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

山西省太原市大學(xué)美術(shù)學(xué)院附屬中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理上學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)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(diǎn)，缺口DB所對(duì)的圓心角為90°，把一個(gè)小球從斜軌道上某處由靜止釋放，它下滑到C點(diǎn)后便進(jìn)入圓軌道，要想使它上升到D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)，不計(jì)摩擦，則下列說(shuō)法正確的是（

）

A．釋放點(diǎn)須與D點(diǎn)等高

B．釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高R/4

C．釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高R/2

D．使小球經(jīng)D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)是不可能的參考答案：D2.美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。關(guān)于康普頓效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的是A．康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性B．康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性C．當(dāng)光子與晶體中的電子碰撞后，其能量增加D．當(dāng)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(shuō)法正確的是A．溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)就越激烈，所以布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)B．由水的摩爾體積和每個(gè)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(shí)需對(duì)氣體做功，這是因?yàn)闅怏w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(lái)體積之和，說(shuō)明分子間存在的引力參考答案：B解析：布朗運(yùn)動(dòng)越激烈反映了液體分子運(yùn)動(dòng)越激烈，液體溫度越高，叫分子熱運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；對(duì)液體和固體可以由摩爾體積和每個(gè)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(shí)需對(duì)氣體做功是因?yàn)樾枰朔怏w壓強(qiáng)才能壓縮，C錯(cuò)誤；水和酒精混合后的體積小于原來(lái)體積之和說(shuō)明分子間存在間隙，D錯(cuò)誤。答案B。4.2005年9月，我國(guó)利用“神州六號(hào)”飛船將兩名宇航員送入太空，中國(guó)成為繼俄、美之后第三個(gè)掌握載人航天技術(shù)的國(guó)家。設(shè)宇航員測(cè)出自己繞地球球心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(wàn)有引力恒量G，宇航員不能計(jì)算出下面的哪一項(xiàng)（

）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(gè)相同的小燈泡，原來(lái)開(kāi)關(guān)Ｓ是閉合的，則在Ｓ斷開(kāi)的瞬間:（）Ａ.Ｄ１、Ｄ２同時(shí)熄滅Ks5uＢ.Ｄ２立即熄滅，Ｄ１逐漸熄滅Ｃ.Ｄ２立即熄滅，Ｄ１一定會(huì)突然更亮一下再滅Ｄ.只有滿足ＲＬ＞ＲＤ１時(shí)，Ｄ１才會(huì)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(jì)16分6.宇航員駕駛宇宙飛船到達(dá)月球表面，關(guān)閉動(dòng)力，飛船在近月圓形軌道繞月運(yùn)行的周期為T，接著，宇航員調(diào)整飛船動(dòng)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(wàn)有引力常量為G，則月球的質(zhì)量=___________，小球開(kāi)始拋出時(shí)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(lái)改變行駛速度檔，下圖是某一“奇安特”變速車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，兩輪的角速度之比wA:wD=_____________。

參考答案：4；1：48.如圖所示的實(shí)線和虛線分別表示同一個(gè)單擺在A、B兩個(gè)星球半徑大小相同的星球表面上的振動(dòng)圖象，其中實(shí)線是A星球上的，虛線是B星球上的，那么兩個(gè)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(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子；從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ2的光子，已知λ1>λ2。那么氫原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將__________(填“吸收”或“放出”)波長(zhǎng)為_(kāi)___________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(wàn)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(diǎn)】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(wàn)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(wàn)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(wàn)有引力，有：=mg

解得：g=，地球的同步衛(wèi)星的萬(wàn)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(bào)警裝置示意圖，該報(bào)警裝置在一扇門、兩扇窗上各裝有一個(gè)聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，門、窗未關(guān)上時(shí)，開(kāi)關(guān)不閉合，只要有一個(gè)開(kāi)關(guān)未閉合，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警。該報(bào)警裝置中用了兩個(gè)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(gè)開(kāi)關(guān)未閉合，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，結(jié)合或門的特點(diǎn)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(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。物塊在重物的牽引下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。（1）通過(guò)分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)

和

之間某時(shí)刻開(kāi)始減速。（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為

m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(lái)計(jì)算物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)（g為重力加速度），則計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)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(diǎn)電荷，電量為q的帶電小球B，用絕緣細(xì)線拴著，細(xì)線跨過(guò)定滑輪，另一端用適當(dāng)大小的力拉住，使小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)小球與A點(diǎn)的距離為R，細(xì)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_(kāi)___________，若小球所受的重力為G，緩慢拉動(dòng)細(xì)線（始終保持小球平衡）直到小球剛到滑輪的正下方過(guò)程中，拉力所做的功為_(kāi)___________。參考答案：；或三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.圖1是利用兩個(gè)電流表A1（微安表）和A2（毫安表）測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的電路原理圖。圖中S為開(kāi)關(guān)。R為滑動(dòng)變阻器，固定電阻Rl和A1內(nèi)阻之和為l0000Ω（比r和滑動(dòng)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(shí)物圖之間畫(huà)出連線。②在閉合開(kāi)關(guān)S前，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端c移動(dòng)至_____（填“a端”、“中央”或“b端”）。

③閉合開(kāi)關(guān)S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)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(dòng)端c的位置，得到的數(shù)據(jù)為

在圖3所示的坐標(biāo)紙上以I1為縱坐標(biāo)、I2為橫坐標(biāo)畫(huà)出所對(duì)應(yīng)的I1--I2曲線。

④利用所得曲線求得電源的電動(dòng)勢(shì)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(cuò)一條線不得分）②b端（2分）

③如圖（2分，必須有描點(diǎn)，不描點(diǎn)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(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)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(gè)電壓表，測(cè)量路端電壓，=0時(shí)的路端電壓即為電源的電動(dòng)勢(shì)，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(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻的比值。15.在用DIS實(shí)驗(yàn)研究小車加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組先用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，重物通過(guò)滑輪用細(xì)線拉小車，位移傳感器（發(fā)射器）隨小車一起沿傾斜軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端．實(shí)驗(yàn)中把重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)。（1）在坐標(biāo)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(shí)驗(yàn)小組在操作過(guò)程中的不當(dāng)之處是_________；（3）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車和重物之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器來(lái)測(cè)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(yuǎn)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(guò)大或平衡摩擦力過(guò)度；（3）不需要本題考查的是對(duì)研究小車加速度與外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的了解問(wèn)題，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以作出圖線；根據(jù)曲線上翹，計(jì)算出的小車質(zhì)量逐漸增大，說(shuō)明傾角過(guò)大或平衡摩擦力過(guò)度；如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車和重物之間接一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器來(lái)測(cè)量繩子的拉力大小，繩子拉力的變化很精確測(cè)出，則不需要滿足小車質(zhì)量M遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量m；四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.(8分)在真空中，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，一個(gè)帶正電的粒子以初速度從磁場(chǎng)邊界上直徑ab的一端a射入磁場(chǎng)，已知該粒子的比荷，不計(jì)粒子重力．

(1)求粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；

(2)若要使粒子飛離磁場(chǎng)時(shí)有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時(shí)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)有則（2）粒子在磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角越大，圓心角越大，而粒子的速度大小一定時(shí)，軌跡半徑是一定的，當(dāng)軌跡對(duì)應(yīng)的弦在最大時(shí)，軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角最大，偏轉(zhuǎn)角即最大，根據(jù)幾何知識(shí)得知，當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)，此時(shí)軌跡的弦最長(zhǎng)，恰好等于圓形區(qū)域的直徑，則有

得由幾何知識(shí)得，偏轉(zhuǎn)角β=2θ=74°；由幾何知識(shí)得，偏轉(zhuǎn)角β=2θ=74°17.(17分)如圖16甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)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(chǎng)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(qiáng)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(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為0.25m。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)MN。當(dāng)線圈向右的位移x隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖16丙所示時(shí)(x取向右為正)，g=10m/s2。求：

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

①

線圈向右運(yùn)動(dòng)時(shí)切割感線，且各處磁場(chǎng)方向與組成線圈的導(dǎo)線垂直，線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)

E=nBLV=2πrnBV

②

流過(guò)MN電流

③聯(lián)立①、②、③得

④

流過(guò)MN電流方向從M到N。當(dāng)線圈向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流大小不變，流過(guò)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?fàn)顟B(tài)，要使外加磁場(chǎng)最小，即安培力最小，當(dāng)流過(guò)MN電流從M到N時(shí)，由左手定則知磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向下。且

⑤

⑥當(dāng)流MN電流從N到M時(shí)，要MN靜止，的方向相反，即垂直軌道平面向上，以此方向?yàn)檎较?，則磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化圖象如圖所示。

(3)發(fā)電機(jī)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(xì)繩的一端系在物體A上，細(xì)繩跨過(guò)不計(jì)質(zhì)量和摩擦的定滑輪，另一端有一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的小掛鉤．小掛鉤不掛任何物體時(shí)，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)繩與斜面平行．在小掛鉤上輕輕掛上一個(gè)質(zhì)量也為m的物塊B后，物體A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)．斜面足夠長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B始終未接觸地面．(1)求物塊A剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小a；(2)設(shè)物塊A沿斜面上升通過(guò)Q點(diǎn)位置時(shí)速度最大，求Q點(diǎn)到出發(fā)點(diǎn)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(xué)認(rèn)為，只要N足夠大，就可以使物塊A沿斜面上滑到Q點(diǎn)時(shí)的速度增大到2vm，你認(rèn)為是否正確？如果正確，請(qǐng)說(shuō)明理由，如果不正確，請(qǐng)求出A沿斜面上升到Q點(diǎn)位置時(shí)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(duì)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