内容正文:
高三物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 当雷云放电接近地面时,地面电场会发生畸变。某次雷云放电时,一高塔顶端附近的等势线分布如图所示,相邻等势线的电势差相等,则在、、、四点中,电场强度最大的是( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
2. 假设氧13()通过衰变释放出3个粒子()、一个正电子()和一未知粒子。氧13、粒子、正电子、未知粒子的质量分别为、、、,光在真空中的传播速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 未知粒子为中子()
B. 氧13冷冻时的半衰期变小
C. 氧13的比结合能大于粒子的比结合能
D. 核反应过程中释放的能量为
3. 如图所示,河流某处存在高度差,一条小鱼(视为质点)从低处以大小为、方向与水平方向的夹角为的速度斜向上跃出水面,到达最高处时的速度恰好水平。重力加速度大小为,不计空气阻力。小鱼在空中运动的时间为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,、两个灯笼用轻绳悬挂于同一水平轻杆上,当灯笼静止时,绳、绳与水平方向的夹角分别为、。、的质量之比为( )
A. B. C. D.
5. 一定质量的理想气体经历了的循环过程,该循环过程的图像如图所示,其中为绝热过程,平行轴,垂直轴。下列说法正确的是( )
A. 气体在状态时的内能大于在状态时的内能
B. 过程,气体吸收的热量等于增加的内能
C. 过程,气体分子的平均动能增大
D. 在的全过程中,气体对外界做负功
6. 时刻,甲、乙两玩具赛车同时进入一段直线赛道(足够长),之后它们在该赛道中运动的图像如图所示。两车相遇前,从两车刚进入该赛道到两车相距最远的时间为( )
A. 4s B. 5s C. 6s D. 7s
7. 如图所示,一多匝线圈通过电刷、与理想自耦变压器相连。线圈绕与磁场方向垂直的轴以大小为的角速度匀速转动。当开关S断开时,理想交流电压表的示数为;当开关S接通,变压器原、副线圈的匝数比为时,电压表的示数为,理想交流电流表的示数为。若穿过线圈的最大磁通量为,则下列说法正确的是( )
A. 线圈的电阻为
B. 线圈的匝数为
C. 当磁感线与线圈平面垂直时,线圈产生的电动势为
D. 当开关S接通时,为维持线圈匀速转动,外力做功的功率为
8. 北冕座T双星系统是由一颗白矮星和一颗红巨星组成的,两星绕同一圆心做匀速圆周运动,角速度相同,如图所示。其中,白矮星的质量约为太阳的1.4倍,红巨星的质量约为太阳的1.1倍。下列说法正确的是( )
A. 白矮星与红巨星的轨道半径之比约为
B. 白矮星与红巨星的轨道半径之比约为
C. 白矮星与红巨星的向心加速度大小之比约为
D. 白矮星与红巨星的向心加速度大小之比约为
9. 水袖舞是中国京剧的特技之一,现将水袖运动的波形视为简谐横波,时刻的波形图如图所示,其中质点、的横坐标分别为、。若的振动方程为,水袖足够长,则下列说法正确的是( )
A. 时沿轴负方向运动 B. 该波的波速大小为
C. 时,第一次到达波谷 D. 时,偏离平衡位置的位移为0.12m
10. 如图所示,两根固定的平行金属导轨(足够长,电阻不计)由倾角为的倾斜部分和水平部分平滑连接构成,两导轨的间距为,整个装置处于磁感应强度大小为的匀强磁场中,倾斜导轨区域的磁场方向垂直导轨所在平面向上,水平导轨区域的磁场方向竖直向上。现将一质量为、电阻为、长度为的导体棒锁定在水平导轨的左端,从倾斜导轨顶端由静止释放另一相同的导体棒,棒到达倾斜导轨底端前已匀速运动,当棒刚到达水平导轨左端时,将棒解锁,两棒在水平导轨上发生弹性正碰,碰撞时间极短。两棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度大小为,不计一切摩擦。下列说法正确的是( )
A. 碰撞前瞬间,棒的速率为
B. 碰撞后,棒的最大加速度为
C. 两棒最终以相同的速率匀速运动
D. 从碰撞结束到两棒稳定运动,系统产生的总焦耳热为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。木板右端固定在水平面上,测得垫起木板左端的支架的高度为,支架与木板底端间的水平距离为。当地的重力加速度大小为。主要实验步骤如下:
①测得木板上两个光电门之间的距离为;
②木块靠在挡板处由静止释放,记录挡光片从通过光电门甲到通过光电门乙所用的时间为;
③保持光电门乙的位置不变,改变光电门甲的位置,重复步骤②,可获得多组数据;
④作出图像如图乙所示。
(1)若不考虑空气阻力,则挡光片通过光电门乙时的速度大小为___________,木块与木板间的动摩擦因数的表达式为___________。(均选用和表示)
(2)若考虑空气阻力,则由上述表达式求出的动摩擦因数___________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
12. 将两个金属电极锌、铜片插入水果(橘子、苹果、柠檬等)中就可以做成一个水果电池。学校物理兴趣小组制作了一个水果电池后,想测量该水果电池的电动势和内阻。
(1)张同学用多用电表的直流电压挡,选择合适的量程,直接测量铜、锌两金属片之间的电压时,若示数为,则水果电池的实际电动势___________(填“”“”或“”);若水果电池的内阻为,所用多用电表的直流电压挡的内阻为,则水果电池的实际电动势可表示为___________。
(2)李同学用如图甲所示的电路测量水果电池的电动势和内阻,他根据实验数据用描点法作出电压表V的示数随电流表A的示数变化的关系图像如图乙所示。根据图乙可知,水果电池电动势的测量值___________V,内阻的测量值___________。(结果均保留两位有效数字)
13. 一透明棱镜由三棱柱和四分之一圆柱组成,其横截面如图所示,圆弧的半径为,圆心为,与的夹角,上的点到圆心的距离为。一光线垂直面从点入射,并恰好在上的点(图中未画出)发生全反射。光在真空中的传播速度大小为,不考虑光线在棱镜中的多次反射。求:
(1)透明棱镜的折射率;
(2)光线在棱镜中传播的时间。
14. 如图所示,纸面内边长为的正方形区域内,有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在的上方有一电场强度大小为、方向垂直向下的匀强电场。现将一质量为、电荷量为的带正电粒子从延长线上的点由静止释放,结果粒子通过点后恰好从点射出磁场。不计粒子所受的重力。
(1)求、两点间的距离;
(2)若点可以在的延长线上移动,要使粒子通过点后不会从点左侧(包括点)进入电场区域,求、两点间的距离应满足的条件。
15. 如图所示,质量的木板放置在倾角的固定斜面(足够长)上,斜面底端固定一挡板,的底端到挡板的距离,质量的物块(视为质点)放置在的底端,通过一根跨过光滑轻质定滑轮的轻绳(足够长)与质量的小球相连,滑轮左侧的轻绳与斜面平行。现将、、从图示位置同时由静止释放,且在第一次与挡板碰撞前瞬间突然剪断轻绳,同时对施加一大小,方向沿斜面向上的恒定拉力(图中未画出)。与斜面间的动摩擦因数,、间的动摩擦因数,取重力加速度大小,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所有碰撞均为弹性正碰,且碰撞时间极短,始终未脱离,轻绳被剪断前始终处于伸直状态。求:
(1)释放瞬间的加速度大小以及的加速度大小;
(2)剪断轻绳时的速度大小;
(3)剪断轻绳后沿斜面第一次上升到最大高度处时的速度大小以及此时到的底端的距离。
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高三物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 当雷云放电接近地面时,地面电场会发生畸变。某次雷云放电时,一高塔顶端附近的等势线分布如图所示,相邻等势线的电势差相等,则在、、、四点中,电场强度最大的是( )
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
【答案】B
【解析】
【详解】静电场中等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小,在、、、四点中,点处的等差等势线相对最密集,故该点的电场强度最大。
故选B。
2. 假设氧13()通过衰变释放出3个粒子()、一个正电子()和一未知粒子。氧13、粒子、正电子、未知粒子的质量分别为、、、,光在真空中的传播速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 未知粒子为中子()
B. 氧13冷冻时的半衰期变小
C. 氧13的比结合能大于粒子的比结合能
D. 核反应过程中释放的能量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据质量数守恒有13-3×4-0=1,根据电荷数守恒有8-3×2-1=1,所以未知粒子为质子,故A错误;
B.半衰期由原子核内部性质决定,与外界条件(如冷冻)无关,故B错误;
C.比结合能越大,原子核越稳定。核反应后的原子核比反应前的原子核稳定,所以氧13的比结合能小于粒子的比结合能,故C错误;
D.反应前总质量为,反应后总质量为,质量亏损为,根据质能方程可得释放能量为,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,河流某处存在高度差,一条小鱼(视为质点)从低处以大小为、方向与水平方向的夹角为的速度斜向上跃出水面,到达最高处时的速度恰好水平。重力加速度大小为,不计空气阻力。小鱼在空中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知小鱼做斜抛运动,则小鱼从最低点到最高点的逆运动为平抛运动,则有
解得
故选D。
4. 如图所示,、两个灯笼用轻绳悬挂于同一水平轻杆上,当灯笼静止时,绳、绳与水平方向的夹角分别为、。、的质量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设、的质量分别为、,水平轻杆的拉力大小为,对,由平衡条件有
对B,由平衡条件有
解得
故选C。
5. 一定质量的理想气体经历了的循环过程,该循环过程的图像如图所示,其中为绝热过程,平行轴,垂直轴。下列说法正确的是( )
A. 气体在状态时的内能大于在状态时的内能
B. 过程,气体吸收的热量等于增加的内能
C. 过程,气体分子的平均动能增大
D. 在的全过程中,气体对外界做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.为绝热压缩过程(Q=0),外界对气体做正功(W>0),根据热力学第一定律可知,因此气体在状态时的内能大于在状态时的内能,故A正确;
B.为等压膨胀过程,气体对外界做正功(W<0),根据盖吕萨克定律可知,该过程中气体的温度升高,内能增大,即,根据热力学第一定律可知,故B错误;
C.为等容降压过程,根据查理定律可知,该过程中气体的温度降低,气体分子的平均动能减小,选项C错误;
D.根据“图像中图线与轴所包围的面积表示做的功”可知,在的全过程中,气体对外界做正功,故D错误。
故选A。
6. 时刻,甲、乙两玩具赛车同时进入一段直线赛道(足够长),之后它们在该赛道中运动的图像如图所示。两车相遇前,从两车刚进入该赛道到两车相距最远的时间为( )
A. 4s B. 5s C. 6s D. 7s
【答案】B
【解析】
【详解】根据
整理可得
结合题图可知,甲车的初速度大小、加速度大小分别为,
同理,乙车的初速度大小、加速度大小分别为,
当两车的速度相同时,两车相距最远,有
联立解得
故选B。
7. 如图所示,一多匝线圈通过电刷、与理想自耦变压器相连。线圈绕与磁场方向垂直的轴以大小为的角速度匀速转动。当开关S断开时,理想交流电压表的示数为;当开关S接通,变压器原、副线圈的匝数比为时,电压表的示数为,理想交流电流表的示数为。若穿过线圈的最大磁通量为,则下列说法正确的是( )
A. 线圈的电阻为
B. 线圈的匝数为
C. 当磁感线与线圈平面垂直时,线圈产生的电动势为
D. 当开关S接通时,为维持线圈匀速转动,外力做功的功率为
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据理想变压器的变流原理有
解得原线圈电流为
感应电动势的有效值
解得线圈的电阻,故A正确;
B.感应电动势的最大值
又,
解得线圈的匝数,故B错误;
C.当磁感线与线圈平面垂直时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率为零,线圈产生的电动势为零,故C错误;
D.当开关S接通时,为维持线圈匀速转动,外力做功的功率,故D错误。
故选A。
8. 北冕座T双星系统是由一颗白矮星和一颗红巨星组成的,两星绕同一圆心做匀速圆周运动,角速度相同,如图所示。其中,白矮星的质量约为太阳的1.4倍,红巨星的质量约为太阳的1.1倍。下列说法正确的是( )
A. 白矮星与红巨星的轨道半径之比约为
B. 白矮星与红巨星的轨道半径之比约为
C. 白矮星与红巨星的向心加速度大小之比约为
D. 白矮星与红巨星的向心加速度大小之比约为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设白矮星与红巨星的质量分别为、,白矮星与红巨星的轨道半径分别为、,有,
其中
联立解得,故A正确,B错误;
CD.设白矮星与红巨星的向心加速度大小分别为、,由
可得,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 水袖舞是中国京剧的特技之一,现将水袖运动的波形视为简谐横波,时刻的波形图如图所示,其中质点、的横坐标分别为、。若的振动方程为,水袖足够长,则下列说法正确的是( )
A. 时沿轴负方向运动 B. 该波的波速大小为
C. 时,第一次到达波谷 D. 时,偏离平衡位置的位移为0.12m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据可知,经极短时间,,说明时沿轴负方向运动,则波沿轴正方向传播,可判断此时沿轴正方向运动,选项A错误;
B.该波的周期
由题图可知该波的波长,可得该波的波速大小,选项B正确;
C.时刻起到达波峰的最短时间
再经时间到达波谷,因此时第一次到达波谷,选项C正确;
D.时
因此的振动方程为
当时,选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示,两根固定的平行金属导轨(足够长,电阻不计)由倾角为的倾斜部分和水平部分平滑连接构成,两导轨的间距为,整个装置处于磁感应强度大小为的匀强磁场中,倾斜导轨区域的磁场方向垂直导轨所在平面向上,水平导轨区域的磁场方向竖直向上。现将一质量为、电阻为、长度为的导体棒锁定在水平导轨的左端,从倾斜导轨顶端由静止释放另一相同的导体棒,棒到达倾斜导轨底端前已匀速运动,当棒刚到达水平导轨左端时,将棒解锁,两棒在水平导轨上发生弹性正碰,碰撞时间极短。两棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度大小为,不计一切摩擦。下列说法正确的是( )
A. 碰撞前瞬间,棒的速率为
B. 碰撞后,棒的最大加速度为
C. 两棒最终以相同的速率匀速运动
D. 从碰撞结束到两棒稳定运动,系统产生的总焦耳热为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设棒在倾斜导轨上匀速运动时的速率为,有
解得,故A正确;
B.设碰后瞬间a、b速度分别为,规定向右为正方向,对两棒碰撞的过程有、
解得、
两棒碰撞后瞬间棒的加速度最大,最大加速度,故B错误;
C.碰撞后两棒在水平导轨上向右运动,棒的速度增大,棒的速度减小,最终两棒的速度差为零(无感应电流),故C正确;
D.稳定时两棒的速度相同,有
系统产生的总焦耳热
解得,故D正确。
故选ACD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。木板右端固定在水平面上,测得垫起木板左端的支架的高度为,支架与木板底端间的水平距离为。当地的重力加速度大小为。主要实验步骤如下:
①测得木板上两个光电门之间的距离为;
②木块靠在挡板处由静止释放,记录挡光片从通过光电门甲到通过光电门乙所用的时间为;
③保持光电门乙的位置不变,改变光电门甲的位置,重复步骤②,可获得多组数据;
④作出图像如图乙所示。
(1)若不考虑空气阻力,则挡光片通过光电门乙时的速度大小为___________,木块与木板间的动摩擦因数的表达式为___________。(均选用和表示)
(2)若考虑空气阻力,则由上述表达式求出的动摩擦因数___________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1) ①. ②.
(2)大于
【解析】
【小问1详解】
[1][2]设木块沿木板向下做匀加速直线运动的加速度大小为,木块通过光电门乙时的速度大小为
根据逆向思维,木块以初速度大小、加速度大小沿木板向上做匀减速直线运动,有
可得到公式
结合题中图乙,有、
在不考虑空气阻力的情况下,对木块列牛顿第二定律,有
根据几何关系
可解得
【小问2详解】
若考虑空气阻力,则测得的加速度偏小,图像的斜率偏小,由上述表达式求出的动摩擦因数大于真实值。
12. 将两个金属电极锌、铜片插入水果(橘子、苹果、柠檬等)中就可以做成一个水果电池。学校物理兴趣小组制作了一个水果电池后,想测量该水果电池的电动势和内阻。
(1)张同学用多用电表的直流电压挡,选择合适的量程,直接测量铜、锌两金属片之间的电压时,若示数为,则水果电池的实际电动势___________(填“”“”或“”);若水果电池的内阻为,所用多用电表的直流电压挡的内阻为,则水果电池的实际电动势可表示为___________。
(2)李同学用如图甲所示的电路测量水果电池的电动势和内阻,他根据实验数据用描点法作出电压表V的示数随电流表A的示数变化的关系图像如图乙所示。根据图乙可知,水果电池电动势的测量值___________V,内阻的测量值___________。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 0.96 ②. 1.9
【解析】
【小问1详解】
[1] 当用多用电表的直流电压挡直接测量铜、锌两金属片之间的电压时,多用电表的直流电压挡相当于一个电阻,此时水果电池有电流通过,根据闭合电路欧姆定律可知,水果电池的电动势等于路端电压加上内电压,所以。
[2] 根据闭合电路欧姆定律有
而
联立解得水果电池的实际电动势
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形解得
图像的纵轴截距表示电源的电动势,所以根据题图乙可得水果电池电动势的测量值为
另外图像斜率的绝对值表示电源的内阻,根据题图乙可得内阻的测量值
13. 一透明棱镜由三棱柱和四分之一圆柱组成,其横截面如图所示,圆弧的半径为,圆心为,与的夹角,上的点到圆心的距离为。一光线垂直面从点入射,并恰好在上的点(图中未画出)发生全反射。光在真空中的传播速度大小为,不考虑光线在棱镜中的多次反射。求:
(1)透明棱镜的折射率;
(2)光线在棱镜中传播的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光路如图所示,设光线在透明棱镜中发生全反射的临界角为,有
根据几何关系
解得
【小问2详解】
因为光线在上的点的入射角为,所以光线在点也发生全反射,最后从上的点射出,根据几何关系可知,光线在棱镜中传播的距离
光线在棱镜中传播的速度大小
又
解得
14. 如图所示,纸面内边长为的正方形区域内,有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,在的上方有一电场强度大小为、方向垂直向下的匀强电场。现将一质量为、电荷量为的带正电粒子从延长线上的点由静止释放,结果粒子通过点后恰好从点射出磁场。不计粒子所受的重力。
(1)求、两点间的距离;
(2)若点可以在的延长线上移动,要使粒子通过点后不会从点左侧(包括点)进入电场区域,求、两点间的距离应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设粒子通过点时的速度大小为,根据动能定理有
根据几何关系可知,粒子在磁场中做圆周运动的半径
洛伦兹力提供粒子做圆周运动所需的向心力,有
联立解得
【小问2详解】
根据几何关系可知,在粒子通过点后不进入电场区域而直接到达点的情况下,粒子在磁场中做圆周运动的半径
设此种情况下粒子在磁场中做圆周运动的线速度大小为,有
设此种情况下、两点间的距离为,根据动能定理有
解得
因此,要使粒子通过点后不会从点左侧(包括点)进入电场区域,、两点间的距离应满足的条件为。
15. 如图所示,质量的木板放置在倾角的固定斜面(足够长)上,斜面底端固定一挡板,的底端到挡板的距离,质量的物块(视为质点)放置在的底端,通过一根跨过光滑轻质定滑轮的轻绳(足够长)与质量的小球相连,滑轮左侧的轻绳与斜面平行。现将、、从图示位置同时由静止释放,且在第一次与挡板碰撞前瞬间突然剪断轻绳,同时对施加一大小,方向沿斜面向上的恒定拉力(图中未画出)。与斜面间的动摩擦因数,、间的动摩擦因数,取重力加速度大小,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所有碰撞均为弹性正碰,且碰撞时间极短,始终未脱离,轻绳被剪断前始终处于伸直状态。求:
(1)释放瞬间的加速度大小以及的加速度大小;
(2)剪断轻绳时的速度大小;
(3)剪断轻绳后沿斜面第一次上升到最大高度处时的速度大小以及此时到的底端的距离。
【答案】(1),
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
将、、释放后,下滑,上滑,对,根据牛顿第二定律有,
解得
对、整体,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
设从、、被释放到剪断轻绳的时间为,根据匀变速直线运动的规律有
解得
又
解得
【小问3详解】
剪断轻绳时的速度大小
解得
经计算可知,在剪断轻绳后上升的过程中,有
故在此过程中,、组成的系统动量守恒,有
解得
设沿斜面第一次上升到最大距离时的底端到挡板的距离为,对,根据动能定理有
解得
从、、被释放到剪断轻绳,的位移大小
解得
设沿斜面第一次上升到最大距离时到挡板的距离为,对,根据动能定理有
解得
又
解得
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