山西省長治市城區第一中學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.質量為10kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運動，力隨坐標x的變化情況如圖所示．物體在x＝0處，速度為1m/s，一切摩擦不計，則物體運動到x＝16m處時，速度大小為A．2m/s

B．3m/s

C．4m/s

D.m/s參考答案：B2.如圖1所示，重物的質量為m，輕細繩AO的A端和BO的B端固定，平衡時AO水平，BO與水平方向的夾角為60°。AO的拉力F1和BO的拉力F2與物體重力的大小關系是（

）A．F1>mg

B．F1<mgC．F2<mgD．F2>mg參考答案：BD3.如圖所示，豎直向上的勻強電場中，絕緣輕質彈簧直立于地面上，上面放一個質量為m，帶正電的小球，小球與彈簧不連接，加外力F將小球向下壓到某位置靜止，現撤去F，小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中，重力和電場力對小球做功的大小分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中(

)

A．彈簧彈性勢能最大值等于

B．重力勢能增加W1

C．機械能增加W2

D．電勢能增加W2參考答案：

答案：BC4.如圖，晾曬衣服的繩子輕且光滑，懸掛衣服的衣架的掛鉤也是光滑的，輕繩兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點，衣服處于靜止狀態．如果保持繩子A端位置不變，將B端分別移動到不同的位置。下列判斷正確的是（

）

A．B端移到B1位置時，繩子張力不變

B．B端移到B2位置時，繩子張力變小

C．B端在桿上位置不動，將桿移動到虛線位置時，繩子張力變大

D．B端在桿上位置不動，將桿移動到虛線位置時，繩子張力變小參考答案：AC5.質點作簡諧運動，下列各物理量中變化周期是振動周期一半的是

（

）（A）位移

（B）回復力

（C）加速度

（D）動能參考答案：D二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在“探究加速度與物體受力的關系”活動中，某小組設計了如圖所示的實驗。圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩完全相同的小車前端系上細線，細線跨過滑輪并分別掛上裝有不同質量砝碼的盤，兩小車尾部細線水平連到控制裝置上，實驗時通過控制細線使兩小車同時開始運動，然后同時停止。實驗中：（1）應使砝碼和盤的總質量遠小于小車的質量，這時可認為小車受到的合力的大小等于

。（2）若測得小車1、2的位移分別為x1和x2，則小車1、2的加速度之比

。（3）要達到實驗目的，還需測量的物理量是

。參考答案：(1)砝碼和盤的總重

(2分)(2)x1/x2

(2分)

(3)兩組砝碼和盤的總重量（質量）（或盤的質量、兩砝碼和盤的總重量的比值）7.如圖所示，某同學在研究摩擦力時，為了“記住”拉力曾經達到的最大值，在彈簧測力計指針的左側輕塞一個小紙團，它可隨指針移動。如需讀出此彈簧測力計測得的最大值時，應讀紙團

▲

（填“左”或“右”）邊沿所對應的刻度值。參考答案：8.如圖所示為水平放置的兩個彈簧振子A和B的振動圖像，已知兩個振子質量之比為mA:mB=2:3，彈簧的勁度系數之比為kA:kB=3:2，則它們的周期之比TA：TB＝

；它們的最大加速度之比為aA:aB＝

。

參考答案：2：3；9：2略9.如圖，電路中三個電阻Rl、R2和R3的阻值分別為R、2R和4R。當電鍵S1斷開、S2閉合時，電源輸出功率為P0；當S1閉合、S2斷開時，電源輸出功率也為P0。則電源電動勢為＿＿＿＿；當S1、S2都斷開時，電源的總功率為＿＿＿＿。參考答案：

0.3P0。當電鍵S1斷開、S2閉合時，電路中電流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R/(R+r)2.。當S1閉合、S2斷開時，電路中電流I2=E/(4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。聯立解得：r=R/2，E=。當S1、S2都斷開時，電路中電流I3=E/(7R+r)=，電源的總功率為P=EI3=0.3P0。.10.如圖所示，水平輕桿CB長1m，輕桿與墻通過轉軸O連接．現在離B點20cm處D點掛一重50N的物體，則繩AB中的拉力為[番茄花園22]

_______N；O對C的作用力的方向沿________________（填“水平”、“斜向上”、“斜向下”）

參考答案：11.一顆衛星繞某一星球做勻速圓周運動，衛星的軌道半徑為r，運動周期為T，星球半徑為R，則衛星的加速度為，星球的質量為．（萬有引力恒量為G）參考答案：：解：衛星的軌道半徑為r，運動周期為T，根據圓周運動的公式得衛星的加速度a=根據萬有引力提供衛星繞地球做圓周運動的向心力，=mM=故答案為：，12.兩個勁度系數分別為k1和k2的輕質彈簧a、b串接在一起，a彈簧的一端固定在墻上，如圖所示，開始時彈簧均處于原長狀態，現用水平力作用在b彈簧的p端向右拉動彈簧，已知a彈簧的伸長量為L，則b彈簧的伸長量為________________.參考答案：【知識點】胡克定律．B5【答案解析】解析：兩根輕彈簧串聯，彈力大小相等，根據胡克定律F=kx得x與k成反比，則得b彈簧的伸長量為．【思路點撥】兩根輕彈簧串聯，彈力大小相等，根據胡克定律分析伸長量的大小．P端向右移動的距離等于兩根彈簧伸長量之和．本題關鍵要知道兩彈簧的彈力大小相等，掌握胡克定律，并能求出彈簧的伸長量．

13.如圖，ABCD是一個正方形的勻強磁場區域，經相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從A、D射入磁場，均從C點射出，已知。則它們的速率

▲

，它們通過該磁場所用時間

▲

。參考答案：

【答案】三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學利用下列器材測量一個定值電阻的阻值：①待測電阻：阻值約100Ω②一個直流電源E：電動勢約4V，內阻不計③一塊直流電壓表V：量程0～3V，內阻約15kΩ④一個電阻箱：阻值范圍0～999.9Ω⑤一個單刀開關S

⑥導線若干（1）按器材的規格和要求在方框內畫出設計的實驗電路圖，并標注器材的代號.（2）實驗中測得，電阻箱的讀數為R1時，電壓表讀數為U1，電阻箱讀數為R2時，電壓表讀數為U2，用測定的實驗數據寫出計算待測電阻的表達式：=

.（3）測得的的值比真實值

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）參考答案：（1）電路可設計為甲、乙兩種若設計為圖甲，則（2）為，（3）為偏?。蝗粼O計為圖乙，則（2）為，（3）為偏小15.用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始落下，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點的痕跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：A．按照圖示的裝置安裝器件；B．將打點計時器接到電源的直流輸出端上；C．用天平測量出重錘的質量；D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關打出一條紙帶；E．測量打出的紙帶上某些點之間的距離；F．根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內是否等于增加的動能．指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當的步驟，將其選項對應的字母填在右邊的橫線上BCD（2）實驗中得到一條紙帶，如圖2所示．根據打出的紙帶，選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E，測出A點距起始點O的距離為s0，點A、C間的距離為s1，點C、E間的距離為s2，使用交流電的周期為T，設重錘質量為m，則ACA．打點計時器打C點時重錘的動能為．C．打點計時器在打O點和C點的這段時間內重錘的重力勢能的減少量為mg（s0+s1）．D．重錘下落的加速度a的表達式為．重錘下落的加速度a的表達式為（3）在本實驗中發現，重錘減少的重力勢能總是大于（填“大于”或“小于”）（重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用，可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小，試用（2）中已知物理量和紙帶上的測量數據表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為．參考答案：解：（1）B：將打點計時器應接到電源的“交流輸出”上，故B錯誤．C：因為我們是比較mgh、mv2的大小關系，故m可約去比較，不需要用天平，故C錯誤．D：開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差，故D錯誤．故選：BCD．（2）A、勻變速直線運動中，時間中點的速度大小等于該過程中的平均速度大小，因此有：vC=，打點計時器打C點時重錘的動能為EkC=m=，故A正確；C、打點計時器在打O點和C點的這段時間內重錘的重力勢能的減少量為mg（s0+s1）．故C正確；D、根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：重錘下落的加速度a的表達式為a=．由于OA的時間間隔不是2T，所以重錘下落的加速度a的表達式不等于，故D錯誤；故選：AC．（3）在本實驗中發現，重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用重錘下落過程中，受到重力和阻力作用，根據牛頓第二定律得：mg﹣F=ma

重錘在下落過程中受到的平均阻力的大小F=m（g﹣a）=．故答案為：（1）BCD（2）AC（3）大于；

四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，置于空氣中的一不透明容器內盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0cm長的線光源。靠近線光源一側的液面上蓋有一遮光板，另一側有一水平放置的與液面等高的望遠鏡，用來觀察線光源。開始時通過望遠鏡不能看到線光源的任何一部分。將線光源沿容器底向望遠鏡一側平移至某處時，通過望遠鏡剛好可以看到線光源底端。再將線光源沿同一方向移動8.0cm，剛好可以看到其頂端。求此液體的折射率n。參考答案：當線光源上某一點發出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時，射到遮光板邊緣O的那條光線的入射角最小。若線光源底端在A點時，望遠鏡內剛好可以看到此光源底端，設過O點液面的法線為OO1，則ks5u

①（2分）其中為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有

②（2分）同理，若線光源頂端在點時，通過望遠鏡剛好可以看到此光源頂端，則。設此時線光源底端位于B點。由圖中幾何關系可得

③（2分）聯立②③式得

④（2分）由題給條件可知代入③式得

17.如圖，某三棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ABC，BC長度為d，O為BC中點。在ABC所在平面內，光線PO垂直BC邊入射，恰好在AB邊界發生全反射。(1)求該三棱鏡的折射率；(2)保持光線PO入射點O不變，入射方向逐漸向CO方向偏轉，求AB邊有光線射出的區域寬度。參考答案：（1）（2）【詳解】（1）光線PO恰好在AB邊界發生全反射，臨界角C=45°，

設三棱鏡折射率為n，根據折射定律有：；

解得折射率

（2）光線PO垂直BC邊入射的光線，進入棱鏡后在AB邊上的E點發生全反射。光線PO入射方向逐漸轉向CO方向時，光線從棱鏡的出射點對應由E點逐漸向B點移動。當光線幾乎沿CO方向入射時，光線折射后沿OD方向，由折射