河南省焦作市沁陽第二中學(xué)2023年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

河南省焦作市沁陽第二中學(xué)2023年高三物理上學(xué)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.物理關(guān)系式不僅反映了物理量數(shù)量的關(guān)系，也確定了單位間的關(guān)系。如關(guān)系式F=ma既反映了力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系，也確定了N（力）與kg（千克）和ms-2（米每二次方秒）的乘積等效。物理量單位：m（米）、s（秒）、N（牛）、W（瓦）、C（庫）、A（安）、T（特），由它們組合成的單位與力的單位N（牛）等效的是A．

B．C．

D．參考答案：B2.質(zhì)量不計的彈簧下端固定一小球，現(xiàn)手持彈簧上端使小球隨手在豎起方向上以同樣大小的加速度a（a＜g）分別向上、向下做勻加速直線運(yùn)動。若忽略空氣阻力，彈簧的伸長分別為x1、x2；若空氣阻力不能忽略且大小恒定，彈簧的伸長分別為、。則

A．+x1＝x2＋B．+x1＜x2＋

C．+＝x2＋x1D．+＜x2＋x1參考答案：答案：C解析：根據(jù)牛頓第二定律得：Kx1－mg＝ma，mg－Kx2＝ma，K－mg＝ma，mg－K＝ma，分析計算伸長量，＋＝x1＋x2。故應(yīng)選C。3.（多選）如圖所示，ad、bd、cd，是豎直面內(nèi)的三根固定的光滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓周上最高點(diǎn)，d點(diǎn)為圓周上最低點(diǎn)．每根桿上都套有一個小圓環(huán)，三個圓環(huán)分別從a、b、c處由靜止釋放，用t1、t2、t3依次表示各環(huán)到達(dá)d點(diǎn)所用的時間，a1、a2、a3分別表示沿桿下滑的加速度，υ1、υ2、υ3分別表示沿桿滑動到d點(diǎn)速度的大小，則下列關(guān)系正確的是（）A．t1＜t2＜t3B．a(chǎn)1＞a2＞a3C．υ1＜υ2＜υ3D．t1=t2=t3參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．專題：牛頓運(yùn)動定律綜合專題．分析：先受力分析后根據(jù)牛頓第二定律計算出滑環(huán)沿任意一根桿滑動的加速度，然后根據(jù)位移時間關(guān)系公式計算出時間，對表達(dá)式分析，得出時間與各因素的關(guān)系．根據(jù)速度時間公式列式，分析速度關(guān)系．解答：解：對于任一圓環(huán)，受重力和支持力，將重力沿桿的方向和垂直桿的方向正交分解，根據(jù)牛頓第二定律得小滑環(huán)做初速為零的勻加速直線運(yùn)動的加速度為a=gsinθ，（θ為桿與水平方向的夾角），則得a1＞a2＞a3．由圖中的直角三角形可知，小圓環(huán)的位移S=2Rsinθ由S=得：t===2，則t與θ無關(guān)，即t1=t2=t3圓環(huán)滑到底端時的速度大小v=at=gsinθ?2，可知θ越大，v越大，則有v1＞v2＞v3．故選：BD點(diǎn)評：本題關(guān)鍵從眾多的桿中抽象出一根桿，假設(shè)其與水平方向的夾角為θ，然后根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出時間表達(dá)式討論．4.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程的說法中正確的是

A．所有能量守恒的過程都能自發(fā)地進(jìn)行B．摩擦生熱的過程是不可逆過程C．空調(diào)機(jī)既能致熱又能致冷，說明熱傳遞不存在方向性

D．能的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律，因此不會發(fā)生能源危機(jī)參考答案：B5.某節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)裝置的簡化示意圖如圖2所示．小車在軌道頂端時，自動將貨物裝入車中，然后小車載著貨物沿不光滑的軌道無初速下滑，并壓縮彈簧。當(dāng)彈簧被壓縮至最短時，立即鎖定并自動將貨物卸下．卸完貨物后隨即解鎖，小車恰好被彈回到軌道頂端，此后重復(fù)上述過程。則下列說法中正確的是A．小車上滑的加速度大于下滑的加速度B．小車每次運(yùn)載貨物的質(zhì)量必須是確定的C．小車上滑過程中克服摩擦阻力做的功等于小車下滑過程中克服摩擦阻力做的功D．小車與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢能部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能參考答案：ABD小車滑動時受重力、支持力和滑動摩擦力，其中重力沿斜面的分力mgsinθ大于滑動摩擦力，對小車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：下滑時加速度為g-μgcosθ，上滑時加速度為g+μgcosθ，故A正確。設(shè)下滑的距離為l，根據(jù)功能關(guān)系有：μ（m+M）glcosθ+μMglcosθ=mglsinθ，由于μ、g、l、θ、M均是固定的量，故小車每次運(yùn)載貨物的質(zhì)量m必須是確定的，B正確。小車上滑過程中克服摩擦阻力做的功小于小車下滑過程中克服摩擦阻力做的功，C錯誤。根據(jù)能量守恒得：在小車與貨物從頂端滑到最低點(diǎn)的過程中，減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和內(nèi)能，故D正確．故選ABD．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一端封閉的玻璃管自重為G，橫截面積為S，內(nèi)裝一段高為h的水銀柱，封閉了一定質(zhì)量的氣體?，F(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測力計懸起，另一端沒入水銀槽中，如圖所示。當(dāng)玻璃管沒入一定深度后，彈簧測力計的示數(shù)為G。若當(dāng)時的大氣壓為p0，則此時管內(nèi)上方氣體的壓強(qiáng)為_______，玻璃管內(nèi)、外水銀面的高度差△x為_______。(設(shè)玻璃管壁的厚度不計)

參考答案：p0

h

7.A.動能相等的兩物體A、B在光滑水平面上沿同一直線相向而行，它們的速度大小之比vA:vB=2:1，則動量大小之比PA:PB=

;兩者碰后粘在一起運(yùn)動，其總動量與A原來動量大小之比P:PA=

。參考答案：1:2；1:1根據(jù)動量與動能的關(guān)系：【考點(diǎn)】動能和速度的關(guān)系：vA:vB=2:1，可知兩者質(zhì)量之比1:4，所以動量的關(guān)系為：1:2；兩者碰撞遵循動量守恒，其總動量與A的動量等大反向，所以碰后的總動量與A原來的動量之比為1:1。

8.從地面以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的球，設(shè)球在運(yùn)動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比關(guān)系，它運(yùn)動的速率隨時間變化的規(guī)律如圖所示，在t1時刻到達(dá)最高點(diǎn)，再落回地面，落地時速率為v1，且落地前球已做勻速運(yùn)動。則球受到的空氣阻力與其速率之比k=___________，球上升的最大高度H=_________________。參考答案：，9.南北朝傅翕曾寫下這樣一首詩：“空手把鋤頭，步行騎水牛．人在橋上走，橋流水不流．”其中“橋流水不流”一句應(yīng)理解成其選擇的參考系是（）A．水B．橋C．人D．地面參考答案：A解：“橋流水不流”可以理解為“橋動水不動”，意思就是說橋在運(yùn)動，水在靜止．A、以水的參照物，則水就是靜止的，而橋和水的位置發(fā)生了變化，則橋是運(yùn)動的，與題意相符，故A正確；B、以橋為參照物，則橋是靜止的，而水與橋的位置發(fā)生了變化，則水是運(yùn)動的，與題意不符，故B錯誤；C、以人為參照物，因為人在橋上走，人與橋的位置發(fā)生了變化，橋是運(yùn)動的，而水與人的位置也發(fā)生了變化，所以水也是運(yùn)動的，與題意不符，故C錯誤；D、以地面為參照物，地面與橋的位置沒有發(fā)生變化，橋是靜止的，水與地面的位置發(fā)生了變化，所以水也是運(yùn)動的，故D也是錯誤的．故選A．10.如圖所示，R1＝5Ω，R2阻值未知，燈L標(biāo)有“3V

3W”字樣，R3是最大電阻是6Ω的滑動變阻器．P為滑片，電流表內(nèi)阻不計，燈L電阻不變．當(dāng)P滑到A時，燈L正常發(fā)光；當(dāng)P滑到B時，電源的輸出功率為20W．則電源電動勢為_____V；當(dāng)P滑到變阻器中點(diǎn)G時，電源內(nèi)電路損耗功率為______W．參考答案：12

2．5611.如右圖所示，AB為豎直固定金屬棒，金屬桿BC重為G。長為L，并可繞過B點(diǎn)垂直紙面的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動，AC為輕質(zhì)金屬線，DABC＝37°，DACB＝90°，在圖示范圍內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與時間成正比：B＝kt，整個回路總電阻為R，則回路中感應(yīng)電流I＝

，當(dāng)t=

時金屬線AC中拉力恰為零。（已知，）參考答案：；

12.某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗：如圖所示，在一端封閉的光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟塊做成的小圓柱體R。將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0=3cm/s勻速上浮的同時，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動。同學(xué)們測出某時刻R的坐標(biāo)為（4，6），此時R速度大小為______cm/s，R在上升過程中運(yùn)動軌跡的示意圖是_______。參考答案：5；D13.“用DIS研究通電螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度”實(shí)驗中，有以下器材：長螺線管、滑動變阻器、穩(wěn)壓電源、導(dǎo)線、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)。（1）還需要的器材是

。（2）（多選題）某組同學(xué)兩次實(shí)驗得到如圖所示同一坐標(biāo)下的B-d的圖線，則兩次圖線不同的可能原因是（

）(A)在螺線管軸線上移動，兩次螺線管加的電壓不同(B)在螺線管軸線上移動，兩次用的螺線管匝數(shù)不同(C)平行于螺線管軸線移動，一次在螺線管內(nèi)部移動，另一次在螺線管外部移動(D)在螺線管外部，一次平行于螺線管軸線移動，另一次從螺線管軸線處垂直于螺線管軸線遠(yuǎn)離螺線管移動參考答案：(1)磁傳感器

(2)（A

B）三、實(shí)驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)物電路．①實(shí)驗時，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到

．（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）②改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R0=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是

．（選填l或2）方案編號電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0③根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=，內(nèi)阻r=（用k、b和R0表示）．參考答案：①最大值；②2；③，．【考點(diǎn)】測定電源的電動勢和內(nèi)阻．【分析】（1）由實(shí)驗的安全性原則可知滑動變阻器的開始阻值選擇；（2）實(shí)驗中應(yīng)保證準(zhǔn)確，根據(jù)電阻箱的阻值與待測電阻的阻值對比可知合理方案；（3）由圖象中的截距的含義及閉合電路的歐姆定律的表達(dá)式要求得電動勢和內(nèi)電阻．【解答】解：①由圖可知，電路為限流接法，且為保證電路安全，開始電路中電流應(yīng)為最小，故開始時電路中電阻應(yīng)為最大，故滑動變阻器開始時應(yīng)達(dá)到最大值

②由表格可知，方案1中電阻箱的阻值與定值電阻差別太大，導(dǎo)致電路中電流差別太大；而方案2中電阻箱的阻與與待測電阻相差不多，故可以得出較為合理的電流值，故應(yīng)選擇方案2

③由閉合電路歐姆定律可知，U=，變形得：==由題意可知，斜率為k，即：=K解得E=；=b聯(lián)立解得：r=；故答案為：①最大值；②2；③，．15.如圖10所示，在練習(xí)使用打點(diǎn)計時器的實(shí)驗中，在紙帶上選用的五個計數(shù)點(diǎn)，則從紙帶上分析可知（數(shù)據(jù)單位：cm每計數(shù)點(diǎn)間有4個點(diǎn)沒有畫出）⑴小車做的勻加速直線運(yùn)動的加速度為

ｍ／ｓ２

⑵小車在C點(diǎn)既時速度為

ｍ／ｓ⑶小車在BD段的平均速度為

ｍ／ｓ

⑷小車在E點(diǎn)即時速度為

ｍ／ｓ參考答案：2;1.9;1.9;2.3四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，兩根足夠長的固定的平行粗糙金屬導(dǎo)軌位于傾角θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌上、下端所接的電阻R1=R2=10Ω，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計，導(dǎo)軌寬度l=2m．垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，質(zhì)量為m=0.1kg、電阻r=5Ω的金屬棒ab在高處由靜止釋放，金屬棒ab在下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)金屬棒ab下滑高度h=3m時，速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s．（g取10m/s2）求：（1）金屬棒ab速度達(dá)到最大時，電阻R1消耗的功率；（2）金屬棒ab從靜止釋放到速度最大的過程中，電阻R2上產(chǎn)生的焦耳熱．參考答案：考點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律；焦耳定律．專題：電磁感應(yīng)與電路結(jié)合．分析：（1）金屬棒ab先向下做加速度減小的加速運(yùn)動，后做勻速運(yùn)動，速度達(dá)到最大，此時金屬棒受力平衡，根據(jù)E=BLv求出ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，由閉合電路歐姆定律求出通過R1的電流，即可由P1=I12R1求解R1上消耗的功率．（2）先根據(jù)安培力公式F=BIL求出金屬棒穩(wěn)定時所受安培力的大小，由平衡條件可求出摩擦力，即可根據(jù)能量守恒列式求出電路中產(chǎn)生的總熱量，結(jié)合電路的連接關(guān)系，求得R2產(chǎn)生的焦耳熱．解答：解：（1）速度最大時，金屬棒ab產(chǎn)生的電動勢為：E=BLv=0.5×2×2V=2V通過R1的電流為：I1=?=×A=0.1AP1=I12R1=0.12×10W=0.1W（2）達(dá)到最大速度時，金屬棒受到的安培力為：F安=BIL此時，金屬棒的加速度為0，有：mgsin30°=F安+f金屬棒下滑h的過程，根據(jù)能量守恒，有：

mgh=f?++Q總，此過程R1中產(chǎn)生的焦耳熱為：Q1=代入數(shù)據(jù)可得：Q2=0.25J答：（l）在金屬棒ab速度達(dá)到最大時電阻R1上消耗的功率為0.1W．（2）在金屬棒ab從靜止達(dá)到速度最大的過程中，導(dǎo)軌下端電阻R1中產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J．點(diǎn)評：本是導(dǎo)體在導(dǎo)軌上滑動的類型，從力和能兩個角度研究．力的角度，關(guān)鍵是安培力的分析和計算．能的角度要分析過程中涉及幾種能、能量如何是轉(zhuǎn)化的．17.如圖所示，一個質(zhì)量為m=0.6kg的小球，經(jīng)某一初速度v0從圖中P點(diǎn)水平拋出，恰好從光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧軌道（不計空氣阻力，進(jìn)入時無機(jī)械能損失）．已知圓弧半徑R=0.3m，圖中θ=60°，小球到達(dá)A點(diǎn)時的速度v=4m/s．（取g=10m/s2）．試求：（1）小球做平拋運(yùn)動的初速度v0．（2）判斷小球能否通過圓弧最高點(diǎn)C，若能，求出小球到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)C時對軌道的壓力FN．參考答案：解：（1）將小球到達(dá)A點(diǎn)的速度分解如圖則有：v0=vcosθ=4×cos60°=2m/s（2）假設(shè)小球能到達(dá)C點(diǎn)，由動能定理有：﹣mgR（1+cosθ）=﹣代入解得vC=m/s設(shè)小球經(jīng)小球經(jīng)過C點(diǎn)的最小速度為v臨，由mg=m解得v臨==m/s，可見，vC＞v臨，故小球能到達(dá)最高點(diǎn)C．在最高點(diǎn)，由牛頓第