2022-2023學(xué)年北京海淀區(qū)清華園興起中學(xué)高三物理上學(xué)期期末試題含解析

2022-2023學(xué)年北京海淀區(qū)清華園興起中學(xué)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2kg的物體靜止在足夠大的水平面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0．2，最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小視為相等。從t=0時刻開始，物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用，F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。重力加速度g取10m/s2，則物體在t=0到t=12s這段時間內(nèi)的位移大小為（

）A．18m

B．54mC．72m

D．198m參考答案：B2.（多選）某家用桶裝純凈水手壓式飲水器如圖，在手連續(xù)穩(wěn)定的按壓下，出水速度為v，供水系統(tǒng)的效率為η，現(xiàn)測量出桶底到出水管之間的高度差H，出水口傾斜，其離出水管的高度差可忽略，出水口的橫截面積為S，水的密度為ρ，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．出水口單位時間內(nèi)的出水體積Q=vSB．出水口所出水落地時的速度C．出水后，手連續(xù)穩(wěn)定按壓的功率為+D．手按壓輸入的功率等于單位時間內(nèi)所出水的動能和重力勢能之和參考答案：【考點(diǎn)】：功率、平均功率和瞬時功率；功能關(guān)系．【分析】：出水口的體積V=Sl，再除以時間即為位時間內(nèi)的出水體積，水從出水平流出后做平拋運(yùn)動，根據(jù)高度求出落地時豎直方向的速度，再根據(jù)幾何關(guān)系求出出水口所出水落地時的速度，在時間t內(nèi)，流過出水口的水的質(zhì)量m=ρSvt，手連續(xù)穩(wěn)定按壓使水具有初動能和重力勢能，根據(jù)勢能和動能的表達(dá)式及供水系統(tǒng)的效率求出手連續(xù)穩(wěn)定按壓做的功，再根據(jù)求解功率即可．：解：A、出水口的體積V=Sl，則單位時間內(nèi)的出水體積Q=，故A正確；B、水從出水平流出后做平拋運(yùn)動，則落地時速度方向速度，所以出水口所出水落地時的速度v==，故B錯誤；C、手連續(xù)穩(wěn)定按壓使水具有初動能和重力勢能，在時間t內(nèi)，流過出水口的水的質(zhì)量m=ρSvt，則出水口的水具有的機(jī)械能E=，而供水系統(tǒng)的效率為η，所以手連續(xù)穩(wěn)定按壓做的功為W=，則功率P=，故C正確；D、手按壓輸入的功率等于單位時間內(nèi)所出水的動能和重力勢能之和除以供水系統(tǒng)的效率η，故D錯誤；故選：AC【點(diǎn)評】：解答本題要知道水從出水平流出后做平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動的基本規(guī)律求解，注意手連續(xù)穩(wěn)定按壓時做水做的功沒有全部轉(zhuǎn)化為水的機(jī)械能，注意供水系統(tǒng)的效率，難度適中．3.（單選）如圖，豎直向上的勻強(qiáng)電場中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止?，F(xiàn)撤去F，小球從靜止開始運(yùn)動到離開彈簧的過程中，重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為，不計空氣阻力，則上述過程中（

）A．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．小球的重力勢能增加C．小球的機(jī)械能增加D．小球的電勢能增加參考答案：B4.一物塊放在水平面上，在水平拉力F作用下做直線運(yùn)動，運(yùn)動的v－t圖象如圖所示，則有關(guān)該力F的功率P－t圖象可能是(

)參考答案：BC5.兩根通電直導(dǎo)線M、N都垂直紙面固定放置，通過它們的電流方向如圖2所示，線圈L的平面跟紙面平行，現(xiàn)將線圈從位置A沿M、N連線中垂線迅速平移到位置B，則在平移過程中，線圈中的感應(yīng)電流()．圖2A．沿順時針方向，且越來越小B．沿逆時針方向，且越來越大C．始終為零D．先順時針，后逆時針參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，有兩根長均為L、質(zhì)量均為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b，其中a被水平放置在傾角為45°的絕緣光滑斜面上，b被水平固定在斜面的右側(cè)，且與a在同一水平面上，a、b相互平行．當(dāng)兩細(xì)棒中均通以大小為I的同向電流時，a恰能在斜面上保持靜止．則b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為，若使b豎直向下移動一小段距離，則a將沿斜面下移（選填“沿斜面上移”、“沿斜面下移”或“仍保持靜止”）．參考答案：考點(diǎn)：安培力；共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用．分析：通電導(dǎo)線在磁場中的受到安培力作用，由公式F=BIL求出安培力大小，由左手定則來確定安培力的方向，并根據(jù)受力平衡來確定b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與方向，判斷受力即可．解答：解：當(dāng)導(dǎo)體a處于勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向豎直向上，則水平向右的安培力、支持力與重力，處于平衡狀態(tài)，因夾角為45°，則大小B=當(dāng)b豎直向下移動，導(dǎo)體棒間的安培力減小，根據(jù)受力平衡條件，當(dāng)a受力的安培力方向順時針轉(zhuǎn)動時，只有大小變大才能保持平衡，而安培力在減小，因此不能保持靜止，將沿斜面下移；故答案為：

沿斜面下移點(diǎn)評：學(xué)會區(qū)分左手定則與右手螺旋定則，前者是判定安培力的方向，而后者是電流周圍磁場的方向，并學(xué)會受力分析，同時掌握力的合成與分解的法則．7.如圖（a）所示，為某磁敏電阻在室溫下的電阻－磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，測試時，磁敏電阻的軸向方向與磁場方向相同。（1）試結(jié)合圖（a）簡要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～0.2T和0.4～1.0T范圍內(nèi)磁敏電阻的阻值隨磁場變化的特點(diǎn)：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）某同學(xué)想利用磁敏電阻圖（a）所示特性曲線測試某長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場，設(shè)計電路如圖（b）所示，磁敏電阻與電鍵、電源和靈敏電流表連接，長直導(dǎo)線與圖示電路共面并通以圖示電流，請指出本實驗裝置的錯誤之處_______________________________________。若裝置調(diào)整正確后再進(jìn)行測量，電路中所用干電池的電動勢為1.5V，不計電池、電流表的內(nèi)阻，試寫出磁敏電阻所在磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B從0.4T至1.2T的變化過程中，通過磁敏電阻的電流強(qiáng)度IA隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的關(guān)系式：______________________。參考答案：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B在0～0.2T，磁敏電阻隨磁場非線性增大，0.4～1.0T范圍內(nèi)磁敏電阻的阻值隨磁場線性增大（2分）

（2）磁敏電阻的軸向方向與磁場方向不相同（2分）

I=（2分）8.2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為________，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。參考答案：4.5eV

為零9.（1）如圖所示，質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M、長為L、置于光滑水平面C上的木板B，正好不從木板上掉下.已知A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，此時長木板對地位移為s，則這一過程中木板增加的動能

；小鐵塊減少的動能

；系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量

（2）一個電量為q=+10—5C的電荷從電場中的A點(diǎn)移動B點(diǎn)，克服電場力做功0。006J，則A、B兩點(diǎn)的電勢差為

V，若選A點(diǎn)電勢能為零，則B點(diǎn)電勢為_________V，電荷在B點(diǎn)電勢能為_________J（3）質(zhì)量為2t的貨車在水平路面上以額定功率2×105W啟動，阻力為車重的0.1倍，由靜止開始行駛100m完成啟動達(dá)到最大速度，則該汽車行駛的最大速度為

,啟動時間為

（4）①在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中，有如下可供選擇的實驗器材：鐵架臺、打點(diǎn)計時器以及復(fù)寫紙、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵．其中不必要的器材是________________，缺少的器材是

②在用打點(diǎn)計時器驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m＝1.00kg的重物自由下落，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列點(diǎn)．如圖所示為選取的一條符合實驗要求的紙帶，O為第一個點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(diǎn)(其他點(diǎn)未畫出)．已知打點(diǎn)計時器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s2.那么：i）紙帶的________端(選填“左”或“右”)與重物相連；ii）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和________點(diǎn)來驗證機(jī)械能守恒定律參考答案：(1)、、(2)-600、600、0.006(3)100m/s、51s(4)

（1）根據(jù)動能定理，對A、B單獨(dú)分析，再對系統(tǒng)分析即可解答。（2）,克服電場力做功，即電場力做負(fù)功，代入已知數(shù)據(jù)即可解答。（3），代入已知數(shù)據(jù)即可解答。（4）正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進(jìn)行分析所測數(shù)據(jù)，如何測量計算，會起到事半功倍的效果．重物下落時做勻加速運(yùn)動，故紙帶上的點(diǎn)應(yīng)越來越遠(yuǎn)，根據(jù)這個關(guān)系判斷那一端連接重物．驗證機(jī)械能守恒時，我們驗證的是減少的重力勢能△Ep=mgh和增加的動能△Ek=mv2之間的關(guān)系，所以我們要選擇能夠測h和v的數(shù)據(jù)．10.N(N>1)個電荷量均為q(q>0)的小球，均勻分布在半徑為R的圓周上，示意如圖，若移去位于圓周上P點(diǎn)的一個小球，則圓心O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為________，方向__________。(已知靜電力常量為k)參考答案：大小為，方向沿OP指向P點(diǎn)

11.在如右圖所示的邏輯電路中，當(dāng)A端輸入電信號為“1”，B端輸入電信號為“1”時，在C端和D端輸出的電信號分別為_____和______。參考答案：、0，0

12.如圖所示，三段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC,能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定.若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩________.參考答案：OA13.如圖14-1所示，是在高速公路上用的超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差，測出被測物體的速度．圖7中p1、p2是測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2分別是p1、p2由汽車反射回來的信號．設(shè)測速儀勻速掃描，p1、p2之間的時間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖14-2可知，汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的距離是______m，汽車的速度是________m/s.參考答案：1717.9解析測速儀勻速掃描，p1、p2之間的時間間隔為1.0s，由題圖可知p1、p2之間有30小格，故每一小格對應(yīng)的時間間隔t0＝＝s，p1、n1間有12個小格，說明p1、n1之間的間隔t1＝12t0＝12×s＝0.4s．同理p2、n2之間的間隔t2＝0.3s.因而汽車接收到p1、p2兩個信號時離測速儀的距離分別為x1＝v·，x2＝v·.汽車這段時間內(nèi)前進(jìn)的距離為x＝x1－x2＝v()＝17m.汽車在接收到p1、p2兩個信號的時刻應(yīng)分別對應(yīng)于題圖中p1、n1之間的中點(diǎn)和p2、n2之間的中點(diǎn)，其間共有28.5個小格，故接收到p1、p2兩個信號的時間間隔t＝28.5t0＝0.95s，所以汽車速度為v車＝≈17.9m/s.三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學(xué)設(shè)計圖甲所示實驗驗證物塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．物塊B裝有一寬度很小的擋光片，測得擋光片寬度為d，A和B（含擋光片）的質(zhì)量分別為m1和m2．系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)擋光片通過光電門（固定光電門的裝置未畫出）時，可通過計算機(jī)系統(tǒng)記錄擋光時間△t．改變擋光片到光電門的距離h，重復(fù)實驗，采集多組數(shù)據(jù)（A未碰到滑輪）．（1）若某次記錄的擋光時間為△t1則擋光片到達(dá)光電門處時B的速度大小為

．（2）該同學(xué)設(shè)想：若根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)能得到圖乙所示的直線，就能說明物塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，按照這個設(shè)想，圖線的縱坐標(biāo)可以是

（選填“△t”、“△t2”、“”或“”），若得到該圖線的斜率為k，則可計算重力加速度的大小為

（用k、d、m1和m2表示）

（3）在實際運(yùn)動過程中系統(tǒng)動能的增加量△EK小于系統(tǒng)勢能的減少量△Ep，指出產(chǎn)生這個系統(tǒng)誤差除空氣阻力外的兩個原因：

；

．參考答案：15.實驗室中有一靈敏電流計，其滿偏電流1＝100A，為了將其改裝成量程為3V的電壓表，現(xiàn)備有如下器材測量靈敏電流計的內(nèi)阻RgA.待測靈敏電流計G

B.電阻箱R(0-999.9Ω)

C.電源E1＝1.5VD.電源E2=3.0V

E.電源E3＝4.5V

F.滑動變阻器R1(0-20kΩ)C.滑動變阻器R2(0-40kΩ)

H.滑動變阻器R3(0-10Ω)

I.校準(zhǔn)電壓表V0(0-3V)J.開關(guān)兩只及導(dǎo)線若干，實驗步驟如下①按如圖所示電路圖連接好電路②斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表滿偏③保持滑動變阻器阻值不變，閉合開關(guān)S2，調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表半偏(1)了減小測量誤差，電源應(yīng)選______(填E1、E2、E3)，滑動變阻器應(yīng)選_______(填R1、R2、R3)。(2)若步驟③中電阻箱讀數(shù)R＝180.02，則電流計Rg＝_____(3)現(xiàn)要將靈敏電流計改裝為量程3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)電阻R＝______(4)請在方框中畫出改裝后電壓表V的校準(zhǔn)電路，并在圖中標(biāo)明所選器材參考答案：(1).

(2).

(3).

(4).【詳解】（1）本實驗中R越大，相對誤差越小，故滑動變阻器選R2，再根據(jù)滿偏電流及所列的器材的規(guī)格來選擇電源，當(dāng)電流表滿偏時，，所以電源選3V的E2；（如果選E3，則要使滑動變阻器提供45KΩ的電阻，但器材中沒有）（2）當(dāng)R遠(yuǎn)大于Rg時，可認(rèn)為回路中電流不變，則有，（3）此時：，伏特表內(nèi)阻，應(yīng)串聯(lián)的電阻；（4）校表電路中的如圖選E2，可能路電壓小于3V，不能保證3V的電壓校對，故電源應(yīng)選E3，滑動變阻器應(yīng)選R3，校準(zhǔn)電路如圖所示：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.從坐標(biāo)原點(diǎn)O產(chǎn)生的簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，t=0時刻波的圖象如圖所示，此時波剛好傳播到M點(diǎn)，x=1m的質(zhì)點(diǎn)P的位移為10cm，再經(jīng)⊿t=0.1s，質(zhì)點(diǎn)P第一次回到平衡位置。(i)求波源的探動周期。(ii)從t=0時刻起經(jīng)多長時間位于x=－81m處的質(zhì)點(diǎn)N(圖中未畫出)第一次到達(dá)波峰位置?并求出在此過程中質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程。參考答案：（1）1.2s（2）5.2m17.（12分）如圖（a）所示，ABCD是一個T型支架，已知整個支架的質(zhì)量為m1＝5kg，重心在BD上、離B點(diǎn)0.2m的O點(diǎn)處，BD＝0.6m，D點(diǎn)通過鉸鏈連接在水平地面上，ABC部分成為一斜面，與水平地面間的夾角為37°，且AB＝BC，AC^BD?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m2＝10kg的鋼塊以v0＝4m/s的初速度滑上ABC斜面，鋼塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.25。問：T型支架會不會繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動？

某同學(xué)的解題思路如下：可以先算出鋼塊靜止在ABC上恰好使支架轉(zhuǎn)動的位置，如圖（b）所示。根據(jù)支架受力情況寫出此時力矩平衡的式子：MN＝Mf＋MG，可根據(jù)該式子求出該位置到C點(diǎn)的距離s1；（MN、Mf、MG分別是鋼塊對斜面的壓力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩，其中N＝m2gcos37°，f＝m2gsin37°。）然后算出鋼塊以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距離s2；比較這兩個距