廣東省惠州市梁化中學(xué)2023年高三物理下學(xué)期期末試題含解析_第1頁
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廣東省惠州市梁化中學(xué)2023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.(多選)如圖所示,在豎直平面內(nèi)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB、水平軌道BC與斜面CD平滑連接在一起,斜面足夠長.在圓弧軌道上靜止著N個半徑為r(r<<R)的光滑剛性小球,小球恰好將圓弧軌道鋪滿,從最高點A到最低點B依次標(biāo)記為1、2、3……N.現(xiàn)將圓弧軌道末端B處的阻擋物拿走,N個小球由靜止開始沿軌道運動,不計摩擦與空氣阻力,下列說法正確的是A.N個小球在運動過程中始終不會散開B.第N個小球在斜面上能達到的最大高度為RC.第1個小球到達最低點的速度>v>D.第1個小球到達最低點的速度v<參考答案:【知識點】機械能守恒定律.E3【答案解析】AD解析:A、在下滑的過程中,水平面上的小球要做勻速運動,而曲面上的小球要做加速運動,則后面的小球?qū)η懊娴男∏蛞蚯皦毫Φ淖饔?,所以小球之間始終相互擠壓,沖上斜面后后面的小球把前面的小球往上壓,所以小球之間始終相互擠壓,故N個小球在運動過程中始終不會散開,故A正確;

B、把N個小球看成整體,則小球運動過程中只有重力做功,機械能守恒,弧AB的長度等于小球全部到斜面上的長度,而在圓弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低,所以第N個小球在斜面上能達到的最大高度可能比R小,也可能比R大,故B錯誤;

C、小球整體的重心運動到最低點的過程中,根據(jù)機械能守恒定律得:mv2=mg?解得:v=,而第一個球在下滑過程中,始終受到第二個球?qū)λ膲毫?,所以?個小球到達最低點的速度v′<,故C錯誤,D正確.

故選:AD【思路點撥】N個小球在BC和CD上運動過程中,相鄰兩個小球始終相互擠壓,把N個小球看成整體,則小球運動過程中只有重力做功,機械能守恒,弧AB的長度等于小球全部到斜面上的長度,而在圓弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低,所以第N個小球在斜面上能達到的最大高度可能比R小,也可能比R大,小球整體的重心運動到最低點的過程中,根據(jù)機械能守恒定律即可求解第一個小球到達最低點的速度.2.如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個上端固定的絕緣輕彈簧下端,金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好,除電阻R外其余電阻不計,導(dǎo)軌所在平面與一勻強磁場垂直,靜止時金屬棒位于A處,此時彈簧的伸長量為Δl。現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則(

)(A)釋放瞬間金屬棒的加速度為g(B)電阻R中電流最大時,金屬棒在A處上方的某個位置(C)金屬棒在最低處時彈簧的拉力一定小于2mg(D)從釋放到金屬棒最后靜止的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量為mgΔl參考答案:ABC3.(單選)水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比,若汽車從靜止出發(fā),先做勻加速直線運動,達到額定功率后保持額定功率行駛,則在整個行駛過程中,汽車受到的牽引力大小與阻力大小關(guān)系圖像正確的是參考答案:A4.(單選)很多公園的水池底部都裝有彩燈,當(dāng)一細束由紅藍兩色組成的燈光,從水中斜射向空氣時,關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象,下列光路圖中正確的是(

參考答案:C試題分析:由于紅光的頻率小,折射率小,臨界角較大,所以當(dāng)藍光發(fā)生全反射時,紅光可能不能發(fā)生全反射,從水面折射而出,此時折射角大于入射角,所以選項C正確考點:光的折射和全反射、七種單色光的折射率關(guān)系。5.如圖所示,將懸線拉至水平位置無初速釋放,當(dāng)小球到達最低點時,細線被一與懸點同一豎直線上的小釘B擋住,比較懸線被小釘子擋住的前后瞬間,(

)A.小球的機械能減小

B.小球的動能減小C.懸線的張力變大

D.小球的向心加速度變大參考答案:CD二、填空題:本題共8小題,每小題2分,共計16分6.2013年2月12日朝鮮進行了第三次核試驗,韓美情報部門通過氙(Xe)和氪(Kr)等放射性氣體,判斷出朝鮮使用的核原料是鈾(U)還是钚(Pu),若核實驗的核原料是,則①完成核反應(yīng)方程式

.②本次核試驗釋放的能量大約相當(dāng)于7000噸TNT當(dāng)量,已知鈾核的質(zhì)量為235.0439u,中子質(zhì)量為1.0087u,鍶(Sr)核的質(zhì)量為89.9077u,氙(Xe)核的質(zhì)量為135.9072u,1u相當(dāng)于931.5MeV的能量,求一個原子裂變釋放的能量.參考答案:①根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得:②該反應(yīng)的質(zhì)量虧損是:Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根據(jù)愛因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

7.金屬桿在豎直面內(nèi)構(gòu)成足夠長平行軌道,桿間接一阻值為R的電阻,一個質(zhì)量為m的、阻值為r的長度剛好是軌道寬L的金屬棒與軌道間的摩擦力恒為f,金屬棒始終緊靠軌道運動。此空間存在如圖所示的水平勻強磁場(×場),磁感應(yīng)強度為B,當(dāng)金屬棒由靜止下滑h時已經(jīng)勻速,則此過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為__________。參考答案:答案:8.如圖所示,一個半徑為R、透明的球體放置在水平面上,一束藍光從A點沿水平方向射入球體后經(jīng)B點射出,最后射到水平面上的C點。已知,該球體對藍光的折射率為。則它從球面射出時的出射角

。若換用一束紫光同樣從A點射入該球體,則它從球體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比,位置

(填“偏左”、“偏右”或“不變”)。參考答案:由折射率的定義式可得,由幾何關(guān)系可知=30°,故60°。在同種介質(zhì)中,紫光的偏折程度大于藍光,故紫光從球體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比,位置偏左。9.(4分)如圖所示,質(zhì)點P以O(shè)為圓心、r為半徑作勻速圓周運動,周期為T,當(dāng)質(zhì)點P經(jīng)過圖中位置A時,另一質(zhì)量為m、初速度為零的質(zhì)點Q受到沿OA方向的水平恒定拉力F作用從靜止開始在光滑水平面上作直線運動,為使P、Q在某時刻速度相同,拉力F必須滿足的條件是______.參考答案:

答案:

10.某同學(xué)從冰箱冷凍室中取出經(jīng)較長時間冷凍的空燒瓶后,迅速把一個氣球緊密地套在瓶口上,并將燒瓶放進盛有熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖所示.燒瓶和氣球里的氣體內(nèi)能___(選填“增大”、“不變”或“減小”),外界對氣體___(選填“做正功”、“做負功”或“不做功”)參考答案:增大

做負功11.真空中一束波長為6×10﹣7m的可見光,頻率為

Hz,已知光在真空中的速度為3×108m/s.該光進入水中后,其波長與真空中的相比變

(選填“長”或“短”).參考答案:5×1014;短.【考點】電磁波的發(fā)射、傳播和接收.【專題】定量思想;推理法;光線傳播的規(guī)律綜合專題.【分析】根據(jù)波長求出該可見光的頻率,再分析水相對真空是光密介質(zhì),所以光進入水中傳播速度減小,但頻率不變,由波長與頻率的關(guān)系,判斷波長的變化.【解答】解:由波長與頻率的關(guān)系得水相對真空是光密介質(zhì),所以光進入水中傳播速度減小,但頻率不變,由波長與頻率的關(guān)系可知其波長與真空相比變短.故答案為:5×1014;短.12.設(shè)地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,若某質(zhì)量為m的地球同步通訊衛(wèi)星,離開地面的高度為H,則它繞地球運行時所受的向心力大小為________,運行時的線速度大小為________。參考答案:

13.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s,一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成.在一次地震中,震源在地震儀下方,觀察到兩振子相差10s開始振動,則彈簧振子____(選填“P”或“H”)先開始振動,震源距地震儀約______Km。參考答案:P,72

三、實驗題:本題共2小題,每小題11分,共計22分14.某興趣小組利用如圖(a)所示的實驗裝置探究“小球的平均速度和下落高度的關(guān)系”.通過電磁鐵控制的小球從A點自由下落,下落開始時自動觸發(fā)計時裝置開始計時,下落經(jīng)過B時計時結(jié)束,從而記錄下小球從A運動到B的時間t,測出A、B之間的距離h.(1)用游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為1mm)測量小球的直徑,示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為

cm.(2)小球在空中下落的平均速度的表達式=

.(用測得物理量的符號表示)(3)改變B的位置,測得多組數(shù)據(jù),經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),小球下落的平均速度的平方()2和下落的高度h的關(guān)系如圖c所示,若圖線的斜率為k,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=

.參考答案:(1)0.960;(2);(3)2k.【分析】解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法,主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀;根據(jù)平均速度等于位移與所需要時間比值,根據(jù)動能定理及圖線斜率可求解g.【解答】解:(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為9mm,游標(biāo)尺上第12個刻度和主尺上某一刻度對齊,所以游標(biāo)讀數(shù)為12×0.05mm=0.60mm,所以最終讀數(shù)為:9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm.(2)根據(jù)平均速度公式=,(3)根據(jù)動能定理:mgh=mv2,則v2=2gh=,圖中斜率K=,故g==2k故答案為:(1)0.960;(2);(3)2k.【點評】對于基本測量儀器如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器等要了解其原理,要能正確使用這些基本儀器進行有關(guān)測量,掌握圖線的斜率含義,注意平均速度與瞬時速度關(guān)系.15.要測量電壓表V1的內(nèi)阻RV,其量程為2V,內(nèi)阻約2KΩ。實驗室提供的器材有:電流表A,量程0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω;電壓表V2,量程5V,內(nèi)阻為5KΩ;定值電阻R1,阻值30Ω;定值電阻R2,阻值為3KΩ;滑動變阻器R3,最大阻值100Ω,額定電流1.5A;電源E,電動勢6V,內(nèi)阻約0.5Ω;Ks5u開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干。Ks5u有人擬將待測電壓表V1

和電流表A串聯(lián)接入電壓合適的測量電路中,測出V1的電壓和電流,再計算出RV。該方案實際上不可行,其最主要的原因是

請從上述器材中選擇必要的器材,設(shè)計一個測量電壓表V1內(nèi)阻RV的實驗電路。要求測量盡量準(zhǔn)確,實驗必須在同一電路中,且在不增減元件的條件下完成。試畫出符合要求的實驗電路圖(圖中電源與開關(guān)已連接好),并標(biāo)出所選元件的相應(yīng)字母代號:

.③由上問寫出V1內(nèi)阻RV的表達方式,說明式中各測量量的物理意義。參考答案:電流表A不能準(zhǔn)確測量出流過電壓表V1的電流,測量值遠小于量程;(2分)②測量電壓表V1內(nèi)阻的實驗電路如圖所示;(圖3分)

③,

Ks5u

(2分)表示的電壓,表示和串聯(lián)的總電壓。四、計算題:本題共3小題,共計47分16.如圖所示,以水平地面建立x軸,有一個質(zhì)量為m=1kg的木塊放在質(zhì)量為M=2kg的長木板上,木板長L=11.5m.已知木板與地面的動摩擦因數(shù)為=0.1,m與M之間的動摩擦因數(shù)=0.9(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力).m與M保持相對靜止共同向右運動,已知木板的左端A點經(jīng)過坐標(biāo)原點O時的速度為,在坐標(biāo)為X=21m處有一擋板P,木板與擋板P瞬間碰撞后立即以原速率反向彈回,而木塊在此瞬間速度不變,若碰后立刻撤去擋板P,g取10m/s2,求:(1)木板碰擋板P時的速度V1為多少?(2)最終木板停止運動時其左端A的位置坐標(biāo)?(此問結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位)參考答案:對木塊和木板組成的系統(tǒng),有:(m+M)g=(m+M)a……………2分…………1分

解得v1=9m/s。 ……1分(2)由牛頓第二定律可知am=μ2g=9m/s2。 ………………1分aM==6m/s2。 ………………1分m運動至停止時間為t1==1s

………………1分此時M速度VM=V1-aMt1=3m/s,方向向左 ………………1分此后至m,M共速時間,有:得: …………1分共同速度m/s,方向向左 …………1分至共速M位移 …………1分共速后m,M以a1=1m/s2向左減速至停下位移S2==1.62m 最終木板M左端A點位置坐標(biāo)為x=9.5-S1-S2=9.5-6.48-1.62=1.40m。17.如圖(甲)所示,光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距l(xiāng),在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻,一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導(dǎo)體棒垂直擱在導(dǎo)軌上a、b兩點間,在a點右側(cè)導(dǎo)軌間加一有界勻強磁場,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面,寬度為d0,磁感應(yīng)強度為B,設(shè)磁場左邊界到ab距離為d?,F(xiàn)用一個水平向右的力F拉導(dǎo)體棒,使它從a、b處靜止開始運動,棒離開磁場前已做勻速直線運動,與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計,水平力F-x的變化情況如圖(乙)所示,F(xiàn)0已知。求:(1)棒ab離開磁場右邊界時的速度;(2)棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能E;(3)d滿足什么條件時,棒ab進入磁場后一直做勻速運動;(4)若改變d的數(shù)值,定性畫出棒ab從靜止運動到d+d0的過程中v2-x的可能圖線(棒離開磁場前已做勻速直線運動)。

參考答案:解答與評分標(biāo)準(zhǔn):(1)設(shè)離開右邊界時棒ab速度為v,則有

(1分)對棒有

(1分)解得:

(1分)(2)在ab棒運動的整個過程中,根據(jù)動能定理:

(1分)由功能關(guān)系:

(1分)解得:

(2分)(3)設(shè)棒剛進入磁場時的速度為v0,則有

(2分)當(dāng)v0=v,即時,進入磁場后一直勻速運動

(2分)(4)可能的圖像如下圖所示

(3分)

三種可能的示意圖,每畫出一種可能的圖形得1分(要求注明相應(yīng)的坐標(biāo)值)。

18.如圖10所示,水平放置的A、B平行板電容器與一電源相連,其極板長L=0.4m,兩板間距離d=4×10-3m。有一質(zhì)量m=4×10-5kg、帶電量q=+1×10-8C的小球以速度v0從兩板中央平行極板射入,取g=10m/s2。 (1)若在開關(guān)S斷開且兩板不帶電時射入小球,由于重力作用小球落到下板的正中央,求小球的入射速度v0; (2)若在開關(guān)S

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