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德优网2023陕西省西安市未央区西安中学高中物理考试期末高三上

2022-2023学年陕西省西安中学高三(上)期末物理试卷

试卷总分:110分    命题人:dygzwlyn    考试时长:120分钟

一、选择题(12小题共48分)
1. (本题4分) 在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中或者研究方法中,正确的说法是(  )

A.在验证力的平行四边形定则的实验中,使用了“控制变量”的实验方法

B.爱因斯坦最早引入了能量子概念,并成功解释了光电效应现象

C.在推导匀变速直线运动位移公式时,使用了“微元法”

D.法拉第发现了磁生电的现象,提出了法拉第电磁感应定律

2. (本题4分) 德优题库在学习《电磁感应》时,老师在课堂上做了这样的演示实验:如图所示,铝制水平横梁两端各固定一个铝环,其中A环是闭合的,B环是断开的,横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时,用一磁铁的N极去接近A环,发现横梁绕支点沿顺时针(俯视)方向转动。若不考虑空气流动对实验结果的影响,关于该实验,下列说法中正确的是(  )

A.用磁铁的N极接近A环,除发现题中描述现象外,A环还有收缩的趋势

B.用磁铁的S极接近A环,横梁会绕支点沿逆时针(俯视)方向转动

C.用磁铁的N极接近B环,横梁会绕支点沿逆时针(俯视)方向转动

D.制作A、B环的材料用绝缘材料也可以得到相同的实验效果

3. (本题4分) 《国家地理频道》实验证实:四个水球就可以挡住子弹!四个完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动。如图所示,子弹恰好能穿出第四个水球,则可以判定(  )

A.子弹在每个水球中的速度变化量相同

B.子弹穿出第二个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等

C.子弹穿过每个水球的时间比为1:3:5:7

D.子弹射入每个水球时的速度比为2::1

4. (本题4分) 德优题库2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中,中国队以2分37秒348的成绩夺冠。比赛中“接棒”运动员在前面滑行,“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程,如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,对于两运动员交接棒的过程,下列说法正确的是(  )

A.两运动员的加速度大小相同

B.两运动员速度变化量大小相同

C.两运动员动量变化量大小相同

D.两运动员动能变化量大小相同

5. (本题4分) 德优题库2022年10月12日15时45分,“天宫课堂”第三课在中国空间站问天实验舱正式开讲!神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行太空授课,已知问天实验舱每90分钟左右绕地球一圈,其运行轨道视为圆轨道,下列说法正确的是(  )

A.问天实验舱的线速度略大于第一宇宙速度

B.问天实验舱的角速度比地球同步卫星的大

C.问天实验舱的加速度比地球同步卫星的小

D.图中的三名航天员在实验舱中“静止”不动时处于平衡状态

6. (本题4分) 德优题库气嘴灯安装在自行车的气嘴上,骑行速度在一定范围内会发光。一种气嘴灯的感应装置结构如图所示,一重物套在光滑杆上,并与弹簧连接,重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后,LED灯就会发光。则下列说法正确的是(  )

A.气嘴灯运动至最低点时处于失重状态

B.当车速较小时,重物的重力大于弹簧的弹力,使得触点MN接触,LED灯发光

C.当车速较大时,重物受到的合力不足以提供所需向心力,重物做离心运动,使得触点MN接触,LED灯发光

D.气嘴灯做圆周运动时,重物受到重力、弹力和向心力的作用

7. (本题4分) 如图所示是户外露营中使用的一种便携式三脚架,它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起,每根轻杆均可绕较链自由转动,将三脚架静止放在水平地面上,吊锅通过细铁链静止悬挂在三脚架正中央,三脚架正中央离地高度为h且小于杆长,吊锅和细铁链的总质量为m,支架与铰链间的摩擦忽略不计,则(  )

A.吊锅受5个力

B.减小h时,每根轻杆对地面压力减小

C..减小h时,每根轻杆对地面摩擦力增大

D.每根轻杆受到地面的作用力大小为mg

8. (本题4分) 德优题库某中学两同学玩拉板块的双人游戏,考验两人的默契度,如图所示,一长L=0.20m、质量M=0.40kg的木板靠在光滑竖直墙面上,木板右下方有一质量m=0.80kg的小滑块(可视为质点),滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.20,滑块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,一人用水平恒力F1向左作用在滑块上,另一人用竖直向上的恒力F2向上拉动滑块,使滑块从地面由静止开始向上运动,下列判断正确的是(  )

A.只要F2足够大,木板一定能上升

B.若F2=18N,为使滑块和木板不发生相对滑动,F1至少为20N

C.若F1=40N,为使滑块和木板一起上升,则F2的取值范围是12N<F2≤18N

D.若F1=30N、F2=20N,则滑块经过0.4s从木板上方离开

9. (本题4分) 德优题库如图所示,实线是α粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹,虚线可能是电场线,也可能是等势线,则:(  )

A.若虚线是电场线,则α粒子在a点的电势能大,动能小

B.若虚线是等差等势线,则α粒子在a点的电势能大,动能小

C.不论虚线是电场线还是等势线,a点的电势一定低于b点的电势

D.不论虚线是电场线还是等势线,α粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度

10. (本题4分) 德优题库如图所示,将3个木板1、2、3固定在墙角,现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放,物块沿木板下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均为μ。下列说法正确的是(  )

A.物块沿着1和2下滑到底端时速度大小相等

B.物块沿着3下滑到底端时速度最大

C.物块沿着1下滑到底端的过程中,产生的热量最多

D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量一样多

11. (本题4分) 电子天平原理如图甲所示,E形磁铁两极间磁感应强度为B,磁极宽度为L,磁场俯视图如图乙所示(忽略边缘效应)。一匝数为n、电阻为R的矩形线圈套于中心磁极(S极)上,其两端C、D与外电路连接,线圈的骨架与秤盘固定连接为一个整体。质量为m的重物放在秤盘上,稳定时,外电路给线圈供电,使秤盘依然处于末放重物时的位置。已知重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )

A.线圈中的电流从C端流入,从D端流出  

B.线圈中的电流从D端流入,从C端流出  

C.C、D两端的电势差大小为  

D.C、D两端的电势差大小为

12. (本题4分) 如图所示,一粒子发射源P位于足够大绝缘板AB的上方处,能够在纸面内向各个方向发射速率为v、电荷量为q、质量为m的带正电的粒子。空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,不考虑粒子间的相互作用和粒子重力,已知粒子做圆周运动的半径大小恰好为d,则(  )

A.粒子能打在板上的区域长度是

B.粒子能打在板上的区域长度是d

C.粒子从出发至打到板上的最短时间为

D..粒子从出发至打到板上的最长时间为

二、实验题(2小题共10分)
13. (本题5分) 某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图(b)所示,长度为        cm,直径为        mm。
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(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:
(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最        处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0
(b)将电阻箱R2的阻值调至最        (填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;
(3)由此可知,圆柱体的电阻为        Ω。
14. (本题5分) “用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图(a)所示,其中R0为定值电阻,R为滑动变阻器。

(1)器材A是         传感器;
(2)测得电源的路端电压U与电流的关系图线如图(b)所示,则电源电动势E=         V,内阻r=         Ω;
(3)某同学用电流传感器和电阻箱与电源组成如图(c)所示的电路,改变电阻箱的阻值R,得到不同的电流I,由实验数据做出图线,则该图像对应的函数关系式为                      。(电源电动势和内阻分别用E和r表示)该同学没有采用测两组数据、解方程组求电动势和内阻的方法,原因是            
三、计算题(2小题共27分)
15. (本题12分) 在芯片制造过程中,离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机,图b是简化的注入过程原理图。静止于A处的离子,经电压为U的电场加速后,沿图中半径为R的圆弧虚线通过磁分析器,然后从M点垂直CD进入矩形CDQS有界匀强电场中,最后恰好打在Q点,已知磁分析器截面是四分之一圆环,内部为匀强磁场,方向垂直纸面向里;矩形区域内匀强电场水平向左,DQ=d,MD=2d。整个装置处于真空中,离子的质量为m、电荷量为q,离子重力不计。求:
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(1)离子进入匀强电场区域M点时的速度大小v及磁分析器通道内磁感应强度大小B;
(2)矩形区域内匀强电场场强大小E。
16. (本题15分) 如图,左右无限长的光滑水平地面上有2022个大小相同的小球排成一排,相邻小球间的间距均为L,将其从左到右依次编号。1号小球质量为m,2~2022号小球质量均为km(k为比例系数)。用一根不可伸长的轻绳拴接于1号小球,上端拴接于固定结点处,拴好后轻绳刚好竖直伸直。在轻绳旁边固定一电热丝,通电时可将轻绳瞬间烧断。将1号小球向左上方提起H高度,此时轻绳伸直,与竖直方向的夹角为θ,所有小球仍在同一竖直面内,将电热丝通电后再由静止释放1号小球。所有小球之间的碰撞均为弹性正碰,重力加速度为g,不计空气阻力,忽略轻绳烧断后对小球运动的影响。
(1)求1号小球与2号小球第一次碰撞中给2号小球的冲量大小以及对2号小球做的功;
(2)1、2号小球间第一次碰撞后立即给1号小球施加水平向右的恒定外力F(图中未画出),使1号小球每次碰撞前瞬间的速度都相等,直到所有小球速度第一次相等时撤去外力,求外力F的大小以及最终1号和2022号小球间的距离(小球大小忽略不计)。
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四、解答题(4小题共25分)
17. (本题5分) 下列说法正确的是 (  )

A.液晶与多晶体一样具有各向同性

B.气体压强的产生是由大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的

C.悬浮在液体中的颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越显著

D.当两分子间间距大于平衡距离r0时,分子间距离越大,分子势能越大

E.若一定质量的理想气体在膨胀的同时放出热量,则气体分子的平均动能减小

18. (本题10分) 德优题库在综合实践课中,某同学利用铝制易拉罐制作一个简易“温度计”。如图所示,在一个空的铝制易拉罐中插入一根透明细玻璃管,接口用蜡密封,在玻璃管内引入一小段油柱(长度可以忽略)。已知大气压强是1.0×105Pa,易拉罐的容积是300cm3,均匀玻璃管内部的横截面积为0.2cm2,玻璃管露出的长度为30cm。当温度为33℃时,油柱恰好到达玻璃管管口。缓慢降低环境温度,油柱刚好在玻璃管和易拉罐的接口处,求:
(1)此时环境温度t;
(2)该过程罐内气体吸热还是放热?请说明理由;
(3)玻璃管上标刻温度值时,刻度是否均匀?请说明理由。
19. (本题5分) 水槽中,与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时,两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇,在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点,下列说法正确的是 (  )

A.不同质点的振幅都相同

B.不同质点振动的频率都相同

C.不同质点振动的相位都相同

D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同

E.同一质点处,两列波的相位差不随时间变化

20. (本题5分) 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介,它利用全反射原理来传递光信号。现有一根圆柱形光纤,已知制作光纤材料的折射率为n。假设光信号从光纤一嘴的中心进入,如图所示,为保证沿任意方向进入的光信号都能传遇到另一端,n不能小于某一值。
(1)求n的最小值;
(2)沿不同方向进入光纤的光信号传递到另一端所用的时间会有所不同,求最长时间与最短时间的比值。
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  • 题号
  • 考点
  • 操作
  • 1
  • 微元法,
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  • 2
  • 楞次定律及其应用,
  • 查看
  • 3
  • 平均速度(定义式方向),瞬时速度,匀变速直线运动位移与时间的关系,匀变速直线运动中的平均速度的应用(平均速度的推论),
  • 查看
  • 4
  • 牛顿第二定律的简单应用,动能定理的简单应用,动量定理的内容和应用,
  • 查看
  • 5
  • 万有引力与重力的关系(黄金代换),第一、第二和第三宇宙速度的物理意义,同步卫星的特点及相关计算,近地卫星,
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  • 6
  • 超重与失重的概念、特点和判断,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,
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  • 7
  • 力的合成与分解的应用,共点力的平衡问题及求解,
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  • 8
  • 匀变速直线运动位移与时间的关系,牛顿第二定律的简单应用,无外力的水平板块模型,
  • 查看
  • 9
  • 匀强电场中电势差与电场强度的关系,
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  • 10
  • 动能定理的简单应用,常见力做功与相应的能量转化,
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  • 11
  • 欧姆定律的简单应用,左手定则判断安培力的方向,安培力的计算公式及简单应用,
  • 查看
  • 12
  • 牛顿第二定律的简单应用,牛顿第二定律与向心力结合解决问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,
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  • 13
  • 游标卡尺的使用与读数,螺旋测微器的使用与读数,导体电阻率的测量,
  • 查看
  • 14
  • 测量普通电源的电动势和内阻,
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  • 15
  • 从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,带电粒子由磁场进入电场中的运动,
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  • 16
  • 动量定理的内容和应用,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,
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  • 17
  • 布朗运动实例、本质及解释,气体压强的微观解释,分子势能及其与分子间距的关系,理想气体及理想气体的状态方程,晶体和非晶体,各向异性和各向同性,
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  • 18
  • 气体的等容变化与查理定律的应用,理想气体及理想气体的状态方程,热力学第一定律的表达和应用,
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  • 19
  • 波的叠加,波发生稳定干涉的条件,
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  • 20
  • 光的折射与全反射的综合问题,
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