山西省太原市西山第三高級中學2022-2023學年高三物理下學期期末試卷含解析

山西省太原市西山第三高級中學2022-2023學年高三物理下學期期末試卷含解析一、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）某同學探究小球沿光滑斜面頂端下滑至底端的運動規(guī)律，現(xiàn)將兩質(zhì)量相同的小球同時從斜面的頂端釋放，在甲、乙圖的兩種斜面中，通過一定的判斷分析，你可以得到的正確結論是(

)A．甲圖中小球在兩個斜面上運動的時間相同

B．甲圖中小球下滑至底端的速度大小與方向均相同C．乙圖中小球在兩個斜面上運動的時間相同

D．乙圖中小球下滑至底端的速度大小相同參考答案：C2.關于運動和力的關系，下列說法中正確的是A.質(zhì)量不變的物體受到的合外力越大，加速度越大B.質(zhì)量不變的物體受到的合外力越大，速度越大C.質(zhì)量不變的物體從靜止開始在外力作用下做直線運動，當合外力逐漸減小時，速度也逐漸減小D.質(zhì)量不變的物體原來做勻變速直線運動，當合外力逐漸增大時，速度也一定逐漸增大參考答案：A3.2012年9月16日，濟南軍區(qū)在“保釣演習”中，某特種兵進行了飛行跳傘表演．該傘兵從高空靜止的直升飛機上跳下，在t0時刻打開降落傘，在3t0時刻以速度v2著地．他運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖示．下列結論不正確的是（

）A．在0～t0時間內(nèi)加速度不變，在t0～3t0時間內(nèi)加速度減小B．降落傘打開后，降落傘和傘兵所受的阻力越來越小C．在t0～3t0的時間內(nèi)，平均速度>D．若第一個傘兵在空中打開降落傘時第二個傘兵立即跳下，則他們在空中的距離先增大后減小參考答案：C4.帶滑輪的平板C放在水平桌面上，小車A通過繞過滑輪的輕繩與物體B相連，如圖所示，A、C間及繩與滑輪間摩擦不計．C與桌面間動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，A、C質(zhì)量均為m，小車A運動時平板C保持靜止，物體B的質(zhì)量M可改變．則下列說法正確的是（）A．當M=m時，C受到桌面的摩擦力大小為mgB．當M=m時，C受到桌面的摩擦力大小為C．在M改變時，保持C靜止的μ值必須滿足μ＞D．無論μ值為多大，C都會保持靜止參考答案：B【考點】共點力平衡的條件及其應用；力的合成與分解的運用．【分析】把AB看成一個整體，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，再對A根據(jù)牛頓第二定律求出繩子的拉力，從而求出繩子對C的作用力，對C受力分析，根據(jù)平衡條件求解即可．【解答】解：A、當M=m時，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度a=繩子的拉力T=ma=，則繩子對C的作用力大小F=，方向與水平面成45°斜向下，對C受力分析，C處于靜止狀態(tài)，受力平衡，水平方向有f=Fcos45°=，故A錯誤，B正確；C、AB兩個物體做勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得：a=則繩子的拉力T=ma=，根據(jù)A得分析可知，繩子對C的作用力在水平方向的分量T′=，豎直分量F=，要使C保持靜止，則有則因為，所以μ≥，故CD錯誤．故選：B．5.（多選）如圖所示，在水平面上有一長木板，質(zhì)量相同的子彈A、B從木板兩側同時水平相向地射入木板，最終都停在木板中，子彈A的射入深度大于子彈B的射入深度。若子彈A、B在運動過程中所受阻力大小不變且相等，木板始終保持靜止。則以下說法正確的是A.木板始終不受地面的摩擦力作用B.子彈A在木板中運動的時間長C.射入木板前，子彈A的動能大于子彈B的動能D.子彈A給木板的力對木板做的功大于子彈B給木板的力對木板做的功參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一個標有“12V”字樣，功率未知的燈泡，測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關系圖線如圖所示，利用這條圖線計算：（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P＝________W。（2）若一定值電阻與燈泡串聯(lián)，接在20V的電壓上，燈泡能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻的阻值為________Ω。

參考答案：

答案：24；47.兩列簡諧波分別沿x軸正方向和負方向傳播，波速均為υ＝0.4m/s，波源的振幅均為A＝2cm。如圖所示為t＝0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點恰好開始振動。質(zhì)點M的平衡位置位于x＝0.5m處。則兩列波相遇的時刻為t＝______s，當t＝2.0s時質(zhì)點M運動的路程為_______cm。參考答案：0.75，20

8.一物體從高H處自由下落，當它運動到P點時所用的時間恰好為整個過程時間的一半，不計空氣阻力，則P點離地面的高度為

A．3H/4

B．H/2

C．H/4

D．H/8參考答案：9.

（3分）原子彈是利用

反應而獲得巨大核能，氫彈是利用

反應而獲得巨大核能。圖所示是國際原子能機構和國際標準化組織公布的新的

標志．參考答案：答案：核裂變

核聚變

輻射警示（每空1分，共3分）10.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，由波長與頻率的關系，判斷波長的變化．【解答】解：由波長與頻率的關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，由波長與頻率的關系可知其波長與真空相比變短．故答案為：5×1014；短．11.某研究性實驗小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時所受空氣阻力(風力)的影響因素，進行了模擬實驗研究。如圖為測定風力的實驗裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計的細長裸金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛小球P，無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點接觸，OC=H；有風時細金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(如圖中虛線所示，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸)。(1)已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，理想電壓表兩接線柱分別與O點和C點相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風力大小F與電壓表示數(shù)U的關系為F=_______。(2)研究小組的同學猜想:風力大小F可能與風速大小v和球半徑r這兩個因數(shù)有關，于是他們進行了實驗后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風力大小F與風速大小v和球半徑r的關系是_______(比例系數(shù)用k表示)。參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1)以小球為研究對象，對小球受力分析，設金屬絲與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得，風力。金屬絲與電阻絲交點與C點間長度為，電阻；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)。聯(lián)立解得：。(2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風速成正式，則風力大小與風速成正比，即與成正比。由球的體積公式、密度公式和可得，；在風速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的，可得風速一定的條件下，風力與半徑的關系為與成正比。綜上，風力大小與風速大小和球半徑的關系是。12.圖中圖線①表示某電池組的輸出電壓——電流關系，圖線②表示其輸出功率——電流關系。該電池組的內(nèi)阻為＿＿＿＿＿Ω。當電池組的輸出功率為120W時，電池組的輸出電壓是＿＿＿＿＿V。參考答案：答案：5，3013.已知氣泡內(nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol。阿伏加德羅常數(shù)，估算氣體分子間距離d=___________m，氣泡的體積為1cm3，則氣泡內(nèi)氣體分子數(shù)為_____________個。參考答案：d=4×10-9m

，)

1.56×1019

三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強磁場垂直于斜面向上，磁場邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場邊界保持平行。取斜面底部為重力勢能零勢能面，從線框開始運動到恰好完全進入磁場的過程中，線框的機械能E和位移x之間的關系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進入磁場到恰好完全進入磁場所用的時間t：(3)線框穿越磁場的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進入磁場的過程中，減小的機械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運動，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側邊長，即線框進入磁場過程中運動的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場時速度最大，線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進入磁場時：可得FA=0.2N又因為可得將v2、B2L2帶入可得：15.（11分）簡述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導出折射率為的玻璃對真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達到，折射光就消失。入射角大于C時只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當入射角等于臨界角C時，折射角等于，代入①式得

②四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，質(zhì)量為m=60Kg，重心離地面高度為H=0.8m的運動員進行“挑戰(zhàn)極限運動”訓練，需穿越寬為的水溝并落到高為h=2.0m的平臺上。運動員手握長為L=3.25m輕質(zhì)彈性桿一端，從A點靜止開始勻加速助跑，至B點時（從A到B過程中可以認為人一直是直立的）將桿的一端抵在O點的障礙物上，桿發(fā)生形變，同時運動員蹬地后被彈起，到達最高點時桿處于豎直狀態(tài)，且重心恰好在桿的頂端，此刻運動員放開桿水平飛出并趴（人的重心直接落在保護墊上）在平臺的保護墊上，忽略空氣阻力，取。（1）若運動員助跑距離，到達B點時速度，求運動員助跑的過程中加速度多大？（2）運動員在最高點飛出時速度至少多大？（3）當滿足條件（1）（2），運動員在B點蹬地起跳瞬間至少做功為多少？參考答案：17.如圖所示，MN為豎直放置的光屏，光屏的左側有半徑為R、折射率為的透明半球體，O為球心，軸線OA垂直于光屏，O至光屏的距離OA=R。一細束單色光垂直射向半球體的平面，在平面的入射點為B，OB=R，求：①光線從透明半球體射出時，出射光線偏離原方向的角度；②光線在光屏形成的光斑到A點的距離。參考答案：出射光線偏離原方向的角度為；①如圖所示，,設出射角，，得，，出射光線偏離原方向的角度為②如圖，，,,【題文】在下列關于近代物理知識的說法中，正確的是

。a．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子的能量增大b．射線是原子的核外電子電離后形成的電子流c．鈾元素的半衰期為T，當溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化d．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，其核反應方程為：【答案】ad

【解析】氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收了能量，所以原子的能量增大，正確；射線是從原子核輻射出了，不是原子外層電子電離出來的，錯；半衰期不隨外界因素的變化而變化，錯；符合物理學事實，正確。18.如圖所示，圓形勻強磁場半徑R=lcm，磁感應強度B=IT，方向垂直紙面向里，其上方有一對水平放置的平行金屬板M、N，間距d=1cm，N板中央開有小孔S。小孔位于圓心O的正上方，S與0的連線交磁場邊界于A．兩金屬板通過導線與匝數(shù)為100匝的矩形線圈相連(為表示線圈的繞向，圖中只畫了2匝)，線圈內(nèi)有垂直紙面向里且均勻增加的磁場，穿過線圈的磁通量變化率為△Φ/△t=100Wb/s。位于磁場邊界上某點(圖中未畫出)的離子源P，在紙面內(nèi)向磁場區(qū)域發(fā)射速度大小均為v=5×105m/s，方向各不相同的帶正電離子，離子的比荷q/m=5×107C/kg，已知從磁場邊界A點射出的離子恰好沿直線AS進入M、N間的電場．(不計離子重力；離子碰到極板將被吸附)求：

(1)M、N之間場強的大小和方向；

(2)離子源P到A點的距離；

(3)沿直線AS進入M、N間電場的離子在磁場中運動的總時間(計算時取π=3)．參考答案：（1）由法拉第電磁感應定律得M、N之間的電壓U=n△Φ/△t=100×100V=102V。M、N之間場強