2022-2023學(xué)年山西省忻州市師院附屬中學(xué)高三物理下學(xué)期期末試題含解析

2022-2023學(xué)年山西省忻州市師院附屬中學(xué)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(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體上，斜面體置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物體m使其沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng)，M始終靜止，則下列說(shuō)法正確的是

(

)

A．M相對(duì)地面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)

B．地面對(duì)M的摩擦力大小為Fcosθ

C．地面對(duì)M的支持力為（M+m）g

D．物體m對(duì)M的作用力的大小為mg參考答案：B解：由題意可知，物體在拉力作用下沿斜面體向下勻速運(yùn)動(dòng)，類似于新物理模型：放在粗糙水平面的物體，受到一向下的推力處于靜止?fàn)顟B(tài)．如下圖所示：

對(duì)其受力分析，如圖：

A、斜面體受到水平向右的摩擦力，因此它有相對(duì)地面向左運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B、斜面體受到的摩擦力等于Fcosθ，故B正確；

C、地面對(duì)斜面體的支持力等于（M+m）g+Fsinθ故C錯(cuò)誤；

D、物體受到重力、拉力、支持力、摩擦力，根據(jù)平衡條件，支持力和摩擦力的合力與重力和拉力的合力平衡，大于重力，即M對(duì)m的作用力大于mg，根據(jù)牛頓第三定律m對(duì)M的作用力大于mg，D錯(cuò)誤；

故選：B．2.（單選）用輕繩系住一小球靜止在光滑斜面上，如圖所示。若要按力的實(shí)際作用效果來(lái)分解小球的重力，則重力的兩個(gè)分力的方向分別是圖中的（

）

(A)1和5

(B)2和5

(C)3和5

(D)3和2參考答案：C3.如圖所示，間距為L(zhǎng)、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌左端用一阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)使金屬棒以初速度v沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，若金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的電荷量為q。下列說(shuō)法正確的是

A．金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng)

B．整個(gè)過(guò)程中金屬棒克服安培力做功為

C．整個(gè)過(guò)程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為

D．整個(gè)過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為參考答案：D4.如圖△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見(jiàn)單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示，由此可知（

）A．從玻璃射向空氣，a光的臨界角小于b光的臨界角B．玻璃對(duì)a光的折射率小于玻璃對(duì)b光的折射率C．在玻璃中，a光的速度大于b光的速度D．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，a光干涉條紋寬度小于b光干涉條紋寬度參考答案：BC5.如圖所示，密閉氣缸左側(cè)底導(dǎo)熱，其余部分絕熱性能良好，隔熱輕活塞K把氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接觸是光滑的，兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度且高于環(huán)境溫度的同種氣體a和b，氣體分子之間相互作用勢(shì)能可忽略，當(dāng)氣體a通過(guò)左側(cè)底向外散失一定的熱量后，a、b各自達(dá)到新的平衡

（

）A．a(chǎn)的體積減小了，壓強(qiáng)降低了

B．b的溫度降低了

C．散失熱量后a的分子熱運(yùn)動(dòng)比b的分子熱運(yùn)動(dòng)激烈

D．a(chǎn)減少的內(nèi)能大于b減少的內(nèi)能參考答案：答案：ABD二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.圖示實(shí)線是簡(jiǎn)諧橫波在t1=0時(shí)刻的波形圖象，虛線是t2=0.2s時(shí)刻的波形圖象，試回答：若波沿x軸正方向傳播，則它的最大周期為

s；若波的傳播速度為55m/s，則波的傳播方向是沿x軸

方向(填“正”或“負(fù)”)。參考答案：0.8負(fù)7.靜電場(chǎng)是___________周圍空間存在的一種物質(zhì)；通常用___________來(lái)描述電場(chǎng)的能的性質(zhì)。參考答案：靜止電荷；電勢(shì)8.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立空間坐標(biāo)系O﹣xyz，電場(chǎng)線與xOy平面平行，與xOz平面夾角37°，在xOz平面內(nèi)有A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)連線構(gòu)成等邊三角形，其中一邊與Ox軸重合．已知點(diǎn)電荷q=﹣1.0×10﹣8C在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為1.25×10﹣5N；將其從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10﹣6J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4.0×10﹣6J，則A、B、C三點(diǎn)中電勢(shì)最高的點(diǎn)是

點(diǎn)，等邊三角形的邊長(zhǎng)為

m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）參考答案：C；0.4．【考點(diǎn)】電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系；勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．【分析】根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù)分析電勢(shì)能的變化，結(jié)合推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，分析電勢(shì)的高低．由電場(chǎng)力做功公式求等邊三角形的邊長(zhǎng)．【解答】解：將負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10﹣6J，電勢(shì)能增大2.0×10﹣6J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4.0×10﹣6J，所以C點(diǎn)的電勢(shì)能最小，由推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，則C點(diǎn)的電勢(shì)最高．由于點(diǎn)電荷從B移動(dòng)到C電勢(shì)能變化量最大，由等邊三角形的對(duì)稱性可知，BC邊應(yīng)與x軸重合，設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)．從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功W=4.0×10﹣6J已知點(diǎn)電荷q=﹣1.0×10﹣8C在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為F=1.25×10﹣5N，由W=FLcos37°得L===0.4m故答案為：C；0.4．9.如圖所示，一個(gè)半徑為R、透明的球體放置在水平面上，一束藍(lán)光從A點(diǎn)沿水平方向射入球體后經(jīng)B點(diǎn)射出，最后射到水平面上的C點(diǎn)。已知，該球體對(duì)藍(lán)光的折射率為。則它從球面射出時(shí)的出射角

▲

。若換用一束紫光同樣從A點(diǎn)射入該球體，則它從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)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(lán)光，故紫光從球體射出后落到水平面上形成的光點(diǎn)與C點(diǎn)相比，位置偏左。10.下表是按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的UC和v的的幾組數(shù)據(jù)。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請(qǐng)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)在答題紙對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數(shù)據(jù)結(jié)合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：11.如圖所示，一列周期為T的橫波在繩上向左傳播，t=0時(shí)刻正好傳到P點(diǎn)，則P點(diǎn)將向______開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出t=

T時(shí)刻該段繩上的波形圖。參考答案：答案：上，12.汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖所示，在打開(kāi)車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為4.8A，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為80A，若電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為0.05Ω，電流表內(nèi)阻不計(jì)，則車燈的電阻為_(kāi)_____________Ω，因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車燈的電功率的減少量為_(kāi)_____________W。

參考答案：2.45Ω，30.3W13.（5分）如圖所示是一列簡(jiǎn)諧波的一段圖象，已知d點(diǎn)到達(dá)波峰的時(shí)間比c早1s/200，a、c兩點(diǎn)間水平距離為3m，則該波的傳播方向?yàn)?/p>

，波速為

m/s。

參考答案：

答案：向左

200三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖所示是用來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，彈性球1用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，O點(diǎn)正下方桌子的邊沿有一豎直立柱．實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)懸點(diǎn)，使彈性球1靜止時(shí)恰與立柱上的球2接觸且兩球等高．將球1拉到A點(diǎn)，并使之靜止，同時(shí)把球2放在立柱上．釋放球1，當(dāng)它擺到懸點(diǎn)正下方時(shí)與球2發(fā)生對(duì)心碰撞．碰后球1向左最遠(yuǎn)可擺到B點(diǎn)，球2落到水平地面上的C點(diǎn)．測(cè)出有關(guān)數(shù)據(jù)即可驗(yàn)證1、2兩球碰撞時(shí)動(dòng)量守恒．現(xiàn)已測(cè)出A點(diǎn)離水平桌面的距離為a.B點(diǎn)離水平桌面的距離為b，C點(diǎn)與桌子邊沿間的水平距離為c.此外：(1)還需要測(cè)量的量是________、________和________．(2)根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為_(kāi)_______.(忽略小球的大小)參考答案：(1)彈性球1、2的質(zhì)量m1、m2立柱高h(yuǎn)桌面高H(2)2m1＝2m1＋m2

15.（6分）探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程如下：

（1）設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、……；

（2）分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度、、……；

（3）作出草圖；

（4）分析圖像。如果圖像是一條直線，表明∝；如果不是直線，可考慮是否存在∝、∝、∝等關(guān)系。以下關(guān)于該試驗(yàn)的說(shuō)法中有一項(xiàng)不正確，它是___________。A．本實(shí)驗(yàn)設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W、……。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實(shí)驗(yàn)中使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致。當(dāng)用1條橡皮筋進(jìn)行是實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功為W，用2條、3條、……橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、……實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是2W、3W、……。B．小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，補(bǔ)償?shù)姆椒?，可以使木板適當(dāng)傾斜。C．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小。D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點(diǎn)，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的距離來(lái)進(jìn)行計(jì)算。參考答案：D解析：本實(shí)驗(yàn)的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關(guān)系。這個(gè)速度是指橡皮繩做功完畢時(shí)的速度，而不整個(gè)過(guò)程的平均速度，所以D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，有一個(gè)連通的，上、下兩層均與水平面平行的“U”型的光滑金屬平行導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面上各放一根完全相同的質(zhì)量為m的勻質(zhì)金屬桿和，開(kāi)始時(shí)兩根金屬桿與軌道垂直，在“U”型導(dǎo)軌的右側(cè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，桿在磁場(chǎng)中，桿在磁場(chǎng)之外。設(shè)兩導(dǎo)軌面相距為H，平行導(dǎo)軌寬為，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，金屬桿單位長(zhǎng)度的電阻為?，F(xiàn)在有同樣的金屬桿從左側(cè)半圓形軌道的中點(diǎn)從靜止開(kāi)始下滑，在下面與金屬桿發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞后兩桿立刻粘在一起并向右運(yùn)動(dòng)。求：（1）回路內(nèi)感應(yīng)電流的最大值；（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，感應(yīng)電流最多產(chǎn)生的熱量；（3）當(dāng)桿、與桿的速度之比為3∶1時(shí)，受到的安培力大小。參考答案：⑴設(shè)桿下滑與桿碰前速度大小為，依據(jù)動(dòng)能定理

解得設(shè)碰后速度大小為，依據(jù)動(dòng)量守恒

解得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值閉合回路的總電阻電流的最大值⑵設(shè)桿的共同速度大小為，依據(jù)動(dòng)量守恒

解得依據(jù)能量關(guān)系，感應(yīng)電流最多產(chǎn)生的熱量⑶設(shè)桿速度大小為，則桿的速度大小為依據(jù)動(dòng)量守恒有解得此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流桿受到的安培力17.在如圖6所示的空間里，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝.在豎直方向存在交替變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖7所示(豎直向上為正)，電場(chǎng)大小為E0＝.一傾角為θ長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面放置在此空間．斜面上有一質(zhì)量為m，帶電荷量為－q的小球，從t＝0時(shí)刻由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，設(shè)第5s內(nèi)小球不會(huì)離開(kāi)斜面，重力加速度為g.求：圖6圖7(1)第6s內(nèi)小球離開(kāi)斜面的最大距離．(2)第19s內(nèi)小球未離開(kāi)斜面，θ角的正切值應(yīng)滿足什么條件？

參考答案：(1)設(shè)第一秒內(nèi)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由牛頓第二定律得：(mg＋qE0)sinθ＝ma

①第一秒末的速度為：v＝at1

②在第二秒內(nèi)：qE0＝mg

③所以小球?qū)㈦x開(kāi)斜面在上方做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則由向心力公式得qvB＝m

④圓周運(yùn)動(dòng)的周期為：T＝＝1s

⑤由題圖可知，小球在奇數(shù)秒內(nèi)沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，在偶數(shù)秒內(nèi)離開(kāi)斜面做完整的圓周運(yùn)動(dòng)．所以，第五秒末的速度為：v5＝a(t1＋t3＋t5)＝6gsinθ

⑥小球離開(kāi)斜面的最大距離為：d＝2R3

⑦由以上各式得：d＝.(2)第19秒末的速度：v19＝a(t1＋t3＋t5＋t7＋…＋t19)＝20gsinθ

⑧小球未離開(kāi)斜面的條件是：qv19B≤(mg＋qE0)cosθ

⑨所以：tanθ≤.答案(1)(2)tanθ≤18.（17分）如圖所示，固定在地面上的光滑圓弧軌道AB、EF，他們的圓心角均為90°，半徑均為R.一質(zhì)量為m、上表面長(zhǎng)也為R的小車靜止在光滑水平面CD上，小車上表面與軌道AB、EF的末端B、E相切.一質(zhì)量