河南省焦作市沁陽(yáng)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(yáng)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)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(kù)）、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(jì)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(dòng)。若忽略空氣阻力，彈簧的伸長(zhǎng)分別為x1、x2；若空氣阻力不能忽略且大小恒定，彈簧的伸長(zhǎng)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(jì)算伸長(zhǎng)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(gè)小圓環(huán)，三個(gè)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(shí)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(dòng)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(dòng)定律綜合專題．分析：先受力分析后根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算出滑環(huán)沿任意一根桿滑動(dòng)的加速度，然后根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式計(jì)算出時(shí)間，對(duì)表達(dá)式分析，得出時(shí)間與各因素的關(guān)系．根據(jù)速度時(shí)間公式列式，分析速度關(guān)系．解答：解：對(duì)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(dòng)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(wú)關(guān)，即t1=t2=t3圓環(huán)滑到底端時(shí)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(píng)：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(dòng)學(xué)公式求出時(shí)間表達(dá)式討論．4.下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程的說(shuō)法中正確的是

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

D．能的轉(zhuǎn)化過(guò)程符合能量守恒定律，因此不會(huì)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(jiǎn)化示意圖如圖2所示．小車在軌道頂端時(shí)，自動(dòng)將貨物裝入車中，然后小車載著貨物沿不光滑的軌道無(wú)初速下滑，并壓縮彈簧。當(dāng)彈簧被壓縮至最短時(shí)，立即鎖定并自動(dòng)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(guò)程。則下列說(shuō)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(guò)程中克服摩擦阻力做的功等于小車下滑過(guò)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(guò)程中，減少的重力勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能參考答案：ABD小車滑動(dòng)時(shí)受重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力，其中重力沿斜面的分力mgsinθ大于滑動(dòng)摩擦力，對(duì)小車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：下滑時(shí)加速度為g-μgcosθ，上滑時(shí)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(guò)程中克服摩擦阻力做的功小于小車下滑過(guò)程中克服摩擦阻力做的功，C錯(cuò)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(guò)程中，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)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(jì)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。現(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)的示數(shù)為G。若當(dāng)時(shí)的大氣壓為p0，則此時(shí)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(jì))

參考答案：p0

h

7.A.動(dòng)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(dòng)量大小之比PA:PB=

;兩者碰后粘在一起運(yùn)動(dòng)，其總動(dòng)量與A原來(lái)動(dòng)量大小之比P:PA=

。參考答案：1:2；1:1根據(jù)動(dòng)量與動(dòng)能的關(guān)系：【考點(diǎn)】動(dòng)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(dòng)量的關(guān)系為：1:2；兩者碰撞遵循動(dòng)量守恒，其總動(dòng)量與A的動(dòng)量等大反向，所以碰后的總動(dòng)量與A原來(lái)的動(dòng)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(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力與其速率成正比關(guān)系，它運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，在t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，再落回地面，落地時(shí)速率為v1，且落地前球已做勻速運(yùn)動(dòng)。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(shī)：“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(dòng)水不動(dòng)”，意思就是說(shuō)橋在運(yùn)動(dòng)，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(dòng)的，與題意相符，故A正確；B、以橋?yàn)閰⒄瘴?，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(dòng)的，與題意不符，故B錯(cuò)誤；C、以人為參照物，因?yàn)槿嗽跇蛏献?，人與橋的位置發(fā)生了變化，橋是運(yùn)動(dòng)的，而水與人的位置也發(fā)生了變化，所以水也是運(yùn)動(dòng)的，與題意不符，故C錯(cuò)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(dòng)的，故D也是錯(cuò)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(dòng)變阻器．P為滑片，電流表內(nèi)阻不計(jì)，燈L電阻不變．當(dāng)P滑到A時(shí)，燈L正常發(fā)光；當(dāng)P滑到B時(shí)，電源的輸出功率為20W．則電源電動(dòng)勢(shì)為_____V；當(dāng)P滑到變阻器中點(diǎn)G時(shí)，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(zhǎng)為L(zhǎng)，并可繞過(guò)B點(diǎn)垂直紙面的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，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(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間成正比：B＝kt，整個(gè)回路總電阻為R，則回路中感應(yīng)電流I＝

，當(dāng)t=

時(shí)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(yàn)：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(gè)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(shí)，玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們測(cè)出某時(shí)刻R的坐標(biāo)為（4，6），此時(shí)R速度大小為______cm/s，R在上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)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(yàn)中，有以下器材：長(zhǎng)螺線管、滑動(dòng)變阻器、穩(wěn)壓電源、導(dǎo)線、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)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(yàn)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(dòng)，兩次螺線管加的電壓不同(B)在螺線管軸線上移動(dòng)，兩次用的螺線管匝數(shù)不同(C)平行于螺線管軸線移動(dòng)，一次在螺線管內(nèi)部移動(dòng)，另一次在螺線管外部移動(dòng)(D)在螺線管外部，一次平行于螺線管軸線移動(dòng)，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(dòng)參考答案：(1)磁傳感器

(2)（A

B）三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.在測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)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(jì)了如圖所示的實(shí)物電路．①實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(cè)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(hào)電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0③根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)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(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．【分析】（1）由實(shí)驗(yàn)的安全性原則可知滑動(dòng)變阻器的開始阻值選擇；（2）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證準(zhǔn)確，根據(jù)電阻箱的阻值與待測(cè)電阻的阻值對(duì)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(dòng)勢(shì)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(shí)電路中電阻應(yīng)為最大，故滑動(dòng)變阻器開始時(shí)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(cè)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(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)中，在紙帶上選用的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則從紙帶上分析可知（數(shù)據(jù)單位：cm每計(jì)數(shù)點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出）⑴小車做的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為

ｍ／ｓ２

⑵小車在C點(diǎn)既時(shí)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(shí)速度為

ｍ／ｓ參考答案：2;1.9;1.9;2.3四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)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(jì)，導(dǎo)軌寬度l=2m．垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(guò)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(shí)，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(shí)，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(guò)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(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；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(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大，此時(shí)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(dòng)勢(shì)，由閉合電路歐姆定律求出通過(guò)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(shí)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(shí)，金屬棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv=0.5×2×2V=2V通過(guò)R1的電流為：I1=?=×A=0.1AP1=I12R1=0.12×10W=0.1W（2）達(dá)到最大速度時(shí)，金屬棒受到的安培力為：F安=BIL此時(shí)，金屬棒的加速度為0，有：mgsin30°=F安+f金屬棒下滑h的過(guò)程，根據(jù)能量守恒，有：

mgh=f?++Q總，此過(guò)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(shí)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(guò)程中，導(dǎo)軌下端電阻R1中產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J．點(diǎn)評(píng)：本是導(dǎo)體在導(dǎo)軌上滑動(dòng)的類型，從力和能兩個(gè)角度研究．力的角度，關(guān)鍵是安培力的分析和計(jì)算．能的角度要分析過(guò)程中涉及幾種能、能量如何是轉(zhuǎn)化的．17.如圖所示，一個(gè)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(jì)空氣阻力，進(jìn)入時(shí)無(wú)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(shí)的速度v=4m/s．（取g=10m/s2）．試求：（1）小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0．（2）判斷小球能否通過(guò)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(shí)對(duì)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(dòng)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(guò)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