山西省運城市東壚南曹中學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.（多選）如圖所示，MPQO為有界的豎直向下的勻強電場（邊界上有電場），電場強度為E=mg/q，ACB為光滑固定的半圓形軌道，軌道半徑為R，A、B為圓水平直徑的兩個端點，AC為圓弧。一個質量為m，電荷量為－q的帶電小球，從A點正上方高為H=R處由靜止釋放，并從A點沿切線進入半圓軌道，不計空氣阻力及一切能量損失，關于帶電小球的受力及運動情況，下列說法正確的是（

）A.小球到達C點時對軌道壓力為2mg

B.小球在AC部分運動時，加速度不變C.適當增大E，小球到達C點的速度可能為零D.若E=2mg/q，要使小球沿軌道運動到C，則應將H至少調整為3R/2參考答案：AD解析：A、小球進入半圓軌道，電場力和重力平衡，小球做勻速圓周運動，根據動能定理知，mgH=mvA2-0，解得：vA=．根據牛頓第二定律得：N=m，則小球到達C點時對軌道的壓力為2mg．故A正確．B、小球在AC部分做勻速圓周運動，加速度大小不變，方向始終指向圓心．故B錯誤．C、若電場力小于重力，根據動能定理知，小球到達C點的速度不可能為零．若小球所受的電場力大于重力，根據徑向的合力通過向心力，在最低點的速度不可能為零．故C錯誤．D、若E=，在最低點軌道的作用力為零，根據牛頓第二定律得，qE-mg=m，解得：vC=，根據動能定理得：mg（H+R）-qER=mvC2-0，解得：H=R．所以H至少為R．故D正確．故選：AD．2.（多選題）某靜電場在x軸上各點的電勢φ隨坐標x的分布圖象如圖．x軸上A、O、B三點的電勢值分別為φA、φO、φB，電場強度沿x軸方向的分量大小分別為EAx、EOx、EBx，電子在A、O、B三點的電勢能分別為EPA、EPO、EPB．下列判斷正確的是（）A．φO＜φB＜φA B．EOx＜EBx＜EAxC．EPO＜EPB＜EPA D．EPO﹣EPA＞EPO﹣EPB參考答案：ABD【考點】電勢能；電勢差與電場強度的關系．【分析】由圖讀出電勢的高低．根據電勢能與電勢的關系Ep=qφ分析電勢能的大小．由圖象的斜率分析電場強度的大小．【解答】解：A、由圖知，φO＜φB＜φA．故A正確．B、根據圖象切線斜率的大小等于電場強度沿x軸方向的分量大小，則知，EOx＜EBx＜EAx．故B正確．C、電子帶負電，根據電勢能公式Ep=qφ=﹣eφ分析得知，EPO＞EPB＞EPA故C錯誤．D、由圖知，OA間電勢差大于OB間電勢差，即有φO﹣φA＞φO﹣φB．電子帶負電，則根據電勢能公式Ep=qφ=﹣eφ得：EPO﹣EPA＜EPO﹣EPB．故D正確．故選：ABD3.如圖所示，位于豎直平面內的固定光滑圓環軌道與水平面相切于M點，與豎直墻相切于A點，豎直墻上另一點B與M的連線和水平面的夾角為600，C是圓環軌道的圓心。已知在同一時刻：a、b兩球分別由A、B兩點從靜止開始沿光滑傾斜直軌道AM、BM運動到M點；c球由C點自由下落到M點；則：（

）

A．a球最先到達M點

B．b球最先到達M點C．c球最先到達M點

D．b球和c球都可能最先到達M點參考答案：

答案：C4.在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數比為2：1，五個完全相同燈泡的額定電壓均為U，交流電源的電壓恒定不變。當閉合K3、K4而斷開K5時，燈泡L3和L1恰能正常工作，則以下判斷正確的是（）A.當K3、K4、K5都閉合時，L1和L2的功率會減小B.當K3、K4、K5都閉合時，L1和L2都能正常工作C.當閉合K3、K4而斷開K5時，交流電源的電壓為2UD.當閉合K3、K4而斷開K5時，燈泡L1和L2恰能正常工作參考答案：D【詳解】設燈泡正常工作時的電流為I，電壓為U。A.B.當K3、K4、K5都閉合時，副線圈中的電流增大，根據變壓器特點，原線圈中電流增大，L1和L2消耗的功率增大，L1和L2都不能正常工作，故AB錯誤。C.當閉合K3、K4而斷開K5時，燈泡L3和L4恰能正常工作，故副線圈中電壓為U，根據變壓器原、副線圈中的電壓與匝數關系可知，原線圈中的電壓為2U，故交流電源的電壓為2U+U+U＝4U，故C錯誤。D.當閉合K3、K4而斷開K5時，燈泡L3和L4恰能正常工作，故副線圈中電流為2I，根據變壓器原副線圈中的電流關系可知，原線圈中的電流為I，故L1和L2都能正常工作，故D正確。5.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，O為波源且t=0開始沿y軸負方向起振，如圖所示是t=0.2s末x=0至4m范圍內的波形圖，虛線右側的波形末畫出。已知圖示時刻x=2m處的質點第一次到達波峰，則下列判斷中正確的是

A．這列波的周期為0.2s，振幅為l0cm

B．這列波的波長為8m．波速為40m/s

C．t=0.7s末，x=10m處質點的位置坐標為(10m，10cm)

D．t=0.7s末，x=24m處的質點加速度最大且沿y軸負方向參考答案：AB二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.有兩列簡諧橫波a、b在同一媒質中沿x軸正方向傳播，波速均為v＝2m/s。在t＝0時，兩列波的波峰正好在x＝2.5m處重合，如圖所示。

①兩列波的周期分別為Ta

和Tb

。②當t1＝0.5s時，橫波b的傳播使質點P發生的位移為_____________m。參考答案：①1.25s；2s；②-2cm------------每空1分，共3分7.在“用單擺測定重力加速度”的某次實驗中，擺長為L的單擺完成n次全振動的時間為t，則單擺的周期為▲，重力加速度大小為▲參考答案：

t/n，8.某同學為探究“合力做功與物體動能改變的關系”，設計了如下實驗，他的操作步驟是：

①按右圖所示，安裝好實驗裝置，其中小車質量M=0.20kg，鉤碼總質量m=0.05kg．②釋放小車，然后接通打點計時器的電源（電源頻率為50Hz），打出一條紙帶．（1）他在多次重復實驗得到的紙帶中選出滿意的一條，如圖所示．把打下的第一點記作0，然后依次取若干個計數點，相鄰計數點間還有4個點（圖中未畫出），用刻度尺測得各計數點到0點距離分別為d1=0.004m，d2=0.055m，d3=0.167m，d4=0.256m，d5=0.360m，d6=0.480m，……，他把鉤碼重力作為小車所受合力，取當地重力加速度g=9.8m/s2，算出從打0點到打“5”點這一過程中合力做功W=

J（結果保留三位有效數字），把打“5”點時小車動能作為小車動能的改變量，算得EK

=

J（結果保留三位有效數字）．（2）此次實驗探究的結果，他沒能得到“合力對物體做的功等于物體動能的增量”，且偏差很大．通過反思，他認為產生原因如下，其中有可能的是

．A．鉤碼質量太大，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多；B．沒有平衡摩擦力，使得合力對物體做功的測量值比真實值偏大太多；C．釋放小車和接通電源的次序有誤，使得動能增量的測量值比真實值偏小；D．計算“5”點的瞬時速度時，兩計數點間時間間隔誤取0.08s．參考答案：（1）合力做的功=0.176J；打“5”點時小車的速度此時小車動能（2）由題意可知合力對物體做功的測量值大于動能增量的測量值，分析四個選項可知，只有A、B符合題意。9.某同學用如圖所示裝置“研究物體的加速度與外力關系”，他將光電門固定在氣墊軌道上的某點B處，調節氣墊導軌水平后，用重力為F的鉤碼，經繞過滑輪的細線拉滑塊，每次滑塊從同一位置A由靜止釋放，測出遮光條通過光電門的時間t。改變鉤碼個數，重復上述實驗。記錄的數據及相關計算如下表。

實驗次數12345F/N0.490.981.471.962.45t/（ms）40.428.623.320.218.1t2/（ms）21632.2818.0542.9408.0327.66.112.218.424.530.6（1）為便于分析與的關系，應作出

的關系圖象，并在如圖坐標紙上作出該圖線（2）由圖線得出的實驗結論是：

（3）設AB間的距離為s，遮光條的寬度為d，請你由實驗結論推導出物體的加速度與時間的關系：

。（4）由以上得出的結論是：

。參考答案：（1）

圖略（2）與成正比（3）推導過程：（4）在誤差允許范圍內，物體質量一定時，加速度與外力成正比10.如圖所示，兩端開口、粗細均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中，管的頂部有一定長度的水銀．兩段空氣柱被封閉在左右兩側的豎直管中．開啟頂部連通左右水銀的閥門，右側空氣柱長為L0，右側空氣柱底部水銀面比槽中水銀面高出h，右側空氣柱頂部水銀面比左側空氣柱頂部水銀面低h．（i）試根據上述條件推測左側空氣柱的長度為

，左側空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為

：（ii）若初始狀態溫度為T0，大氣壓強為P0，關閉閥門A，則當溫度升至

時，右側氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平？（不考慮水銀柱下降對大水銀槽中液面高度的影響，大氣壓強保持不變）．參考答案：（1）L0，2h；（2）【考點】理想氣體的狀態方程．【分析】（1）分別以兩部分氣體為研究對象，求出兩部分氣體壓強，然后由幾何關系求出右管內氣柱的長度．（2）以左管內氣體為研究對象，列出初末的狀態，由理想氣體狀態方程可以求出空氣柱的長度．【解答】解：（1）根據連通器的原理以及液體產生的壓強可知，右側的氣體的壓強：P1=P0﹣h則左側氣體的壓強：P2=P1﹣h=P0﹣2h所以左側空氣柱底部水銀面與槽中水銀面的高度差為是2h．左側空氣柱的長度：L2=L0+h+h﹣2h=L0（2）關閉閥門A，溫度升高的過程中，右側的空氣柱的壓強增大，體積增大，由圖可知，右側氣柱底部水銀面與水銀槽中的水銀面相平時的空氣柱的長度：L1=L0+h壓強：P1′=P0設空氣柱的橫截面積是S，由理想氣體的狀態方程得：得：T1=故答案為：（1）L0，2h；（2）11.一多用電表的電阻檔有三個倍率，分別是“×1”、“×10”、“×100”．用“×10”檔測量某電阻時，操作步驟正確，發現表頭指針偏轉角度很小，為使測量值更準確，應換到×100檔；如果換檔后立即用表筆連接待測電阻進行讀數，那么缺少的步驟是歐姆調零．參考答案：考點：用多用電表測電阻．專題：實驗題；恒定電流專題．分析：使用歐姆表測電阻時應選擇合適的擋位，使指針指在中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進行歐姆調零．解答：解：用“×10”檔測量某電阻時，表頭指針偏轉角度很小，說明所選擋位太小，為使測量值更準確，應換大擋，應換到×100擋；換擋后要重新進行歐姆調零，然后再測電阻阻值．故答案為：×100；歐姆調零．點評：本題考查了歐姆表的實驗注意事項與使用方法，使用歐姆表測電阻時應選擇合適的擋位，使指針指在中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進行歐姆調零．12.探究能力是物理學研究的重要能力之一．有同學通過設計實驗來探究物體因繞軸轉動而具有的轉動動能與哪些因素有關。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉動動能與其質量、半徑、角速度等的具體關系。如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設尺和砂輪間的摩擦力恒為（轉動過程動能定理也成立。不計轉軸的質量及其與支架間的摩擦）。分別取不同質量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉的進行實驗，最后得到的數據如下表所示：半徑/cm質量/m0角速度/rad·s-1圈數轉動動能/J4128

41432

42216

44232

81216

161232

(1)根據題給數據計算砂輪的轉動動能Ek，并填在上面的表格里。(2)由上述數據推導出該砂輪的轉動動能Ek與質量m、角速度ω、半徑r的關系式為_____________。參考答案：（1）填空半徑/cm質量/m0角速度/rad·s-1圈數轉動動能/J41286.44143225.64221612.84423225.68121625.6161232102.4（2）

EK=kmω2r2

或者EK=mω2r2。13.如右圖所示為一小球做平拋運動頻閃照相的閃光照片的一部分，圖中背景小方格的邊長為5cm．如果敢g=l0，則：(1)閃光的頻率是________Hz；(2)小球做平拋運動時的初速度大小是________m/s；(3)小球經過B點時的速度大小是_______m/s.參考答案：三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學要測量一節干電池的電動勢和內阻．他根據老師提供的以下器材畫出了如圖所示的原理圖。①電壓表V(15V,I0k)②電流表G（量程3.0mA，內阻Rg=10）③電流表A（量程0.6A，內阻約為0.5）④滑動變阻器(0～20，l0A)⑤滑動變阻器(0～100，1A)⑥定值電阻=990

⑦開關S和導線若干(1)為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是______（填寫器材編號）(2)在方框中畫出實驗電路圖(3)該同學利用上述實驗原理圖測得以下數據，并根據這些數據繪出了如圖所示的圖線，根據圖線可求出電源的電動勢E=________V（保留三位有效數字），電源的內阻r=______（保留兩位有效數字）參考答案：15.某同學利用圖甲所示的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的運動規律。物塊在重物的牽引下開始運動，重物落地后，物塊再運動一段距離停在桌面上（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數點，相鄰計數點間的距離如圖乙所示。打點計時器電源的頻率為50Hz。1通過分析紙帶數據，可判斷物塊在相鄰計數點

和

之間某時刻開始減速。2計數點5對應的速度大小為

m/s，計數點6對應的速度大小為

m/s。（保留三位有效數字）。3物塊減速運動過程中加速度的大小為=

m/s2,若用來計算物塊與桌面間的動摩擦因數（g為重力加速度），則計算結果比動摩擦因數的真實值

（填“偏大”或“偏小”）。

參考答案：16；7（或7；6）

21.00；1.20

32.00；偏大（1）①1~6點相鄰位移之差約為且遞增，7~11點相鄰位移之差恒為遞減，在6~7點之間物體由加速轉為減速②5點的速度，加速階段則6點速度，③減速階段則，減速過程中阻力來源于桌面摩擦、空氣阻力、紙帶與限位孔的阻力如用在表示摩擦系數則空氣阻力、紙帶阻力均看做摩擦力，故所測偏大。【解析】四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，質量為m1=0.3kg的小車停止在光滑的水平面上，車長L=1.5m，現有質量m2=0.2kg可視為質點的物塊以水平向右的速度v0=2.0m/s從左端滑上小車，最后在車面上某處與小車保持相對靜止，物塊與車面間的動摩擦因素μ=0.5，取g=10m/s2，求：（1）物塊在車面上滑行的時間t；（2）要使物塊不從小車右端滑出，物塊滑上小車左端的速度v'0不超過多少？參考答案：17.如圖1所示，在2010上海世博會上，拉脫維亞館的風洞飛行表演，令參觀者大開眼界，最吸引眼球的就是正中心那個高為H=10m，直徑D=4m的透明“垂直風洞”。風洞是人工產生和控制的氣流，以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動。在風力作用的正對面積不變時，風力F=0.06v2（v為風速）。在本次風洞飛行