2022-2023學(xué)年湖南省常德市安鄉(xiāng)縣第四中學(xué)高三物理期末試題含解析

2022-2023學(xué)年湖南省常德市安鄉(xiāng)縣第四中學(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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選題）“磁單極子”是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布．假設(shè)地面附近空中有一N極磁單極子，在豎直平面內(nèi)的磁感線如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子正在該磁單極子上方附近做速度大小為v、半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡如虛線所示，軌跡平面為水平面，若不考慮地磁場(chǎng)的影響，重力加速度大小為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A．粒子受到的洛倫茲力與所在處的磁感線方向垂直且斜向上B．從軌跡上方朝下看，該粒子沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C．該粒子受到的洛倫茲力全部提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力D．該粒子所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為參考答案：ABD【考點(diǎn)】帶電粒子在混合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；洛侖茲力．【分析】這是一道關(guān)于“磁單極子”的信息題，“磁單極子”是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì)，其磁感線分布類似于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布．問(wèn)題是帶電粒子在“磁單極子”的磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)衍生出求B、向心力等問(wèn)題．由于受到兩個(gè)力的作用，所以從豎直和水平兩個(gè)方向去考慮．【解答】解：A、C、粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知粒子受到的洛倫茲力與所在處的磁感線方向垂直且斜向上，只是其水平分量提供向心力，或者說(shuō)是洛侖茲力與重力的合力提供向心力．故A正確，C錯(cuò)誤；B、粒子帶正電，根據(jù)由左手定則：手心向下，大拇指指圓心，這樣四指方向就是運(yùn)動(dòng)的方向，可知從軌跡上方朝下看，該粒子沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，故B正確．D、由洛侖茲力與重力的合力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力，結(jié)合勾股定理，有，得該粒子所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小=，故D正確．故選：ABD2.如圖所示，在一粗糙水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，中間用一原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來(lái)，木塊與地面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ．現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2，當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)兩木塊之間的距離是（）A．

B．

C．D．參考答案：A3.下列說(shuō)法正確的是（）A．氣體放出熱量，其分子的平均動(dòng)能不一定減小B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．沒(méi)有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距的減小而增大E．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子之間的勢(shì)能增加參考答案：ADE【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律；分子間的相互作用力．【分析】溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志；固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．根據(jù)熱力第二定律分析熱機(jī)的效率；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢(shì)能總是隨分子間距的減小而增大；一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其內(nèi)能增加，分子之間的勢(shì)能增加．【解答】解：A、做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，氣體放出熱量，若同時(shí)外界對(duì)氣體做功，溫度不一定降低，則分子的平均動(dòng)能不一定減小，故A正確．B、固體小顆粒做布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子對(duì)小顆粒的碰撞的作用力不平衡引起的，布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．C、沒(méi)有摩擦的理想熱機(jī)，根據(jù)熱力第二定律可知吸收的能量也不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤．D、當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力隨分子間距的減小而增大；由于分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能也增大，故D正確．E、一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其內(nèi)能增加，但分子的平均動(dòng)能沒(méi)有增加，所以是分子之間的勢(shì)能增加．故E正確．故選：ADE4.用如圖所示裝置做“研究有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸物體的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，力矩盤(pán)上各同心圓的間距相等。（1）（多選題）用細(xì)線懸掛鉤碼前，下列措施中哪些是必要的（A）判斷力矩盤(pán)是否處在豎直平面；（B）判斷橫桿MN是否嚴(yán)格保持水平；（C）判斷力矩盤(pán)與轉(zhuǎn)軸間的摩擦是否足夠??；（D）判斷力矩盤(pán)的重心是否位于盤(pán)中心。（2）在力矩盤(pán)上A、B、C三點(diǎn)分別用細(xì)線懸掛鉤碼后，力矩盤(pán)平衡，如圖所示，已知每個(gè)鉤碼所受重力為1N，則此時(shí)彈簧秤示數(shù)應(yīng)為_(kāi)_______N。（3）若實(shí)驗(yàn)前，彈簧秤已有0.2N的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)忘記對(duì)彈簧秤進(jìn)行調(diào)零，則完成實(shí)驗(yàn)后測(cè)量出的順時(shí)針力矩與逆時(shí)針力矩相比，會(huì)出現(xiàn)M順______M逆（選填“＞”、“＝”或“＜”）。參考答案：ACD（4分）

3N（1分）

＜（1分）5.一個(gè)物體沿直線運(yùn)動(dòng)，描繪出物體的﹣t圖象如圖所示，則下列判斷正確的是（）A．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．物體做變加速直線運(yùn)動(dòng)C．物體的初速度大小為﹣1m/s D．物體的加速度大小為1m/s2參考答案：D【考點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖像；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系．【分析】根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)寫(xiě)出x與t的關(guān)系式，再求出v與t的關(guān)系，從而判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和加速度．【解答】解：由數(shù)學(xué)知識(shí)可得：=（0.5t+0.5）m/s，則得：x=0.5t2+0.5t由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x=v0t+可知物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度為v0=0.5m/s，物體的加速度大小為1m/s2．故ABC錯(cuò)誤，D正確．故選：D．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖1所示，寒假前，某同學(xué)利用DIS系統(tǒng)對(duì)封閉在注射器內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體作了兩次等溫過(guò)程的研究．第一次是在室溫下通過(guò)推、拉活塞改變氣體體積，并記錄體積和相應(yīng)的壓強(qiáng)；第二次在較高溫度環(huán)境下重復(fù)這一過(guò)程．（1）結(jié)束操作后，該同學(xué)繪制了這兩個(gè)等溫過(guò)程的p﹣1/V關(guān)系圖線，如圖．則反映氣體在第二次實(shí)驗(yàn)中的p﹣1/V關(guān)系圖線的是1（選填“1”或“2”）；（2）該同學(xué)是通過(guò)開(kāi)啟室內(nèi)暖風(fēng)空調(diào)實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度升高的．在這一過(guò)程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸縮，管內(nèi)的氣體經(jīng)歷了一個(gè)等壓（選填“等壓”“等溫”或“等容”）的變化過(guò)程．參考答案：考點(diǎn)：理想氣體的狀態(tài)方程；熱力學(xué)第一定律．專題：理想氣體狀態(tài)方程專題．分析：（1）由圖看出p﹣圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，斜率一定，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)研究出斜率等于pV，即可根據(jù)氣態(tài)方程分析．（2）注射器水平地放置在桌面上，以活塞為研究對(duì)象，受力分析，根據(jù)平衡條件列方程，進(jìn)而分析作何種變化．解答：解：（1）由圖2看出p﹣圖象是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，其斜率等于pV，斜率不變，則pV不變，根據(jù)氣態(tài)方程=c，可知?dú)怏w的溫度不變，均作等溫變化．由氣態(tài)方程得知T與pV正比，即T與圖線的斜率成正比，所以可知反映氣體在第二次實(shí)驗(yàn)中的p﹣關(guān)系圖線的是1．（2）注射器水平地放置在桌面上，設(shè)注射器內(nèi)的壓強(qiáng)為P，大氣壓強(qiáng)為P0，活塞橫截面積為S，活塞移動(dòng)過(guò)程中速度緩慢，認(rèn)為活塞處于平衡狀態(tài)，則：PS=P0S即P=P0可知，管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓，保持不變，所以管內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個(gè)等壓變化．故答案為：（1）1；（2）等壓．點(diǎn)評(píng)：對(duì)于氣體的圖象，往往要研究其斜率、面積等方面的數(shù)學(xué)意義，來(lái)分析其物理意義．確定封閉氣體壓強(qiáng)時(shí)通常是以封閉氣體的活塞為研究對(duì)象受力分析通過(guò)平衡條件列方程來(lái)確定．7.靜電除塵器示意如右圖所示，其由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成。A和B分別接到高壓電源正極和負(fù)極，A、B之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)，B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填A(yù)或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會(huì)吸附nmol電子，每晝夜能除mkg煤粉，設(shè)電子電量為e，阿伏加德羅常數(shù)為NA，一晝夜時(shí)間為t，則高壓電源的電流強(qiáng)度為_(kāi)______。參考答案：A

2emnNA/t

8.如圖，S1、S2是兩個(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同。實(shí)線和虛線分別表示某一時(shí)刻兩列波的波峰和波谷。a、b、c、d四點(diǎn)中振動(dòng)減弱的點(diǎn)為

，經(jīng)四分之一周期，不在平衡位置的點(diǎn)為

。參考答案：a,d

9.一列簡(jiǎn)諧波在t=0.8s時(shí)的圖象如圖甲所示，其x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，由圖象可知：簡(jiǎn)諧波沿x軸

▲

方向傳播（填“正”或“負(fù)”），波速為

▲

m／s，t=10.0s時(shí)刻，x=4m處質(zhì)點(diǎn)的位移是

▲

m．參考答案：負(fù)（1分）

5（2分）

-0.0510.某同學(xué)想利用DIS測(cè)電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和葉片長(zhǎng)度，他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.該同學(xué)先在每一葉片邊緣粘上一小條長(zhǎng)為△l的反光材料，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，光傳感器就可接收到反光材料反射的激光束，并在計(jì)箅機(jī)屏幕上顯示出矩形波，如圖乙所示.已知屏幕橫向每大格表示的時(shí)間為5.00×10-3s.則電風(fēng)扇勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為_(kāi)_______s;若用游標(biāo)卡尺測(cè)得△l的長(zhǎng)度如圖丙所示，則葉片長(zhǎng)度為_(kāi)_______m.參考答案：4.2×10-2；0.23：圖憶中光強(qiáng)-時(shí)間圖象周期為1.4×10-2s，電風(fēng)扇勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝3×1.4×10-2s。游標(biāo)卡尺測(cè)得△l的長(zhǎng)度為35.1mm，反光時(shí)間為1.0×10-2s,電風(fēng)扇葉片頂端線速度υ=35.1m/s，由υ=解得葉片長(zhǎng)度L=0.23m11.如圖所示，兩端開(kāi)口、粗細(xì)均勻的足夠長(zhǎng)玻璃管插在大水銀槽中，管的頂部有一定長(zhǎng)度的水銀．兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中．開(kāi)啟頂部連通左右水銀的閥門(mén)，右側(cè)空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)0，右側(cè)空氣柱底部水銀面比槽中水銀面高出h，右側(cè)空氣柱頂部水銀面比左側(cè)空氣柱頂部水銀面低h．（i）試根據(jù)上述條件推測(cè)左側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為

，左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為

：（ii）若初始狀態(tài)溫度為T(mén)0，大氣壓強(qiáng)為P0，關(guān)閉閥門(mén)A，則當(dāng)溫度升至

時(shí)，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平？（不考慮水銀柱下降對(duì)大水銀槽中液面高度的影響，大氣壓強(qiáng)保持不變）．參考答案：（1）L0，2h；（2）【考點(diǎn)】理想氣體的狀態(tài)方程．【分析】（1）分別以兩部分氣體為研究對(duì)象，求出兩部分氣體壓強(qiáng)，然后由幾何關(guān)系求出右管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度．（2）以左管內(nèi)氣體為研究對(duì)象，列出初末的狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程可以求出空氣柱的長(zhǎng)度．【解答】解：（1）根據(jù)連通器的原理以及液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)可知，右側(cè)的氣體的壓強(qiáng)：P1=P0﹣h則左側(cè)氣體的壓強(qiáng)：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左側(cè)空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為是2h．左側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）關(guān)閉閥門(mén)A，溫度升高的過(guò)程中，右側(cè)的空氣柱的壓強(qiáng)增大，體積增大，由圖可知，右側(cè)氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平時(shí)的空氣柱的長(zhǎng)度：L1=L0+h壓強(qiáng)：P1′=P0設(shè)空氣柱的橫截面積是S，由理想氣體的狀態(tài)方程得：得：T1=故答案為：（1）L0，2h；（2）12.地球的半徑約為R=6400千米，A、B兩顆人造地球衛(wèi)星沿圓軌道繞地球運(yùn)行，它們離地球表面的高度分別為hA=3600千米，hB=1700千米，那末A、B兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速率之比VA:VB=____________，運(yùn)行周期之比TA:TB=____________。參考答案：、13.（選修3—5）如圖質(zhì)量均為m的兩個(gè)完全相同的彈性小球A、B放在光滑水平面上，A球以初速v0與靜止的小球B發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間為t，則撞擊結(jié)束后兩球速度分別是vA=______、vB=_______；撞擊過(guò)程中A球受到的平均沖擊力為_(kāi)________。

參考答案：答案：0、

v0、

mv0/t

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.螺線管通電后，小磁針靜止時(shí)指向如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出通電螺線管的N、S極，并標(biāo)出電源的正、負(fù)極。參考答案：N、S極1分電源+、-極15.“水立方”國(guó)家游泳中心是北京為2008年夏季奧運(yùn)會(huì)修建的主游泳館．水立方游泳館共有8條泳道的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)比賽用游泳池，游泳池長(zhǎng)50m、寬25m、水深3m．設(shè)水的摩爾質(zhì)量為M＝1.8×10-2kg／mol，試估算該游泳池中水分子數(shù)．參考答案：1.3×1032個(gè)解：游泳池中水的質(zhì)量為m，阿伏加德羅常數(shù)為，游泳池中水的總體積為。則游泳池中水的物質(zhì)的量為；所含的水分子數(shù)為個(gè)四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.(12分)如圖所示，一端封閉、粗細(xì)均勻的薄壁玻璃管開(kāi)口向下堅(jiān)直插在裝有水銀的水銀槽內(nèi)，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣，水銀槽的截面積上下相同，是玻璃管截面積的5倍。開(kāi)始時(shí)管內(nèi)空氣長(zhǎng)度為6cm，管內(nèi)外水銀面高度差為50cm。將玻璃管沿豎直方向緩慢上移(管口末離開(kāi)槽中水銀)，使管內(nèi)外水銀面高度差變成60cm。(大氣壓相當(dāng)于75cmHg)，求：(1)此時(shí)管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度；(2)水銀槽內(nèi)水銀面下降的高度。參考答案：解析：（1）玻璃管內(nèi)的空氣作等溫變化

①

②

③

（2）設(shè)水銀槽內(nèi)水銀面下降，水銀體積不變

④

⑤