山西省忻州市砂村學校2022-2023學年高三物理上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，在水平面上有兩條光滑的長直平行金屬導軌MN、PQ，導軌間距離為L，電阻忽略不計，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌所在平面。質量分別為、的兩根金屬桿a、b跨擱在導軌上，a、b接入電路的電阻均為R。輕質彈簧的左端與b桿連接，右端固定。開始時a桿以初速度v0向靜止的b桿運動，當a桿向右的速度為v時，b桿向右的速度高達到最大值vm，此過程中a桿產生的焦耳熱為Q，兩桿始終垂直于導軌并與導軌良好接觸，則b桿達到最大速度時A.b桿受到彈簧的確彈力為

B.b桿受到彈簧的彈力為C.彈簧具有的彈性勢能為D.彈簧具有的彈性勢能為參考答案：AC2.如圖所示，兩根平行放置、長度均為L的直導線a和b，放置在與導線所在平面垂直的勻強磁場中，當a導線通有電流強度為I，b導線通有電流強度為2I，且電流方向相反時，a導線受到磁場力大小為F1，b導線受到的磁場力大小為F2，則a通電導線的電流在b導線處產生的磁感應強度大小為

A．

B．

C．

D．參考答案：C3.（單選）聲音在空氣中傳播的的速度與空氣的密度及壓強有關下列速度表達式（為比例系數，無單位）中可能正確的是（

）A.

B.

C.

D.參考答案：B4.如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行。將一個物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。下列說法中正確的是A．第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功

B．第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加C．第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機械能的增加D．物體從底端到頂端全過程機械能的增加等于全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱

參考答案：C5.如圖，x軸在水平地面內，y軸沿豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正向拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡，其中b和c是從同一點拋出的，不計空氣阻力，則A．a的飛行時間比b的長B．b和c的飛行時間相同C．a的水平速度比b的小D．b的初速度比c的大參考答案：BD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.傳感器是自動控制設備中不可缺少的元件，下圖是一種測定位移的電容式傳感器電路。在該電路中，閉合開關S一小段時間后，使工件（電介質）緩慢向左移動，則在工件移動的過程中，通過電流表G的電流_________（填“方向由a至b”“方向由b至a”或“始終為零”）。參考答案：方向由a到b

7.13．在平直的公路上，自行車與同方向行駛的汽車同時經過A點。自行車做勻速運動，速度為6m/s．汽車做初速度為10m/s(此即為汽車過A點的速度)、加速度大小為0.5m/s2的勻減速運動．則自行車追上汽車所需時間為

s，自行車追上汽車時，汽車的速度大小為

m/s，自行車追上汽車前，它們的最大距離是

m。參考答案：16；2；168.地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若高空中某處的重力加速度為，則該處距地球表面的高度為（﹣1）R，在該高度繞地球做勻速圓周運動的衛星的線速度大小為．參考答案：解：根設地球的質量為M，物體質量為m，物體距地面的高度為h．據萬有引力近似等于重力得：在地球表面：mg=G…①在h高處：m?=G…②由①②聯立得：2R2=（R+h）2解得：h=（﹣1）R在該高度衛星繞地球做勻速圓周運動時，由重力提供向心力，則得：m?=m可得：v=故答案為：（﹣1）R；．9.靜電除塵器示意如右圖所示，其由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成。A和B分別接到高壓電源正極和負極，A、B之間有很強的電場，B附近的氣體分子被電離成為電子和正離子，粉塵吸附電子后被吸附到_______（填A或B）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中，排出的煙就成為清潔的了。已知每千克煤粉會吸附nmol電子，每晝夜能除mkg煤粉，設電子電量為e，阿伏加德羅常數為NA，一晝夜時間為t，則高壓電源的電流強度為_______。參考答案：A

2emnNA/t

10.如圖為“用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系”的實驗裝置。（1）在該實驗中必須采用控制變量法，應保持

不變，用鉤碼所受的重力作為

，用DIS測小車的加速度。（2）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量。在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）。①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是

。②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是（

）（A）小車與軌道之間存在摩擦

（B）導軌保持了水平狀態（C）所掛鉤碼的總質量太大

（D）所用小車的質量太大參考答案：1）小車的總質量，小車所受外力，ks5u（2）①在質量不變的條件下，加速度與外力成正比，②C，11.

（5分）裂變反應是目前核能利用中常用的反應，以原子核為燃料的反應堆中，當俘獲一個慢中子后發生的裂變反應可以有多種方式，其中一種可表示為：反應方程下方的數字中子及有關原子的靜止質量（以原子質量單位u為單位）。已知1u的質量對應的能量為9.3×102MeV，此裂變反應釋放出的能量是________MeV。參考答案：答案：1.8×10212.（1）為研究某一電學元件的導電規律，將該元件兩端的電壓、元件中的電流及通電時間記錄在下表中，通過分析表中數據可以判斷出該元件所用的材料是

（填“金屬”或“半導體”）。通電時間t/s51015202530電壓

u/v0.400.621.021.261.521.64電流

i/mA0.200.430.811.822.813.22

(2)如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，圖中R0表示0℃時的電阻，k表示圖線的斜率．若用該電阻與電池（電動勢E、內阻r）、電流表A（內阻Rg）、滑動變阻器R′串聯起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．使用“金屬電阻溫度計”前，先要把電流表的刻度值改為相應的溫度刻度值，若溫度t1＜t2，則t1的刻度應在t2的

側（填“左”或“右”）；在標識“金屬電阻溫度計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應關系．請用E、R0、k等物理量表示所測溫度t與電流I的關系式t＝

。參考答案：①,由表中數據U、I比值隨溫度升高而明顯減小，可知元件所用材料為半導體。②溫度t1<t2金屬溫度升高電阻增大，電流計電流值減小，可知t1刻度應在t2的右側。③由甲可知

由電路圖閉合電路歐姆定律得：整理得

t=13.（4分）兩個額定電壓為220V的白熾燈L1和L2的U－I特性曲線如圖所示。L2的額定功率約為_______W；現將L1和L2串聯后接到220V的電源上，電源內阻忽略不計，此時L2的實際功率約為________W。參考答案：答案：99，17.5三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用如圖裝置驗證機械能守恒定律，跨過定滑輪的細線兩端系著質量均為M的物塊A、B，A下端與通過打點計時器的紙帶相連，B上放置一質量為m的金屬片C，固定的金屬圓環D處在B的正下方。系統靜止時C、D間的高度差為h。先接通電磁打點計時器，再由靜止釋放B，系統開始運動，當B穿過圓環D時C被D阻擋而停止。①整個運動過程中紙帶上計數點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個點未畫出，已知打點計時器的工作頻率為50Hz。由此可計算出C被阻擋前B的加速度大小a=

m/s2；B剛穿過D時的速度大小v=

m/s（結果保留兩位有效數字）。②該實驗中需驗證等式是

（用M、m、v和重力加速度g表示）。還可運用圖象法加以驗證：改變物塊B的釋放位置，重復上述實驗，記錄每次C、D間的高度差h，并求出B剛穿過D時的速度v，作出v2–h圖線如圖丙所示，根據圖線得出重力加速度的表達式g=

，代入數據再與當地的重力加速度大小比較，判斷系統機械能是否守恒。③在不增加實驗器材的情況下，請提出減小實驗誤差的一個辦法。

。參考答案：①4.8；2.6（各1分）

②；（各2分）③如適當增大C、D間的高度差；適當增加金屬片C的質量；保證打點計時器的限位孔在同一直線上等等。15.（7分）某學生為了測量一物體的質量，找到一個力電轉換器，該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數為k），如圖所示．測量時先調節輸入端的電壓。使轉換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓U。現有下列器材：力電轉換器、質量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導線若干、待測物體（可置于力電轉換器的受壓面上）。

請完成對該物體質量的測量。（l）設計一個電路，要求力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數k，并測出待測物體的質量m．（3）請設想實驗中可能會出現的一個問題。參考答案：答案：（1）設計的電路圖如圖所示。

（2）測量步驟與結果：①調節滑動變阻器，使轉換器的輸出電壓為零；②將砝碼放在轉換器上，記下輸出電壓U0；③將待測物放在轉換器上，記下輸出電壓U1；由U0＝km0g，得k＝U0/m0g測得U＝kmg，所以m＝m0U/U0。

（3）①因電源電壓不夠而輸出電壓調不到零；②待測物體質量超出轉換器量程。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖，長方體汽缸內有一個兩面不平行的光滑活塞封閉了左右兩部分氣體。初始時，兩部分氣體體積均為V=20cm3，熱力學溫度均為T=300K，左側氣體壓強p0=1.0×105Pa。活塞左面與汽缸壁垂直、面積S=10cm2，右面與汽缸下壁成60°角。

（1）初始時，右側氣體對活塞的壓力多大？

（2）僅升高左側氣體的溫度，保持右邊氣體溫度不變。再次平衡后右側氣體壓強變為p1=2.0×105Pa，則左側氣體的溫度為多少？（活塞未和汽缸右壁接觸）參考答案：解：（1）設初始時右側氣體壓強為p2，以活塞為研究對象，

左側氣體對活塞壓力為F=p0S，右側氣體對活塞壓力為F′=p2S′

由活塞受力平衡得，F=F′sin600,

即p0S=p2S′sin600=p2S，解得：p2=p0則

（4分）

（2）對右側氣體

p2V=p2′V2，將已知條件p2=p0和p2′=p1等條件代入，解得V2=10cm3

（2分）

對左側氣體，

V1=40-V2=30cm3

解得：T1=900K

（4分）17.（12分）如圖所示，在xoy平面上第Ⅰ象限內有平行于y軸的有界勻強電場，方向如圖，y軸上一點P的坐標為（0，a），x軸上一點A的坐標為（b，0）。有一電子以垂直于x軸大小為v0的初速度從P點垂直射入電場中，恰好從A點射出，已知電子的電量為e，質量為m，不計電子的重力。

（1）求勻強電場的場強；（2）若在IV象限加上垂直坐標平面的勻強磁場，結果電子恰好垂直打在Y軸上，磁場的方向向里還是向外，磁感應強度多大？參考答案：解析：（1）設電場強度為E

①

②

由①②兩式解得

③

（2）設離開電場的速度為v

④

電子在磁場中的運動軌跡如圖中圓弧，電子垂直打在Y軸上，則圓周運動的圓心Q必在Y軸上，由幾何關系

⑤

又

⑥

由④⑤⑥三式得⑦

磁場方向垂直坐標平面向里

評分標準：滿分