湖北省孝感市湖北航天中学2022-2023学年高三物理上学期期末试卷含解析

湖北省孝感市湖北航天中学2022-2023学年高三物理上学期期末试卷含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 如图4所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为                    A．μ1Mg                         B．μ1(m＋M)g C．μ1Mg＋μ2mg                    D．μ2mg      参考答案： D 2. 如图4所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，两半边间 的过渡区域宽度很小，可忽略不计。线圈的总祖数为N、总电阻为r，每匝线圈的 面积为S，线圈所在位置的磁感应强度大小为B。当线圈以角速度ω匀速转动时， 额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电 动势的有效值是 A.NBSω    B. NBSω   C. U      D. 参考答案： AD 3. 如图所示，质量为M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少为         A．               B． C．       D． 参考答案： 答案：D 4. 如图所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上。先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态。缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是 A． 先减小后增大      B． 先增大后减小 C． 一直增大          D． 保持不变 参考答案： a 5. （多选）一个大人拉着载有两个小孩的小车（其拉杆可自由转动）沿水平地面匀速前进，则对小孩和车下列说法正确的是 A．拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力   B．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小 C．拉力与摩擦力的合力方向竖直向上     D．小孩和车所受的合力为零 参考答案： CD 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内迅速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J，橡皮塞的质量为20g，橡皮塞被弹出的速度  为10m/s，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为理想气体。则瓶内气体的内能变化量为                                     J，瓶内气体的温度            （选填“升高”或“降低”）。 参考答案： 5（2分）   升高（2分） 热力学第一定律．H3    解析：由题意可知，气体对外做功：W对外=由题意可知，向瓶内迅速打气，在整个过程中，气体与外界没有热交换，即Q=0，则气体内能的变化量：△U=W+Q=15J-10J+0=5J，气体内能增加，温度升高； 本题考查了求气体内能的变化量、判断温度的变化，应用热力学第一定律即可正确解题．求解本题要由动能的计算公式求出橡皮塞的动能，然后求出气体对外做的功，再应用热力学第一定律求出气体内能的变化量，最后判断气体温度如何变化 7. 油酸密度为、摩尔质量为M、油酸分子直径为d0将体积为V0的油酸溶于酒精，制成体积为nV0的油酸酒精溶液．用滴管取一滴油酸酒精溶液滴在水面上形成油膜，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V0若把每个油分子看成球形，一滴油酸在水面上形的n的单分子油膜的面积是　   　，阿伏加德罗常数NA的表达式是　       ． 参考答案： ，． 【考点】用油膜法估测分子的大小． 【分析】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．则用1滴此溶液的体积除以油酸分子的直径，等于1滴此溶液的面积． 根据摩尔质量与密度，求出摩尔体积，然后与单个分子的体积的比值，即为阿伏伽德罗常数． 【解答】解：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积， 水面上的面积S= 油酸的摩尔体积为VA= 阿伏加德罗常数为NA== 故答案为：，． 8. 有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0 —3V的电压表，要与之___________（选填“串联”或“并联”）一个______Ω的电阻？改装后电压表的内阻是___________Ω 参考答案： 9. 氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能量状态，则氢原子最多辐射      种频率的光子。辐射光子的最大能量为         。 参考答案： 10. 如图所示，矩形线圈面积为S,匝数为N,电阻为r，线圈接在阻值为R的电阻两端，其余电阻不计，线圈绕OO轴以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，电阻R两端电压的有效值为________，在线圈从图示位置（线圈平面与磁场平行）转过90的过程中，通过电阻R的电荷量为________ 参考答案： 11. 在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（b）所示．则电源内阻的阻值为　5　Ω，滑动变阻器R2的最大功率为　0.9　W． 参考答案： 考点： 闭合电路的欧姆定律；电功、电功率． 专题： 恒定电流专题． 分析： 由图可知两电阻串联，V1测R1两端的电压，V2测R2两端的电压；当滑片向左端滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则可知总电阻变化，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流的变化，则可知内电压的变化及路端电压的变化，同时也可得出R1两端的电压变化，判断两图象所对应的电压表的示数变化； 由图可知当R2全部接入及只有R1接入时两电表的示数，则由闭合电路的欧姆定律可得出电源的内阻；由功率公式可求得电源的最大输出功率及滑动变阻器的最大功率． 解答： 解：当滑片左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；而R1两端的电压增大，故乙表示是V1示数的变化；甲表示V2示数的变化；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6A，电压为3V，则由E=U+Ir可得：E=3+0.6r； 当滑动变阻器全部接入时，两电压表示数之比为，故=；由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r 解得：r=5Ω，E=6V． 由上分析可知，R1的阻值为5Ω，R2电阻为20Ω；当R1等效为内阻，则当滑动变阻器的阻值等于R+r时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I==A=0.3A，则滑动变阻器消耗最大功率 P=I2R=0.9W； 故答案为：5，0.9． 点评： 在求定值电阻的最大功率时，应是电流最大的时候；而求变值电阻的最大功率时，应根据电源的最大输出功率求，必要时可将与电源串联的定值电阻等效为内阻处理． 12. 两个劲度系数分别为和的轻质弹簧、串接在一起，弹簧的一端固定在墙上，如图所示. 开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在弹簧的端向右拉动弹簧，已知弹的伸长量为，则弹簧的伸长量为                 . 参考答案： 13. 空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体           (填“吸收”或“放出”)的热量等于             J． 参考答案： 放出  0.5×105J  三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 在一次实验技能比赛中，一同学设计了如图甲所示电路来测电源的电动势和内阻。该同学选好器材后，用导线将各器材连接成如图乙所示实物连线电路（图甲是其电路原理图），其中R0是保护电阻。 ①该同学在闭合电键后，发现电压表无示数，电流表有示数，在选用器材时，除了导线外，其他器材经检测都是完好的，则出现故障的原因是________________（请用接线柱处的字母去表达）。 ②该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据画出了U-I图线如图所示。 根据图线求出电池的电动势E = _______V（保留三位有效数字），内阻r = _______ Ω（保留二位有效数字） ③若保护电阻R0的阻值未知，该电源的电动势E 、内电阻r已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出R0的阻值。该条线是________________，需改接为________________。改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U 、电流表示数为I ，电源的电动势用E表示，内电阻用r表示，则R0 = ________________。 参考答案： ①jd部分断路（1分）　②1.48（1分）　0.50（1分） 　③jd（2分）　je（或jf）（2分）　－r（2分） 15. （4分）在《电场中等势线描绘》的实验中，某同学利用探针寻找电势相等的点时，将一个探针放在基准点A，另一探针在另一基准点B的两侧寻找等势点B1．B2．B3……这同学的操作会造成___________________的后果。（如图所示） 参考答案：     烧毁电流计 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，厚度为d的平行玻璃砖与光屏EF均竖直放置，玻璃砖右侧面距光屏为d，左侧面距激光源S也是d，由S发出的两束激光，一束垂直玻璃砖表面另一束与玻璃砖表面成45°角，两束光经折射后射到光屏上，光屏上两光点距为（2+）d，已知光在真空中的传播速度为c，求： （1）玻璃砖的折射率； （2）激光在玻璃砖中传播的时间． 参考答案： 解：（1）作出光路图如图所示， 入射角为 α=45° ① 设折射角为β，光束从玻璃砖出射时偏离入射点距离为y，y=d sinβ==② 由折射定律 n==③ （2）激光在玻璃砖中传播的速度 v=④ 由几何关系有： =vt ⑤ 解得 t= 答：（1）玻璃砖的折射率为； （2）激光在玻璃砖中传播的时间为． 【考点】光的折射定律． 【分析】（1）根据题意作出光路图，由数学知识求出折射角的正弦值，即可求解玻璃砖的折射率； （2）由公式v=求解激光在玻璃砖中传播的速度，由数学知识得到激光在玻璃砖中传播的距离，即可求解时间． 17. 如图19所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度x=5m，轨道CD足够长且倾角θ=37o，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4．30m, h2=1．35m，现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0．5，重力加速度g取10m/s2，sin37o=0．6，cos37o=0．8，求： （1）小滑块第一次到达D点时的速度大小 （2）小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔 （3）小滑块最终停止的位置距B点的距离 参考答案： 见解析 （1）小滑块从A经过B、C运动到D的过程，由动能定理得：          …………………．……．．3分 代入数据解得：          …………………．……．．1分 （2）小滑块从A经过B运动到C的过程，由动能定理得： ，            …………………．……．．1分 代入数据解得：          …………………．……．．1分 小滑块沿CD段上滑的加速度大小 小滑块沿CD段上滑到最高点的时间,………………．．1分 由对称性可知，小滑块