内容正文:
高三物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 一定质量的气体因外力对其做功体积减小,同时放出热量,则此过程的末态与初态相比( )
A. 气体内能可能增加 B. 气体内能一定减小
C. 气体内能一定不变 D. 气体内能增加还是减小取决于气体种类
2. 红外测温仪只能捕获红外线,红外线光子的能量为。如图为氢原子的能级图,大量处在能级的氢原子向外辐射的光子中,能被红外线测温仪捕获的不同频率的光子共有( )
A 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
3. 快递员手拿快递乘电梯送货上楼,快递员进入电梯后,电梯向上运行的图像如图所示,则在乘坐电梯过程中,快递员感觉货物“最轻”的时间段是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,长为l的通电直导线被两条绝缘细线悬挂于点上,已知导线质量为m,通过的电流为I,方向如图所示,现使通电导线处在匀强磁场中,那么,能使通电导线静止在图示位置,且让悬线与竖直方向夹角为,重力加速度为g,则所加磁感应强度的最小值和方向应是( )
A. 大小,方向竖直向上
B. 大小为,方向沿悬线向上
C. 大小为,方向水平向左
D. 大小为,方向竖直向下
5. 如图所示,一负点电荷固定于O点,虚线为其等势面,带电粒子A、B仅在电场力作用下的运动路径分别如图中实线所示,a、b、c、d、e为粒子轨迹与虚线的五个交点。下列判断正确的是( )
A. A带负电,B带正电
B. A在a处的动能大于在b处的动能
C B由c处到d处电场力做正功
D. B在e处的电势能小于在c处的电势能
6. 如图所示,倾角为的斜面体固定在水平面上,小球在斜面底端正上方以速度向右水平抛出,同时,小球在斜面顶端以速度向左水平抛出,两球抛出点在同一水平线上,结果两球恰好落在斜面上的同一点,且球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直,不计小球的大小,,。则等于( )
A. B. C. D.
7. 2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射,六名中国宇航员完成首次太空交接班。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动,离地面距离为400km,做圆周运动的周期为90min,向心加速度大小为,地球赤道上物体随地球自转的向心加速度大小为,已知地球半径为6400km,地球表面的重力加速度为,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. P、Q为x轴上相距为10m的两个波源,P点在坐标原点,在时两波源同时开始振动,如图甲所示为波源P的振动图像,图乙为波源Q在时形成的波形图。下列说法正确的是( )
A. 两波源形成的波速为
B. 波源Q在时的起振方向沿y轴负方向振动
C. 波源Q在时的起振方向沿y轴正方向振动
D P、Q之间有两个振动加强点
9. 如图所示,交流发电机(内阻不计)产生的交流电直接输送到理想变压器的原线圈,电路中的电流表A和电压表均为理想交流电表,电阻。电键断开时,发电机输出电流的表达式为,电压表的示数为。则( )
A. 变压器原副线圈的匝数比为
B. 流过电阻的电流方向每秒改变50次
C. 若合上电键,则电压表示数将增大
D. 若将发电机线圈的转速减半,则电流表示数将减半
10. 如图所示,在一个等边三角形区域内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,三角形的边长为,现从边的中点处垂直于边射入大量的比荷相同的带正电的粒子(不计重力),粒子的速度不同,已知粒子在磁场中运行的最长时间为,则下列说法正确的是( )
A. 粒子能从点射出磁场
B. 由边射出的粒子,在磁场中运行的最长时间为
C. 由边射出的粒子,在磁场中的最小半径为
D. 由边射出的粒子的最小速度为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某实验小组要用如图甲所示装置精确测量当地的重力加速度。
(1)甲同学先用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径________;
(2)再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心高度,给电磁铁断电,让小球由静止自由落下,小球通过光电门的遮光时间为,则当地的重力加速度________(用测量的和已知的物理量符号表示);
(3)乙同学没有测小球的直径,通过改变光电门的位置重复实验,测得多组和相应的数据,则作出的图像应是图丙中的________(填“”、“”或“”);若图像的斜率为,、均为已知量,则当地的重力加速度________(用测量的和已知的物理量符号表示)。
12. 某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率.
(1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径________mm;
(2)要测量金属丝的电阻,尽可能减小误差,根据实验室提供的器材,设计了如图乙所示的电路.闭合开关前,将滑动变阻器滑片移到最________(填“左”或“右”)端,闭合开关S,分别调节R和,记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表的示数和电压表的示数,某次电压表的示数如图丙所示,此读数为________V;
(3)根据测得的多组、、R值,作出图像,若图像为直线且斜率为k,则可求得金属丝的电阻________;
(4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率________(用k、d、L表示);
(5)该实验中,金属丝的电阻的测量有系统误差,主要是由电压表________(“”、“”或“和”)分流引起的.
13. 如图所示,半径为的半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动,圆心与足够大光屏的距离为,初始玻璃砖的直径与光屏平行。一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖,在光屏上位置留下一光点,保持入射光方向不变,让玻璃砖绕点顺时针方向转动时,光屏上光点也会移动。当玻璃砖转过角时,光屏上光点位置距离点为。已知光速为,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)当光屏上光点消失时,光在玻璃砖中的传播时间。
14. 如图所示,宽的导轨水平固定,导轨间存在着垂直于纸面(未画出)磁感应强度的匀强磁场,虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆在水平拉力F作用下以恒定速率向右运动,图甲和图乙分别为滑动变阻器全部接入和一半接入时沿abcd方向电势变化的图像。导轨和金属杆电阻不计,求:
(1)判断滑动变阻器R和定值电阻分别在哪个虚线框中;
(2)定值电阻的大小;
(3)金属杆运动速度大小。
15. 如图所示,长木板A放置在光滑水平面上,木板右端距固定平台距离,木板厚度与光滑平台等高,平台上固定半径的光滑半圆轨道,轨道末端与平台相切。木板左端放置滑块B,滑块与木板上表面间的动摩擦因数,给滑块施加水平向右的作用力,作用时间后撤去,滑块质量,木板质量,滑块没有滑离木板,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)木板的最大速度;
(2)若木板与平台间碰撞无能量损失,最终滑块停在木板右端,求木板的长度;
(3)若木板长度,且木板与平台碰撞即与平台粘合在一起,求滑块通过轨道最高点时对轨道压力大小。
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高三物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考范围。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 一定质量的气体因外力对其做功体积减小,同时放出热量,则此过程的末态与初态相比( )
A. 气体内能可能增加 B. 气体内能一定减小
C. 气体内能一定不变 D. 气体内能增加还是减小取决于气体种类
【答案】A
【解析】
【详解】根据热力学第一定律
若外力做对其的功W大于其放出的热量Q,则气体内能就增加。
故选A。
2. 红外测温仪只能捕获红外线,红外线光子的能量为。如图为氢原子的能级图,大量处在能级的氢原子向外辐射的光子中,能被红外线测温仪捕获的不同频率的光子共有( )
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】A
【解析】
【详解】由氢原子能级示意图可知,氢原子从激发态向低能级跃迁时,根据可知,所辐射光子能量为0.31eV、0.97eV、2.86eV、13.06eV、0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.2eV,红外线光子的能量为,则能被红外线测温仪捕获的不同频率的光子共有2种。
故选A。
3. 快递员手拿快递乘电梯送货上楼,快递员进入电梯后,电梯向上运行的图像如图所示,则在乘坐电梯过程中,快递员感觉货物“最轻”的时间段是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】感觉“最轻”是指货物对手的压力最小时,由牛顿第二定律可知,当电梯向上减速时,加速度向下,货物失重,此时货物对手的压力最小,由图可知为阶段。
故选B。
4. 如图所示,长为l的通电直导线被两条绝缘细线悬挂于点上,已知导线质量为m,通过的电流为I,方向如图所示,现使通电导线处在匀强磁场中,那么,能使通电导线静止在图示位置,且让悬线与竖直方向夹角为,重力加速度为g,则所加磁感应强度的最小值和方向应是( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向沿悬线向上
C. 大小为,方向水平向左
D. 大小为,方向竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】立体图首先改画成侧视图,再对通电导线进行受力分析,如图所示,受到重力,细线拉力和安培力作用而处于平衡。根据动态平衡可知,当安培力方向垂直于细线拉力方向时,导线所受的安培力最小,此时磁感应强度最小,即
解得
根据左手定则可知,磁感应强度方向为沿悬线向上,故选B。
5. 如图所示,一负点电荷固定于O点,虚线为其等势面,带电粒子A、B仅在电场力作用下的运动路径分别如图中实线所示,a、b、c、d、e为粒子轨迹与虚线的五个交点。下列判断正确的是( )
A. A带负电,B带正电
B. A在a处的动能大于在b处的动能
C. B由c处到d处电场力做正功
D. B在e处的电势能小于在c处的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为O处的是负点电荷,故由运动轨迹可判断,A带正电,B带负电,故A错误;
B.正电荷A在b处电势能大于a处,故A在a处的动能更大,故B正确;
C.负电荷由c到d的过程中,电场力做负功,故C错误;
D.因为c和e在同一个等势面,故B在e和c处的电势能相等,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,倾角为的斜面体固定在水平面上,小球在斜面底端正上方以速度向右水平抛出,同时,小球在斜面顶端以速度向左水平抛出,两球抛出点在同一水平线上,结果两球恰好落在斜面上的同一点,且球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直,不计小球的大小,,。则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】小球A垂直打在斜面上,如图所示:
根据几何关系可得
对于小球B
联立得
=
故选D。
7. 2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射,六名中国宇航员完成首次太空交接班。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动,离地面距离为400km,做圆周运动的周期为90min,向心加速度大小为,地球赤道上物体随地球自转的向心加速度大小为,已知地球半径为6400km,地球表面的重力加速度为,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.在地球表面有
对核心舱有
解得
故A错误;
B.地球赤道上物体随地球自转的向心加速度大小并不等于,故B错误;
CD.对核心舱有
其中
地球赤道上随地球自转的物体有
其中
解得
故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. P、Q为x轴上相距为10m的两个波源,P点在坐标原点,在时两波源同时开始振动,如图甲所示为波源P的振动图像,图乙为波源Q在时形成的波形图。下列说法正确的是( )
A. 两波源形成的波速为
B. 波源Q在时的起振方向沿y轴负方向振动
C. 波源Q在时的起振方向沿y轴正方向振动
D. P、Q之间有两个振动加强点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图甲可知波源的振动周期,波源在时沿轴正方向,由图乙可知内波源的振动形式传播了半个波长,所以波源的振动周期也为,波长为,根据波速与波长的关系,解得两波源形成的波速为
故A错误;
BC.时,波源Q产生的波传到的位置,此时的质点沿轴负方向振动,则波源在时的起振方向沿轴负方向振动,故B正确,C错误;
D.波源振动方向相反,则之间的振动加强点到两波源的距离之差为半波长的奇数倍,有
(n=0,1,2,3…)
解得
,
故之间有两个振动加强点,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,交流发电机(内阻不计)产生的交流电直接输送到理想变压器的原线圈,电路中的电流表A和电压表均为理想交流电表,电阻。电键断开时,发电机输出电流的表达式为,电压表的示数为。则( )
A. 变压器原副线圈的匝数比为
B. 流过电阻电流方向每秒改变50次
C. 若合上电键,则电压表示数将增大
D. 若将发电机线圈的转速减半,则电流表示数将减半
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电键断开时,电表读数为有效值,副线圈电流
原线圈电流
故原副线圈匝数比,故A正确;
B.流过电阻的交变电流的频率为,一个周期内,通过电阻的交变电流的方向改变2次,则其方向每秒改变100次,故B错误;
C.若合上电键,副线圈电压不变,负载总电阻减小,副线圈电流增大,电阻的电压增大,电阻的电压减小,故C错误;
D.发电机线圈的转速减半,则原、副线圈电压均减半,副线圈电流减半,因而原线圈中电流将减半,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,在一个等边三角形区域内存在着垂直于该平面向外的匀强磁场,三角形的边长为,现从边的中点处垂直于边射入大量的比荷相同的带正电的粒子(不计重力),粒子的速度不同,已知粒子在磁场中运行的最长时间为,则下列说法正确的是( )
A. 粒子能从点射出磁场
B. 由边射出的粒子,在磁场中运行的最长时间为
C. 由边射出的粒子,在磁场中的最小半径为
D. 由边射出的粒子的最小速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中做圆周运动,由图可知,粒子不可能从点射出磁场,故A错误;
B.由题意可知,所有粒子在磁场中运动周期
相同,其中从边射出的粒子,在磁场中运行的时间最长,为半个周期,即
如图当粒子轨迹与边相切时,由边射出的粒子运行的时间最长对应的圆心角为150°,最长时间为
故B正确;
CD.最小半径满足
解得
而
联立解得最小速度为
故C错误,D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某实验小组要用如图甲所示装置精确测量当地的重力加速度。
(1)甲同学先用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径________;
(2)再用刻度尺测出电磁铁下表面到光电门中心的高度,给电磁铁断电,让小球由静止自由落下,小球通过光电门的遮光时间为,则当地的重力加速度________(用测量的和已知的物理量符号表示);
(3)乙同学没有测小球的直径,通过改变光电门的位置重复实验,测得多组和相应的数据,则作出的图像应是图丙中的________(填“”、“”或“”);若图像的斜率为,、均为已知量,则当地的重力加速度________(用测量的和已知的物理量符号表示)。
【答案】(1)6.30
(2)
(3) ①. c ②.
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺的精确度为0.05mm,小球直径
【小问2详解】
根据自由落体运动规律有
其中
解得
【小问3详解】
[1][2]乙同学没有测小球的直径,则有
其中
解得
则应为图像c,根据图像可知
解得
12. 某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率.
(1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图甲所示,则金属丝直径________mm;
(2)要测量金属丝的电阻,尽可能减小误差,根据实验室提供的器材,设计了如图乙所示的电路.闭合开关前,将滑动变阻器滑片移到最________(填“左”或“右”)端,闭合开关S,分别调节R和,记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表的示数和电压表的示数,某次电压表的示数如图丙所示,此读数为________V;
(3)根据测得的多组、、R值,作出图像,若图像为直线且斜率为k,则可求得金属丝的电阻________;
(4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率________(用k、d、L表示);
(5)该实验中,金属丝的电阻的测量有系统误差,主要是由电压表________(“”、“”或“和”)分流引起的.
【答案】(1)0.620
(2) ①. 左 ②. 1.60
(3)k (4)
(5)
【解析】
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数规则,该读数为;
(2)闭合开关前,将滑动变阻器滑片移到最左端使其电阻最大,电压表的读数为1.60V;
(3)根据串联电路特点和欧姆定律有,解得,据题意有;
(4)根据公式,得,其中,,解得;
(5)由于电压表分流,通过的电流大于引起系统误差.
13. 如图所示,半径为的半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动,圆心与足够大光屏的距离为,初始玻璃砖的直径与光屏平行。一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖,在光屏上位置留下一光点,保持入射光方向不变,让玻璃砖绕点顺时针方向转动时,光屏上光点也会移动。当玻璃砖转过角时,光屏上光点位置距离点为。已知光速为,求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)当光屏上光点消失时,光在玻璃砖中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
玻璃砖转过角时,折射光路如图所示,由几何关系可知,入射角
设此时折射光线与的夹角为,则
解得
则折射角
由折射定律可知
【小问2详解】
光屏上光点消失,说明发生全反射。光在玻璃砖中的传播速度为
光在玻璃砖中的传播时间为
14. 如图所示,宽的导轨水平固定,导轨间存在着垂直于纸面(未画出)磁感应强度的匀强磁场,虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆在水平拉力F作用下以恒定速率向右运动,图甲和图乙分别为滑动变阻器全部接入和一半接入时沿abcd方向电势变化的图像。导轨和金属杆电阻不计,求:
(1)判断滑动变阻器R和定值电阻分别在哪个虚线框中;
(2)定值电阻的大小;
(3)金属杆运动速度大小。
【答案】(1)Ⅰ中为定值电阻,滑动变阻器R在Ⅱ中。
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
因为沿abcd方向电势降低,可见金属杆切剖磁感线产生的电动势上端高,根据右手定则判断,匀强磁场的方向垂直纸面向里,电路中的感应电流沿逆时针方向;滑动变阻器接入阻值减小时,变大,根据串联电路分压特点,说明Ⅰ中的阻值分到的电压增多,Ⅰ中为定值电阻,滑动变阻器R在Ⅱ中。
【小问2详解】
金属杆的电阻不计,有
滑动变阻器两种情况下有,
联立解得,
【小问3详解】
金属杆切割磁感线,产生感应电动势
解得
15. 如图所示,长木板A放置在光滑水平面上,木板右端距固定平台距离,木板厚度与光滑平台等高,平台上固定半径的光滑半圆轨道,轨道末端与平台相切。木板左端放置滑块B,滑块与木板上表面间的动摩擦因数,给滑块施加水平向右的作用力,作用时间后撤去,滑块质量,木板质量,滑块没有滑离木板,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)木板最大速度;
(2)若木板与平台间碰撞无能量损失,最终滑块停在木板右端,求木板的长度;
(3)若木板长度,且木板与平台碰撞即与平台粘合在一起,求滑块通过轨道最高点时对轨道压力大小。
【答案】(1);(2)12m;(3)
【解析】
【详解】(1)根据题意,设加外力时滑块和木板的加速度分别为,由牛顿第二定律有
解得
撤去外力时滑块及木板的速度分别为,则
撤去外力后滑块加速度
设木板未碰到平台前已与滑块达到共同速度,设再经过时间达到共速,则有
解得
木板位移
故木板最大速度为。
(2)第一段滑块与木板间的相对位移为
此后木板与平台发生弹性碰撞向左做减速运动,因滑块质量大,两者再达到共同速度再次与平台碰撞,以后重复上述运动,最终滑块停止在木板右端,第二段滑块与木板间相对位移为,由功能关系有
解得
故木板长度
(3)滑块与木板达到共同速度后一起运动,木板与平台碰后立即停止,滑块滑离木板时速度为v,由动能定理
解得
滑块通过最高点速度为,由机械能守恒,有
解得
由牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律,滑块对轨道压力大小为。
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