北京延慶縣姚家營中學2022-2023學年高三物理上學期期末試卷含解析

北京延慶縣姚家營中學2022-2023學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.如圖甲所示，一輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，在豎直平面內做半徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為N，小球在最高點的速度大小為v，N－圖像如乙圖所示。下列說法正確的是（

）A．當地的重力加速度大小為

B．小球的質量為C．時，桿對小球彈力方向向上

D．若，則桿對小球彈力大小為參考答案：B2.圖1所示為一列簡諧橫波在t＝20秒時的波形圖，圖2是這列波中P點的振動圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是A．v＝25cm/s，向左傳播

B．v＝50cm/s，向左傳播C．v＝25cm/s，向右傳播

D．v＝50cm/s，向右傳播

參考答案：

答案：B3.如圖所示，質量相同的三個小球均可視為質點，處于同一水平面上．A球以初速度v0豎直上拋，B球以與水平面成θ角、大小也是v0的初速度斜向右上拋出，C球沿傾角為θ的足夠長斜面以初速度v0上滑．上述運動過程中均不計空氣阻力和一切摩擦，以下關于三個小球上升的最大高度的比較正確的是

B．

C．

D．

參考答案：D4.下列說法正確的是：A．牛頓認為質量一定的物體其加速度與物體受到的合外力成正比B.亞里士多德認為輕重物體下落快慢相同C.笛卡爾的理想斜面實驗說明了力不是維持物體運動的原因D.伽利略認為如果完全排除空氣的阻力，所有物體將下落的同樣快參考答案：AD5.如圖甲所示，一物塊在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物塊始終處于靜止狀態(tài)，當F按圖乙所示規(guī)律變化時，關于物塊與斜面間摩擦力的大小變化的說法中正確的是A．一定增大

B．一定一直減小C．可能先減小后增大

D．可能一直減小參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖是實驗中得到的一條紙帶．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地的重力加速度g=9.80m/s2，測得所用重物的質量為1.00kg，紙帶上第0、1兩點間距離接近2mm，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個點，它們到O點的距離如圖所示，則由圖4中數據可知，重物由O點運動到B點，重力勢能的減少量等于

J，動能的增加量等于

J（取三位有效數字）．動能增加量小于重力勢能的減少量的原因主要是

．參考答案：6.886.81

存在摩擦阻力做負功．【考點】驗證機械能守恒定律．【分析】根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的瞬時速度，從而得出動能的增加量，根據下降的高度求出重力勢能的減小量．【解答】解：B點的瞬時速度m/s=3.69m/s，則動能的增加量=6.81J，重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.80×0.7776J=6.88J．動能的增加量小于重力勢能的減小量，主要原因是存在摩擦阻力做負功．故答案為：6.886.81

存在摩擦阻力做負功．7.一個質量為70kg的人在電梯中用體重計稱量，當電梯以4m/s2向下加速運動時，讀數為

N，當電梯以4m/s2向下減速運動時，讀數為

N。參考答案：420

9808.長L=0.5m的輕繩懸掛一質量m=0.2kg的小球（可看成質點），開始時繩豎直，小球與一傾角θ=45°的質量M=1kg的靜止三角形物塊剛好接觸，如圖所示，不計所有的摩擦。若用水平推力使斜面體緩慢地向左移動，直至輕繩與斜面平行，在此過程中推力F______（選填“增大”、“減小”、“不變”、“先增大后減小”或“先減小后增大”）；若用水平恒力F向左推動三角形物塊，當輕繩與斜面平行時小球的速度大小為v=0.2m/s，重力加速度g=10m/s2，則此過程中推力F做的功為_______J。參考答案：增大

0.3379.圖是某一半導體器件的U-I圖，將該器件與標有“9V，18W”的用電器串聯后接入電動勢為12V的電源兩端，用電器恰能正常工作，此時電源的輸出功率是___________W；若將該器件與一個阻值為1.33的電阻串聯后接在此電源兩端，則該器件消耗的電功率約為__________W。

參考答案：答案：20、1510.如圖所示，一束β粒子自下而上進入一垂直紙面的勻強磁場后發(fā)生偏轉，則磁場方向向

，進入磁場后，β粒子的動能

（填“增加”、“減少”或“不變”）。參考答案：答案：里不變解析：由圖可知，β粒子（帶負電）進入磁場時所受洛倫茲力方向水平向右，根據左手定則可以判斷磁場方向向里。由于β粒子在磁場中運動，洛倫茲力不做功，所以β粒子的動能不變。11.太空宇航員的航天服能保持與外界絕熱，為宇航員提供適宜的環(huán)境。若在地面上航天服內氣體的壓強為p0，體積為2L，溫度為T0，到達太空后由于外部氣壓降低，航天服急劇膨脹，內部氣體體積增大為4L。所研究氣體視為理想氣體,則宇航員由地面到太空的過程中，若不采取任何措施，航天服內氣體內能

（選填“增大”、“減小”或“不變”）。為使航天服內氣體保持恒溫，應給內部氣體

（選填“制冷”或“加熱”）。參考答案：減小

；

加熱12.某同學利用驗證牛頓第二定律的實驗裝置來驗證動能定理。在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個光電門，其中光電門乙固定在靠近滑輪處，光電門甲的位置可移動。與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間。改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動，用米尺測量甲、乙之間的距離s，并記下相應的時間t。測得小車的質量為M，鉤碼的質量為m，并滿足M遠遠大于m。則：外力對小車做功為W=

，小車動能的增量為△EK=

。（用題中的字母表示）為減小實驗誤差，你認為實驗操作之前必須進行的操作是：

。參考答案：13.激光在真空中傳播速度為c，進入某種均勻介質時，傳播速度變?yōu)檎婵罩械?，則激光在此均勻介質中的波長變?yōu)樵谡婵罩胁ㄩL的__________倍；某激光光源的發(fā)光功率為P，該激光進入上述介質時由于反射，入射能量減少了10%，該激光在這種介質中形成的光束橫截面積為S，若已知單個光子能量為E0，則在垂直于光束傳播方向的截面內，單位時間內通過單位面積的光子個數為__________。

參考答案：，

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（09年大連24中質檢）（選修3—3）（5分）在圖所示的氣缸中封閉著溫度為100℃的理想氣體．一重物用繩索經滑輪與缸中活塞相連接．重物和活塞均處于平衡狀態(tài)，這時活塞離缸底的高度為20cm．如果缸內氣體變?yōu)?℃，問：

①重物是上升還是下降？說明理由。②這時重物將從原處移動多少厘米？（設活塞與氣缸壁問無摩擦）（結果保留一位小數）參考答案：

解析：

①缸內氣體溫度降低，壓強減小，故活塞下移，重物上升。（2分）

②分析可知缸內氣體作等壓變化，設活塞截面積為S㎝2，氣體初態(tài)體積V1=20S㎝3，溫度T1=373K，末態(tài)溫度T2=273K，體積設為V2=hS㎝3（h為活塞到缸底的距離）

據

（1分）

可得h=14.6㎝

則重物上升高度

（1分）15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應性強的優(yōu)勢，在核電站中，核反應堆釋放的核能被轉化為電能。核反應堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應，釋放出大量核能。(1)核反應方程式，是反應堆中發(fā)生的許多核反應中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個數，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質量，，分別表示中子、質子的質量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉化為電能的效率為。假定反應堆中發(fā)生的裂變反應全是本題(1)中的核反應，已知每次核反應過程中放出的核能，核的質量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質量。參考答案：解析：(1)

(2)反應堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時間以M表示每年消耗的的質量，得：

②解得:代入數據得：M=1.10×103（kg）

③四、計算題：本題共3小題，共計47分16.有一種被稱為直視分光鏡的光譜學儀器。所有光學元件均放在一直長圓筒內。筒內有：三個焦距分別為、和的透鏡,,，；觀察屏P，它是一塊帶有刻度的玻璃片；由三塊形狀相同的等腰棱鏡構成的

圖1分光元件（如圖1所示），棱鏡分別用折射率不同的玻璃制成，兩側棱鏡的質料相同，中間棱鏡則與它們不同，棱鏡底面與圓筒軸平行。圓筒的一端有一與圓筒軸垂直的狹縫，它與圓筒軸的交點為S，縫平行于棱鏡的底面．當有狹縫的一端對準筒外的光源時，位于圓筒另一端的人眼可觀察到屏上的光譜。

已知：當光源是鈉光源時，它的黃色譜線（波長為589.3nm，稱為D線）位于圓筒軸與觀察屏相交處。制作棱鏡所用的玻璃，一種為冕牌玻璃，它對鈉D線的折射率＝1.5170;另一種為火石玻璃，它對鈉D線的折射率=1.7200。

1.試在圖2中繪出圓筒內諸光學元件相對位置的示意圖并說出各元件的作用。2.試論證三塊棱鏡各應由何種玻璃制成并求出三棱鏡的頂角的數值。

圖2參考答案：圓筒內光學元件的相對位置如圖1所示．各元件的作用如下：狹縫S：光源的光由此進入分光鏡，觀察到的譜線就是狹縫的像．透鏡L1：與狹縫的距離為f1，使由狹縫射來的光束經L1后成為與圓筒軸平行的平行光束．分光棱鏡：使由L1射來的平行光束中頻率不同的單色光經棱鏡后成為沿不同方向出射的平行光束．透鏡L2：使各種單色平行光束經L2成像在它的焦平面上，形成狹縫的像（即光譜線）．觀察屏P：位于L2焦平面上，光源的譜線即在此屏上．透鏡L3：與P的距離f3，是人眼觀察光譜線所用的放大鏡（目鏡）．2．已知鈉黃光的譜線位于P的中央，S的像位于L2的焦點上，由此可知，對分光棱鏡系統來說，鈉黃光的入射光束和出射光束都與軸平行，由于棱鏡系統是左右對稱，因此鈉黃光在棱鏡內的光路應該是左右對稱的，在中間棱鏡中的光路應該與軸平行，分光元件中的光路圖如圖2所示，左半部的光路如圖3．用i1、r1、i2、r2分別表示兩次折射時的入射角和折射角，用n1、n2分別表示兩塊棱鏡對D線的折射率，由圖3可以看出，在兩棱鏡界面上發(fā)生折射時，，表明，即中間的棱鏡應用折射率較大的火石玻璃制成，兩側棱鏡用冕牌玻璃制成，故有=1.5170，=1.7200．由幾何關系可得

（1）

（2）由折射定律可得

（3）

（4）從以上各式中消去、、和得

（5）

解（5）式得

（6）以，代入，得

17.某工廠生產流水線示意圖如圖所示，半徑R=1m的水平圓盤邊緣E點固定一小桶。在圓盤直徑DE正上方平行放置的水平傳送帶沿順時針方向勻速轉動，傳送帶右端C點與圓盤圓心O在同一豎直線上，豎直高度h=1.25mo

AB為一個與CO在同一豎直平面內的四分之一光滑圓弧軌道，半徑r=0.45m，且與水平傳送帶相切于B點。一質量m=0.2kg的滑塊(可視為質點)從A點由靜止釋放,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數=0.2,當滑塊到達B點時，圓盤從圖示位置以一定的角速度繞通過圓心O的豎直軸勻速轉動，滑塊到達C點時恰與傳送帶同速并水平拋出，剛好落人圓盤邊緣的小捅內。取g=10m/s2，求:(1)滑塊到達圓弧軌道B點時對軌道的壓力NB;(2)傳送帶BC部分的長度L;(3)圓盤轉動的角速度應滿足的條件。參考答案：

18.如圖所示，A、B、C、D為固定于豎直平面內的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝1.6m的半圓，BC、AD段水平，AD=BC=8m。B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強電場，場強E＝5×105V/m。質量為m=4×10-3kg、帶電量q=+1×10-8C的小環(huán)套在軌道上。小環(huán)與軌道AD段的動摩擦因數為，與軌道其余部分的摩擦忽略不計?，F使小環(huán)在D點獲得沿軌道向左的初速度v0=4m/s，且在沿軌道AD段運動過程中始終受到方向豎直向上、大小隨速度變化的力F（變化關系如圖2）作用，小環(huán)第一次到A點時對半圓軌道剛好無壓力。不計小環(huán)大小，g取10m/s2。求