廣東省惠州市梁化中學2023年高三物理下學期期末試題含解析

廣東省惠州市梁化中學2023年高三物理下學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依次標記為1、2、3……N.現將圓弧軌道末端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，則后面的小球對前面的小球要向前壓力的作用，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，始終受到第二個球對它的壓力，所以第1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軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個上端固定的絕緣輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，除電阻R外其余電阻不計，導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?，F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，當一細束由紅藍兩色組成的燈光，從水中斜射向空氣時，關于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現象，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系。5.如圖所示，將懸線拉至水平位置無初速釋放，當小球到達最低點時，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完成核反應方程式

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

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

7.金屬桿在豎直面內構成足夠長平行軌道，桿間接一阻值為R的電阻，一個質量為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），磁感應強度為B，當金屬棒由靜止下滑h時已經勻速，則此過程中整個回路產生的焦耳熱為__________。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,由幾何關系可知=30°，故60°。在同種介質中，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，質點P以O為圓心、r為半徑作勻速圓周運動，周期為T，當質點P經過圖中位置A時，另一質量為m、初速度為零的質點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.某同學從冰箱冷凍室中取出經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】根據波長求出該可見光的頻率，再分析水相對真空是光密介質，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，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．12.設地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若某質量為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，下落經過B時計時結束，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）用游標卡尺（主尺的最小分度為1mm）測量小球的直徑，示數如圖（b）所示，其讀數為

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，測得多組數據，經研究發(fā)現，小球下落的平均速度的平方（）2和下落的高度h的關系如圖c所示，若圖線的斜率為k，則當地的重力加速度g=

．參考答案：（1）0.960；（2）；（3）2k．【分析】解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數的方法，主尺讀數加上游標讀數，不需估讀；根據平均速度等于位移與所需要時間比值，根據動能定理及圖線斜率可求解g．【解答】解：（1）游標卡尺的主尺讀數為9mm，游標尺上第12個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數為12×0.05mm=0.60mm，所以最終讀數為：9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm．（2）根據平均速度公式=，（3）根據動能定理：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測量，掌握圖線的斜率含義，注意平均速度與瞬時速度關系．15.要測量電壓表V1的內阻RV，其量程為2V，內阻約2KΩ。實驗室提供的器材有：電流表A，量程0.6A，內阻約0.1Ω；電壓表V2，量程5V，內阻為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，內阻約0.5Ω；Ks5u開關S一個，導線若干。Ks5u有人擬將待測電壓表V1

和電流表A串聯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，設計一個測量電壓表V1內阻RV的實驗電路。要求測量盡量準確，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（圖中電源與開關已連接好），并標出所選元件的相應字母代號：

.③由上問寫出V1內阻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，有一個質量為m=1kg的木塊放在質量為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為=0.1，m與M之間的動摩擦因數=0.9（設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點經過坐標原點O時的速度為，在坐標為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？（此問結果保留到小數點后兩位）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，一質量為m、電阻為r、長度也剛好為l的導體棒垂直擱在導軌上a、b兩點間，在a點右側導軌間加一有界勻強磁場，磁場方向垂直于導軌平面，寬度為d0，磁感應強度為B，設磁場左邊界到ab距離為d。現用一個水平向右的力F拉導體棒，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，與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計，水平力F－x的變化情況如圖（乙）所示，F0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：解答與評分標準：（1）設離開右邊界時棒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，根據動能定理：

（1分）由功能關系：

（1分）解得：

（2分）（3）設棒剛進入磁場時的速度為v0，則有

（2分）當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（要求注明相應的坐標值）。

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S