山西省太原市大學美術(shù)學院附屬中學2022-2023學年高三物理上學期期末試卷含解析

山西省太原市大學美術(shù)學院附屬中學2022-2023學年高三物理上學期期末試卷含解析一、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.如圖所示，傾斜軌道AC與有缺口的圓軌道BCD相切于C，圓軌道半徑為R，兩軌道在同一豎直平面內(nèi)，D是圓軌道的最高點，缺口DB所對的圓心角為90°，把一個小球從斜軌道上某處由靜止釋放，它下滑到C點后便進入圓軌道，要想使它上升到D點后再落到B點，不計摩擦，則下列說法正確的是（

）

A．釋放點須與D點等高

B．釋放點須比D點高R/4

C．釋放點須比D點高R/2

D．使小球經(jīng)D點后再落到B點是不可能的參考答案：D2.美國物理學家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長λ0相同的成分外，還有波長大于λ0的成分，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。關(guān)于康普頓效應(yīng)，以下說法正確的是A．康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有波動性B．康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性C．當光子與晶體中的電子碰撞后，其能量增加D．當光子與晶體中的電子碰撞后，其能量減少參考答案：BD3.下列說法正確的是A．溫度越高布朗運動就越激烈，所以布朗運動也叫做熱運動B．由水的摩爾體積和每個水分子的體積可估算出阿伏伽德羅常數(shù)C．在壓縮氣體時需對氣體做功，這是因為氣體分子間的斥力大于引力D．水和酒精混合后的體積小于原來體積之和，說明分子間存在的引力參考答案：B解析：布朗運動越激烈反映了液體分子運動越激烈，液體溫度越高，叫分子熱運動，A錯誤；對液體和固體可以由摩爾體積和每個分子的體積估算出阿伏伽德羅常數(shù)，B正確；在壓縮氣體時需對氣體做功是因為需要克服氣體壓強才能壓縮，C錯誤；水和酒精混合后的體積小于原來體積之和說明分子間存在間隙，D錯誤。答案B。4.2005年9月，我國利用“神州六號”飛船將兩名宇航員送入太空，中國成為繼俄、美之后第三個掌握載人航天技術(shù)的國家。設(shè)宇航員測出自己繞地球球心做勻速圓周運動的周期T，離地面的高度為h，地球半徑為R。根據(jù)T、h、R和萬有引力恒量G，宇航員不能計算出下面的哪一項（

）A.地球的質(zhì)量

B.地球的平均密度

C.飛船所需的向心力

D.飛船線速度的大小參考答案：C5.如圖所示，Ｌ為足夠大的電感線圈。其自身直流電阻為ＲＬ，Ｄ１、Ｄ２是兩個相同的小燈泡，原來開關(guān)Ｓ是閉合的，則在Ｓ斷開的瞬間:（）Ａ.Ｄ１、Ｄ２同時熄滅Ks5uＢ.Ｄ２立即熄滅，Ｄ１逐漸熄滅Ｃ.Ｄ２立即熄滅，Ｄ１一定會突然更亮一下再滅Ｄ.只有滿足ＲＬ＞ＲＤ１時，Ｄ１才會突然更亮一下再滅參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.宇航員駕駛宇宙飛船到達月球表面，關(guān)閉動力，飛船在近月圓形軌道繞月運行的周期為T，接著，宇航員調(diào)整飛船動力，安全著陸，宇航員在月球表面離地某一高度處將一小球以初速度vo水平拋出，其水平射程為S。已知月球的半徑為R，萬有引力常量為G，則月球的質(zhì)量=___________，小球開始拋出時離地的高度=_____________。參考答案：

7.（6分）變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度檔，下圖是某一“奇安特”變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒。那么該車可變換________種不同檔位；且A與D輪組合時，兩輪的角速度之比wA:wD=_____________。

參考答案：4；1：48.如圖所示的實線和虛線分別表示同一個單擺在A、B兩個星球半徑大小相同的星球表面上的振動圖象，其中實線是A星球上的，虛線是B星球上的，那么兩個星球的平均密度ρA和ρB之比是__________。參考答案：4：19.氫原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子；從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為λ2的光子，已知λ1>λ2。那么氫原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將__________(填“吸收”或“放出”)波長為____________的光子。參考答案：吸收，λ1λ2/（λ1-λ2）的光子10.用M表示地球質(zhì)量，R表示地球半徑，T表示地球自轉(zhuǎn)周期，G表示萬有引力常量，則地面上物體的重力加速度為g=

，地球同步衛(wèi)星的軌道高度為h=

．參考答案：；﹣R．【考點】同步衛(wèi)星．【分析】根據(jù)已知量，地球表面的物體受到的重力等于萬有引力可求出近地軌道處的重力加速度；地球的同步衛(wèi)星的萬有引力提供向心力，可以求出地球同步衛(wèi)星的高度．【解答】解：地球表面的物體受到的重力等于萬有引力，有：=mg

解得：g=，地球的同步衛(wèi)星的萬有引力提供向心力：=m解得：r=那么地球同步衛(wèi)星的軌道高度為：h=﹣R；故答案為：；﹣R．11.（4分）如圖為某報警裝置示意圖，該報警裝置在一扇門、兩扇窗上各裝有一個聯(lián)動開關(guān)，門、窗未關(guān)上時，開關(guān)不閉合，只要有一個開關(guān)未閉合，報警器就會報警。該報警裝置中用了兩個串聯(lián)的邏輯電路，虛線框甲內(nèi)應(yīng)選用_________門電路，虛線框乙內(nèi)應(yīng)選用_________門電路（填與、非、或）。參考答案：或，或解析：題意只要有一個開關(guān)未閉合，報警器就會報警，結(jié)合或門的特點因此虛線框甲內(nèi)應(yīng)選用或門；虛線框乙內(nèi)應(yīng)選用或門。12.某同學利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示。打點計時器電源的頻率為50Hz。（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計數(shù)點

和

之間某時刻開始減速。（2）計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為

m/s，計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為

m/s。（保留三位有效數(shù)字）。（3）物塊減速運動過程中加速度的大小為a=

m/s2（保留三位有效數(shù)字），若用a/g來計算物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計算結(jié)果比動摩擦因數(shù)的真實值

（填“偏大”或“偏小”）。

參考答案：（1）6，7或7，6（2）1.00，1.20（3）2.00，偏大13.如圖所示，在光滑小滑輪C正下方相距h的A處固定一電量為Q的點電荷，電量為q的帶電小球B，用絕緣細線拴著，細線跨過定滑輪，另一端用適當大小的力拉住，使小球處于靜止狀態(tài)，這時小球與A點的距離為R，細線CB與AB垂直。（靜電力恒量為K，環(huán)境可視為真空），則小球所受的重力的大小為____________，若小球所受的重力為G，緩慢拉動細線（始終保持小球平衡）直到小球剛到滑輪的正下方過程中，拉力所做的功為____________。參考答案：；或三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.圖1是利用兩個電流表A1（微安表）和A2（毫安表）測量干電池電動勢E和內(nèi)阻r的電路原理圖。圖中S為開關(guān)。R為滑動變阻器，固定電阻Rl和A1內(nèi)阻之和為l0000Ω（比r和滑動變阻器的總電阻都大得多)，A2為理想電流表。①按電路原理圖在圖2虛線框內(nèi)各實物圖之間畫出連線。②在閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器的滑動端c移動至_____（填“a端”、“中央”或“b端”）。

③閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動端c至某一位置，讀出電流表A1和A2的示數(shù)I1和I2。多次改變滑動端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為

在圖3所示的坐標紙上以I1為縱坐標、I2為橫坐標畫出所對應(yīng)的I1--I2曲線。

④利用所得曲線求得電源的電動勢E=_____V，內(nèi)阻r=_____Ω。

⑤該電路中電源輸出的短路電流Im=_____A。參考答案：①如圖（2分，錯一條線不得分）②b端（2分）

③如圖（2分，必須有描點，不描點不得分）

④1.49（1.48～1.50）（2分）0.60（0.55～0.65）（2分）⑤2.4（2.3～2.7）（2分）②閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的電阻應(yīng)最大，以免燒壞微安表。④把R1和A1整體等效為一個電壓表，測量路端電壓，=0時的路端電壓即為電源的電動勢，圖線的斜率與R1和A1整體電阻的乘積即為電源的內(nèi)電阻。⑤短路電流等于電動勢與內(nèi)電阻的比值。15.在用DIS實驗研究小車加速度與外力的關(guān)系時，某實驗小組先用如圖（a）所示的實驗裝置，重物通過滑輪用細線拉小車，位移傳感器（發(fā)射器）隨小車一起沿傾斜軌道運動，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端．實驗中把重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復實驗四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)。（1）在坐標紙上作出小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線；（2）從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當之處是_________；（3）如果實驗時，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器來測量繩子的拉力大小，如圖（b）所示。是否仍要滿足小車質(zhì)量M遠大于重物的質(zhì)量m_______（填“必要”，或“不需要”）參考答案：（1）如圖；（2）傾角過大或平衡摩擦力過度；（3）不需要本題考查的是對研究小車加速度與外力的關(guān)系實驗的了解問題，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以作出圖線；根據(jù)曲線上翹，計算出的小車質(zhì)量逐漸增大，說明傾角過大或平衡摩擦力過度；如果實驗時，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器來測量繩子的拉力大小，繩子拉力的變化很精確測出，則不需要滿足小車質(zhì)量M遠大于重物的質(zhì)量m；四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(8分)在真空中，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向如圖所示，磁感應(yīng)強度B=0.2T，一個帶正電的粒子以初速度從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場，已知該粒子的比荷，不計粒子重力．

(1)求粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑；

(2)若要使粒子飛離磁場時有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時與ab的夾角及粒子的最大偏轉(zhuǎn)角．參考答案：

37°

74°帶電粒子在磁場中運動時有則（2）粒子在磁場偏轉(zhuǎn)角越大，圓心角越大，而粒子的速度大小一定時，軌跡半徑是一定的，當軌跡對應(yīng)的弦在最大時，軌跡所對應(yīng)的圓心角最大，偏轉(zhuǎn)角即最大，根據(jù)幾何知識得知，當粒子從b點射出磁場時，此時軌跡的弦最長，恰好等于圓形區(qū)域的直徑，則有

得由幾何知識得，偏轉(zhuǎn)角β=2θ=74°；由幾何知識得，偏轉(zhuǎn)角β=2θ=74°17.(17分)如圖16甲所示是某人設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖16乙所示)。在線圈所在位置磁感應(yīng)強度B的大小均為0.2T，線圈的電阻為1.5Ω，它的引出線接有質(zhì)量為0.01kg、電阻為0.5Ω的金屬棒MN，MN置于傾角為300的光滑導軌上，導軌寬度為0.25m。外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復運動，便有電流通過MN。當線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖16丙所示時(x取向右為正)，g=10m/s2。求：

(1)若MN固定不動，流過它的電流大小和方向？(2)若MN可自由滑動，至少要加多大的勻強磁場才能使MN保持靜止，并在圖16丁中畫出磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖像；(3)發(fā)電機的輸出功率。參考答案：解析：(1)由圖丙知線圈運動速度

①

線圈向右運動時切割感線，且各處磁場方向與組成線圈的導線垂直，線圈產(chǎn)生電動勢

E=nBLV=2πrnBV

②

流過MN電流

③聯(lián)立①、②、③得

④

流過MN電流方向從M到N。當線圈向左運動時，電流大小不變，流過MN的電流方向從N到M。

(2)MN受重力、斜面支持力和安培力作用處于靜止狀態(tài)，要使外加磁場最小，即安培力最小，當流過MN電流從M到N時，由左手定則知磁場方向垂直軌道平面向下。且

⑤

⑥當流MN電流從N到M時，要MN靜止，的方向相反，即垂直軌道平面向上，以此方向為正方向，則磁感應(yīng)強度隨時間變化圖象如圖所示。

(3)發(fā)電機輸出功率

18.如圖所示，P是傾角為30°的光滑固定斜面．勁度為k的輕彈簧一端同定在斜面底端的固定擋板C上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連接．細繩的一端系在物體A上，細繩跨過不計質(zhì)量和摩擦的定滑輪，另一端有一個不計質(zhì)量的小掛鉤．小掛鉤不掛任何物體時，物體A處于靜止狀態(tài)，細繩與斜面平行．在小掛鉤上輕輕掛上一個質(zhì)量也為m的物塊B后，物體A沿斜面向上運動．斜面足夠長，運動過程中B始終未接觸地面．(1)求物塊A剛開始運動時的加速度大小a；(2)設(shè)物塊A沿斜面上升通過Q點位置時速度最大，求Q點到出發(fā)點的距離x0及最大速度vm；(3)把物塊B的質(zhì)量變?yōu)镹m(N＞0.5)，小明同學認為，只要N足夠大，就可以使物塊A沿斜面上滑到Q點時的速度增大到2vm，你認為是否正確？如果正確，請說明理由，如果不正確，請求出A沿斜面上升到Q點位置時的速度的范圍．參考答案：(1)設(shè)繩的拉力大小為T，分別以A、B為對象用牛頓第二定律，有T＝ma，mg－T＝ma，則a＝(4分)(2)A加速上升階段，彈