山東省菏澤市單縣實驗中學2022-2023學年高三物理期末試卷含解析一、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.為探測引力波，中山大學領(lǐng)銜的“天琴計劃”將向太空發(fā)射三顆完全相同的衛(wèi)星（SC1、SC2、SC3）構(gòu)成一個等邊三角形陣列，地球恰處于三角形的中心，衛(wèi)星將在以地球為中心、高度約10萬公里的軌道上運行，針對確定的引力波源進行引力波探測。如圖所示，這三顆衛(wèi)星在太空中的分列圖類似樂器豎琴，故命名為“天琴計劃”。已知地球同步衛(wèi)星距離地面的高度約為3.6萬公里，以下說法錯誤的是A.若知道引力常量G及三顆衛(wèi)星繞地球的運動周期T，則可估算出地球的密度B.三顆衛(wèi)星具有相同大小的加速度C.三顆衛(wèi)星繞地球運動的周期一定大于地球的自轉(zhuǎn)周期D.從每顆衛(wèi)星可以觀察到地球上大于的表面參考答案：A【詳解】A.若知道引力常量G及三顆衛(wèi)星繞地球的運動周期T根據(jù)萬有引力提供向心力：得到：，因地球的半徑未知，也不能計算出軌道半徑r，不能計算出地球體積，故不能估算出地球的密度，選項A錯誤B.根據(jù)，由于三顆衛(wèi)星到地球的距離相等，則繞地球運動的軌道半徑r相等，則它們的加速度大小相等，選項B正確C.根據(jù)萬有引力等于向心力，解得：，由于三顆衛(wèi)星的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，故三顆衛(wèi)星繞地球運動的周期小于地球同步衛(wèi)星繞地球運動的周期，即小于地球的自轉(zhuǎn)周期，選項C正確D.當?shù)冗吶切芜吪c地球表面相切的時候，恰好看到地球表面的，所以本題中，從每顆衛(wèi)星可以觀察到地球上大于的表面，選項D正確2.（單選）人用繩子通過動滑輪拉A，A穿在光滑的豎直桿上，當以速度v0勻速地拉繩使物體A到達如圖所示位置時，繩與豎直桿的夾角為θ，求A物體實際運動的速度是（

）A．

B．

C．

D．參考答案：A3.（多選）如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器C的兩金屬板水平放置，R1和R2為固定電阻，P為滑動變阻器R的滑動頭，G為靈敏電流計，A為理想電流表。開關(guān)S閉合后，C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)，則以下說法正確的是A、其他條件不變在P向上移動的過程中，A表的示數(shù)變小，油滴向上加速運動，G中有方向由b到a的電流B、其他條件不變，在P向上移動的過程中，A表的示數(shù)變大，油滴仍然靜止，G中有方向由a到b的電流C、其他條件不變，電容器下方金屬板向下移動的過程中，A表的示數(shù)變大，油滴向上加速運動，G中有由a到b的電流

D、其他條件不變，電容器下方金屬板向下移動的過程中，A表的示數(shù)不變，油滴向下加速運動，G中有由a到b的電流參考答案：AD4.如圖，在傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小為B的勻強磁場，磁場的寬度MJ和JG均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，當ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運動，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框的機械能減少量為△E，重力對線框做功的絕對值為W1，安培力對線框做功的絕對值為W2，下列說法中正確的有

A．v2：v1==1：2

B．v2：v1==1：4

C．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，W2等于△E

D．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能變化量為W1－W2參考答案：BCD5.（單選）如圖，墻上有兩個釘子a和b，它們的連線與水平方向的夾角為45°，兩者的高度差為l．一條不可伸長的輕質(zhì)細繩一端固定于a點，另一端跨過光滑釘子b懸掛一質(zhì)量為m1的重物．在繩子距a端得c點有一固定繩圈．若繩圈上懸掛質(zhì)量為m2的鉤碼，平衡后繩的ac段正好水平，則重物和鉤碼的質(zhì)量比為（）A．B．2C．D．參考答案：考點：共點力平衡的條件及其應用．版權(quán)所有專題：計算題．分析：根據(jù)題意畫出平衡后的物理情景圖．對繩子上c點進行受力分析．根據(jù)幾何關(guān)系找出BC段與水平方向的夾角．根據(jù)平衡條件和三角函數(shù)表示出力與力之間的關(guān)系．解答：解：對繩子上c點進行受力分析：平衡后設(shè)繩的BC段與水平方向成α角，根據(jù)幾何關(guān)系有：tanα=2，sinα=．對結(jié)點C分析，將Fa和Fb合成為F，根據(jù)平衡條件和三角函數(shù)關(guān)系得：F2=m2g=F，F(xiàn)b=m1g．sinα==所以得：，故選C．點評：該題的關(guān)鍵在于能夠?qū)€圈進行受力分析，利用平衡狀態(tài)條件解決問題．力的計算離不開幾何關(guān)系和三角函數(shù)．二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進行了如下實驗：①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4kg；②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖甲所示安裝；③接通打點計時器（其打點時間間隔為0.02s）；④使電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時再關(guān)閉打點計時器(設(shè)小車在整個過程中所受的阻力恒定)。乙在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖乙所示。(長度單位：cm)請你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題：（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）①該電動小車運動的最大速度為_______m/s；②該電動小車的額定功率為________W。參考答案：①1.5（3分）

②1.2（7.如圖所示，處于水平位置的、質(zhì)量分布均勻的直桿一端固定在光滑轉(zhuǎn)軸O處，在另一端A下擺時經(jīng)過的軌跡上安裝了光電門，用來測量A端的瞬時速度vA，光電門和轉(zhuǎn)軸O的豎直距離設(shè)為h。將直桿由圖示位置靜止釋放，可獲得一組（vA2，h）數(shù)據(jù)，改變光電門在軌跡上的位置，重復實驗，得到在vA2~h圖中的圖線①。設(shè)直桿的質(zhì)量為M，則直桿繞O點轉(zhuǎn)動的動能Ek=_____________（用M和vA來表示）?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=1kg的小球固定在桿的中點，進行同樣的實驗操作，得到vA2~h圖中的圖線②，則直桿的質(zhì)量M=____________kg。（g=10m/s2）參考答案：，0.258.為了測量玩具遙控汽車的額定功率，某同學用天平測出其質(zhì)量為0.6kg，小車的最大速度由打點計時器打出的紙帶來測量，如圖所示，主要實驗步驟有：A．給小車尾部系一條長紙帶，紙帶通過打點計時器；B．接通打點計時器（電源頻率為50Hz），使小車以額定功率沿水平地面加速到最大速度，繼續(xù)運行一段時間后關(guān)閉小車發(fā)動機，使其由地面向前滑行直至停下；C．處理紙帶上打下的點跡。（1）由紙帶知遙控汽車的最大速度為

；汽車滑行時的加速度為

。（2）汽車滑行的阻力為

；動摩擦因數(shù)為

，額定功率為

。（g取10m/s2，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）第22題圖

參考答案：（1）1.00

-1.73

（2）1.04

0.173

1.049.如圖所示，某種自動洗衣機進水時，洗衣機缸內(nèi)水位升高，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量．將細管中密閉的空氣視為理想氣體，當洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時，外界對空氣做了0.5J的功，則空氣________(填“吸收”或“放出”)了__________的熱量．參考答案：放出0.510.某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，設(shè)計了如下實驗，他的操作步驟是：①安裝好實驗裝置如圖所示．②將質(zhì)量為200g的小車拉到打點計時器附近，并按住小車．③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個質(zhì)量為50g鉤碼掛在拉線的掛鉤P上．④釋放小車，打開電磁打點計時器的電源，打出一條紙帶．(1)（4分）在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條．經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：①第一個點到第N個點的距離為40.0cm.②打下第N點時小車的速度大小為1.00m/s.該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，算出：拉力對小車做的功為________J，小車動能的增量為________J.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）(2)（4分）此次實驗探究結(jié)果，他沒能得到“恒力對物體做的功，等于物體動能的增量”，且誤差很大．顯然，在實驗探究過程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素．請你根據(jù)該同學的實驗裝置和操作過程幫助分析一下，造成較大誤差的主要原因是_________________

______________________

___

___。參考答案：(1)（4分）0.196、

0.100(2)（4分）①小車質(zhì)量沒有遠大于鉤碼質(zhì)量；②沒有平衡摩擦力；③操作錯誤：先放小車后接通電源11.

(4分)一個1.2kg的物體具有的重力勢能為72J，那么該物體離開地面的高度為_____m。一個質(zhì)量是5kg的銅球，以從離地面15m高處自由下落1s末，它的重力勢能變?yōu)開____J。(g取10m/s2)(以地面為零重力勢能平面)參考答案：答案：6m

500J

12.（2）如圖所示，在平靜的水面上有A、B兩艘小船，A船的左側(cè)是岸，在B船上站著一個人，人與B船的總質(zhì)量是A船的10倍。兩船開始時都處于靜止狀態(tài)，當人把A船以相對于地面的速度v向左推出，A船到達岸邊時岸上的人馬上以原速率將A船推回，B船上的人接到A船后，再次把它以原速率反向推出……，直到B船上的人不能再接到A船，試求B船上的人推船的次數(shù)。參考答案：（1）AC（全部答對得4分，選不全但沒有錯誤得2分），

1．8eV（2分）

（2）取向右為正，B船上的人第一次推出A船時，由動量守恒定律得mBv1－mAv=0

（2分）即：v1=

（1分）當A船向右返回后，B船上的人第二次將A推出，有mAv＋mBv1=－mAv＋mBv2

（1分）即：v2=

（1分）13.質(zhì)量為2噸的打樁機的氣錘，從5m高處白由落下與地面接觸0.2s后完全靜止下來，空氣阻力不計、g取10m/s2，則在此過程中地面受到氣錘的平均打擊力為___________N。參考答案：三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（8分）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求氣體在狀態(tài)B時的體積。（2）說明BC過程壓強變化的微觀原因（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體

放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說明原因。參考答案：解析：（1）設(shè)氣體在B狀態(tài)時的體積為VB，由蓋--呂薩克定律得，，代入數(shù)據(jù)得。(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導致氣體壓強減小。(3)大于；因為TA=TB，故AB增加的內(nèi)能與BC減小的內(nèi)能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學第一定律可知大于。考點：壓強的微觀意義、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律15.（簡答）如圖所示，在水平地面上固定一傾角θ=37°、表面光滑的斜面，物體A以初速度v1沿斜面上滑，同時在物體A的正上方，有一物體B以初速度v2=2.4m/s水平拋出，當A上滑到最高點時，恰好被B物體擊中．A、B均可看作質(zhì)點，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2．求：（1）物體A上滑時的初速度v1；（2）物體A、B間初始位置的高度差h．參考答案：（1）物體A上滑時的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．解：（1）物體A上滑過程中，由牛頓第二定律得：mgsinθ=ma設(shè)物體A滑到最高點所用時間為t，由運動學公式：0=v1﹣at物體B做平拋運動，如圖所示，由幾何關(guān)系可得：水平位移x=；其水平方向做勻速直線運動，則x=v2t聯(lián)立可得：v1=6m/s（2）物體B在豎直方向做自由落體運動，則hB=物體A在豎直方向：hA=如圖所示，由幾何關(guān)系可得：h=hA+hB聯(lián)立得：h=6.8m答：（1）物體A上滑時的初速度v1是6m/s．（2）物體A、B間初始位置的高度差h是6.8m．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.(8分)在真空中，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向如圖所示，磁感應強度B=0.2T，一個帶正電的粒子以初速度從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場，已知該粒子的比荷，不計粒子重力．

(1)求粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑；

(2)若要使粒子飛離磁場時有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時與ab的夾角及粒子的最大偏轉(zhuǎn)角．參考答案：

37°

74°帶電粒子在磁場中運動時有則（2）粒子在磁場偏轉(zhuǎn)角越大，圓心角越大，而粒子的速度大小一定時，軌跡半徑是一定的，當軌跡對應的弦在最大時，軌跡所對應的圓心角最大，偏轉(zhuǎn)角即最大，根據(jù)幾何知識得知，當粒子從b點射出磁場時，此時軌跡的弦最長，恰好等于圓形區(qū)域的直徑，則有

得由幾何知識得，偏轉(zhuǎn)角β=2θ=74°；由幾何知識得，偏轉(zhuǎn)角β=2θ=74°17.如圖所示，傳送帶A、B之間的距離為L＝3.2m，與水平面間夾角θ＝37°，傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動，速度恒為v＝2m/s，在上端A點無初速度放置一個質(zhì)量為m＝1kg、大小可視為質(zhì)點的金屬塊，它與傳送帶的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，金屬塊滑離傳送帶后，經(jīng)過彎道，沿半徑R＝0.4m的光滑圓軌道做圓周運動，剛好能通過最高點E，已知B、D兩點的豎直高度差為h＝0.35m，取g＝10m/s2．（1）求金屬塊經(jīng)過D點時的速度大小（2）若金屬塊飛離E點后恰能擊中B點，求B、D間的水平距離（3）金屬塊在BCD彎道上克服摩擦力做的功參考答案：（1）（2）0.6m（3）1.5J.【分析】(1)先判斷出物體在傳送帶上先做加速運動，再做勻速運動，由牛頓第二定律和運動學公式求的時間；(2)由平拋運動求水平距離；(3)在BCD彎道上由動能定理求的摩擦力做的功；【詳解】(1