2022-2023學(xué)年廣東省佛山市城北中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

2022-2023學(xué)年廣東省佛山市城北中學(xué)高三物理下學(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，豎直放置的螺旋形光滑軌道是圓形光滑軌道相切而成的，P、Q為對(duì)應(yīng)的軌道最高點(diǎn)，一個(gè)小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，且能過(guò)軌道最高點(diǎn)P，則下列說(shuō)法中正確的是

A．軌道對(duì)小球不做功，小球通過(guò)P點(diǎn)的角速度小于通過(guò)Q點(diǎn)的角速度

B．軌道對(duì)小球做正功，小球通過(guò)P點(diǎn)的線速度大于通過(guò)Q點(diǎn)的線速度

C．小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大于通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的向心加速度

D．小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大于通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力參考答案：B2.標(biāo)有“8V6.4W”和“8V20W”字樣的L1、L2兩只燈泡連接在如圖所示的電路中，C點(diǎn)接地．如果將電路中L1、L2兩燈的位置互換，則()A．B點(diǎn)電勢(shì)升高

B．B點(diǎn)電勢(shì)降低

C．兩燈的亮度不變

D．L1燈變暗，L2燈變亮參考答案：AC3.(多選)如圖所示，一輛小車靜止在水平地面上，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過(guò)線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，小車未動(dòng)時(shí)，細(xì)線恰好在豎直方向上，現(xiàn)使車向右運(yùn)動(dòng)，全過(guò)程中M始終未相對(duì)桿bc移動(dòng)，M、m與小車保持相對(duì)靜止，已知a1∶a2∶a3∶a4＝1∶2∶4∶8，M受到的摩擦力大小依次為Ff1、Ff2、Ff3、Ff4，則以下結(jié)論正確的是

()A．Ff1∶Ff2＝1∶2

B．Ff2∶Ff3＝1∶2C．Ff3∶Ff4＝1∶2

D．tanα＝2tanθ參考答案：ACD（1）中靜摩擦力為

（2）中靜摩擦力為

(3)中靜摩擦力為

(4)中靜摩擦力為已知，在題干第(1)圖和第(2)圖中摩擦力，則.在第(3)、第(4)圖中摩擦力，，.第(3)、(4)圖中，，.則4.如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等、分別帶正電、負(fù)電和不帶電的粒子從兩水平放置的金屬板左側(cè)中央以相同的水平初速度先后射入電場(chǎng)中，最后分別打在正極板的C、B、A處，則（

）①三種粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

②三種粒子在電場(chǎng)中的加速度為

③三種粒子到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能

④落在C處的粒子帶正電，落在B處的粒子不帶電，落在A處的粒子帶負(fù)電A．①②

B．②③

C．②④

D．①④參考答案：C5.質(zhì)量為2×103kg，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為80kW的汽車在平直公路上行駛；若汽車所受阻力大小恒為4×103N，則下列判斷中正確的有A．汽車的最大動(dòng)能是4×105JB．汽車以加速度2m/s2勻加速啟動(dòng)，啟動(dòng)后第2秒末時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際功率是32kWC．汽車以加速度2m/s2做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)中，達(dá)到最大速度時(shí)摩擦力做功為4×105JD．若汽車保持額定功率啟動(dòng)，則當(dāng)汽車速度為5m/s時(shí)，其加速度為6m/s2參考答案：ABD解：A、當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度達(dá)到最大．則所以汽車的最大動(dòng)能為：故A正確．

B、汽車以加速度2m/s2勻加速啟動(dòng)，起動(dòng)后第2秒末的速度為，解得：，此時(shí)的時(shí)間功率，故B正確；

C、汽車以加速度2m/s2做初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)中，最大速度，此過(guò)程運(yùn)動(dòng)的位移為，所以此過(guò)程摩擦力做的功為，故C錯(cuò)誤；

D、若汽車保持額定功率起動(dòng)，則當(dāng)汽車速度為時(shí)，所以加速度，故D正確．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示，U形管右管橫截面積為左管橫截面積的2倍，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長(zhǎng)為30cm、溫度為577.5K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為21cm，外界大氣壓為76cmHg．若給左管的封閉氣體降溫，使管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?0cm．求：①此時(shí)左管內(nèi)氣體的溫度為多少？②左管內(nèi)氣體放出（填“吸收”或“放出”）的熱量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界對(duì)氣體做的功．參考答案：解：①初狀態(tài)：P1=55cmHg，V1=30S

T1=577.5K降溫后，水銀面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHgV2=20S由理想氣體狀態(tài)方程得：代入數(shù)據(jù)解得：T2=280K②由于體積減小，外界對(duì)氣體做功，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w放熱大于外界對(duì)氣體做功．答：①此時(shí)左管內(nèi)氣體的溫度為280K②左管內(nèi)氣體放熱大于外界對(duì)氣體做功．7.為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的阻力．(1)往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車________(選填“之前”或“之后”)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)．(2)從紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：時(shí)間t/s00.501.001.502.002.50速度v/(m·s－1)0.120.190.230.260.280.29請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車的v－t圖象．

(3)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大．你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)根據(jù)v－t圖象簡(jiǎn)要闡述理由．參考答案：（1）

之前

；

（2）（繪圖略）

（3）答：正確，有v-t圖像知v越大，a越小，

合力越小，風(fēng)阻力越大。8.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，n為量子數(shù)。在氫原子核外電子由量子數(shù)為2的軌道躍遷到量子數(shù)為3的軌道的過(guò)程中，將

（填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子在向基態(tài)躍遷過(guò)程中，有

種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。

參考答案：

吸收（2分）

5（2分）9.(5分)如圖所示為A．B兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。由圖像可知，B追上A之前，兩質(zhì)點(diǎn)相距的最大距離smax=

m。參考答案：

答案：310.某學(xué)校物理興趣小組，利用光控實(shí)驗(yàn)板“探究自由落體的下落高度與速度之間的關(guān)系”，如圖甲所示。將數(shù)據(jù)記錄在Excel工作薄中，利用Excel處理數(shù)據(jù)，如圖乙所示，小組進(jìn)行探究，得出結(jié)論。在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，小組先得出了vB—h圖像，繼而又得出vB2—h圖像，如圖丙、丁所示：請(qǐng)根據(jù)圖象回答下列問(wèn)題：①小組同學(xué)在得出vB—h圖像后，為什么還要作出vB2－h(huán)圖像？

．②若小球下落過(guò)程機(jī)械能守恒，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理，求得丁圖圖像的斜率為k，則重力加速度g=

．參考答案：：①先作出的vB-h圖像，不是一條直線，根據(jù)形狀無(wú)法判斷vB、h關(guān)系，進(jìn)而考慮vB2-h圖像，從而找出vB2、h之間的線性關(guān)系．

②（2分）k/2．解析：若小球下落過(guò)程機(jī)械能守恒，則有mgh=mvB2，即vB2=2gh。vB2-h圖像的斜率k=2g，重力加速度g=k/2．11.如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝8V，內(nèi)電阻r＝4Ω，Er

定值電阻R1＝6Ω，R為最大阻值是40Ω的滑動(dòng)變阻器．則在滑動(dòng)變阻器左右滑動(dòng)過(guò)程中，電壓表的最大讀數(shù)為V，電源的最大輸出功率為W．參考答案：6.4

3.8412.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車，牽引一條紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源的頻率為50Hz，由紙帶上打出的某一點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶，按圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶段粘貼在直角坐標(biāo)系中，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度是

m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。參考答案：______o.75______13.在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg。現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒(méi)有氣體從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中，氣體溫度不變。參考答案：7.5cm試題分析

本題考查玻意耳定律、液柱模型、關(guān)聯(lián)氣體及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。解析設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p，此時(shí)原左、右兩邊氣體長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1′和l2′。由力的平衡條件有①式中為水銀密度，g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1′②p2l2=pl2′③l1′–l1=l2–l2′④由①②③④式和題給條件得l1′=22.5cm⑤l2′=7.5cm⑥三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（6分）在一次研究型課的活動(dòng)中，某小組提出了測(cè)量一種棉線能承受的最大拉力的課題，其中一位同學(xué)提出了運(yùn)用一個(gè)已知質(zhì)量為m的鉤碼和一把米尺進(jìn)行測(cè)量的方案。首先，他把鉤碼直接懸掛在這種棉線上，結(jié)果棉線沒(méi)有斷，而且沒(méi)有發(fā)生明顯伸長(zhǎng)。然后該同學(xué)進(jìn)行了一系列的測(cè)量和計(jì)算，得出了該棉線能承受的最大拉力。請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)已具有的上述器材，回答下列問(wèn)題：（1）請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出實(shí)驗(yàn)方案的示意圖（標(biāo)出需測(cè)量的量）；

（2）實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量是：________________________________________；（3）棉線能承受的最大拉力F的表達(dá)式是：F＝________________________。參考答案：答案：（1）實(shí)驗(yàn)方案的示意圖如圖；（2）棉紗線的長(zhǎng)L和剛好拉斷時(shí)兩懸點(diǎn)間的距離l；（3）。注：用其他方法測(cè)量F，只要合理同樣給分。15.在圖甲中，不通電時(shí)電流表指針停在正中央，當(dāng)閉合S時(shí)，觀察到電流表指針向左偏。現(xiàn)在按圖乙連接方式將電流表與螺線管B連成一個(gè)閉合回路，將螺線管A與電池、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)串聯(lián)成另一個(gè)閉合回路.(1)將S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過(guò)程中，電流表的指針將______（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn)；(2)螺線管A放在B中不動(dòng)，電流表的指針將______（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn)；(3)螺線管A放在B中不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流表的指針將_________（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn)；(4)螺線管A放在B中不動(dòng)，突然切斷開關(guān)S時(shí)，電流表的指針將_______（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”）偏轉(zhuǎn)。參考答案：

(1).向左

(2).不發(fā)生

(3).向右

(4).向右【分析】由安培定則判斷出判斷出線圈A產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，然后判斷出穿過(guò)線圈B的磁通量如何變化，最后由楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，確定電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向.【詳解】(1)甲電路測(cè)出電流表是正進(jìn)負(fù)出向左偏.將S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過(guò)程中，穿過(guò)B的磁場(chǎng)向下，磁通量變大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流表正接線柱流入，則電流表的指針將左偏轉(zhuǎn)；(2)螺線管A放在B中不動(dòng)，穿過(guò)B的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；(3)螺線管A放在B中不動(dòng)，穿過(guò)B的磁場(chǎng)向下，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向右滑動(dòng)時(shí)，A線圈的電流減小，穿過(guò)B的磁通量變小，由楞次定律可知感應(yīng)電流從電流表負(fù)接線柱流入，則電流表的指針將右偏轉(zhuǎn)；(4)螺線管A放在B中不動(dòng)，穿過(guò)B的磁場(chǎng)向下，突然切斷開關(guān)S時(shí)，穿過(guò)B的磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流表負(fù)接線柱流入，則電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn)．【點(diǎn)睛】熟練掌握并靈活應(yīng)用安培定則及楞次定律即可正確解題.四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖甲所示，表面絕緣、傾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行。斜面所在空間有一寬度D=0.40m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其邊界與斜面底邊平行，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)上邊界到擋板的距離s=0.55m。一個(gè)質(zhì)量m=0.10kg、總電阻R=0.25W的單匝矩形閉合金屬框abcd，放在斜面的底端，其中ab邊與斜面底邊重合，ab邊長(zhǎng)L=0.50m。從t=0時(shí)刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框的ab邊離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)撤去拉力，線框繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程的時(shí)間可忽略不計(jì)，且沒(méi)有機(jī)械能損失。線框向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。已知線框在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離斜面，且保持ab邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)m=/3，重力加速度g取10m/s2。（1）求線框受到的拉力F的大?。唬?）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）已知線框向下運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0-（式中v0為線框向下運(yùn)動(dòng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小，x為線框ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)后對(duì)磁場(chǎng)上邊界的位移大?。?，求線框在斜面上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。參考答案：（1）由v-t圖象可知，在0～0.4s時(shí)間內(nèi)線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1=2.0m/s，所以在此過(guò)程中的加速度

a==5.0m/s2………………（1分）由牛頓第二定律

F-mgsinq-mmgcosq=ma…（2分）

解得

F=1.5N…（1分）（2）由v-t圖象可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后以速度v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=BLv1…（1分）

通過(guò)線框的電流

I==………（1分）線框所受安培力

F安=BIL=……（1分）對(duì)于線框勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，由力的平衡條件，有F=mgsinq+μmgcosq+…（2分）解得

B=0.50T…（1分）（3）由v-t圖象可知，線框進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并以速度v1勻速穿出磁場(chǎng)，說(shuō)明線框的寬度等于磁場(chǎng)的寬度

D=0.40m……………（1分）線框ab邊離開磁場(chǎng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)檔板時(shí)的位移為s-D=0.15m……（1分）設(shè)線框與擋板碰撞前的速度為v2由動(dòng)能定理，有

-mg(s-D)sinq-μmg(s-D)cosq=………………（1分）解得

v2==1.0m/s………………（1分）線框碰檔板后速度大小仍為v2，線框下滑過(guò)程中，由于重力沿斜面方向的分力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，即mgsinθ=μmgcosθ=0.50N，因此線框與擋板碰撞后向下做勻速運(yùn)動(dòng)，ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2=1.0m/s；進(jìn)入磁場(chǎng)后因?yàn)橛质艿桨才嗔ψ饔枚鴾p速，做加速度逐漸變小的減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)線框全部離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為v3由v＝v0-得v3=v2-=-1.0m/s，因v3<0，說(shuō)明線框在離開磁場(chǎng)前速度已經(jīng)減為零，這時(shí)安培力消失，線框受力平衡，所以線框?qū)㈧o止在磁場(chǎng)中某位置。…………（2分）線框向上運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域產(chǎn)生的焦耳熱Q1=I2Rt==0.40J……………（1分）線框向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q2==0.05J………………（2分）所以Q=Q1+Q2=0.45J…………………（1分）17.（11分）如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面傾角θ=37°，以12米/秒的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶底部有一質(zhì)量m=1.0kg的物體，物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25，現(xiàn)用輕細(xì)繩將物體由靜止沿傳送帶向上拉動(dòng)，拉力F=10.0N，方向平行傳送帶向上。經(jīng)時(shí)間t=4.0s繩子突然斷了，（設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng)）求：（1）繩斷時(shí)物體的速度大小；（2）繩斷后物體還能上行多遠(yuǎn)；（3）從繩斷開始到物體再返回到傳送帶底端時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，）