云南省昆明市安寧祿裱中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試題含解析

云南省昆明市安寧祿裱中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試題含解析一、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.（單選）下列各選項中，不屬于狹義相對論內(nèi)容的是（）A．光子的能量與光的頻率成正比B．物體的質(zhì)量隨著其運動速度的增大而增大C．在不同的慣性參考系中，時間間隔具有相對性D．在不同的慣性參考系中，長度具有相對性參考答案：解：A選項是愛因斯坦的光子說，與相對論無關(guān)．BCD選項是狹義相對論的質(zhì)量、時間、長度效應(yīng)中所描述的對象．該題選不屬于狹義相對論內(nèi)容的，故選：A．2.（多選）如圖所示，在一根一端封閉、內(nèi)壁光滑的直管MN內(nèi)有一個帶正電的小球，空間中充滿豎直向下的勻強磁場。開始時，直管水平放置，且小球位于管的封閉端M處。現(xiàn)使直管沿水平方向向右勻速運動，經(jīng)一段時間后小球到達管的開口端N處。在小球從M到N的過程中A．磁場對小球不做功B．直管對小球做正功C．小球所受磁場力的方向不變D．小球的運動軌跡是一直線參考答案：AB由于磁場對小球的洛倫磁力始終與小球的合運動的方向垂直，故磁場對小球不做功，直管對小球做正功，A、B正確；由于小球在垂直于直管方向做勻速直線運動，在平行于直管方向做勻變速運動，故小球的運動軌跡是曲線，且小球所受到的磁場力方向時刻在改變，C、D錯誤。3.如圖所示，兩平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為L，與電動勢為、內(nèi)阻不計的電源相連。質(zhì)量為、電阻為的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路，回路平面與水平面的傾角為，回路其余電阻不計。為使棒靜止，需在空間施加一勻強磁場，其磁感強度的最小值及方向分別為

A．，水平向右 B．，垂直于回路平面向上 C．，豎直向下 D．，垂直于回路平面向下參考答案：D對導(dǎo)體棒受力分析，受重力、支持力和安培力，如圖

從圖象可以看出，當(dāng)安培力沿斜面向上時，安培力最小，此時磁場方向垂直于回路平面向下；故安培力的最小值為：FA=mgsinθ，故磁感應(yīng)強度的最小值為B=,根據(jù)歐姆定律，有E=IR,故B=,故選D．4.如圖(甲)所示,兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計.有質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d,置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處.磁場寬為3h,方向與導(dǎo)軌平面垂直.先由靜止釋放c,c剛進入磁場即做勻速運動,此時再由靜止釋放d,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,用ac表示c的加速度,Ekd表示d的動能,xc、xd分別表示c、d相對釋放點的位移.圖(乙)中正確的是()三、非選擇題：本大題共4小題，共52分。按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。參考答案：BD

解析:c棒在未進入磁場前做自由落體運動,加速度為重力加速度;c棒進入磁場后,d棒開始做自由落體運動,在d棒進入磁場前的這段時間內(nèi),c棒運動了2h,此過程c棒做勻速運動,加速度為零;d棒進入磁場后,c、d棒均以相同速度切割磁感線,回路中沒有感應(yīng)電流,它們均只受重力直至c棒出磁場;而且c棒出磁場后不再受安培力,也只受重力.故選項B正確,選項A錯.d棒自開始下落到2h的過程中,只受重力,機械能守恒,動能與位移的關(guān)系是線性的;在c棒出磁場后,d棒切割磁感線且受到比重力大的安培力,完成在磁場余下的2h的位移,動能減小,安培力也減小,合力也減小,在Ekdxd圖像中Ekd的變化趨勢越來越慢;d棒出磁場后,只受重力,機械能守恒,Ekdxd圖像中的關(guān)系又是線性的,且斜率與最初相同,均等于重力.故選項D正確,選項C錯.5.一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖1所示，圖中P、Q兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為x=1.5m和x=4.5m。P點的振動圖像如圖2所示。

在下列四幅圖中，Q點的振動圖像可能是

參考答案：BC解析：本題考查波的傳播.該波的波長為4m.,PQ兩點間的距離為3m..當(dāng)波沿x軸正方向傳播時當(dāng)P在平衡位置向上振動時而Q點此時應(yīng)處于波峰,B正確.當(dāng)沿x軸負(fù)方向傳播時,P點處于向上振動時Q點應(yīng)處于波谷,C對。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.如圖所示，一束β粒子自下而上進入一垂直紙面的勻強磁場后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則磁場方向向

，進入磁場后，β粒子的動能

（填“增加”、“減少”或“不變”）。參考答案：答案：里不變解析：由圖可知，β粒子（帶負(fù)電）進入磁場時所受洛倫茲力方向水平向右，根據(jù)左手定則可以判斷磁場方向向里。由于β粒子在磁場中運動，洛倫茲力不做功，所以β粒子的動能不變。7.一個人由高H=20m的高臺上將質(zhì)量為m=0.5kg的小球以v0=16m/s的初速度豎直向上拋出，則人對小球所做的功為________J；小球落地時速度大小為24m/s，整個過程中小球克服空氣阻力做功為________J。（g=10m/s2）參考答案：答案：64J；20J。

8.如圖，傾角為θ的光滑斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平．用細線將質(zhì)量為m的物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達地面）．則在此過程中，軟繩重力勢能共變化了mgl（1﹣sinθ）；軟繩離開斜面時，小物塊的速度大小為．參考答案：考點：功能關(guān)系；動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化．分析：分別研究物塊靜止時和軟繩剛好全部離開斜面時，軟繩的重心離斜面頂端的高度，確定軟繩的重心下降的高度，研究軟繩重力勢能的減少量．以軟繩和物塊組成的系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律求小物塊的速度大?。獯穑航猓何飰K未釋放時，軟繩的重心離斜面頂端的高度為h1=lsinθ，軟繩剛好全部離開斜面時，軟繩的重心離斜面頂端的高度h2=l，則軟繩重力勢能共減少mgl（1﹣sinθ）；根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律：mgl+mgl（1﹣sinθ）=?2mv2得：v=故答案為：mgl（1﹣sinθ），．點評：本題中軟繩不能看作質(zhì)點，必須研究其重心下降的高度來研究其重力勢能的變化．應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律時，能量的形式分析不能遺漏．9.為了測量某一彈簧的勁度系數(shù)，將該彈簧豎直懸掛起來，在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼．實驗測出了砝碼質(zhì)量m與彈簧長度l的相應(yīng)數(shù)據(jù)，其對應(yīng)點已在下圖中標(biāo)出．(g＝9.8m/s2)(1)作出m－l的關(guān)系圖線；(2)彈簧的勁度系數(shù)為________N/m.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）參考答案：(1)如圖所示(2)0.26(0.24～0.27)10.實際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)．測量實際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖9所示．供選擇的儀器如下：①待測電流表G1(0～5mA，內(nèi)阻約300Ω)，②電流表G2(0～10mA，內(nèi)阻約100Ω)，③定值電阻R1(300Ω)，④定值電阻R2(10Ω)，⑤滑動變阻器R3(0～1000Ω)，⑥滑動變阻器R4(0～20Ω)，⑦干電池(1.5V)，⑧開關(guān)S及導(dǎo)線若干．圖9(1)定值電阻應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________．(在空格內(nèi)填寫序號)(2)用連線連接實物圖．(3)補全實驗步驟：①按電路圖連接電路，________；②閉合開關(guān)S，移動滑動觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；③________________________________________________________________________；圖10④以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖10所示．(4)根據(jù)I2I1圖線的斜率k及定值電阻，寫出待測電流表內(nèi)阻的表達式________．參考答案：(1)根據(jù)電路的原理圖，定值電阻應(yīng)適當(dāng)大一些，滑動變阻器采用分壓接法時，應(yīng)選用阻值適當(dāng)小一些的變阻器(2)連線時要注意電表的正負(fù)接線柱不能接反(3)略(4)根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可知：I2＝I1＋＝I1，所以k＝，所以r1＝(k－1)R1.答案(1)③⑥(2)如圖(3)①將滑動觸頭移至最左端③多次移動滑動觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2(4)r1＝(k－1)R111.氣墊導(dǎo)軌可以在導(dǎo)軌和滑塊之間形成一薄層空氣膜，使滑塊和導(dǎo)軌間的摩擦幾乎為零，如圖所示，讓滑塊從氣墊導(dǎo)軌是某一高度下滑，滑塊上的遮光片的寬度為s，當(dāng)遮光片通過電門時與光電門相連的數(shù)字毫秒器顯示遮光時間為t，則庶光片通過光電門的平均速度為v= （1）關(guān)于這個平均速度，有如下討論： A．這個平均速度不能作為實驗中遮光片通過光電門時滑塊的瞬時速度 B．理論上，遮光片寬度越窄，遮光片通過光電門的平均越接近瞬時速度 C．實驗中所選遮光片并非越窄越好，還應(yīng)考慮測量時間的精確度，遮光片太窄，時間測量精度就會降低，所測瞬時速度反而不準(zhǔn)確 D．實驗中，所選遮光片越寬越好，這樣時間的測量較準(zhǔn)，得到的瞬時速度將比較準(zhǔn)確，這些討論中，正確的是：

； （2）利用這一裝置可驗證機械能守桓定律?；瑝K和遮光片總質(zhì)量記為M（kg），若測出氣墊導(dǎo)軌總長L0、遮光片的寬度s，氣墊導(dǎo)軌兩端到桌面的高度差h、滑塊從由靜止釋放到經(jīng)過光時門時下滑的距離L和遮光時間t，這一過程中：滑塊減少的重力勢能的表達式為：

，滑塊獲得的動能表達式為：

；參考答案：（1）BC

（2）

知道光電門測量滑塊瞬時速度的原理，能根據(jù)已知的運動學(xué)公式求出速度進而計算物體的動能是解決本題的關(guān)鍵。12.（4分）若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡

（填“吸收”或“放出”）的熱量是

J。氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1J的功，同時吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了

J。參考答案：吸收

0.6

0.2

解析：本題從熱力學(xué)第一定律入手，抓住理想氣內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點進行處理。理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律，物體對外做功0.6J，則一定同時從外界吸收熱量0.6J，才能保證內(nèi)能不變。而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.2J。13.如圖所示，兩端封閉的均勻玻璃管豎直放置，管中間有一段水銀柱將管中氣體分成體積相等的兩部分，管內(nèi)氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同。一段時間后，發(fā)現(xiàn)下面氣體的體積比原來大了，則可以判斷環(huán)境溫度

了（填“升高”或“降低”），下面氣體壓強的變化量

上面氣體壓強的變化量（填“大于”、“等于”或“小于”）。

參考答案：升高

；等于三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標(biāo)明臨界角。(3)當(dāng)透明介質(zhì)處在真空中時，根據(jù)臨界角的定義導(dǎo)出透明介質(zhì)的折射率n與臨界角θc的關(guān)系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質(zhì)的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

15.（簡答）光滑的長軌道形狀如圖所示，下部為半圓形，半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)．質(zhì)量分別為m、2m的兩小環(huán)A、B用長為R的輕桿連接在一起，套在軌道上，A環(huán)距軌道底部高為2R．現(xiàn)將A、B兩環(huán)從圖示位置靜止釋放．重力加速度為g．求：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大??；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，求運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度．參考答案：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．解：（1）A、B都進入圓軌道后，兩環(huán)具有相同角速度，則兩環(huán)速度大小一定相等，對系統(tǒng)，由機械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）運動過程中A環(huán)距軌道最低點的最大高度為h1，如圖所示，整體機械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若將桿長換成2R，A環(huán)離開底部的最大高度為h2．如圖所示．整體機械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A環(huán)到達軌道底部時，兩環(huán)速度大小為；（2）運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R；（3）若僅將輕桿長度增大為2R，其他條件不變，運動過程中A環(huán)距軌道底部的最大高度為R．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量mB=m的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量mA=m的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，與水平面的夾角θ=60°，直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度，C點到定滑輪O1的距離為L，重力加速度為g，設(shè)直桿足夠長，小球運動過程中不會與其他物體相碰．現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放，試求：（1）小球下降到最低點時，小物塊的機械能（取C點所在的水平面為參考平面）；（2）小物塊沿桿下滑到距初始位置2L時的速度以及此過程中繩的拉力對小球所做的功參考答案：【知識點】動能定理；機械能守恒定律．E2E3【答案解析】(1)(2)解析：（1）設(shè)此時小物塊的機械能為E1．由機械能守恒定律得（2）當(dāng)小物塊下滑距離為2L時，設(shè)小物塊及小球速度分別為、有分析知，此時O1C恰好豎直，與桿所成夾角，、滿足關(guān)系對系統(tǒng)分析由機械能守恒得解得，對小球分析，由動能定理得解得【思路點撥】（1）小物塊的機械能等于重力勢能和動能的總和，求出小球在最低點時，小物塊的動能和重力勢能，從而求出小物塊的機械能．（2）將小物塊A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向的分速度等于B物體的速度，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律求出物塊下滑距離為2L時的速度大??；根據(jù)動能定理求解此過程中繩的拉力對小球所做的功．解決本題的關(guān)鍵知道A、B組成的系統(tǒng)，只有重力做功，機械能守恒．對于單個物體，有拉力做功，機械能不守恒，以及知道A、B兩物體的速度存在一定的關(guān)系．17.如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L＝0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表，電阻r＝2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1＝2Ω，R2＝1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計。在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場，CE＝0.2m，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示。在t=0時刻開始，對金屬棒施加一水平向右的恒力F，從金屬棒開始運動直到離開磁場區(qū)域的整個過程中電壓表的示數(shù)保持不變。求：

（1）t＝0.1s時電壓表的示數(shù)；

（2）恒力F的大??；

（3）從t＝0時刻到金屬棒運動出磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的熱量Q；

（4）求整個運動過程中通過電阻R2的電量q參考答案：解：（1）設(shè)磁場寬度為d=CE，在0--0.2s的時間內(nèi)，有,

……

（2分）（表達式、結(jié)果各1分）此時，R1與金屬棒r并聯(lián)，再與R2串聯(lián)

……………（2分）（表達式、結(jié)果各1分）（2）金屬棒進入磁場后，有

……………（1分）

……………

（1分）

由于金屬棒進入磁場后電壓表示始終不變，所以金屬棒作勻速運動，有

……………………

（1分）（3）金屬棒在0~0.2s的運動時間內(nèi)，有

………

（1分）金屬棒進入磁場后，因電壓表示數(shù)保持不變，故切割磁感線速度v不變………（1分）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化規(guī)律

……………

（1分）……………（1分