故A錯誤．B、靜電計測量的是電容器兩端的電勢差，因為電容器始終與電源相連，則電勢差不變，所以靜電計指針張角不變．故B錯誤．C、電勢差不變，d增大，則電場強度減小，P點與上極板的電勢差減小，則P點的電勢增大，因為該電荷為負電荷，則電勢能減小．故C錯誤．D、電容器與電源斷開，則電荷量不變，d改變，根據(jù)E===，知電場強度不變，則油滴所受電場力不變．故D正確．故選：D．3.人騎自行車下坡，坡長l=500m，坡高h=8m，人和車總質(zhì)量為100kg，下坡時初速度為4m/s，人不踏車的情況下，到達坡底時車速為10m/s，g取10m/s2，則下坡過程中阻力所做的功為（

）

A、-400J

B、-3800J

C、-50000J

D、-4200J參考答案：B4.磕頭蟲是一種不用足跳，但又善于跳高的小甲蟲。當它腹朝天、背朝地躺在地面時：將頭用力向后仰，拱起體背，在身下形成一個三角形空區(qū)，然后猛然收縮體內(nèi)背縱肌，使重心迅速向下加速，背部猛烈撞擊地面，地面反作用力便將其彈向空中（設(shè)磕頭蟲撞擊地面和彈起的速率相等）。彈射錄像顯示，磕頭蟲拱背后重心向下加速（視為勻加速）的距離約為0.8mm，彈射最大高度約為32cm。人原地起跳方式是，先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速。如果加速過程（視為勻加速）人的重心上升高度約為0.5m，假設(shè)人與磕頭蟲加速階段加速度大小相等，那么人離地后重心上升的最大高度可達（不計空氣阻力的影響）

（

）A．150m

B．200mC．20m

D．7.5m參考答案：B對磕頭蟲分析，，對人，，聯(lián)立可得，，代入數(shù)據(jù)得h2'=200m。5.如圖所示的電路中，燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些，燈泡B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是(

)A．R3斷路

B．R2斷路

C．R1短路

D．R1、R2同時短路參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.物體在空中下落的過程中，重力做正功，物體的動能越來越大，為了“探究重力做功和物體動能變化間的定量關(guān)系”，我們提供了如下圖的實驗裝置。

（1）某同學(xué)根據(jù)所學(xué)的知識結(jié)合右圖設(shè)計一個本實驗情景的命題：如圖所示，設(shè)質(zhì)量為m（已測定）的小球在重力mg作用下從開始端自由下落至光電門發(fā)生的位移s，通過光電門時的速度v，試探究外力做的功mgs與小球動能變化量的定量關(guān)系。（2）某同學(xué)根據(jù)上述命題進行如下操作并測出如下數(shù)據(jù)。①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50kg；②用

測出小球的直徑為10.0mm；(選填:刻度尺,游標卡尺,螺旋測微器)③用刻度尺測出電磁鐵下端到

的距離為80.40cm；④電磁鐵先通電，讓小球

。⑤讓電磁鐵斷電，小球自由下落。⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10－3s。⑦計算得出重力做的功為4.02J，小球動能變化量為

J。(g取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)（3）試根據(jù)在（2）中條件下做好本實驗的結(jié)論：

。參考答案：(2)②游標卡尺,③光電門,④吸在電磁鐵下端

⑦

4.00(3)在誤差允許范圍內(nèi)外力做功與動能變化量相等7.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為2s，t＝0時刻的波形如圖所示．該列波的波速是___▲

__m/s；質(zhì)點a平衡位置的坐標xa＝2.5m，再經(jīng)____▲

__s它第一次經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動．參考答案：2m/s(2分)

0.25s.8.（12分）完成下列核反應(yīng)方程，并說明其應(yīng)類型（1）

,屬

（2）

,屬

參考答案：（1），裂變；（2），聚變9.研究加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系：兩個相同的小車并排放在光滑水平軌道上，小車前端系上細線，線的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤里分別放有不同質(zhì)量的砝碼．小車所受的水平拉力F的大小可以認為等于砝碼（包括砝碼盤）的重力大小．小車后端也系有細線，用一只夾子夾住兩根細線，控制兩輛小車同時開始運動和結(jié)束運動．（1）利用這一裝置，我們來研究質(zhì)量相同的兩輛小車在不同的恒定拉力作用下，它們的加速度是怎樣的．由于兩個小車初速度都是零，運動時間又相同，由公式

，只要測出兩小車

之比就等于它們的加速度a之比．實驗結(jié)果是：當小車質(zhì)量相同時，a正比于F．（2）利用同一裝置，我們來研究兩輛小車在相同的恒定拉力作用下，它們的加速度與質(zhì)量是怎樣的．在兩個盤里放上相同數(shù)目的砝碼，使兩輛小車受到的拉力相同，而在一輛小車上加放砝碼，以增大質(zhì)量．重做試驗，測出

和

．實驗結(jié)果是：當拉力F相等時，a與質(zhì)量m成反比。（3）實驗中用砝碼（包括砝碼盤）的重力G的大小作為小車所受拉力F的大小，這樣做的前提條件是

（4））將夾子換為打點計時器，可以通過所打紙帶計算出物體的加速度。某次實驗所得圖線如圖所示。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為_________，小車的質(zhì)量為________。參考答案：．(1)

位移(2)

小車質(zhì)量

通過位移

(3)

砝碼與砝碼盤質(zhì)量遠遠小于小車的總質(zhì)量

(4)

10.如圖所示，直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連成閉合電路，ab長0.40m，在磁感強度是0.60T的勻強磁場中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運動，運動方向跟ab導(dǎo)線垂直．這時直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是_______V，直導(dǎo)線ab中感應(yīng)電流的方向是_________（填“a→b”或“b→a”）；若電阻R=5Ω，導(dǎo)線ab電阻r=1Ω，則ab兩端的電勢差大小為_______V。參考答案：1.2V

b→a

1.0Vab導(dǎo)線切割磁感線，感應(yīng)電動勢E=BLv=1.2V，由右手定則知ab中電流方向是“b→a”；ab兩端的電勢差=1.0V11.某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖。（交流電的頻率為50Hz）（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為_________m/s2。（保留二位有效數(shù)字）（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的1/m，數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m·s–21.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.453.032.502.001.411.000.60請在方格坐標紙中畫出a–1/m圖線，并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)1/m之間的關(guān)系式是

。（3）有一位同學(xué)通過實驗測量作出了圖（c）中的A圖線,另一位同學(xué)實驗測出了如圖（c）中的B圖線．試分析：①A圖線上部彎曲的原因_____________________________________________________；②B圖線在縱軸上有截距的原因

；參考答案：（1）（2分）

3.2

（2）（3分）

圖像見右圖（3）①（2分）未滿足沙和沙桶質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量②（2分）平衡摩擦力時，長木板傾角過大（平衡摩擦力過度）12.（15分）已知萬有引力常量為G，地球半徑為R，同步衛(wèi)星距地面的高度為h，地球的自轉(zhuǎn)周期T，地球表面的重力加速度g.某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小的方法：地球赤道表面的物體隨地球作圓周運動，由牛頓運動定律有又因為地球上的物體的重力約等于萬有引力,有

由以上兩式得:

⑴請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果。

⑵由以上已知條件還可以估算出哪些物理量?(請估算兩個物理量,并寫出估算過程).參考答案：解析：（1）以上結(jié)果是不正確的。因為地球赤道表面的物體隨地球作圓周運動的向心力并不是物體所受的萬有引力，而是萬有引力與地面對物體支持力的合力?！?3分)

正確解答如下：地球赤道表面的物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T，軌道半徑為R，所以線速度大小為：……………(4分)

(2)①可估算地球的質(zhì)量M，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為T，由牛頓第二定律有：……………(3分)

所以……………(1分)

②可估算同步衛(wèi)星運轉(zhuǎn)時線速度的大小，由①知地球同步衛(wèi)星的周期為T，軌道半徑為，所以……………(4分)【或：萬有引力提供向心力……………(1分)

對地面上的物體有：……………(1分)，

所以得：……(2分)】13.如圖所示，某車沿水平方向高速行駛，車廂中央的光源發(fā)出一個閃光，閃光照到了車廂的前、后壁，則地面上的觀察者認為該閃光

▲

（選填“先到達前壁”、“先到達后壁”或“同時到達前后壁”），同時他觀察到車廂的長度比靜止時變▲（選填“長”或“短”）了。參考答案：先到達后壁

短三、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)計了如下實驗：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?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)可認為相等，所以正確。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(zhì)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.如圖，一定質(zhì)量的理想氣體被不計質(zhì)量的活塞封閉在可導(dǎo)熱的氣缸內(nèi)，活塞距底部的高度為h，可沿氣缸無摩擦地滑動。取一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完時，活塞下降了h/5。再取相同質(zhì)量的一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面上。外界大氣的壓強和溫度始終保持不變，已知大氣壓為p0，活塞橫截面積為S，重力加速度為g，求：（1）一小盒沙子的質(zhì)量；（2）沙子再次倒完時活塞距氣缸底部的高度。