山東省淄博市怡中外國語學校2023年高三物理上學期期末試卷含解析

山東省淄博市怡中外國語學校2023年高三物理上學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）如圖所示，一端封閉、一端開口的足夠長U形管豎有放置，管中有兩段相同高度的水銀柱封住了兩段空氣A和B，為了使氣體A的體積減小可以采用的辦法是（

）

(A)只升高B的溫度

(B)A、B同時升高相同的溫度

(C)在右管中加入水銀

(D)U形管在豎直平面內(nèi)逆時針轉(zhuǎn)過900參考答案：C2.如圖所示，兩個傾角相同的滑竿上分別套有A、B兩個圓環(huán)，兩個圓環(huán)上分別用細線懸吊兩個物體C、D，當它們都沿滑竿向下滑動時A的懸線與桿垂直，B的懸線豎直向下。下列說法正確的是：A.A環(huán)與滑竿之間沒有摩擦力B.B環(huán)與滑竿之間沒有摩擦力C.A環(huán)做的是勻加速直線運動D.B環(huán)做的是勻加速直線運動參考答案：AC3.（多選）一質(zhì)點沿軸運動，其位置隨時間變化的規(guī)律為：，的單位為s。下列關(guān)于該質(zhì)點運動的說法正確的是（

）A．該質(zhì)點的加速度大小為5m/s2

B．物體回到=0處時其速度大小為10m/sC．t=2s時刻該質(zhì)點速度為零

D．0~3s內(nèi)該質(zhì)點的平均速度大小為5m/s

參考答案：BD4.如圖直角坐標系中，電子沿y軸正方向運動，由于電子運動產(chǎn)生的磁場在z軸上a處的方向是（

）

A．+x軸方向

B．-x軸方向

C．+z軸方向

D．-z軸方向.參考答案：答案：B5.（單選）如圖所示，由導體棒ab和矩形線框cdef組成的“10"圖案在勻強磁場中一起向右勻速平動，勻強磁場的方向垂直線框平面向里，磁感應強度B隨時間均勻增大，則下列說法正確的是（

） A．導體棒的a端電勢比b端電勢高，電勢差Uab在逐漸增大 B．導體棒的a端電勢比b端電勢低，電勢差Uab在逐漸增大 C．線框中cdef有順時針方向的電流，電流大小在逐漸增大 D．線框中cdef有逆時針方向的電流，電流大小在逐漸增大參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.宇宙中存在一些離其它恒星較遠的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)（假設(shè)三顆星的質(zhì)量均為m，引力常量為G），通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：第一種形式是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運行，則兩顆運動星體的運動周期為

；第二種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，周期與第一種形式相同，則三顆星之間的距離為

。參考答案：7.如圖所示，一自行車上連接踏腳板的連桿長R1＝20cm，由踏腳板帶動半徑為r1的大齒盤，通過鏈條與半徑為r2的后輪齒盤連接，帶動半徑為R2＝30cm的后輪轉(zhuǎn)動。若踏腳大齒盤與后輪齒盤的齒數(shù)分別為48和24。當騎車人以n=2r/s的轉(zhuǎn)速蹬踏腳板時，自行車的前進速度為______________m/s。若車勻速前進，則騎車人蹬踏腳板的平均作用力與車所受平均阻力之比為______________。參考答案：2.4π=7.54，3:1

8.如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為5cm。如果取g=10m/s2，那么，（1）閃光頻率是________Hz．（2）小球運動中水平分速度的大小是________m/s．（3）小球經(jīng)過B點時的速度大小是________m/s．參考答案：10、1.5、2.59.快中子增殖反應堆中，使用的核燃料是钚239，裂變時釋放出快中子，周圍的鈾238吸收快中子后變成鈾239，鈾239（）很不穩(wěn)定，經(jīng)過_______次β衰變后變成钚（），寫出該過程的核反應方程式：_______。設(shè)生成的钚核質(zhì)量為M，β粒子質(zhì)量為m,靜止的鈾核發(fā)生一次β衰變，釋放出的β粒子的動能為E0,假設(shè)衰變時能量全部以動能形式釋放出來，求一次衰變過程中的質(zhì)量虧損。參考答案：2（2分）

（2分）

得

得

（2分）10.某同學在研究“一定質(zhì)量氣體溫度不變時壓強和體積關(guān)系”實驗中，將一氣缸如圖（甲）開口端向右水平固定放置，活塞面積為S，厚度不計，封閉氣體長度為L，大氣壓強為p0?，F(xiàn)用一水平向左的作用力緩慢推動活塞，設(shè)活塞向左移動距離為x。（1）通過力傳感器對水平推力的測定，該同學將推力F作為縱坐標，則橫坐標應該設(shè)置為____________，便可作出圖（乙）中圖像，且滿足圖線截距和斜率大小相等。圖中斜率的含義為____________（用題目中符號表示）。（2）該同學發(fā)現(xiàn)實驗時圖線（乙）中隨著F的增大，圖線呈現(xiàn)向下彎曲的趨勢。試分析原因

。（3）該同學為了研究第（2）小題中圖線呈現(xiàn)向下彎曲的趨勢的原因，作出了該過程的p-V圖像，則圖（丙）中的四條圖線（圖線①②為雙曲線）符合這一過程的是圖線____________。參考答案：（1）（2分）；p0S（2分）（2）推動活塞過程中漏氣（2分）（3）③（2分）11.（6分）如圖所示，單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應電流的有效值I=

。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導線橫截面的電荷量q=

。

參考答案：，解析：本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系及交變電流中有關(guān)電荷量的計算等知識。電動勢的最大值，電動勢的有效值，電流的有效值；12.A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行，A質(zhì)量為5kg，速度大小為10m/s，B質(zhì)量為2kg，速度大小為5m/s，它們的總動量大小為_________kgm/s；兩者相碰后，A沿原方向運動，速度大小為4m/s，則B的速度大小為_________m/s。

參考答案：．40；1013.右圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下，壓強變化與溫度變化關(guān)系”的實驗裝置示意圖．在燒瓶A中封有一定質(zhì)量的氣體，并與氣壓計相連，初始時氣壓計兩側(cè)液面平齊．（1）若氣體溫度升高，為使瓶內(nèi)氣體的體積不變，應將氣壓計右側(cè)管_____（填“向上”或“向下”）緩慢移動，直至________．（2）（單選）實驗中多次改變氣體溫度，用Dt表示氣體升高的溫度，用Dh表示氣壓計兩側(cè)管內(nèi)液面高度差的變化量．則根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線應是：_______參考答案：（1）向上（2分），氣壓計左管液面回到原來的位置（2分）（2）A（2分）三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

（選修3-3）（4分）估算標準狀態(tài)下理想氣體分子間的距離（寫出必要的解題過程和說明,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：解析：在標準狀態(tài)下，1mol氣體的體積為V=22.4L=2.24×10-2m3

一個分子平均占有的體積V0=V/NA

分子間的平均距離d=V01/3=3.3×10-9m15.（選修3-5）（6分）a、b兩個小球在一直線上發(fā)生碰撞，它們在碰撞前后的s～t圖象如圖所示，若a球的質(zhì)量ma=1kg，則b球的質(zhì)量mb等于多少?參考答案：解析：由圖知=4m/s、=—1m/s、=2m/s

（2分）

根據(jù)動量守恒定律有：ma=ma

+

mb

（2分）

∴mb=2.5kg （2分）四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（22分）磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，圖1和圖2是其工作原理示意圖。圖1中的長方體是發(fā)電導管，其中空部分的長、高、寬分別為、、，前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可略的導體電極，這兩個電極與負載電阻相連。整個發(fā)電導管處于圖2中磁場線圈產(chǎn)生的勻強磁場里，磁感應強度為B，方向如圖所示。發(fā)電導管內(nèi)有電阻率為的高溫、高速電離氣體沿導管向右流動，并通過專用管道導出。由于運動的電離氣體受到磁場作用，產(chǎn)生了電動勢。發(fā)電導管內(nèi)電離氣體流速隨磁場有無而不同。設(shè)發(fā)電導管內(nèi)電離氣體流速處處相同，且不存在磁場時電離氣體流速為，電離氣體所受摩擦阻力總與流速成正比，發(fā)電導管兩端的電離氣體壓強差維持恒定，求：（1）不存在磁場時電離氣體所受的摩擦阻力F多大；（2）磁流體發(fā)電機的電動勢E的大小；（3）磁流體發(fā)電機發(fā)電導管的輸入功率P。參考答案：解析：（1）不存在磁場時，由力的平衡得

（2）設(shè)磁場存在時的氣體流速為，則磁流體發(fā)電機的電動勢

回路中的電流

電流I受到的安培力

設(shè)為存在磁場時的摩擦阻力，依題意

存在磁場時，由力的平衡得

根據(jù)上述各式解得

（3）磁流體發(fā)電機發(fā)電導管的輸入功率

由能量守恒定律得

故17.如圖，一光滑長直導軌槽固定在水平面上的，槽內(nèi)放置一金屬滑塊，滑塊上有半徑為R的半圓柱形光滑凹槽，金屬滑塊的寬度為2R（比直導軌槽的寬度略?。，F(xiàn)有半徑為r（r遠小于R）的金屬小球以水平初速度v0沖向滑塊，從滑塊上的半圓形槽口邊緣進入。已知金屬小球的質(zhì)量為m，金屬滑塊的質(zhì)量為3m，全過程中無機械能損失。求：①當金屬小球滑離金屬滑塊時，金屬小球和金屬滑塊的速度各是多大；②當金屬小球經(jīng)過金屬滑塊上的半圓柱形槽的底部A點時，金屬小球的速率。參考答案：①小球與滑塊相互作用過程中沿水平方向動量守恒：

又因為系統(tǒng)機械能守恒：得

②當金屬小球通過A點時，沿導軌方向金屬小球與金屬滑塊具有共同速度v，沿A點切線方向的速度為v′，由動量和能量守恒得

…解得金屬小球的速度大小為18.（計算）（2015?昌平區(qū)二模）如圖（甲）所示，在豎直向下的勻強磁場中，有兩根水平放置的平行導軌，導軌的間距為L，左端連接有阻值為R的電阻．有一質(zhì)量為m的導體棒ab垂直放置在導軌上，距導軌左端恰好為L．導軌所在空間存在方向豎直向下的勻強磁場，不計導軌和導體棒的電阻，棒與導軌間的摩擦可忽略．（1）若在一段時間t0內(nèi)，磁場的磁感應強度從0開始隨時間t均勻增大，t0時刻，B=B0，如圖（乙）所示．在導體棒ab上施加一外力，保持其靜止不動，求：a．這段時間內(nèi)棒中的感應電流的大小和方向；b．在時刻施加在棒上的外力的大小和方向．（2）若磁場保持B=B0不變，如圖（丙）所示，讓導體棒ab以初速度v0向右滑動，棒滑行的最遠距離為s．試推導當棒滑行的距離為λs時（0＜λ＜1），電阻R上消耗的功率P=．參考答案：答：（1）a．這段時間內(nèi)棒中的感應電流的大小為，方向b→a；b．在時刻施加在棒上的外力的大小為，方向水平向右；（2）推導如下．導體切割磁感線時的感應電動勢；電磁感應中的能量轉(zhuǎn)化解：（1）a．在0～t0時間內(nèi)

ab棒上感應電流

由楞次定律知，棒中感應電流的方向b→a．b．在0～t0時間導體棒ab靜止，所以F外=FA，方向與安培力反向．棒受到的安培力FA=BIL在時刻，，所以FA=，安培力方向水平向左．所以外力大小為

F外=，方向水平向右．（2）設(shè)經(jīng)時間t，棒滑行的距離為x，速度變?yōu)関．由法拉第電磁感應定律，此時的感應電動勢E=B0Lv