2022-2023学年山东省菏泽市高三上学期期末考试 物理试题（含答案）

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2022-2023学年山东省菏泽市高三上学期期末考试 物理试题（含答案）

一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的．

1．光导纤维是光纤通讯中信号传播的载体，其内芯和涂层的材料不同．如图所示，一束单色光沿一定角度从一端射入内芯，会在内芯沿着锯齿形路线传播．下列说法正确的是（    ）

A．涂层的折射率比内芯的折射率大

B．光在内芯与涂层的界面上发生全反射

C．光的频率越大，其在内芯中传播的速度越大

D．仅增大光的频率，光束可能会从内芯进入涂层

2．质量相同的两个小球分别与轻质弹簧甲、乙组成弹簧振子，让两弹簧振子各自在水平面内做简谐运动，某时刻开始计时，两者的振动图像如图所示．已知弹簧振子的振动周期，其中m为振子质量、k为弹簧劲度系数，下列说法正确的是（    ）

A．弹簧劲度系数甲比乙大

B．弹簧劲度系数甲比乙小

C．t＝0.1s时，甲弹簧对小球的作用力大于乙弹簧对小球的作用力

D．时，两振子的回复力大小相等

3．如图所示是研究光的双缝干涉的示意图，和为挡板上的两条狭缝，O为、连线中垂线与光屏的交点，当频率为的单色光垂直射向挡板时，光屏上P处是O上方的第2条暗条纹的中心．已知真空中光速，则、到P点的距离之差为（    ）

A． B． C． D．

4．某型号新能源汽车在一次测试中从静止开始沿直线运动，其位移x与时间t图像为如图所示的一条过原点的抛物线，为图像上一点，虚线PQ与图像相切于P点、与t轴相交于。时间内车的平均速度记作，时间内车的平均速度记作，下列说法正确的是（    ）

A．时刻小车的速度大小为 B．小车加速度大小为

C．  D．

5．如图所示，质量为60kg的滑雪运动员从O点由静止沿坡道下滑，从坡道末端M点水平飞出，落到与水平地面夹角为的斜坡上N点。已知O、M的高度差h＝6m，运动员从O到M用时2s，从M到N用时1.5s，重力加速度大小取，，，不计空气阻力，则从O到M的过程中运动员克服摩擦阻力做功的平均功率为（    ）

A．300W B．400W C．600W D．800W

6．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，为一热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，灯泡L的额定功率为6W，不计导线电阻，电流表和电压表均为理想电表．当原线圈输入如图乙所示的电压且环境温度为20℃时，电流表示数为0.05A，电压表示数为10V，L正常发光，以下说法正确的是（    ）

A．  B．20℃时的阻值为

C．若环境温度升高，电压表示数变小 D．若环境温度升高，变压器输入功率变小

7．如图所示，光滑细圆环固定在竖直平面内，O为其圆心、P为其最高点，轻弹簧a一端固定在P点，另一端与套在环上的质量为m的小球甲相连，轻弹簧b一端连接甲，另一端与套在环上的质量也为m的小球乙连接，系统处于静止状态时，两弹簧长度均与圆环半径相等，则a、b两弹簧对甲拉力大小之比为（    ）

A． B． C．2：1 D．I：1

8．如图所示，a、b、c三点位于空中同一竖直线上且b为ac中点．小球甲、乙完全相同，甲从a由静止释放的同时，乙从b以速度竖直向上抛出，两球在ab中点发生弹性碰撞．已知重力加速度大小为g，则甲、乙经过c点的时间差为（    ）

A． B． C． D．

二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多项符合要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9．北京时间2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，6名宇航员“胜利会师”。如图所示，对接前，飞船沿圆轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面约400km高度的轨道Ⅱ运行。飞船从Ⅰ加速到达Ⅱ轨道与核心舱完成对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行。下面说法正确的是（    ）

A．对接前，飞船与地心的连线和核心舱与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同

B．对接后航天员处于完全失重状态

C．对接后飞船的运行速度小于7.9km/s

D．飞船对接前机械能大于对接后机械能

10．介质中一列简谐横波沿x轴传播，传播速度为10m/s．某时刻开始计时，介质中P质点的振动图像如图甲所示，t＝0.47s时介质中的部分波形如图乙所示，则（    ）

A．该波沿x轴正方向传播

B．P振动频率为12.5Hz

C．P平衡位置的坐标x＝0.15m

D．再经过0.25s，P通过的路程为68cm

11．真空中，点电荷a、b分别位于x轴上的处的P点和处的Q点，它们之间连线上电场强度E随位置x变化的图像如图所示。一带正电的检验电荷由处的M点由静止释放后能通过处的N点。不计检验电荷的重力，O为坐标原点，以下判断正确的是（    ）

A．a、b均带正电

B．a电荷量大于b电荷量

C．x轴上从P至Q电势先降低再升高

D．M、O间的电势差大于O、N间的电势差

12．如图所示，光滑平行金属导轨由左侧弧形轨道与右侧水平轨道平滑连接而成，导轨间距均为L．左侧轨道上端连接有阻值为R的电阻。水平轨道间有连续相邻、宽均为d的区域Ⅰ、II、Ⅲ，区域边界与水平导轨垂直。I、Ⅲ区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；II区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒从左侧轨道上h高处由静止释放，金属棒最终停在Ⅲ区域右边界上。不计金属导轨电阻，金属棒与导轨接触良好，重力加速度大小为g，则金属棒（    ）

A．穿过区域I过程，通过R的电荷量为

B．刚进入区域Ⅲ时受到的安培力大小为

C．穿过区域I与II过程，R上产生的焦耳热之比为11：24

D．穿过区域I与Ⅲ过程，克服安培力做功之比为5：1

三、非选择题：本题共6小题，共60分．

13．（6分）某小组用如图甲所示的装置测量重力加速度，实验过程如下：

①用游标卡尺测出小球直径d，测量结果如图乙所示；

②将铁架台竖直架稳，将电磁铁和与光电计时器相连的光电门自上而下依次固定，调节电磁铁的位置，使小钢球由静止释放后球心恰好能通过光电门中心；

③将毫米刻度尺竖直固定在铁架台上，使被磁铁吸住的小球球心与刻度尺0刻度恰好对齐，读取并记录光电门中心对应的刻度尺读数l；

④断开电磁铁电源，小球下落，读取光电计时器记录下的挡光时间t；

⑤调整光电门高度重复实验。

请回答下列问题：

（1）小球直径d＝______cm；

（2）当地的重力加速度大小g＝______（用实验中所测物理量字母表示）；

（3）若实验中操作不当，导致小球下落过程球心并没有通过光电门中心，光电计时器仍记录下了挡光时间，则该操作会导致测得的重力加速度值______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

14．（8分）某实验小组测量一电池的电动势E和内阻r，可选择的器材有：

A．待测电池E（电动势约为1.5V，内阻约为2Ω）

B．滑动变阻器，最大阻值20Ω

C．滑动变阻器，最大阻值；

D．电阻箱，最大阻值；

E．电流表（量程为0.6A，内阻为0.3Ω）

F．电流表（量程为50μA，内阻为800Ω）

G．开关、导线若干

该小组设计了如图甲所示的电路图，请回答下列问题：

（1）滑动变阻器应选______（填“”或“”）。

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于______端（填“左”或“右”）。

（3）根据图甲用笔画线代替导线将图乙中的实物连接。

（4）电阻箱连入电路的阻值如图丙所示。保持电阻箱连入电路的阻值不变，调节滑动变阻器，读出、的示数、。根据实验数据作出图像如图丁所示。由图像可得电源电动势______V（保留2位小数）；内阻______Ω（保留1位小数）。

15．（7分）两块完全相同的玻璃砖放置在水平桌面上，俯视图如图所示，AB，AC两个光学面互相垂直，虚线为两玻璃砖的对称轴。一细束单色光从EF中点水平入射，入射角，沿虚线垂直桌面放一遮光板（遮光板下沿位于A点），从GH面恰好观察不到光束射出。已知玻璃砖截面为矩形，长、宽，单色光在该玻璃中的折射率，真空中光速为c，求：

（1）光束穿过左侧玻璃碎所用时间t；

（2）遮光板上沿到A点的距离l。

16．（9分）如图所示，AB面光滑、倾角的斜面体固定在水平桌面上，桌面右侧与光滑车圆形轨道CD相切于C点，圆弧轨道的半径R＝0.1m．物块甲、乙用跨过轻质定滑轮的轻绳连接，开始时乙被按在桌面上，甲位于斜面顶端A点，滑轮左侧轻绳竖直、右侧轻绳与AB平行；现释放乙，当甲滑至AB中点时轻绳断开，甲恰好能通过圆形轨道的最高点D。已知AB长L＝1m，桌面BC段长l＝0.5m，甲质量M＝1.4kg、乙质量m＝0.1kg，甲从斜面滑上桌面时速度大小不变，重力加速度大小取，不计空气阻力．求：

（1）甲到达斜面底端时重力的瞬时功率；

（2）甲与桌面间的动摩擦因数。

17．（14分）如图所示，截面半径为l的圆柱形空腔位于三维坐标系oxyz中，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域。的Ⅰ区域内有沿y轴正方向的匀强磁场；的Ⅱ区域内有沿y轴正方向的匀强电场；Ⅲ区域内同时存在沿z轴正方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度与Ⅱ区域相等。现有一带电粒子从点，以大小为的速度垂直磁场进入Ⅰ区域，经点沿着z轴进入Ⅱ区域，然后经过点进入Ⅲ区域，粒子恰好未从圆柱腔的侧面射出，最终从右边界上点离开区域Ⅲ．已知粒子的质量为m，电荷量为，不计粒子重力，求：

（1）Ⅰ区域磁感应强度的大小B；

（2）Ⅱ区域电场强度的大小E；

（3）Ⅲ区域沿z轴的宽度L．

18．（16分）足够长的斜面体固定在水平面上，其斜面与水平而夹角为。物块P置于斜面上，向下推动P使其沿斜面下滑，撤去推力后P沿斜面匀速下滑。将P重新静置于斜面上，如图所示，表面光滑的物块Q自距P为处无初速释放，并与P发生弹性正碰，碰撞时间极短。已知P、Q质量均为m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。求：

（1）P与斜面间的滑动摩擦因数；

（2）Q释放后经多长时间与P发生第1次碰撞；

（3）Q与P第2次碰撞后P的速度大小；

（4）从Q释放到与P发生第n次碰撞经历的时间和碰撞点到释放点的距离。

高三物理试题参考答案

一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分．

1．B　2．D　3．C　4．D　5．A　6．B　7．C　8．B

二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多项符合要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9．BC　10．AD　11．BD　12．AC

三、非选择题：本题共6小题，共60分．

13．（6分）

（1）1.050 （2） （3）偏大

评分标准：每问2分，共6分．

14．（8分）

（1） （2）右 

（3）电路连接如图

（4）1.56 1.3

评分标准：第（1），（2）问各1分；第（3）问2分；第（4）问每空2分；共8分。

15．（7分）

解：（1）设光在EF介面上折射角为r，由折射定律得：①

光由EF面至AB面传播距离：②

光在玻璃中的传播速度：③

光束穿过玻璃砖所用时间：④

联立以上各式代入数据解得：⑤

（2）不放遮光板时光束传播光路图如图所示，从EF面恰好观察不到有光束射出，则遮光板上沿应位于D点

由几何关系可得：⑥

即⑦

评分标准：每式1分，共7分．

16．（9分）

解：（1）设轻绳断开时甲速度的大小为，根据机械能守恒

①

设甲到达斜面底端时的速度大小为，根据动能定理

②

重力的瞬时功率③

解得：P＝21W④

（2）设甲到达C时的速度大小为，根据动能定理

⑤

由C到D过程，由动能定理得⑥

设甲到达D时的速度大小为，根据牛顿运动定律⑦

解得：⑧

评分标准；①式2分，其余每式1分，共9分．

17．（14分）

解：（1）Ⅰ区域内粒子在xoz平面内做匀速圆周运动，轨迹如图

由几何关系得：①

由牛顿第二定律得：②

解得：③

（2）Ⅱ区域内粒子在yoz平面内做类平抛运动

z轴方向：④  y轴方向：⑤

⑥ 联立解得：⑦

（3）进入Ⅲ区域后做螺旋线运动

粒子在M点沿y轴方向的分速度为：　　　⑧

xoy平面内做圆周运动，轨迹如图

由几何关系可知：可解得：⑨

则粒子在xoy平面内做圆周运动的周期：⑩

设由M到N时间为，M、N两点y坐标相同

则：⑪

粒子沿z轴的正方向做初速度为的匀加速直线运动，

由运动学公式得

代入数据解得：

评分标准：①式2分，其余每式1分，共14分．

18．（16分）

解：（1）P能沿斜面匀速下滑，则①

解得：②

（2）设Q下滑的加速度为a，由牛顿第二定律：③

经发生第1次碰撞，由匀变速直线运动规律：④

解得：⑤

（3）Q与P第1次碰撞前的速度：⑥

解得：

Q、P第1次碰后速度分别为、

碰撞过程动量守恒：⑦

碰撞过程机械能守恒：⑧

解得： 

即碰撞过程交换速度

碰后Q做初速度为零的匀加速运动，加速度仍为a

碰后物块P匀速下滑

设再经时间，发生第2次碰撞⑨

第2次碰前物块Q的速度：⑩

根据弹性正碰可得，碰撞过程Q、P交换速度，则碰后Q、P的速度分别为、

（4）设再经发生第3次碰撞，同理可得

第三次碰前Q的速度大小为

碰后Q的初速度大小

P匀速运动速度大小

经第4次碰撞：

P匀速运动速度大小

综上分析可得：

第n-1次碰撞到第n次碰撞用时⑫

则从释放到第n次碰撞用时

物体第1次、第2次、第3次、……第n-1次碰撞后运动位移分别为、、…、，

第n次碰撞点到Q释放点距离为

解得

评分标准：每式1分，共16分．