山西省太原市廟灣中學2023年高三物理下學期期末試題含解析

山西省太原市廟灣中學2023年高三物理下學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.通常一次閃電過程歷時約0.2～0.3s，它由若干個相繼發(fā)生的閃擊構(gòu)成．每個閃擊持續(xù)時間僅40～80μs，電荷轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在第一個閃擊過程中．在某一次閃電前云地之間的電勢差約為1.0×109V，云地間距離約為1km；第一個閃擊過程中云地間轉(zhuǎn)移的電荷量約為6C，閃擊持續(xù)時間約為60μs.假定閃電前云地間的電場是均勻的．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是()．A．閃電電流的瞬時值可達到1×105AB．整個閃電過程的平均功率約為1×1014WC．閃電前云地間的電場強度約為1×106V/mD．整個閃電過程向外釋放的能量約為6×106J參考答案：由I＝＝A＝1×105A知，A對．由E＝＝V/m＝1×106V/m知，C對；由W＝qU＝6×1.0×109J＝6×109J知，D錯；＝＝W＝3×1010W，B錯．答案AC2.如圖所示，螺線管內(nèi)有平行于軸線的勻強磁場，規(guī)定圖中箭頭所示方向為磁感應強度B的正方向，螺線管與U型導線框cdef相連，導線框cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導線框cdef在同一平面內(nèi)。當螺線管內(nèi)的磁感應強度隨時間按圖示規(guī)律變化時（

）（A）在t1時刻，導線框cdef內(nèi)的感應電流最?。˙）在t2時刻，導線框cdef內(nèi)的感應電流最?。–）在t1-t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L內(nèi)有順時針方向的感應電流（D）在t1-t2時間內(nèi)，金屬圓環(huán)L有收縮趨勢

參考答案：ACD3.（單選）如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為θ=30°，物體A，B通過細繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，P為固定在斜面上且與斜面垂直的光滑擋板，物體A，B的質(zhì)量分別為m和4m，開始時用手托住物體A，滑輪兩邊的細繩恰好伸直，且左邊的細繩與斜面平行，彈簧處于原長狀態(tài)，A距離地面高度為h，放手后A從靜止開始下降，在A下落至地面前的瞬間，物體B恰好對擋板無壓力，空氣阻力不計，下列關于物體A的說法正確的是（）A．在下落至地面前的過程中機械能守恒B．在下落至地面前的瞬間速度不一定為零C．在下落至地面前的過程中對輕彈簧做的功為mghD．在下落至地面前的過程中可能一直在做加速運動參考答案：考點：機械能守恒定律；功的計算．專題：機械能守恒定律應用專題．分析：首先知道題境，分析AB兩物體的受力情況及各力做功情況，從而分析A其運動情況，類比彈簧振子，從而判斷選項．解答：解：A、A從靜止到下落過程中，只有重力和彈簧的彈力做功，所以A在下落至地面的過程中系統(tǒng)的機械能守恒，而A的機械能不守恒，故A錯誤；BD、據(jù)在A下落至地面前的瞬間，物體B恰好對擋板無壓力，以B為研究對象，據(jù)平衡求得此時彈簧的彈力為T=4mgsin30°=2mg；再以A為研究對象，當A靜止釋放的瞬間，A受重力mg，其合力方向向下，大小為mg；當A落地瞬間，A受重力mg和彈簧的彈力2mg，其合力向上，大小為mg，A做簡諧運動，據(jù)對稱性可知，落地瞬間其速度為零；據(jù)彈簧振子的運動情況可知，A向下運動時，先做加速度減小的加速運動，然后做加速度逐漸增大的減速運動，故BD錯誤；C、據(jù)A做簡諧運動和能量守恒可知，A落地瞬間，A的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，所以彈簧的彈力做功可能為mgh，故C正確；故選：C．點評：明確A的運動情況和B在A落地瞬間的彈力是解題的前提，類比彈簧振子模型是解題的關鍵，靈活應用能量守恒判斷彈簧做功情況，題目有點難度．4.根據(jù)電磁炮原理，我們可以設計一新型電磁船:船體上安裝了用于產(chǎn)生強磁場的超導線圈，在兩船舷之間裝有電池，導電的海水在安培力作用下即可推動該船前進。如圖是電磁船的簡化原理圖，其中MN和PQ是與電池相連的導體棒，MN、PQ、電池與海水構(gòu)成閉合回路，且與船體絕緣，要使該船水平向左運動，則超導線圈在NMPQ所在區(qū)域產(chǎn)生的磁場方向是A.豎直向下 B.豎直向上 C.水平向左 D.水平向右參考答案：A【詳解】由電源、海水構(gòu)成的閉合電路可知海水中電流的方向是從MN指向PQ，根據(jù)左手定則可知磁場方向豎直向下時海水受到的力水平向右，海水反作用于船體的力水平向左，符合題意。故A項正確，BCD三項錯誤。5.如圖所示，電流表、電壓表均為理想電表，L為小電珠。R為滑動變阻器，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。現(xiàn)將開關S閉合，當滑動變阻器滑片P向左移動時，下列結(jié)論正確的是()A．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大B．小電珠L變亮C．電容器C上電荷量減小

D．電源的總功率變大參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，真空中有一頂角為75o，折射率為n=的三棱鏡．欲使光線從棱鏡的側(cè)面AB進入，再直接從側(cè)面AC射出，求入射角θ的取值范圍為

▲

。

參考答案：450＜θ＜9007.單位換算：10m/s=

cm/s=

km/h參考答案：1000

；

36

8.（4分）按照有關規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過0.50瓦／米2。若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1瓦，那么在距離該通訊裝置

米以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域（已知球面面積為S＝4πR2）。參考答案：答案：0.409.一列簡諧波在t=0.8s時的圖象如圖甲所示，其x=0處質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示，由圖象可知：簡諧波沿x軸

▲

方向傳播（填“正”或“負”），波速為

▲

m／s，t=10.0s時刻，x=4m處質(zhì)點的位移是

▲

m．參考答案：10.如圖為聲波干涉演示儀的原理圖，O形玻璃管粗細均勻，分為A和B兩部分，兩側(cè)各有一小孔，聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi)，被分成兩列頻率_____________的波。當聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小孔時，若兩列波傳播的路程相差半個波長，則此處聲波的振幅_____

_____；若傳播的路程相差一個波長，則此處聲波的振幅________________。[參考答案：11.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B的體積關系為VA

VB(選填“大于”、“小于”或“等于”)；若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了100J的功，則此過程中_______(選填“吸熱”或“放熱”)參考答案：＜

（2分）

吸熱12.地面上放一開口向上的氣缸，用一質(zhì)量為m=0.8kg的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，不計一切摩擦，外界大氣壓為P0=1.0×105Pa，活塞截面積為S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，則活塞靜止時，氣體的壓強為

Pa；若用力向下推活塞而壓縮氣體，對氣體做功為6×105J，同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×105J，則氣體內(nèi)能變化為

J。參考答案：1.2×10-5Pa；內(nèi)能增加了1.8×105J13.如圖，從運動員騰空跳起向上運動后再向下落入水中，若不計空氣阻力，則運動員的重力勢能先

（填“增大”或“減小”或“不變”），后

（填“增大”或“減小”或“不變”）。運動員的機械能

（填“增大”或“減小”或“不變”）。參考答案：增大

減小

不變?nèi)?、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中沒有畫出，打點計時器接周期為T=0．02s的交流電源。（1）計算的公式為

（用給定字母表示）；（2）若測得，物體的加速度

m／s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù))參考答案：⑴

⑵

3.00

15.某同學用下圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒。該同學利用平拋運動測量兩球碰撞前后的速度，實驗裝置和具體做法如下，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽。實驗時先使Ａ球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把Ｂ球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓Ａ球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復這種操作10次，并畫出實驗中A、B兩小球落點的平均位置。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的豎直平面，米尺的零點與O點對齊。（1）（2分）為了使兩球碰撞為一維碰撞，所選兩球的直徑關系為：A球的直徑

B球的直徑（“大于”、“等于”或“小于”）；為減小實驗誤差，在兩球碰撞后使A球不反彈，所選用的兩小球質(zhì)量關系應為mA mB（選填“小于”、“大于”或“等于”）；（2）（2分）在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量？答：

（填選項號）。A、水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離B、A球與B球碰撞后，測量A球與B球落點位置到O點的距離C、A球和B球在空間飛行的時間D、測量G點相對于水平槽面的高度（3）（4分）已知mA和mB。E、F、J是實驗中小球落點的平均位置，請你根據(jù)該同學實驗中所選小球和實驗的記錄紙判斷，A球沒有碰撞B球時的落點是

點（在E、F、J三個落點中選填），A球與B球碰撞后A球的落點是

點（在E、F、J三個落點中選填）。該同學通過實驗數(shù)據(jù)說明在實驗中A、B兩球碰撞中動量守恒，請你用上圖中的字母寫出該同學判斷動量守恒的表達式是

。參考答案：等于

大于

AB

F

E

mAOF=mAOE+mBOJ四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，傾角為的斜面處于豎直向下的勻強電場中，在斜面上某點以初速度為水平拋出一個質(zhì)量為m的帶正電小球，小球在電場中受到的電場力與小球所受的重力相等，地球表面重力加速度為g，設斜面足夠長，問：

（1）小球經(jīng)多長時間落到斜面？

（2）從水平拋出至落到斜面的過程中，小球的電勢能如何變化？變化了多少？參考答案：17.（9分）如圖，氣缸由兩個截面不同的圓筒連接而成，活塞A、B被輕質(zhì)剛性細桿連接在一起，可無摩擦移動，A、B的質(zhì)量分別,,,橫截面積分別為，一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間，活塞外側(cè)與大氣相通，大氣。（l）氣缸水平放置達到如圖甲所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強。（2）已知此時氣體的體積?，F(xiàn)保持溫度不變，將氣缸豎直放置，達到平衡后如圖乙所示。與圖甲相比，活塞在氣缸內(nèi)移動的距離L為多少？取重力加速度。參考答案：(1)氣缸處于甲圖所示位置時，設氣缸內(nèi)氣體壓強為，對于活塞和桿，由力的平衡條件得

解得………………2分（2）汽缸處于乙圖所示位置時，設氣缸內(nèi)氣體壓強為，對于活塞和桿，由力的平衡條件得………………2分設為氣缸處于乙圖所示位置時缸內(nèi)氣體的體積，由玻意耳定律可得………………2分由幾何關系可得………………2分由上述各式解得活塞在氣缸內(nèi)移動距離………………1分18.s5

s1α

s2s3s4如圖所示的氣缸B中由活塞A封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，A可在B中無摩擦地滑動。A、B的質(zhì)量分別為mA＝10kg、mB＝20kg，A的橫截面積S＝50cm2，大氣壓強P0＝1.0×105Pa。試求：（1）當B中氣體的溫度t1＝27℃時，A與地面接觸但對地的壓力為零，此時B對地的壓力N1的大小是多少？（2）當B中氣體溫度為t2時，B與地面接觸但對地的壓力為零，此時A對地的壓力N2的大小和氣體溫度t2是多少？參考答案：解：（1）N1＝