2022-2023学年重庆市重点中学高三（下）期末物理试卷

这是一份2022-2023学年重庆市重点中学高三（下）期末物理试卷，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年重庆市重点中学高三（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.  如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为。三个完全相同的小圆环、、穿在大环上，小环上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环、，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环恰好处于平衡位置，平衡时、的距离等于绳子长度的一半。已知小环的质量为，重力加速度为，轻绳与的摩擦不计。则(    )
 A. 与大环间的弹力大小为 B. 绳子的拉力大小为
C. 受到绳子的拉力大小为 D. 与大环间的弹力大小为2.  如图所示，一人用钳碗夹住圆柱形茶杯，在手竖直向上的力作用下，夹子和茶杯相对静止，并一起向上运动。夹子和茶杯的质量分别为、假设夹子与茶杯两侧间的静摩擦力在竖方向上，夹子与茶杯两侧间的弹力在水平方向上，最大静摩擦力均为，则下列说法正确的是(    )A. 人加大夹紧钳碗夹的力，使茶杯向上匀速运动，则夹子与茶杯间的摩擦力增大
B. 当夹紧茶杯的夹子往下稍微移动一段距离，使夹子的顶角张大，但仍使茶杯匀速上升，人的作用力将变小
C. 当人加速向上提茶杯时，作用力可以达到的最大值是
D. 无论人提着茶杯向上向下做怎样的运动，若茶杯与夹子间不移动，则人的作用力
 3.  如图，长为、倾角的传送带始终以的速率顺时针方向运行，小物块以的速度从传送带底端沿传送带上滑，恰能到达传送带顶端，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，取，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则下列图象中能正确反映物块在传送带上运动的速度随时间变化规律的是(    )A.  B.
C.  D. 4.  如图，水平导体棒用一根劲度系数均为的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，置于水平向里的匀强磁场中，长度为，质量为。当导体棒中通以大小为的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态。欲使导体棒下移后能重新处于静止状态，重力加速度取则(    )A. 通入的电流方向为，大小为
B. 通入的电流方向为，大小为
C. 通入的电流方向为，大小为
D. 通入的电流方向为，大小为5.  下列内能和温度的说法正确的是(    )A. 温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
B. 两个不同的物体，只要温度和体积相等，内能就相同
C. 质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D. 一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化6.  如图所示，甲为波源，、为两块挡板，其中板固定，板可移动，两板中间有一狭缝。此时测得乙处点没有振动。为了使乙处点能发生振动，可操作的办法是(    )A. 增大甲波源的频率
B. 减小甲波源的频率
C. 将板竖直向下移动一些
D. 将板水平向右移动 一些二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）7.  如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为：，是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是(    )

 A. 当开关与连接时，电压表的示数为
B. 当开关与连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大
C. 开关由扳到时，副线圈电流表示数变为原来的倍
D. 当单刀双掷开关由拨向时，副线圈输出电压的频率变为原来倍8.  下列说法正确的是(    )A. 人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象
B. 在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
C. 梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波
D. 狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
E. 火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低9.  “风云二号”是我国发射的一颗地球同步卫星，有一侦查卫星与“风云二号”卫星位于同一轨道平面，两卫星绕地球运转方向相同。在赤道卫星观测站的工作人员在两个昼夜里能观测到该侦查卫星三次。设地球的半径、自转周期分别为和，为其表面重力加速度，下列说法正确的是(    )A. 风云二号距离地面的高度为
B. 侦查卫星与风云二号的周期比为：
C. 侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度
D. 侦查卫星的轨道半径为10.  图甲是工厂静电除尘装置的示意图，烟气从管口进入，从管口排出，当、两端接直流高压电源后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的，图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。下列说法正确的是(    )
A. 金属丝与管壁间的电场为匀强电场 B. 粉尘在吸附了电子后动能会增加
C. 粉尘在吸附了电子后电势能会减少 D. 粉尘在吸附了电子后电势能会增加三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）11.  如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，有直径为、质量为的金属小球由处从静止释放，下落过程中能通过处正下方、固定于处的光电门，测得、间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为，当地的重力加速度为。则：

如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径______。
小球经过光电门时的速度表达式为______。
多次改变高度，重复上述实验，作出之随的变化图象如图丙所示，当图中已知量、和重力加速度及小球的直径满足以下表达式：______时，可判断小球下落过程中机械能守恒。12.  某同学用图甲所示的电路测量电阻的阻值约几百欧。滑动变阻器，电阻箱，是单刀双掷开关，量程的电压表内阻约，电源电动势约

根据图甲实验电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整；
正确连接电路后，断开、。调节好多用电表，将两表笔接触两端的接线柱，正确操作后，使用的倍率粗测其电阻，指针指示如图丙，粗测得到 ______ ；
该同学通过下列步骤，较准确地测出的阻值。
将滑动变阻器的滑片调至图甲中的端。闭合，将拨至，调节变阻器的滑片至某一位置，使电压表的示数满偏；
断开，调节电阻箱，使其阻值最大；
将拨至“”，闭合，保持变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表再次满偏，此时电阻箱示数为，则 ______ 。
关于本实验
该同学在的步骤中操作不妥，可能会在步骤中造成______ ；
为了减小实验误差：下列方法最可行的是______ 。填正确答案标号
A.选用量程不变，内阻更大的电压表
B.选用量程不变，内阻更小的电压表
C.选用总电阻远大于的滑动变阻器
D.选用总电阻远小于的滑动变阻器四、简答题（本大题共1小题，共12.0分）13.  如图所示，和为两根足够长且弯折的平行金属导轨，、部分与水平面平行，和与水平面成，间距，面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小，面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小两根完全相同的导体棒、，质量均为，导体棒与导轨、间的动摩擦因数均为，导体棒与导轨、之间光滑。导体棒、的电阻均为开始时，、棒均静止在导轨上，除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，运动过程中、棒始终不脱离导轨，取。
棒开始朝哪个方向滑动，此时棒的速度大小；
若经过时间，棒开始滑动，则此过程中，棒发生的位移多大；
若将面上的磁场改成竖直向上，大小不变，经过足够长的时间，棒做什么运动，如果是匀速运动，求出匀速运动的速度大小，如果是匀加速运动，求出加速度大小。五、计算题（本大题共2小题，共26.0分）14.  力是改变物体运动状态的原因，力能产生加速度。力在空间上的积累使物体动能发生变化；力在时间上的积累使物体动量发生变化。如图所示，质量为的物块，在水平合外力的作用下做匀变速直线运动，速度由变化到时，经历的时间为，发生的位移为。
请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动能定理；
请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动量定理。15.  如图所示，内壁光滑长度为、横截面积为的汽缸、，水平、竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度、大气压为的环境中，活塞、的质量及厚度均忽略不计。原长、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞、另一端固定在位于汽缸缸口的点。开始活塞距汽缸的底部为后在上放一质量为的物体。求：
稳定后活塞下降的距离；
改变汽缸内气体的温度使活塞再回到初位置，则气体的温度应变为多少？
答案和解析 1.【答案】 【解析】【分析】
分别以和为研究对象进行受力分析，根据平衡条件列方程求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 【解答】
解：、三个小圆环能静止在光的圆环上，由几何知识知：恰好能组成一个等边三角形，对受力分析如图所示，
在水平方向上：
在竖直方向上：
解得：；，故AB错误；
C、受到绳子拉力的大小为：，故C正确；
D、以为对象受力分析得

在竖直方向上：
解得，故D错误；
故选：。  2.【答案】 【解析】解：、无论人手夹紧还是夹子下移使夹子顶角变化，对茶杯来说都还处于平衡状态，合力为，故F，，故AB错误；
C、当向上加速时，茶杯所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，力的值最大，对于茶杯，根据牛顿第二定律：，
对于夹子和茶杯整体，根据牛顿第二定律：，
联立解得：，故C正确；
D、当茶杯的运动状态改变，如向上匀加速运动时，大小不为，故D错误。
故选：。
做匀速运动时，根据平衡条件，茶杯的重力和摩擦力平衡，摩擦力不变，人对夹子和茶杯整体的作用力始终等于整体的重力；当茶杯向上加速运动时，根据平衡条件可以求出最大作用力；当茶杯向上或向下做加速度或减速运动时，茶杯受力不再平衡，。
本题考查力的平衡、整体法与隔离法、牛顿第二定律的综合应用。注意整体法和隔离法的使用：通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法。
 3.【答案】 【解析】解：开始阶段，物块的速度比传送带的大，相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律得
  ，解得，方向沿传送带向下
当物块与传送带共速时，因时，所以物块与传送带不能保持相对静止，根据牛顿第二定律得
  ，解得，方向沿传送带向下，所以物块继续做加速度较小的匀减速运动，直到速度为零，故ACD错误，B正确。
故选：。
小物块滑上传送带时速度比传送带的大，相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律求出物块上滑的加速度，从而求得物块的速度减至时所用时间。当物块与传送带共速时，根据重力沿传送带向下的分量与最大静摩擦力的关系，分析物块的运动情况，从而选择图象。
解决本题的关键要正确分析物块的受力情况，来判断其运动情况，特别要搞清两者共速时重力沿传送带向下的分量与最大静摩擦力的关系，来分析此后物块的运动情况。
 4.【答案】 【解析】解：水平导体棒用一根劲度系数均为的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，没有通电时弹簧伸长；
当导体棒中通以大小为的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态，此时有：
解得；
欲使导体棒下移，棒能重新处于静止状态，则安培力方向向下，根据左手定则可知电流方向由
根据平衡条件可得：，
解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
当导体棒中通以大小为的电流，根据平衡条件求解磁感应强度；导体棒下移后能重新处于静止状态，根据左手定则判断电流方向，根据平衡条件求解电流强度。
本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答。
 5.【答案】 【解析】解：、温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大，A错误；
B、影响内能大小的因素：质量、体积、温度和状态，B错误；
C、质量和温度相同的冰和水，内能是不相同的，C正确；
D、一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，比如零摄氏度的冰化为零摄氏度的水，内能增加，D正确。
故选：。
影响内能大小的因素：质量、体积、温度和状态，温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大．
本题主要考查学生对影响内能大小因素的理解和掌握，知道温度是平均动能的标志．
 6.【答案】 【解析】解：乙处点没有振动，说明波没有衍射过去，原因是间的缝太宽或波长太小，因此若使乙处质点振动，可采用板上移减小间距或增大波的波长，即减小甲波源的频率，故B正确，ACD错误。
故选：。
发生明显衍射的条件是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小，据此分析可操作的方法。
此题考查了波的干涉和衍射现象，解决本题的关键掌握发生明显衍射的条件，以及知道波速、波长与频率的关系。
 7.【答案】 【解析】解：、当开关与连接时，原副线圈匝数比为：，分析图乙，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压：，根据变压比可知，副线圈输出电压：，则电压表的示数为，故A正确；
B、当开关与连接时，滑动变阻器触片向下移，阻值减小，原线圈输入电压不变，匝数不变，则副线圈输出电压不变，电压表示数不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，则电流表的示数变大，故B正确；
C、开关由扳到时，原副线圈匝数比为：，则副线圈输出电压增大到原来的倍，根据欧姆定律可知，副线圈电流表示数变为原来的倍，故C正确；
D、匝数的变化，不会改变频率，故当单刀双掷开关由拨向时，副线圈输出电压的频率不变，故D错误。
故选：。
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系确定原线圈输入电压有效值，根据变压比得到副线圈输出电压，即电压表示数。
根据闭合电路欧姆定律，分析副线圈阻值变化，电压表和电流表示数变化。
匝数比变化，根据变压比和闭合电路欧姆定律分析电流表示数变化。
变压器不会改变交流电的频率。
此题考查了变压器的构造和原理，以及正弦式交变电流的产生规律，属于交变电路动态分析的问题，可以类比于闭合电路欧姆定律中的动态分析问题进行解答。
 8.【答案】 【解析】解：、波的波长越大越容易发生明显衍射，而听到的声波波长一定大于超声波的波长，故听到的声波比超声波更容易发生明显的衍射，故A正确；
B、照射到单缝的单色光的频率越高，波长越短，由知，干涉条纹间距越小，条纹越窄，故B错误；
C、梳头发时塑料梳子带了电荷，来回抖动梳子时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波，故C正确；
D、狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，即光速不变，故D正确；
E、根据多普勒效应可知，火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高，故E错误。
故选：。
依据干涉条纹间距公式；
波长越长则越容易发生明显衍射现象；
狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关；
变化的电场与变化磁场，才能产生电磁波；
根据多普勒效应分析。
考查干涉条纹间距公式的应用，知道明显衍射的条件，注意衍射没有条件，理解光速不变原理，注意多普勒效应现象，及电磁波产生条件。
 9.【答案】 【解析】解：、由于风云二号是地球同步卫星，故它的运转周期为。设地球质量为，风云二号的质量为、轨道半径为、周期等于，由万有引力提供向心力得

在天体的表面有

由以上两式解得：
故风云二号距地面的高度为，故A正确；
B、两个昼夜里能观测到该侦查卫星三次，设侦查卫星的运行周期为，则，则，而，那么侦查卫星与风云二号的周期比为：：：，故B错误；
C、由可知，，，可知卫星的运行周期越小，轨道半径越小，而线速度越大，因此侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度，故C正确；
D、设侦查卫星的轨道半径为，由牛顿第二定律得：
联立解得：，故D正确。
故选：。
卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律列式。在地球表面上，根据重力等于万有引力列式，从而得到风云二号距地面的高度。假设每隔时间赤道上的人可看到卫星一次，求出时间。结合两个昼夜看到三次的稳定状态，确定侦查卫星的周期，再比较两卫星线速度关系。根据万有引力提供向心力，求侦查卫星的轨道半径。
解决本题的关键要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两条思路，并能根据题意结合向心力的几种不同的表达形式，选择恰当的向心力的表达式。
 10.【答案】 【解析】解：由图乙可知，金属丝与管壁间的电场线不平行，越靠近金属丝的位置电场线越密、电场强度越大，则金属丝与管壁间的电场为非匀强电场，故A错误；
B.粉尘在吸附了电子后带负电荷，在电场力的作用下会加速向带正电的金属管壁运动，即电场力对吸附了电子的粉尘做正功，因此粉尘动能会增加，故B正确；
因为电场力对吸附了电子的粉尘做正功，因此粉尘在吸附了电子后电势能会减少，故C正确，D错误。
故选：。
A、根据图乙电场示意图，判断金属丝与金属管壁之间的电场线是否平行，疏密程度是否相同，据此可判断电场是否为匀强电场。
B、粉尘在吸附了电子后带负电荷，在电场力的作用下会加速运动，动能会增加。
、电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加；据此判断。
本题主要考查非匀强电场、电场力做功、电场力做功与电势能的关系等知识，要掌握匀强电场的特点，要明确电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。
 11.【答案】    【解析】解：游标卡尺的主尺读数为，游标读数为，则小球的直径。
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在处的瞬时速度；
小球下落过程中重力势能的减小量为，动能的增加量，
若机械能守恒，有：。
故答案为：；  ；。
游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门的速度。
抓住动能的增加量和重力势能的减小量相等得出机械能守恒的表达式。
解决本题的关键知道实验的原理，对于图线问题，关键得出表达式，从而分析判断。知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度。
 12.【答案】    电压表超偏而损坏   【解析】解：实物连线如下图所示：

多用电表读数为：
粗测读数为。
接时电压表测量的电压，接时电压表测量两端电压，两种情况下，滑动变阻器的滑片位置相同，由于电压表示数相同，根据等效判断：
即被测电阻的阻值大小为。
当将变阻器阻值调到最大阻值时，由于最大阻值大于被测电阻，当开关闭合后，导致与电压表并联的电路总电阻增大，其分压增大，就会出现电压表超偏而损坏。
、该实验中没有电流表的分压也没有电压表的分流，所以电压表准确测量的是被测电阻两端电压，所以不符合题意；
、滑动变阻器采用的是分压接法，其阻值的大小影响电压表示数的变化，本题滑动变阻器调到某一个位置保持不变，如果阻值小，导致与电压表并联部分电路总电阻接近滑动变阻器并联入电路部分的阻值，导致调整变阻箱时并联电路总电阻变化不明显，导致误差增大，不利于操作，所以选用阻值较大的滑动变阻器，C正确D错误。
故选C。
故答案为：如下图所示：

；；电压表超偏而损坏；。
根据图甲实验电路，在图乙中将实物图连接完整；
根据指针指示读数，注意读最上面一排刻度，注意估读乘以倍率；
根据实验步骤判断，该同学采用的等效方法，据此得出的阻值；
通过操作步骤和题意理解，该同学在的步骤中的操作是为了保护电表，据此填空；
根据滑动变阻器的分压接法以及并联电路的总电阻接近于阻值较小的电阻分析。
本题涉及了根据电路图连接实物图、多用电表测电阻读数问题、利用等效法测电阻等问题，考查我们电学实验基本知识以及实验原理操作等，理解原理以及操作目的才能正确分析和解决问题。
 13.【答案】解：开始时，棒向下运动，根据右手定则可知电流方向俯视为顺时针，对棒根据左手定则可知棒受到向左的安培力，所以棒开始向左运动；当棒开始运动时有：
此时棒的速度为，根据闭合电路的欧姆定律可得：
联立解得：
若经过时间，棒开始滑动，对棒由动量定理得：

其中
联立解得：；
设棒的加速度为，棒的加速度为，
对棒根据牛顿第二定律可得：
对棒根据牛顿第二定律可得：
且
当稳定后，保持不变，则，
可得
所以两棒最后做勻加速运动，联立解得：


答：棒开始朝左滑动，此时棒的速度大小为；
若经过时间，棒开始滑动，则此过程中，棒发生的位移为；
若将面上的磁场改成竖直向上，大小不变，经过足够长的时间，棒做匀加速运动，加速度大小为。 【解析】根据右手定则可知电流方向，对棒根据左手定则可知棒受到向左的安培力方向，由此分析运动方向；当棒开始运动时，对棒根据平衡条件结合安培力的计算公式求解速度大小；
对棒由动量定理列方程求解位移；
分析和的运动情况，分别对棒、棒根据牛顿第二定律列方程求解加速度大小。
本题主要是考查电磁感应现象与力学的结合，弄清楚受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程求解是关键。
 14.【答案】解：根据牛顿第二定律：
由匀变速运动规律可得：
联立解得动能定理的表达式：
根据牛顿第二定律：
加速度定义：
联立解得动量定理的表达式：
答：根据牛顿第二定律和相关规律，推导动能定理为；
根据牛顿第二定律和相关规律，推导动量定理为。 【解析】由牛顿第二定律求得加速度，即可根据匀变速运动规律求得初末速度，位移，加速度之间的关系，从而将等式变形得到动能定理表达式；
由牛顿第二定律和加速度定义式，从而将等式变形得到动量定理表达式。
本题考查学生应用所学的牛顿第二定律和运动学公式经过变形得到动能定理表达式和动量定理表达式。
 15.【答案】解：开始时被封闭气体的压强为，活塞距气缸的底部为，被封气体的体积为，重物放在活塞上稳定后，被封气体的压强为：

活塞将弹簧向左压缩了距离，则活塞受力平衡，有：

根据玻意耳定律，得：

解得：，
活塞下降的距离为：

升高温度过程中，气体做等压变化，活塞的位置不动，最终被封气体的体积为，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得
 
解得：
答：稳定后活塞下降的距离是；
改变汽缸内气体的温度使活塞再回到初位置，则气体的温度应变为。 【解析】开始时，活塞质量不计，容器内气体的压强等于大气压，弹簧处于原长；在活塞上放上质量为的物体后，活塞下降后再次达到平衡时，由对活塞受力平衡条件求得容器内气体的压强。封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律结合几何关系即可求解；
升高气缸内气体温度，当活塞刚好回到初始位置，此过程中压强不变，弹簧的形变量不变，的位置不变，对最初和最终根据理想气体状态方程列式即可求出气体的温度。
本题考查玻意耳定律的应用及压强的计算，关键要注意首先明确气体发生的什么变化，根据力平衡法求气体的压强，然后才能分析状态参量，由理想气体的状态方程或实验定律进行分析求解，第二问要注意升温过程压强不变，弹簧的形变量不变，活塞不动。