上海西郊民辦高級中學2022-2023學年高三物理期末試卷含解析

上海西郊民辦高級中學2022-2023學年高三物理期末試卷含解析一、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1.參考答案：A2.（多選）某電廠發(fā)電機的輸出電壓穩(wěn)定，它輸出的電先通過電廠附近的升壓變壓器升壓，然后用輸電線路把電能輸送到遠處居民小區(qū)附近的降壓變壓器，經降低電壓后輸送到用戶，設升、降變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，白熾燈不夠亮，但電廠輸送的總功率增加，這時A．升壓變壓器的副線圈的電壓變大

B．降壓變壓器的副線圈的電壓變小C．高壓輸電線路的電壓損失變大

D．用戶的負載增多，高壓輸電線中的電流減小參考答案：BC3.一玩具小車在平直路上運動的位移—時間圖象如圖，則（

）A．15s末汽車的位移為300m

B．20s末汽車的速度為-lm/s

C．前10s內汽車的加速度為3m/s2

D．前25s內汽車做單向直線運動參考答案：B4.有一些問題你可能不會求解，但是你仍有可能對這些問題的解是否合理進行分析和判斷。例如從解的物理量單位，解隨某些已知量變化的趨勢，解在一些特殊條件下的結果等方面進行分析，并與預期結果、實驗結論等進行比較，從而判斷解的合理性或正確性。舉例如下：如圖所示。質量為M、傾角為的滑塊A放于水平地面上。把質量為m的滑塊B放在A的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B相對地面的加速度a=,式中g為重力加速度。對于上述解，某同學首先分析了等號右側量的單位，沒發(fā)現(xiàn)問題。他進一步利用特殊條件對該解做了如下四項分析和判斷，所得結論都是“解可能是對的”。但是，其中有一項是錯誤的。請你指出該項。A、當=0時，該解給出a=0，這符合常識，說明該解可能是對的B、當＝900時，該解給出a=g,這符合實驗結論，說明該解可能是對的C、當M遠大于m時，該解給出a=gsin,這符合預期的結果，說明該解可能是對的D、當m遠大于M時，該解給出a=g/sin這符合預期的結果，說明該解可能是對的參考答案：D5.如圖所示，傾角為30°的光滑斜面底端固定一輕彈簧，O點為原長位置。質量為0.5kg的滑塊從斜面上A點由靜止釋放，物塊下滑并壓縮彈簧到最短的過程中，最大動能為8J?，F(xiàn)將物塊由A點上方0.4m處的B點由靜止釋放，彈簧被壓縮過程中始終在彈性限度內，g取10m/s2，則下列說法正確的是A.物塊從O點開始做減速運動B.從B點釋放滑塊動能最大位置比從A點釋放要低C.從B點釋放滑塊最大動能為9JD.從B點釋放彈簧最大彈性勢能比從A點釋放增加了1J參考答案：C物塊從O點時開始壓縮彈簧，彈力逐漸增大，開始階段彈簧的彈力小于滑塊的重力沿斜面向下的分力，物塊做加速運動．后來，彈簧的彈力大于滑塊的重力沿斜面向下的分力，物塊做減速運動，所以物塊先做加速運動后做減速運動，彈簧的彈力等于滑塊的重力沿斜面向下的分力時物塊的速度最大．故A錯誤．由上分析知，物塊的動能最大時合力為零，彈簧的彈力等于滑塊的重力沿斜面向下的分力，即mgsin30°=kx，則知彈簧的壓縮量一定，與物塊釋放的位置無關，所以兩次滑塊動能最大位置相同，故B錯誤．設物塊動能最大時彈簧的彈性勢能為Ep．從A釋放到動能最大的過程，由系統(tǒng)的機械能守恒得：Ek1+Ep=mgxAsin30°…①

從B釋放到動能最大過程，由系統(tǒng)的機械能守恒得：Ek2+Ep=mgxBsin30°…②

由②-①得：Ek2-Ek1=mg（xB-xA）sin30°

據(jù)題有：xB-xA=0.4m

所以得從B點釋放滑塊最大動能為：Ek2=Ek1+mg（xB-xA）sin30°=8+0.5×10×0.4×0.5=9J，故C正確．根據(jù)物塊和彈簧的系統(tǒng)機械能守恒知，彈簧最大彈性勢能等于物塊減少的重力勢能，由于從B點釋放彈簧的壓縮量增大，所以從B點釋放彈簧最大彈性勢能比從A點釋放增加為：△Ep＞mg（xB-xA）sin30°=0.5×10×0.4×0.5J=1J，故D錯誤．故選C.點睛：解決本題的關鍵要正確分析物塊的受力情況，判斷其運動情況，知道物塊壓縮彈簧后先加速后減速，同時要明確能量是如何轉化的．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下．若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，動能和重力勢能之和增加，重力勢能和電勢能之和減少．（填“增加”、“減少”或“不變”）參考答案：考點：電勢能；能量守恒定律．專題：電場力與電勢的性質專題．分析：由粒子的運動軌跡彎曲方向，判斷出電場力方向，分析電場力做功的正負，判斷電勢能的變化．粒子運動過程中，重力勢能、動能和電勢能的總和保持不變，由能量關系可知重力勢能與電勢能總和的變化，及動能和電勢能之和的變化．解答：解：油滴由a到b，由運動軌跡可判出油滴所受的電場力與重力的合力豎直向上，故油滴所受的電場力方向豎直向上，電場力做正功，電勢能一定減小，油滴運動過程中，重力勢能、動能和電勢能的總和保持不變，根據(jù)能量守恒定律，則有重力勢能和動能之和增加；合力做正功，動能增加，則重力勢能和電勢能之和減少．故答案為：增加，減少點評：帶電粒子在電場中的偏轉類題目，較好的考查了曲線運動、動能定理及能量關系，綜合性較強，故在高考中經常出現(xiàn)，在學習中應注意重點把握．7.如圖所示，質量均為m的a、b兩木塊疊放在水平面上，a受到斜向上與水平面成θ角的力F作用，b受到斜向下與水平面成θ角的力F作用，兩力在同一豎直平面內，此時兩木塊保持靜止，則水平面對b的支持力可能

2mg（填“大于”“小于”或“等于”）

參考答案：等于8.某實驗小組在“驗證機械能守恒定律”實驗中：①選出一條紙帶如圖甲所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，測得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．已知重錘質量為0.5kg，打點計時器的工作電流頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2．由以上數(shù)據(jù)算出，當打點計時器打到B點時重力勢能比開始下落時減少了

J，此時重錘的動能比開始下落時增加了

J．由計算結果可知，該實驗小組在做實驗時出現(xiàn)問題的可能原因是

．（計算結果保留兩位有效數(shù)字）②在圖甲所示的紙帶上，某同學又選取多個計數(shù)點，測出各計數(shù)點到第一個點O的距離h，算出各計數(shù)點對應的速度v，并以h為橫軸，以為縱軸畫出的圖線應是圖乙中的，圖線的斜率表示

．參考答案：①0.94；0.98；實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源．②D；重力加速度g．

【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】①根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量．②根據(jù)機械能守恒定律得出的表達式，結合表達式得出正確的圖線，從而得出圖線斜率表示的含義．【解答】解：①當打點計時器打到B點時重力勢能比開始下落時減少了△Ep=mgh2=0.5×9.8×0.1915=0.94J．B點的速度m/s=1.98m/s，則動能的增加量=0.98J．動能增加量大于重力勢能的減小量，做實驗時出現(xiàn)問題的可能原因是實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源．②根據(jù)機械能守恒得，mgh=，解得，由于打出的第一個點已經具有了一定的速度，所以h為0時，v已經不為0，則正確的圖線是D．圖線的斜率表示重力加速度g．故答案為：①0.94；0.98；實驗時先釋放紙帶，然后再接通打點計時器的電源．②D；重力加速度g．9.某同學做《共點的兩個力的合成》實驗作出如圖（11）所示的圖，其中A為固定橡皮條的固定點，O為橡皮條與細繩的結合點，圖中______________是F1、F2合力的理論值，________________是合力的實驗值，需要進行比較的是____________________________________，通過本實驗，可以得出結論：在誤差允許的范圍________________________________是正確的。參考答案：）F；F′；F與F′的大小是否相等，方向是否一致；力合成的平等四邊形定則。10.如圖甲所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的電壓。t=0時，Q板比P板電勢高5V，此時在兩板的正中央M點有一個電子僅受電場力作用從靜止開始運動，假設電子始終未與兩板相碰。在0<t<8×10-10s的時間內，這個電子處于M點的右側、速度向左且逐漸減小的時間范圍是

。參考答案：

6*10-10s<t<

8*10-10s

11.如圖所示為“風光互補路燈”系統(tǒng)，它在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有風時通過風力發(fā)電機發(fā)電，二者皆有時將同時發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存起來，供路燈照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90％左右即停止，放電余留20％左右即停止電能輸出。下表為某型號風光互補路燈系統(tǒng)配置方案：風力發(fā)電機太陽能電池組件其他元件最小啟動風速1.0m/s太陽能電池36W蓄電池500Ah-12V最小充電風速2.0m/s最大限制風速12.0m/s太陽能轉化效率15%大功率LED路燈80W-12V最大輸出功率400W如果當?shù)卮怪庇谔柟獾钠矫娴玫降奶栞椛渥畲髲姸燃s為240W/m2，要想使太陽能電池的最大輸出功率達到36W，太陽能電池板的面積至少要______________m2。

當風速為6m/s時，風力發(fā)電機的輸出功率將變?yōu)?0W，在這種情況下，將蓄電池的電能由20%充至90%所需時間為______________h；參考答案：1，84

12.圖示M、N是固定的半圓形軌道的兩個端點，軌道半徑為R，一個質量為m的小球從M點正上方高為H處自由落下，正好沿切線進入軌道，M、N兩點等高，小球離開N點后能上升的最大高度為H/2，不計空氣阻力，則小球在此過程中克服半圓軌道摩擦力做的功為____________；小球到最高點后又落回半圓軌道，當它過最低點上升時，其最大高度的位置在M點的_______（填“上方”、“下方”或“等高處”）．

參考答案：

答案：mgH/2

上方13.（6分）如圖所示，n個相同的木塊（可視為質點），每塊的質量都是m，從右向左沿同一直線排列在水平桌面上，相鄰木塊間的距離均為l，第n個木塊到桌邊的距離也是l，木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ．開始時，第1個木塊以初速度v0向左滑行，其余所有木塊都靜止，在每次碰撞后，發(fā)生碰撞的木塊都粘在一起運動。最后第n個木塊剛好滑到桌邊而沒有掉下．則在整個過程中因碰撞而損失的總動能

參考答案：

三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖所示的讀數(shù)是

mm.參考答案：0.680mm

15.（4分）一組同學在做“用單擺測定重加速度”的實驗中，用正確的操作方法，測定了6組擺長L和周期T的對應值。為了求出當?shù)氐闹亓铀俣萭，4位同學提出了4種不同的處理方法A．從測定的6組對應值中任意選取1組，用公式求出g作為測量值B．先分別求出6個L值的平均值

和6個T值的平均值，再用公式

求出g作為測量值C．先分別用6組L、T的對應值，用公式求出6個對應的g值，再求這6個g的平均值作為測量值D．在坐標紙上作出T2—L圖象，從圖中計算出圖線的斜率k，根據(jù)求出g作為測量值你認為以上4種方法中，錯誤的是哪一種

（填代號即可），其余正確方法中，偶然誤差最小的是

（填代號即可）參考答案：

B；D四、計算題：本題共3小題，共計47分16.

質量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v－t圖象如圖所示．g取10m/s2，求：

(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)水平推力F的大??；(3)0～10s內物體運動位移的大?。?/p>

參考答案：(1)0.2(2)6N(3)46m

此題考查牛頓運動定律的應用和運動學知識．(1)（5分）設物體做勻減速直線運動的時間為Δt2、初速度為v20、末速度為v2t、加速度為a2，則a2＝＝－2m/s2

①設物體所受的摩擦力為Ff，根據(jù)牛頓第二定律，有Ff＝ma2

②Ff＝－μmg

③聯(lián)立②③得μ＝＝0.2.

④(2)（4分）設物體做勻加速直線運動的時間為Δt1、初速度為v10、末速度為v1t、加速度為a1，

則a1＝＝1m/s2

⑤根據(jù)牛頓第二定律，有F＋Ff＝ma1⑥聯(lián)立③⑥得F＝μmg＋ma1＝6N.(3)（4分）解法一：由勻變速直線運動位移公式，得x＝x1＋x2＝v10Δt1＋a1Δt12＋v20Δt2＋a2Δt22＝46m解法二：根據(jù)v－t圖象圍成的面積，得x＝＝46m.

17.飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析。如圖12所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣體，經激光照射產生質量均為m、電荷量為ke的正離子(1≤k≤3，k取整數(shù))。離子自a板小孔進入a、b間加速電場，從b板小孔沿中心線進入M、N板間控制區(qū)，上下調節(jié)探測器，接收到離子。已知a、b間距為d，極板M、N的長度和間距均為L，不計離子的重力及進入a板時的

初速度。(1)當a、b間的電壓為U1，M、N間加上適當?shù)碾妷篣2，使離子到達探測器，請推導出離子自進入a板到探測器飛行時間的表達式；(2)去掉偏轉電壓U2，在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面、磁感應強度為B的勻強磁場，要使所有離子均通過控制區(qū)，從右側飛出，a、b