山西省太原市英才中學2023年高三物理下學期期末試題含解析

山西省太原市英才中學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.如圖所示，光滑的水平桌面放在方向豎直向下的勻強磁場中，桌面上平放著一根一端開口、內(nèi)壁光滑的試管，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運動，帶電小球能從試管口處飛出，關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運動，下列說法中正確的是(

)A．小球帶負電B．小球運動的軌跡是拋物線C．洛倫茲力對小球做正功D．維持試管勻速運動的拉力F應(yīng)逐漸增大參考答案：BD2.一重力不計的帶電粒子以初速度v0(v0<)先后穿過寬度相同且相鄰的有明顯邊界的勻強電場E和勻強磁場B，如圖7甲所示，電場和磁場對粒子總共做功W1；若把電場和磁場正交疊加，如圖7乙所示，粒子仍以v0的初速度穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子總共做功W2，比較W1、W2的大小()圖7A．一定是W1＝W2B．一定是W1>W2C．一定是W1<W2D．可能是W1>W2,也可能是W1<W2參考答案：B3.2011年11月3日凌晨，“神舟八號”飛船與“天宮一號”空間站成功對接．對接后，空間站在離地面三百多公里的軌道上繞地球做勻速圓周運動．現(xiàn)已測出其繞地球球心作勻速圓周運動的周期為T，已知地球半徑為R、地球表面重力加速度g、萬有引力常量為G，則根據(jù)以上數(shù)據(jù)能夠計算的物理量是A．地球的平均密度

B．空間站所在處的重力加速度大小C．空間站繞行的線速度大小

D．空間站所受的萬有引力大小參考答案：ABC4.（07年全國卷Ⅰ）用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再次進行觀測，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目原來增加了5條。用△n表示兩次觀測中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級圖可以判斷，△n和E的可能值為A．△n＝1，13.22eV＜E＜13.32eVB．△n＝2，13.22eV＜E＜13.32eVC．△n＝1，12.75eV＜E＜13.06eVD．△n＝2，12.72eV＜E＜13.06eV參考答案：答案：AD

解析：存在兩種可能，第一種n=2到n=4，由于是電子轟擊，所以電子的能量必須滿足13.6-0.85，故D選項正確；第二種可能是n=5到n=6，電子能量必須滿足13.6-0.38，故A選項正確。5.(多選)如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對礦粉分離的過程，下列表述正確的有A．帶正電的礦粉落在右側(cè)B．電場力對帶負電的礦粉做負功C．帶負電的礦粉電勢能變小D．帶正電的礦粉電勢能變小參考答案：CD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖（a）所示，寬為L=0.3m的矩形線框水平放置，一根金屬棒放在線框上與線框所圍的面積為0.06m2，且良好接觸，線框左邊接一電阻R=2Ω，其余電阻均不計．現(xiàn)讓勻強磁場垂直穿過線框，磁感應(yīng)強度B隨時間變化的關(guān)系如圖（b）所示，最初磁場方向豎直向下．在0.6s時金屬棒剛要滑動，此時棒受的安培力的大小為____________N；加速度的方向向_______．（填“左”、“右”）

參考答案：

答案：0.3

左7.如圖是打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時得到的紙帶，電源頻率為f＝50Hz，從O點開始每隔4個點取一個計數(shù)點，測得OA＝6.80cm，CD＝3.20cm，DE＝2.00cm，則相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為________s，物體運動的加速度大小為________m/s2，D點的速度大小為________m/s。參考答案：8.一名射箭者把一根質(zhì)量為0.3kg的箭放在弓弦上，然后，他用一個平均為200N的力去拉弦，使其向后移動了0.9m。假定所有的能量都在箭上，那么箭離開弓的速率為

▲m/s，如果將箭豎直向上發(fā)射，那么它上升的高度為

▲m。（不計空氣阻力）參考答案：，

60m

9.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，p點震動周期為0.4s，在某一時刻波形如圖所示，此刻p點的振動方向沿

，該波的波速為

，在離波源為11m的Q點經(jīng)s到達波谷．參考答案：沿y軸正方向；10m/s，0.9【考點】橫波的圖象；波長、頻率和波速的關(guān)系．【專題】振動圖像與波動圖像專題．【分析】簡諧橫波沿x軸正向傳播，P點此時刻振動方向沿y軸正方向．由圖讀出波長，求出波速．利用波形的平移法求出圖示x=2m質(zhì)點的振動傳到Q點的時間，就是Q點到達波谷的時間．【解答】解：簡諧橫波沿x軸正向傳播，P點的振動比原點處質(zhì)點振動遲，此時刻原點處質(zhì)點處于波峰，則P點此時刻振動方向沿y軸正方向，

由圖讀出，波長λ=4m，波速為v=m/s=10m/s，

在離波源為11m的Q點與圖示時刻x=2m處波谷相距x=9m，根據(jù)波形的平移法得到，Q點到達波谷的時間為t=s．故答案為：沿y軸正方向；10m/s，0.910.（2分）如圖所示，勁度系數(shù)為k1的輕彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物體2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用力將物體1緩慢豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面，在此過程中，物塊2的重力勢能增加了

，物塊1的重力勢能增加了

。

參考答案：

答案：

11.（8分）如圖所示，A、B、C為某質(zhì)點作平拋運動的軌跡上的三個點，測得AB、BC間的水平距離為SAB=SBC=0.4m，豎直距離hAB=0.25m，hBC=0.35m，由此可知質(zhì)點平拋運動的初速度vo=

m/s，拋出點到A點的水平距離為

m，豎直距離為

m。（取g=10m/s2）

參考答案：4；0.8；0.212.如圖所示為一正在測量中的多用電表表盤。①如果是用×10Ω擋測量電阻，則讀數(shù)為________Ω。②如果是用直流10V擋測量電壓，則讀數(shù)為________V。參考答案：（i）DEF

（ii）①140

②5.213.三根繩a、b、c長度都為l，a、b懸掛在天花板上，ｃ的下端與質(zhì)量為m＝2kg物體相連，它們之間的夾角為120°，如圖所示?，F(xiàn)用水平力F將物體m緩慢向右拉動，繩a的拉力為T1，繩b的拉力為T2，當繩c與豎直方向的夾角為某一角度時，Ｔ2的值恰為零，此時T1＝Ｎ，水平拉力F的大小為

Ｎ。（取g＝10m／s2）參考答案：40，

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（4分）已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29kg/，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)，取氣體分子的平均直徑為，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請估算液體體積與原來氣體體積的比值。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。參考答案：設(shè)氣體體積為，液體體積為氣體分子數(shù),(或)則

（或）解得

(都算對)解析：微觀量的運算，注意從單位制檢查運算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級正確即可。設(shè)氣體體積為，液體體積為氣體分子數(shù),(或)則

（或）解得

(都算對)15.如圖，光滑絕緣底座上固定兩豎直放置、帶等量異種電荷的金屬板a、b，間距略大于L，板間電場強度大小為E，方向由a指向b，整個裝置質(zhì)量為m?，F(xiàn)在絕綠底座上施加大小等于qE的水平外力，運動一段距離L后，在靠近b板處放置一個無初速度的帶正電滑塊，電荷量為q，質(zhì)量為m，不計一切摩擦及滑塊的大小，則(1)試通過計算分析滑塊能否與a板相撞(2)若滑塊與a板相碰，相碰前，外力F做了多少功;若滑塊與a板不相碰，滑塊剛準備返回時，外力F做了多少功?參考答案：（1）恰好不發(fā)生碰撞（2）【詳解】(1)剛釋放小滑塊時，設(shè)底座及其裝置的速度為v由動能定理：放上小滑塊后，底座及裝置做勻速直線運動，小滑塊向右做勻加速直線運動當兩者速度相等時，小滑塊位移絕緣底座的位移故小滑塊剛好相對絕緣底座向后運動的位移，剛好不相碰(2)整個過程絕緣底座位移為3L則答：(1)通過計算分析可各滑塊剛好與a板不相撞；(2)滑塊與a板不相碰，滑塊剛準備返回時，外力F做功為3qEL。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，固定光滑斜面與地面成一定傾角，一物體在平行斜面向上的拉力作用下向上運動，拉力F和物體速度v隨時間的變化規(guī)律如圖(甲)、(乙)所示，取重力加速度g＝10m/s2.求物體的質(zhì)量m及斜面與地面間的夾角θ.

參考答案：17.有一種質(zhì)譜儀的工作原理圖如圖所示。靜電分析器是四分之一圓弧的管腔，內(nèi)有沿圓弧半徑方向指向圓心O1的電場，且與圓心O1等距各點的電場強度大小相等。磁分析器中以O(shè)2為圓心、圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器。而后離子由P點射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器。已知加速電場的電壓為U，磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強度大小為B。（1）請判斷磁分析器中磁場的方向；（2）求靜電分析器中離子運動軌跡處