山東省濟(jì)南市章丘第六中學(xué)2023年高三物理期末試題含解析

山東省濟(jì)南市章丘第六中學(xué)2023年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(jì)15分．每小題只有一個選項(xiàng)符合題意1.如圖所示，在一個直立的光滑管內(nèi)放置一個輕質(zhì)彈簧,上端O點(diǎn)與管口A的距離為2x0，一個質(zhì)量為m的小球從管口由靜止下落，將彈簧壓縮至最低點(diǎn)B，壓縮量為x0，不計(jì)空氣阻力，彈簧彈性勢能的表達(dá)式為，式中x為形變量，則：A.小球運(yùn)動的最大速度等于B.彈簧的勁度系數(shù)為C.球運(yùn)動中最大加速度為g

D.彈簧的最大彈性勢能為3mgx0參考答案：D2.如圖9所示，一條小船位于200m寬的河的正中點(diǎn)A處，從這里向下游100m處有一危險(xiǎn)區(qū)，當(dāng)時水流速度為4.0m/s，為了使小船避開危險(xiǎn)區(qū)沿直線到達(dá)對岸，小船在靜水中的速度至少是（

）A．2.0m/s

B．m/sC．

m/s

D．4.0m/s參考答案：A3.（多選題）下列說法正確的是（）（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A．外界對封閉氣體做功時，氣體內(nèi)能可能增大B．晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能一定增大C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)地條件下熱傳遞方向性可以逆向D．“油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，估算油酸分子直徑用的是油酸酒精溶液的體積除以油膜的面積E．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成參考答案：ACE4.如圖所示，半徑為r的圓形空間內(nèi)存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一個帶電粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)以速度v0垂直于磁場方向射入磁場中，并由B點(diǎn)射出，且∠AOB＝120°，則該粒子在磁場中運(yùn)動的時間為()A.B.

C.

D.參考答案：D5.如圖所示，原來不帶電的金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔；若使帶負(fù)電的金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（）A． 只有M端驗(yàn)電箔張開，且M端帶正電B． 只有N端驗(yàn)電箔張開，且N端帶正電C． 兩端的驗(yàn)電箔都張開，且N端帶負(fù)電，M端帶正電D． 兩端的驗(yàn)電箔都張開，且兩端都帶正電參考答案：C考點(diǎn)：靜電場中的導(dǎo)體解：金屬導(dǎo)體處在負(fù)電荷的電場中，由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象，彈頭導(dǎo)體的右端要感應(yīng)出正電荷，在導(dǎo)體的左端會出現(xiàn)負(fù)電荷，所以導(dǎo)體兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶負(fù)電，右端帶正電，所以C正確．故選：C．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)過三個不同的過程a、b、c后又回到初始狀態(tài)．在過程a中，若系統(tǒng)對外界做功400J，在過程c中，若外界對系統(tǒng)做功200J，則b過程外界對氣體做功___▲_____J，全過程中系統(tǒng)

▲

熱量（填“吸收”或“放出”），其熱量是

▲

J．

參考答案：

0（1分）

吸熱

200J（2分）7.光電門傳感器也是一種研究物體運(yùn)動情況的計(jì)時儀器，現(xiàn)利用圖甲所示裝置設(shè)計(jì)一個“驗(yàn)證物體產(chǎn)生的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NO是水平桌面，PO是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門。小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門連接數(shù)據(jù)采集器，并把數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)連接，打開軟件。①已知窄片的寬度為d（L遠(yuǎn)大于d），計(jì)算機(jī)顯示的光電門1、2的擋光時間分別為t1、t2。②用米尺測量光電門間距為L，則小車的加速度表達(dá)式a=

(各量均用①②里的字母表示)。

③該實(shí)驗(yàn)把砂和砂桶m拉車的力當(dāng)作小車的合力。由于所用導(dǎo)軌摩擦力較大，必須平衡摩擦力，方法是

。④該實(shí)驗(yàn)中，讓小車質(zhì)量M不變時，探究a與F關(guān)系，使用的探究方法是______________。有位同學(xué)通過測量，作出a—F圖線,如圖乙中的實(shí)線所示。試分析：乙圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

；乙圖線上部彎曲的原因是

；參考答案：a=(d2/t22-d2/t12)/2L；調(diào)出一個合適的斜面；控制變量法；木板夾角過大；m<<M的條件未能很好滿足；8.一物塊以150J的初動能從斜面底端A沿斜面向上滑動,到B時動能減少100J,機(jī)械能減少30J，以A點(diǎn)所在的水平面為零勢能面，則小球到達(dá)最高點(diǎn)時的重力勢能為_____J。物塊返回到A時的動能為________J.參考答案：

9.核動力航母利用可控核裂變釋放核能獲得動力．核反應(yīng)是若干核反應(yīng)的一種，其中X為待求粒子，y為X的個數(shù)，則X是

▲

（選填“質(zhì)子”、“中子”、“電子”），y＝

▲

.若反應(yīng)過程中釋放的核能為E，光在真空中的傳播速度為c，則核反應(yīng)的質(zhì)量虧損表達(dá)式為

▲

.參考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c2(1分)；10.“長征2號”火箭點(diǎn)火升空時，經(jīng)過3s速度達(dá)到42m/s，設(shè)火箭上升可看作勻加速運(yùn)動，則它在3s內(nèi)上升的高度為________m，升空時的加速度為___________m/s2.參考答案：11.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律．①完成平衡摩擦力的相關(guān)內(nèi)容：（i）取下砂桶，把木板不帶滑輪的一端墊高，接通打點(diǎn)計(jì)時器電源，

（選填“靜止釋放”或“輕推”）小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動．（ii）如果打出的紙帶如圖所示，則應(yīng)

（選填“增大”或“減小”）木板的傾角，反復(fù)調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點(diǎn)跡

，平衡摩擦力才完成．②如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)(每打5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn))，其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm。則打C點(diǎn)時小車的速度為

m/s，小車的加速度是

m/s2。(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)參考答案：①（i）輕推（ii）減小，間隔均勻（之間的距離大致相等）；②1.24，6.22；12.如圖甲所示，在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一輕質(zhì)彈簧，軌道上有一滑塊A緊靠彈簧但不連接，已知滑塊的質(zhì)量為m（1）用游標(biāo)卡尺測出滑塊A上的擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則寬度d=

▲

mm；（2）為探究彈簧的彈性勢能，某同學(xué)打開氣源，用力將滑塊A壓緊到P點(diǎn)，然后釋放，滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為，則彈簧的彈性勢能的表達(dá)式為----

▲

(用題中所給字母表示)；（3）若關(guān)閉氣源，仍將滑塊A由P點(diǎn)釋放，當(dāng)光電門到P點(diǎn)的距離為x時，測出滑塊A上的擋光片通過光電門的時間為t，移動光電門，測出多組數(shù)據(jù)（滑塊都能通過光電門），并繪出圖像，如圖丙所示，已知該圖線的斜率的絕對值為k，則可算出滑塊與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為

▲

．參考答案：（1）5.10

（3分）（2）

（3分）（3）

13.空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0×105J，同時氣體的內(nèi)能增加了1.5×l05J．試問：此壓縮過程中，氣體

(填“吸收”或“放出”)的熱量等于

J．參考答案：放出；

5×104；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（09年大連24中質(zhì)檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內(nèi)氣體變?yōu)?℃，問：

①重物是上升還是下降？說明理由。②這時重物將從原處移動多少厘米？（設(shè)活塞與氣缸壁問無摩擦）（結(jié)果保留一位小數(shù)）參考答案：

解析：

①缸內(nèi)氣體溫度降低，壓強(qiáng)減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內(nèi)氣體作等壓變化，設(shè)活塞截面積為S㎝2，氣體初態(tài)體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設(shè)為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據(jù)

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）15.（選修3－3（含2－2））（6分）一定質(zhì)量的氣體，從外界吸收了500J的熱量，同時對外做了100J的功，問：①物體的內(nèi)能是增加還是減少?變化了多少？(400J;400J)

②分子勢能是增加還是減少？參考答案：解析：①氣體從外界吸熱：Q＝500J，氣體對外界做功：W＝－100J

由熱力學(xué)第一定律得△U=W+Q=400J

(3分)

△U為正，說明氣體內(nèi)能增加了400J

(1分)

②因?yàn)闅怏w對外做功，所以氣體的體積膨脹，分子間的距離增大，分子力做負(fù)功，氣體分子勢能增加。（2分）四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，長度為L=8.5m、傾角θ＝37°的斜面AB，在斜面頂端B向左水平拋出小球1、同時在底端A正上方某高度處水平向右拋出小球2，小球2垂直撞在斜面上的位置P，小球1也同時落在P點(diǎn)．求AP間距離．(g=10m/s2)參考答案：5.5m

17.如圖是一個貨物運(yùn)輸裝置示意圖，BC是平臺，AB是長L=12m的傳送帶，BA兩端的高度差h=2.4m．傳送帶在電動機(jī)M的帶動下順時針勻速轉(zhuǎn)動，安全運(yùn)行的最大速度為vm=6m/s．假設(shè)斷電后，電動機(jī)和傳送帶都立即停止運(yùn)動．現(xiàn)把一個質(zhì)量為20kg的貨物，輕輕放上傳送帶上的A點(diǎn)，然后被傳送帶運(yùn)輸?shù)狡脚_BC上，貨物與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.4．由于傳送帶較為平坦，可把貨物對傳送帶的總壓力的大小近似等于貨物的重力；由于輪軸的摩擦，電動機(jī)輸出的機(jī)械功率將損失20%，取g=10m/s2．求：（1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機(jī)需工作的最短時間；（2）要把貨物盡快地運(yùn)送到BC平臺，電動機(jī)的輸出功率至少多大？（3）如果電動機(jī)接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動機(jī)的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運(yùn)送到BC平臺的過程中，電動機(jī)消耗的電能共有多少？參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系；功率、平均功率和瞬時功率．專題：牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析：（1）要使時間最短，貨物應(yīng)一直加速，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度，然后根據(jù)位移時間關(guān)系公式列式求解時間；（2）已知貨物的質(zhì)量可以得到重力，已知重力和上升高度，利用W=Gh計(jì)算克服重力做的功；已知克服重力做的功和轉(zhuǎn)化效率，可以得到電動機(jī)做的功；利用電動機(jī)做的功和做功時間，得到電動機(jī)的輸出功率；（3）電動機(jī)消耗的總電能包括兩部分：克服重力做的功和產(chǎn)生熱量消耗的電能，根據(jù)等量關(guān)系列出方程求解正常工作電流；根據(jù)W=UIt計(jì)算消耗的總電能．解答：解：（1）要使時間最短，貨物應(yīng)一直加速，設(shè)勻加速上行的加速度為a1，則有：μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1把sinθ=，cosθ≈1代入上式得：a1=2m/s2．由于受最大速度vm=6m/s的限制，易知經(jīng)過t1=3s后貨物勻速運(yùn)動．加速位移：l1==9m，此后貨物還得運(yùn)動：l2=12m﹣9m=3m假設(shè)此后電動機(jī)不工作，根據(jù)牛頓第二定律，有：μmgcosθ+mgsinθ=ma2解得：a2=6m/s2．貨物能夠上滑的最大距離為：，剛好能夠到達(dá)平臺，假設(shè)正確．該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機(jī)需工作的最短時間為：tmin=t1=3s．（2）要把貨物盡快地運(yùn)送到BC平臺，由第（1）小題可知貨物應(yīng)該先加速后勻速，在加速過程中，傳送帶受到的摩擦力：f1=μmgcosθ=80N需提供的最大功率：P1=f1vm=80×6W=480W之后勻速運(yùn)動，受到的摩擦力：f2=mgsinθ=40N電動機(jī)功率：P2=f2vm=40×6W=240W考慮到效率，電動機(jī)的輸出功率不得小于Pm=（3）由上述分析可知，勻加速運(yùn)動時間t1=3s，此過程電動機(jī)的輸出功率為P1′=600W．由P1′=UI1﹣I12r，解得I1=10A．消耗電能：E1=UI1t1=120×10×3J=3600J．勻速運(yùn)動過程：t2=此過程電動機(jī)的輸出功率為：P2′==300W．由P2′=UI2﹣I22r解得：I2=（10﹣5）A消耗電能：E2=UI2t2=120×（10﹣5））×0.5J=（600﹣300）J．總消耗電能E=E1+E2=（4200﹣300）J═3776J．答：（1）要使該貨物能到達(dá)BC平臺，電動機(jī)需工作的最短時間為3s．（2）要把貨物盡快地運(yùn)送到BC平臺，電動機(jī)的輸出功率至少為600W．（3）如果電動機(jī)接在輸出電壓為120V的恒壓電源上，電動機(jī)的內(nèi)阻r=6Ω，在把貨物最快地運(yùn)送到BC平臺的過程中，電動機(jī)消耗的電能共有3776J．點(diǎn)評：電動機(jī)帶動傳送帶升高物體的過程中，有兩次能量轉(zhuǎn)化：首先電能轉(zhuǎn)化為電動機(jī)的機(jī)械能和線圈的內(nèi)能；其次電動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成物體的重力勢能和機(jī)械間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以效率是不斷降低的．18.如圖所示，質(zhì)量為M、半徑為R的質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)靜止在粗糙的水平桌面上，一質(zhì)量為m（m>M）的光滑小球以某一水平速度通過環(huán)上的小孔正對環(huán)心射入環(huán)內(nèi)，與環(huán)發(fā)生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不會從小孔中穿出。假設(shè)小球與環(huán)內(nèi)壁的碰撞為彈性碰撞，只考慮圓環(huán)與桌面之間的摩擦，求圓環(huán)通過的總位移？參考答案：解：設(shè)小球的初速度為v0，第一次碰撞后，小球的速度為v1，圓環(huán)的的速度為v2。對圓環(huán)和小球組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律

（2分）由能量守