山西省忻州市莊磨中學2023年高三物理上學期期末試題含解析

山西省忻州市莊磨中學2023年高三物理上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.質量相等的A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線，同一方向運動，A球動量為7kg·m/s，B球的動量為5kg·m/s，當A球追上B球時發(fā)生碰撞，則碰后A、B兩球的動量PA、PB可能值是：（

）A.PA=6kg·m/sPB=6kg·m/s

B.PA=3kg·m/sPB=9kg·m/s

C.PA=5kg·m/sPB=7kg·m/s

D.PA=-4kg·m/sPB=17kg·m/s參考答案：答案：AC2.（多選）如圖所示，質量為m的物塊甲以3m／s的速度在光滑水平面上運動，有一輕彈簧固定其上，另一質量也為m的物塊乙以4m／s的速度與甲相向運動。則（

）A.

甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中，甲、乙（包括彈簧）構成的系統(tǒng)動量守恒B.

當兩物塊相距最近時，甲物塊的速率為零C.

當甲物塊的速率為1m／s時，乙物塊的速率可能為2m／s，也可能為0D.

甲物塊的速率可能達到5m／s參考答案：AC3.（單選）如圖甲所示，一輕質彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體（物體與彈簧不連接），初始時物體處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運動，拉力F與物體位移x的關系如圖乙所示（g=10m/s2），則下列結論正確的是A.物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài) B.彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC.物體的質量為3kg D.物體的加速度大小為5m/s2參考答案：D解析：A、物體與彈簧分離時，彈簧恢復原長，故A錯誤；

B、C、D、剛開始物體處于靜止狀態(tài)，重力和彈力二力平衡，有

mg=kx

①

拉力F1為10N時，彈簧彈力和重力平衡，合力等于拉力，根據(jù)牛頓第二定律，有

F1+kx-mg=ma

②

物體與彈簧分離后，拉力F2為30N，根據(jù)牛頓第二定律，有

F2-mg=ma

③

代入數(shù)據(jù)解得

m=2kg;k=500N/m=5N/cm;a=5m/s2故B錯誤，C錯誤，D正確；故選：D．4.如圖所示，兩端開口的U形均勻玻璃管開口向上豎直放置，由兩段水銀封閉了一段空氣柱，穩(wěn)定后，空氣柱的長度L=12cm，a、b兩水銀面的高度差h=19cm．現(xiàn)從U形管左端再注入一段長為19cm的水銀柱，并保持空氣柱溫度不變，再次穩(wěn)定后，空氣柱的長度為（）A．8cm B．10cm C．12cm D．14.4cm參考答案：C【考點】封閉氣體壓強．【分析】對于封閉氣體來講，做等溫變化，由于玻璃管兩端開口，故無論注入多少水銀，只要管子足夠長，氣體壓強不變，故體積亦不變【解答】解：由于空氣柱溫度不變?yōu)榈葴刈兓钟捎诓ＡЧ軆啥碎_口，可得氣體壓強不變，而由知，V不變化．故選：C5.如圖甲所示，電流恒定的通電直導線MN，垂直平放在兩條相互平行的水平光滑導軌上，電流方向由M指向N，在兩軌間存在著豎直方向的勻強磁場，取垂直紙面向里的方向為磁感應強度的正方向，若磁感強度B按如圖乙所示的余弦規(guī)律變化，當t=0時將導線MN由靜止釋放，下列說法正確的是：(

)

A．在最初的一個周期內(nèi)，導線MN在導軌上做

簡諧振動

B．在最初的一個周期內(nèi)，導線MN一直向左運動

C．在最初的半個周期內(nèi)，導線MN的加速度先增大后減小

D．在最初的半個周期內(nèi)，導線MN的速度大小先增大后減小參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖甲所示，光滑絕緣的水平面上一矩形金屬線圈

abcd的質量為m、電阻為R、面積為S，ad邊長度為L，其右側是有左右邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B，ab邊長度與有界磁場區(qū)域寬度相等，在t=0時刻線圈以初速度v0進入磁場，在t=T時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運動方向的變力F，使線圈在t=2T時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的v—t圖像如圖乙所示，整個圖像關于t=T軸對稱。則0—T時間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為______________________，從T—2T過程中，變力F做的功為______________________。參考答案：；2（）7.（5分）制冷機是一種利用工作物質(制冷劑)的逆循環(huán)，使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置，通過制冷機的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài)．夏天，將房間中一臺正工作的電冰箱的門打開，試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度?為什么?

參考答案：制冷機正常工作時，室內(nèi)工作器從室內(nèi)吸收熱量，同時將冷風向室內(nèi)散發(fā),室外工作器向外散熱。若將一臺正在工作的電冰箱的門打開，盡管它可以不斷地向室內(nèi)釋放冷氣，但同時冰箱的箱體向室內(nèi)散熱，就整個房間來說，由于外界通過電流不斷有能量輸入，室內(nèi)的溫度會不斷升高。（5分）

命題立意：本題是一條聯(lián)系實際的題目,考查運用所學知識解決實際問題的能力。解題關鍵：考慮整個系統(tǒng)，并結合能量守恒來加以分析。錯解剖析：解本題容易憑借想當然，認為打開冰箱門，會降低房間的溫度．應該考慮整個系統(tǒng)加以分析。8.如右圖所示，質點A從某一時刻開始在豎直平面內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動，出發(fā)點是與圓心O等高的點a，與此同時，位于圓心的質點B自由下落。已知圓的半徑為R=19.6m，則質點A的角速度至少

，才能使A、B相遇。參考答案：9.如圖甲所示是一平面上晶體物質微粒的排列情況，圖中三條等長線AB、AC、AD上物質微粒的數(shù)目不同，由此得出晶體具有

▲

的性質。如圖乙所示，液體表面層分子比較稀疏，分子間距離大于分子平衡距離r0，因此表面層分子間作用表現(xiàn)為

▲

。參考答案：各向異性

引力10.有一列簡諧橫波在彈性介質中沿x軸正方向以速率v=10m/s傳播，某時刻的波形如圖所示，把此時刻作為零時刻，質點A的振動方程為y=

m.參考答案：11.自行車轉彎可近似成自行車繞某個定點O（圖中未畫出）做圓周運動，如圖所示為自行車轉彎的俯視圖，自行車前后輪接觸地面的位置A、B相距L，虛線表示兩點轉彎的軌跡，OB距離。則前輪與車身夾角θ=

；B點速度大小v1=2m/s。則A點的速度v2=______m/s。參考答案：30o；2.3112.4．在圖示的復雜網(wǎng)絡中，所有電源的電動勢均為E0，所有電阻器的電阻值均為R0，所有電容器的電容均為C0，則圖示電容器A極板上的電荷量為

。參考答案：．（5分）13.若以M表示水的摩爾質量，ρ表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則在標準狀態(tài)下體積為V的水蒸氣中分子數(shù)為N=NA．參考答案：在標準狀態(tài)下體積為V的水蒸氣質量m=ρV，物質的量為，分子數(shù)為N=NA；三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（7分）一定質量的理想氣體，在保持溫度不變的的情況下，如果增大氣體體積，氣體壓強將如何變化？請你從分子動理論的觀點加以解釋．如果在此過程中氣體對外界做了900J的功，則此過程中氣體是放出熱量還是吸收熱量？放出或吸收多少熱量？（簡要說明理由）參考答案：氣體壓強減?。?分）一定質量的氣體，溫度不變時，分子的平均動能一定，氣體體積增大，分子的密集程度減小，所以氣體壓強減?。?分）一定質量的理想氣體，溫度不變時，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，當氣體對外做功時，氣體一定吸收熱量，吸收的熱量等于氣體對外做的功量即900J．（3分）15.（09年大連24中質檢）（選修3—5）（5分）如圖在光滑的水平桌面上放一個長木板A，其上放有一個滑塊B，已知木板和滑塊的質量均為m=0.8kg，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，開始時A靜止，滑塊B以V=4m／s向右的初速度滑上A板，如圖所示，B恰滑到A板的右端，求：①說明B恰滑到A板的右端的理由?②A板至少多長?

參考答案：解析：①因為B做勻減速運動，A做勻加速運動，A，B達到共同速度V1時，B恰滑到A板的右端（2分）

②根據(jù)動量守恒

mv=2mv1（1分）

v1=2m/s

……

設A板長為L，根據(jù)能量守恒定律

（1分）

L=1m四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（8分）【物理—物理3-3】噴霧器內(nèi)有10L水，上部封閉有1atm的空氣2L。關閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3L（設外界環(huán)境溫度一定，空氣可看作理想氣體）。（1）當水面上方氣體溫度與外界溫度相等時，求氣體壓強，并從微觀上解釋氣體壓強變化的原因。（2）打開噴霧閥門，噴霧過程中封閉氣體可以看成等溫膨脹，此過程氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由。參考答案：答案：（1）氣體壓強p2=2.5atm；（2）吸熱。氣體對外做功而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體吸熱。解析：（1）設氣體初態(tài)壓強為p1，體積為V1；末態(tài)壓強為p2，體積為V2，由玻意耳定律

p1V1=p1V1

①

代入數(shù)據(jù)得

p2=2.5atm

②

微觀上解釋：溫度不變，分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強增加。

（2）吸熱。氣體對外做功而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體吸熱。17.如圖所示，在平面直角坐標系xOy內(nèi)，第Ⅰ象限的半徑R=h的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，圓與x、y坐標軸切于D、A兩點，y＜0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強電場。一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從電場中Q（-2h，-h）點以速度v0水平向右射出，從坐標原點O射入第Ⅰ象限，與水平方向夾角為α，經(jīng)磁場能以垂直于x軸的方向從D點射入電場。不計粒子的重力，求：（1）電場強度E的大小以及α的正切值（2）磁感應強度B的大?。?）帶電粒子從Q點運動到最終射出磁場的時間t。參考答案：(1)

，α＝45°，因此粒子從C點正對圓心O1進入磁場．(2)

(3)【詳解】（1）粒子在勻強電場中做類平拋運動，由類平拋運動規(guī)律及牛頓運動定律得2h＝v0t

h＝at2

又qE＝ma

聯(lián)立解得

設粒子到達O點時的速度為v，沿y軸正方向的分速度為vy，則有vy＝at＝＝v0，

v＝＝v0

速度v與x軸正方向的夾角α滿足tanα＝＝1

即α＝45°，因此粒子從C點正對圓心O1進入磁場．（2）又因為粒子垂直于x軸射出磁場，軌道半徑

由牛頓第二定律有

聯(lián)立解得

（3）帶電粒子在電場中做類平拋運動的時間從O點運動到磁場邊界的時間

粒子從D點射入電場后折返進入磁場，最后從磁場中射出在磁場中運動的時間：

在第四象限電場中往復時間

帶電粒子從Q點運動到最終射出磁場的時間【點睛】帶電粒子的運動問題，加速電場一般由動能定理或勻加速運動規(guī)律求解；偏轉電場由類平拋運動規(guī)律求解；磁場中的運動問題則根據(jù)圓周運動規(guī)律結合幾何條件求解。18.如圖所示，直角坐標系xoy位于豎直平面內(nèi)，y軸正方向豎直向上，x軸正方向水平向右?？臻g中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，勻強磁場垂直xoy平面向里，磁感應強度大小為B。勻強電場（圖中未畫出）方向平行于xoy平面，小球（可視為質點）的質量為m、帶電量為+q，已知電場強度大小為，g為重力加速度。（1）若勻強電場方向水平向左，使小球在空間中做直線運動，求小球在空間中做直線運動的速度大小和方向；（2）若勻強電場在xoy平面內(nèi)的任意方向，確定小球在xoy平面內(nèi)做直線運動的速度大小的范圍；（3）若勻強電場方向豎直向下，將小球從O點由靜止釋放，求小球運動過程中距x軸的最大距離。參考答案：解：（1）由題意知小球做勻速直線運動

(2分)

受力分析如圖

(2分)勻速直線運動速度大小

(1分)方向如圖，斜向下與x軸方向夾角45°

(1分)（2）小球做直線運動的條件為：洛侖茲力與電場力和重力的合力為一對平衡力。當電場在xoy平面內(nèi)方向任意時，電場力與重力合力最大值為2mg

（1分）