山西省臨汾市霍州第三中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理上學(xué)期期末試題含解析

山西省臨汾市霍州第三中學(xué)2022-2023學(xué)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.（單選）質(zhì)量為的物體由靜止開始下落，由于空氣阻力影響物體下落的加速度為，在物體下落高度為的過程中，下列說法正確的是 A．物體的動能增加了 B．物體的機(jī)械能減少了C．物體克服阻力所做的功為 D．物體的重力勢能減少了參考答案：A2.用比值法定義物理量是物理學(xué)中一種很重要的思想方法，下列物理量的表達(dá)式不是由比值法定義的是（）A．加速度a= B．電阻R= C．電容C= D．電場強(qiáng)度E=參考答案：A【考點】物理學(xué)史．【分析】所謂比值定義法，就是用兩個量的比值定義一個新的物理量，而新的物理量與原來兩個量又無關(guān)．【解答】解：A、加速度a=是牛頓第二定律表達(dá)式，說明加速度a與外力F成正比，與質(zhì)量m成反比，不符合比值定義法的共性，故A錯誤；B、電阻是導(dǎo)體兩端電壓與通過電流的比值，故B正確；C、電容是所帶電荷量與板間電勢差的比值，故C正確；D、電場強(qiáng)度等于電場力與探試電荷的電荷量的比值，采用的是比值定義法，故D正確；本題選不是由比值法定義的，故選：A3.（單選）2013年7月7日，溫網(wǎng)女雙決賽開打，“海峽組合”彭帥、謝淑薇擊敗澳大利亞組合奪得職業(yè)生涯首個大滿貫冠軍。如圖所示是比賽場地，已知底線到網(wǎng)的距離為L，彭帥在網(wǎng)前截?fù)?，若她在球網(wǎng)正上方距地面H處，將球以水平速度沿垂直球網(wǎng)的方向擊出，球剛好落在底線上。將球的運(yùn)動視作平拋運(yùn)動，重力加速度為g，則下列說法不正確的是

A．根據(jù)題目條件能求出球的水平速度vB．根據(jù)題目條件能求出球從擊出至落地所用時間tC．球從擊球點至落地點的位移等于LD．球從擊球點至落地點的位移與球的質(zhì)量無關(guān)參考答案：4.（單選）2010年10月1日，我國成功發(fā)射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星，在衛(wèi)星飛赴月球的過程中，隨著它與月球間距離的減小，月球?qū)λ娜f有引力將（

）A變小

B變大C.先變小后變大

D.先變大后變小參考答案：B試題分析：由萬有引力公式知，月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力與它們間距離二次方成反比，故距離減小，萬有引力增大，選項B正確，其余錯誤?？键c：萬有引力定律5.如圖所示，一輕桿兩端分別固定著質(zhì)量為mA和mB的兩個小球A和B（可視為質(zhì)點）．將其放在一個直角形光滑槽中，已知當(dāng)輕桿與槽左壁成角時，A球沿槽下滑的速度為vA，則此時B球的速度（

）A.vAtan B.vAcot C.vAcos D.vAsin參考答案：B【詳解】根據(jù)題意，將A球速度分解成沿著桿和垂直于桿方向的兩個分速度，同時將B球速度也分解成沿著桿和垂直于桿兩方向。則有，A球：v∥=vAcos而B球，v∥=vB=vBsin由于同一桿，則有vAcos=vBsin所以vB=vA=vAcot，故B正確，A、C、D錯誤；故選：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某實驗小組利用如圖甲所示的裝置驗證牛頓第二定律。他們將拉力傳感器一端與細(xì)繩相連，另一端固定在小車上，用拉力傳感器及數(shù)據(jù)采集器記錄小車受到的拉力F的大小；小車后面的打點計時器，通過拴在小車上的紙帶，可測量小車勻加速運(yùn)動的速度與加速度。圖乙中的紙帶上A、B、C為三個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間還有打點計時器所打的4個點未畫出，打點計時器使用的是50Hz交流電源。①由圖乙，AB兩點間的距離為S1=3.27cm，AC兩點間的距離為S2=

cm，小車此次運(yùn)動經(jīng)B點時的速度

m/s，小車的加速度a=

m/s2；（保留三位有效數(shù)字）

②要驗證牛頓第二定律，除了前面提及的器材及已測出的物理量外，實驗中還要使用

來測量出

；

③由于小車受阻力f的作用，為了盡量減小實驗的誤差，需盡可能降低小車所受阻力f的影響，以下采取的措施中必要的是

A、適當(dāng)墊高長木板無滑輪的一端，使未掛鉤碼的小車被輕推后恰能拖著紙帶勻速下滑B、應(yīng)使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車（加上傳感器）的總質(zhì)量MC、定滑輪的輪軸要盡量光滑參考答案：①8.00；0.400；1.46

。

②天平，小車總質(zhì)量（或小車質(zhì)量）③A。7.一個質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍很大的磁場中沿豎直方向下落，磁場的分布情況如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直方向的分量By的大小只隨高度變化，其隨高度y變化關(guān)系為（此處k為比例常數(shù)，且），其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向上，在下落過程中金屬圓環(huán)所在的平面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度．俯視觀察，圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向為（順時針，逆時針）；圓環(huán)收尾速度的大小為．參考答案：順時針

;8.（4分）有兩個單擺做簡諧運(yùn)動，位移與時間關(guān)系是：x1=3asin(4πbt+)和x2=9asin(8πbt+)，其中a、b為正的常數(shù)，則它們的：①振幅之比為__________；②擺長之比為_________。參考答案：①1：3②4：19.有兩個單擺做簡諧運(yùn)動，位移與時間關(guān)系是：x1=3asin(4πbt+π/4)和x2=9asin(8πbt+π/2)，其中a、b為正的常數(shù)，則它們的：①振幅之比為__________；②擺長之比為_________。參考答案：①1：3

②4：110.如圖所示，一列沿+x方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻剛好傳到x=6m處，已知波速v=10m/s，則圖中P點開始振動的方向沿

（選填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的點在t=

s第二次出現(xiàn)波峰．參考答案：11.在研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實驗中，將彈簧水平放置測出其自然長度，然后豎直懸掛讓其自然下垂，在其下端豎直向下施加外力F，實驗過程是在彈簧外力的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的．用記錄的外力F與彈簧的形變量x，作出F﹣x圖線如圖所示，由圖可知彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，圖線不過坐標(biāo)原點的原因是由于彈簧本身有重力．參考答案：解：當(dāng)拉力為8N時，彈簧的形變量為x=5cm=0.05m當(dāng)拉力為0N時，彈簧的形變量為x=1cm=0.01m由胡克定律F=kx得：圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)．k==200N/m圖線不過坐標(biāo)原點的原因是由于彈簧本身有重力，使得彈簧沒有外力的情況下已經(jīng)伸長了一段距離．故答案為：200，彈簧本身有重力．12.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)氣柱長度變?yōu)?0cm．求：①此時左管內(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)第一定律知氣體放熱大于外界對氣體做功．答：①此時左管內(nèi)氣體的溫度為280K②左管內(nèi)氣體放熱大于外界對氣體做功．13.一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p－V的圖描述，圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量。(1)氣體狀態(tài)從A到B是______過程(填“等容”、“等壓”或“等溫”)；(2)狀態(tài)從B到C的變化過程中，氣體的溫度______(填“升高”、“不變”或“降低”)；(3)狀態(tài)從C到D的變化過程中，氣體______(填“吸熱”或“放熱”)；(4)狀態(tài)從A→B→C→D的變化過程中，氣體對外界所做的總功為________。參考答案：(1)等壓

(2)降低

(3)放熱

(4)p1(V3－V1)－p2(V3－V2)三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用如圖甲所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源，有輸出電壓為6V、頻率為50Hz的交流電和輸出電壓為6V的直流電兩種。質(zhì)量為0.300kg的重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。（g取9.8m/s2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件；B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；C．松開手釋放紙帶，然后接通電源開關(guān)，打出一條紙帶；D．測量紙帶上某些點間的距離；E．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能。

（1）

其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E，請將其選項對應(yīng)的字母填在下面的空行內(nèi)，并說明其原因。答：

▲

（2）實驗中得到如圖乙所示的紙帶，根據(jù)紙帶可計算得知，重錘從B點到D點過程中重力勢能減少量等于

▲

J，動能增加量等于

▲

J。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（3）在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘動能的增加量，其原因主要是

▲

。參考答案：（1）

B：打點計時器應(yīng)該使用交流電，C：應(yīng)該先通電再釋放紙帶

（2）

0.271J（0.269～0.275算正確）

0.264J

(0.261～0.267算正確)

（3）

實驗過程中存在摩擦阻力

15.某班同學(xué)要測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，各小組設(shè)計了以下不同的實驗電路．（1）在電路圖（1）和（2）中，若R1為定值電阻且阻值未知，則能測出電源電動勢的是（1）（2），能測出電源內(nèi)電阻的是（1）．（選填圖的編號）（2）若用圖（3）所示實驗電路進(jìn)行實驗，已知R1=2Ω，電壓表V1、V2讀數(shù)分別為U1、U2，現(xiàn)以U2為縱坐標(biāo)，U1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖（4）所示，則：電源電動勢E=2.5V，內(nèi)阻r=0.5Ω．參考答案：解：（1）由圖（1）所示電路圖可知，電壓表測路端電壓，電流表測電路電流，該電路可以求出電源電動勢與內(nèi)阻，由圖（2）所示電路圖可知，電流表測電路電流，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，由于R1阻值未知，該電路可以測出電源電動勢，但不能測出電源內(nèi)阻，因此能測出電源電動勢的電路是（1）（2），能測電源內(nèi)阻的電路是（1）．（2）在圖（3）所示電路中，電源電動勢：E=U1+U2+r，U2=E﹣（1+）U1，由圖（4）所示圖象可知，電源電動勢E=2.5V，1+===1.25，電源內(nèi)阻r=（1.25﹣1）×2=0.5Ω；故答案為：（1）：（1）（2）；（1）；（2）：2.5；0.5．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（計算）（2015?昌平區(qū)二模）正電子發(fā)射計算機(jī)斷層（PET）是分子水平上的人體功能顯像的國際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段．PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的兩金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距很小，質(zhì)子在兩盒間加速時間可忽略不計．在左側(cè)D1盒圓心處放有粒子源S不斷產(chǎn)生質(zhì)子，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示．質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q．假設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場時的初速度不計，加速電壓為U，保證質(zhì)子每次經(jīng)過電場都被加速．（1）求第1次被加速后質(zhì)子的速度大小v1；（2）經(jīng)多次加速后，質(zhì)子最終從出口處射出D形盒，求質(zhì)子射出時的動能Ekm和在回旋加速器中運(yùn)動的總時間t總；（3）若質(zhì)子束從回旋加速器射出時的平均功率為P，求射出時質(zhì)子束的等效電流I．參考答案：（1）第1次被加速后質(zhì)子的速度大小v1為（2）質(zhì)子射出時的動能Ekm為，在回旋加速器中運(yùn)動的總時間t總為．（3）射出時質(zhì)子束的等效電流I為．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動；動能定理的應(yīng)用；帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動．解：（1）質(zhì)子第1次被加速后，由動能定理得得：（2）粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有

質(zhì)子做圓周運(yùn)動的半徑

當(dāng)r=R時，質(zhì)子的速度最大，動能最大．所以最大速度，最大動能粒子做圓周運(yùn)動的周期設(shè)質(zhì)子在電場中加速的次數(shù)為n，由動能定理得：質(zhì)子在電場中每加速一次，隨即在磁場中運(yùn)動半周，所以聯(lián)立解得

（3）設(shè)在t時間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子數(shù)為N，則質(zhì)子束從回旋加速器射出時的平均功率輸出時質(zhì)子束的等效電流解得

答：（1）第1次被加速后質(zhì)子的速度大小v1為（2）質(zhì)子射出時的動能Ekm為，在回旋加速器中運(yùn)動的總時間t總為．（3）射出時質(zhì)子束的等效電流I為．17.（4分）在光滑水平面上，甲、乙兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，它們沿一條直線相向運(yùn)動，其中甲物體運(yùn)動