山西省臨汾市南莊鄉(xiāng)中學(xué)2023年高三物理期末試卷含解析

山西省臨汾市南莊鄉(xiāng)中學(xué)2023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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖1所示，質(zhì)量為M的半球形容器靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在容器內(nèi)P點(diǎn)，O點(diǎn)為容器的球心，已知OP與水平方向的夾角為α。下列結(jié)論正確的是A．木塊受到的摩擦力大小是mgsinαB．木塊對(duì)容器的壓力大小是mgcosαC．桌面對(duì)容器的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面對(duì)容器的支持力大小是(M+m)g參考答案：D2.請(qǐng)用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)判斷，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體的加速度大小不能瞬間改變，但加速度的方向可以瞬間發(fā)生變化B．安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)C．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力一定指向圓心D．牛頓第一、二、三定律都可以用實(shí)驗(yàn)的方式加以驗(yàn)證參考答案：B【考點(diǎn)】安培力；加速度；牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用；洛侖茲力．【分析】根據(jù)加速度的大小方向都可以瞬間改變，安培力與洛倫茲力的關(guān)系，圓周運(yùn)動(dòng)包含勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻變速圓周運(yùn)動(dòng)，牛頓第一定律不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行判斷．【解答】解：A、加速度的大小方向都可以瞬間改變，A錯(cuò)誤；B、安培力是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力，洛倫茲力是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而電荷的定向移動(dòng)就能形成電流，因此安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)，而且安培力和洛倫茲力的方向都是通過(guò)左手定則判斷，B正確；C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力才一定指向圓心，如果是非勻變速圓周運(yùn)動(dòng)，受到的合外力就不指向圓心，C錯(cuò)誤；D、牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，因?yàn)檎也坏轿矬w不受力作用的實(shí)驗(yàn)條件，D錯(cuò)誤；故選：B3.（單選）K－介子衰變的方程為：K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子帶負(fù)的元電荷e，π0介子不帶電。一個(gè)K－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們的半徑RK-與Rπ-之比為2:1。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π－的動(dòng)量大小與π0的動(dòng)量大小之比為（

）A．1:1

B．1:2

C．1:3

D．1:6參考答案：C4.圖為某沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，a、b、c、d是橫波上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)；圖2是橫波上質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法正確的是_________。A.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度大小比質(zhì)點(diǎn)c的大B.t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的加速度大小比質(zhì)點(diǎn)c的大C.從t=0時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)c后到平衡位置D.0~0.5s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b的路程比質(zhì)點(diǎn)a的路程大E.0~3s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)a、b的振動(dòng)路程均為30cm參考答案：BDE;在簡(jiǎn)諧橫波中，質(zhì)點(diǎn)離平衡位置越遠(yuǎn)，速度越小，加速度越大；故由圖1可知：t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度比質(zhì)點(diǎn)c的小，加速度比質(zhì)點(diǎn)c的大，故A錯(cuò)誤，B正確;根據(jù)圖2可得：t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)d沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故由圖1可得：波沿x軸正方向傳播；那么，t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)c沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以，質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)c先回到平衡位置，故C錯(cuò)誤；由圖2可得：周期T=2s；0～0.5s（T）時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)b的平均速率比質(zhì)點(diǎn)a的大，質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)路程比質(zhì)點(diǎn)a的大，故D正確；3s＝T，由質(zhì)點(diǎn)半個(gè)周期的路程恒為2A可得：質(zhì)點(diǎn)a、b的振動(dòng)路程均為6A=30cm，故E正確。故選BDE?！军c(diǎn)睛】在求解機(jī)械振動(dòng)的問(wèn)題中，一般根據(jù)振動(dòng)圖象得到周期及質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，進(jìn)而根據(jù)波動(dòng)圖象得到傳播方向和波長(zhǎng)，然后求解波速；最后在根據(jù)距離和波速求得任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)。5.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。（交流電的頻率為50Hz）（1）若取小車質(zhì)量M＝0.4kg，改變砂桶和砂的質(zhì)量m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的值不合適的是

.A．m1＝5g

B．m2＝1kg

C．m3＝10g

D．m4＝400g（2）為了用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)必須首先

.該操作是否成功判斷的依據(jù)是

.參考答案：BD平衡摩擦力不掛沙桶時(shí)紙帶的點(diǎn)跡是均勻的（輕推小車后，小車能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)）二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)改變重物的質(zhì)量來(lái)探究滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度和所受拉力F的關(guān)系。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條一F圖線，如圖乙所示。

（1）圖線①是軌道處于

（填“水平”或“傾斜”）情況下得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；（2）圖線①、②的傾斜程度（斜率）一樣，說(shuō)明了什么問(wèn)題?

（填選項(xiàng)前的字母）

A．滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量在兩種情況下是一樣的

B．滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量在兩種情況下是不一樣的C．滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量在兩種情況下是否一樣不能確定參考答案：（1）

傾斜

；

（2）

A

7.某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：（1）你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是

，實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力為木塊的合外力首先要做的步驟

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2（v1＜v2）。則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

（用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量）.參考答案：（1）天平，刻度尺（2分）（2）沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量（2分），平衡摩擦力（2分）（3）（3分）（1）實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證動(dòng)能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動(dòng)能，故還要天平和刻度尺；故答案為：刻度尺、天平；

（2）沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有

對(duì)沙和沙桶，有mg-T=ma

對(duì)小車，有T=Ma

解得故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg

小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來(lái)平衡摩擦力，故可以將長(zhǎng)木板的一端墊高；

故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦力；

（3）總功為：mgL，動(dòng)能增加量為：故答案為：mgL=8.汽車的速度計(jì)顯示的是

的大小。（填“瞬時(shí)速度”或“平均速度”）參考答案：瞬時(shí)速度9.在空中某固定點(diǎn)，懸掛一根均勻繩子，然后讓其做自由落體運(yùn)動(dòng)。若此繩經(jīng)過(guò)懸點(diǎn)正下方H=20m處某點(diǎn)A共用時(shí)間1s(從繩下端抵達(dá)A至上端離開(kāi)A)，則該繩全長(zhǎng)為

m。參考答案：1510.如圖所示,MN表示兩個(gè)等勢(shì)面,一個(gè)負(fù)電荷在M面上的D點(diǎn)具有電勢(shì)能為+2.4×10-3J,在N等勢(shì)面上的F點(diǎn)具有的電勢(shì)能為+0.8×10-3J,如果將這個(gè)負(fù)電荷從C點(diǎn)移到E點(diǎn)電場(chǎng)力做功是_________J。______等勢(shì)面電勢(shì)高;電場(chǎng)線AB的方向是_______指向__________參考答案：

(1).

(2).N

(3).B

(4).A由C移到E時(shí)，電場(chǎng)力做功W=-△EP=2.4×10-3-0.8×10-3=1.6×10-3J；

由M到N電場(chǎng)力做正功，由于移動(dòng)的為負(fù)電荷，故說(shuō)明M的電勢(shì)低；N的電勢(shì)高；

電場(chǎng)線高電勢(shì)指向低電勢(shì)，故由B指向A；【點(diǎn)睛】本題考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系，要注意明確電場(chǎng)力做功一定等于電勢(shì)能的改變量．負(fù)電荷在高電勢(shì)處電勢(shì)能要??；電場(chǎng)線總是由高電勢(shì)指向低電勢(shì)．11.如圖為懸掛街燈的支架示意圖，橫梁BE質(zhì)量為6kg，重心在其中點(diǎn)。直角桿ADC重力不計(jì)，兩端用鉸鏈連接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，橫梁E處懸掛燈的質(zhì)量為2kg，則直角桿對(duì)橫梁的力矩為

N·m，直角桿對(duì)橫梁的作用力大小為_(kāi)______N。參考答案：150，150

12.（實(shí)驗(yàn)）在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，小明正常進(jìn)行操作，打出的一條紙帶只有三個(gè)連續(xù)的清晰點(diǎn)，標(biāo)記為0、1、2，已知打點(diǎn)頻率為50Hz，則紙帶的加速度為

；而P點(diǎn)是紙帶上一個(gè)污點(diǎn)，小明想算出P點(diǎn)的速度，你認(rèn)為小明的想法能否實(shí)現(xiàn)？若你認(rèn)為小能實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)說(shuō)明理南；若實(shí)現(xiàn)請(qǐng)算出P點(diǎn)的速度：

．（如圖是小明用刻度尺測(cè)量紙帶時(shí)的示意圖）參考答案：5m/s2；0.95m/s解析：根據(jù)刻度尺可知：0-1的距離x1=8cm，1-2的距離x2=18-8=10cm，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此有：△x=aT2，得：a==5m/s2

根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一個(gè)定值△x=0.2cm，則打第3個(gè)點(diǎn)的位置為x3=1.8+1.2=3cm，

打第4個(gè)點(diǎn)的位置為x4=3+1.4=4.4cm，

打第5個(gè)點(diǎn)的位置為x5=4.4+1.6=6cm，

打第6個(gè)點(diǎn)的位置為x5=6+1.8=7.8cm，

由圖可知，P點(diǎn)的位置為7.8cm，所以P點(diǎn)就是打的第6個(gè)點(diǎn)．

物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程的平均速度有：v1==0.45m/s；則vP=v1+5Ta=0.45+5×0.02×5=0.95m/s13.在地球大氣層上界，垂直于太陽(yáng)光方向上的每秒種內(nèi)每平方米上接受的太陽(yáng)輻射能叫做太陽(yáng)常數(shù)，其值為J/m2．S。太陽(yáng)到地球大氣層上界的距離取為m，那么太陽(yáng)能的輻射功率用上述字母可表示為

，其值為

W（結(jié)果取2位有效數(shù)字）。參考答案：

答案：三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖為一塊直角三棱鏡，頂角A為30°．一束激光沿平行于BC邊的方向射向直角邊AB，并從AC邊射出，出射光線與AC邊夾角也為30°．則該激光在棱鏡中的傳播速度為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)參考答案：1.7×108m/s解：光路圖如圖：

由幾何關(guān)系得：α=∠A=30°，β=90°-30°=60°

折射率

激光在棱鏡中傳播速【點(diǎn)睛】幾何光學(xué)要正確作出光路圖，由幾何知識(shí)找出入射角和折射角是關(guān)鍵．知道光速和折射率的關(guān)系.15.（選修3—3（含2—2））（7分）如圖所示是一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B到狀態(tài)C的p－T圖象，已知?dú)怏w在狀態(tài)B時(shí)的體積是8L，求氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C的體積分別是多大？并判斷氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程是吸熱還是放熱？參考答案：解析：由圖可知：從A到B是一個(gè)等溫過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律可得：……(2分)

代入數(shù)據(jù)解得：……………(1分)

從B到C是一個(gè)等容過(guò)程，

……………(1分)

【或由，代入數(shù)據(jù)解得：】

由圖可知?dú)怏w從B到C過(guò)程為等容變化、溫度升高，……(1分)故氣體內(nèi)能增大，……(1分)由熱力學(xué)第一定律可得該過(guò)程氣體吸熱。……………(1分)四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d；兩金屬板之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．如圖建立坐標(biāo)系，x軸平行于金屬板，與金屬板中心線重合，y軸垂直于金屬板．區(qū)域I的左邊界在y軸，右邊界與區(qū)域II的左邊界重合，且與y軸平行；區(qū)域II的左、右邊界平行．在區(qū)域I和區(qū)域II內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，區(qū)域I內(nèi)的磁場(chǎng)垂直于Oxy平面向外，區(qū)域II內(nèi)的磁場(chǎng)垂直于Oxy平面向里．一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間，在平行板間恰好沿著x軸正向做直線運(yùn)動(dòng)，并先后通過(guò)區(qū)域I和II．已知電子電量為e，質(zhì)量為m，區(qū)域I和區(qū)域II沿x軸方向?qū)挾染鶠椋挥?jì)電子重力．（1）求兩金屬板之間電勢(shì)差U；（2）求電子從區(qū)域II右邊界射出時(shí)，射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y；（3）撤除區(qū)域I中的磁場(chǎng)而在其中加上沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使得該電子剛好不能從區(qū)域II的右邊界飛出．求電子兩次經(jīng)過(guò)y軸的時(shí)間間隔t．參考答案：（1）兩金屬板之間電勢(shì)差U為Bv0d；（2）電子從區(qū)域II右邊界射出時(shí)，射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y為；（3）電子兩次經(jīng)過(guò)y軸的時(shí)間間隔為．：解：（1）電子在平行板間做直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，由平衡條件得：eE=ev0B…①電場(chǎng)強(qiáng)度：E=…②由①②兩式聯(lián)立解得：U=Bv0d；（2）如右圖所示，電子進(jìn)入?yún)^(qū)域I做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向上偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：ev0B=m…③設(shè)電子在區(qū)域I中沿著y軸偏轉(zhuǎn)距離為y0，區(qū)域I的寬度為b（b=）由數(shù)學(xué)知識(shí)得：（R﹣y0）2+b2=R2…④由③④式聯(lián)立解得：y0=因?yàn)殡娮釉趦蓚€(gè)磁場(chǎng)中有相同的偏轉(zhuǎn)量，故電子從區(qū)域II射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)為：y=2y0=（3）電子剛好不能從區(qū)域II的右邊界飛出，說(shuō)明電子在區(qū)域II中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡恰好與區(qū)域II的右邊界相切，圓半徑恰好與區(qū)域II寬度相同．電子運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示．設(shè)電子進(jìn)入?yún)^(qū)域II時(shí)的速度為v，由牛頓第二定律得：evB=m…⑤由人r=b得：v=電子通過(guò)區(qū)域I的過(guò)程中，向右做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中平均速度為：=電子通過(guò)區(qū)域I的時(shí)間：t1=（b為區(qū)域I的寬度）…⑥解得：t1=2（2﹣3）電子在區(qū)域II中運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓周，設(shè)電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，由牛頓第二定律得：evB=m…⑦v=…⑧電子在區(qū)域II中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t2==…⑨由⑦⑧⑨式解得：t2=電子反向通過(guò)區(qū)域I的時(shí)間仍為t1，電子兩次經(jīng)過(guò)y軸的時(shí)間間隔：t=2t1+t2=（8﹣12+π）答：（1）兩金屬板之間電勢(shì)差U為Bv0d；（2）電子從區(qū)域II右邊界射出時(shí)，射出點(diǎn)的縱坐標(biāo)y為；（3）電子兩次經(jīng)過(guò)y軸的時(shí)間間隔為．17.拋體運(yùn)動(dòng)在各類體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中很常見(jiàn)，如乒乓球運(yùn)動(dòng).現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問(wèn)題，設(shè)球臺(tái)長(zhǎng)2L、網(wǎng)高h(yuǎn)，乒乓球反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力.(設(shè)重力加速度為g)(1)若球在球臺(tái)邊緣O點(diǎn)正上方高度為h1處以速度v1水平發(fā)出，落在球臺(tái)的P1點(diǎn)(如圖實(shí)線所示)，求P1點(diǎn)距O點(diǎn)的距離x1.

(2)若球在O點(diǎn)正上方某高度處以速度v2水平發(fā)出，恰好在最高點(diǎn)時(shí)越過(guò)球