内容正文:
高三年级试题
物理
注意事项:
1.本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
4.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须用0.5毫米黑色墨水的签字笔加黑、加粗。
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分,每题只有一个选项最符合题意。
1. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的( )
A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 全反射现象
2. 小明将一滴液体滴在固体A表面,现象如图甲所示;把该液体装入试管B,液面如图乙所示,则( )
A. 该液体对固体A浸润
B. 该液体对试管B不浸润
C. 固体A和试管B可能是同种材料
D. 固体A和试管B一定不是同种材料
3. 如图所示,烧瓶上通过橡胶塞连接一根水平放置的玻璃管。玻璃管中有一段水柱。用手捂住烧瓶后水柱缓慢向外移动,该过程瓶内气体( )
A. 压强变大 B. 温度不变 C. 内能增加 D. 对外放热
4. 2024年5月,太阳爆发大规模耀斑,引发地磁暴,使得近地航天器受到的阻力变大。此后某航天器轨道高度缓慢降低,但仍可近似为圆形轨道。在降轨过程中,该航天器( )
A. 线速度大小逐渐减小 B. 周期逐渐减小
C. 向心加速度大小逐渐减小 D. 机械能保持不变
5. 某电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点中场强最大的为( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
6. 某型号车辆振动的固有周期是2s。该车在一条起伏不平的路上行驶,路面凸起之处相隔8m。该车以2m/s速度行驶时,车身上下颠簸的频率为( )
A. 0.25Hz B. 0.5Hz C. 2.0Hz D. 4.0Hz
7. 带电小球以水平速度v0从两板中心进入图甲所示电容器后做匀速直线运动。现保持两板间距不变,将整个装置顺时针旋转45°如图乙所示。若该球仍以相同水平速度v0从两板中心进入,从平行板右侧飞出,则( )
A. 小球带正电 B. 小球的重力可忽略不计
C. 小球在乙图中做直线运动 D. 小球在乙图中做匀变速曲线运动
8. 如图甲所示,竖直的单匝矩形导线框,全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,线框绕某一竖直固定轴以角速度ω匀速转动。导线框中产生的正弦交流电经过“整流”设备输出为图乙所示的直流电,则整流后的电压有效值为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,一定质量的理想气体经历阿特金森循环abcdea,全过程可视为由两个绝热过程ab、cd,两个等容过程bc、de和一个等压过程ea组成。下列说法正确的是( )
A. 在a→b的过程中,气体分子的平均动能变小
B. 在b→c的过程中,单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数不变
C. 在c→d的过程中,气体的内能在增加
D. 在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量
10. 如图所示,固定在水平面上的光滑导体框架处在竖直向下的匀强磁场中,框架上金属杆ab以某初速度运动,其运动速度v随运动距离x的图像可能是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 小华同学用图1电路测量电源的电动势和内阻。
(1)根据图1,在图2中用笔画线代替导线,完成实物图连接______;
(2)为方便操作,实际测量中使用多用电表测量电压,图3中测得的电压为______V;
(3)改变滑动变阻器的阻值,得到多组电表读数如表格所示。根据表格数据,在图4中绘制U-I图像______;
序号
第1组
第2组
第3组
第4组
I/A
0.10
0.20
0.32
0.44
U/V
1.38
1.28
1.21
1.08
(4)根据图像,得出该电池的电动势为______V(结果保留3位有效数字);
(5)小华同学认为,考虑电表内阻,U-I图像上的短路电流依然是准确的,进而可知电源电动势的测量值是偏小的。你是否同意该同学的观点?请简要说明理由______。
12. 如图所示,折射率为的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,光线与竖直方向的夹角为45°。已知真空中光速为c,圆柱横截面半径为R。求:
(1)光在圆柱内传播的速度v;
(2)该光线从入射点到第一次出射位置所用时间t。
13. 如图所示,在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,两个带电量分别为+q、 q的带电粒子a、b同时从O点以初速度v0射出,速度方向与水平方向夹角均为θ。已知a、b的质量均为m,不计重力及粒子间的相互作用力,磁场区域足够大。求:
(1)a第一次运动到最高点的时间t;
(2)a运动到最高点时,a、b间的距离H。
14. 如图1所示,电子枪在P处每秒钟逸出1×1015个初速为0的电子,经U1=180V的电压加速后射入偏转电场的左侧中点。偏转电场的极板长度l=4.0cm,板间宽度为d=2.0cm,偏转电压U2=180sin100πt(V),见图2,图1中MN为足够大的荧光屏。已知电子质量,带电量 ,不计电子重力。求:
(1)射出加速电场时电子束电流I;
(2)电子通过偏转电场所需的运动时间t;
(3)1s内能击中荧光屏的电子占所有电子的比例。
15. 如图,两块厚度相同、质量相等的木板A、B(上表面均粗糙)并排静止在光滑水平面上,尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知两块木板质量均为m=1.0kg,A木板长度L=3.0m,机器人质量M=5.0kg,重力加速度g取10m/s2。
(1)若机器人以相对A木板u=0.2m/s的速度从A木板左端走到A木板右端,求该过程运动的时间;
(2)若机器人运动到A木板右端后相对A木板静止,此后机器人从A木板右端跳到B木板左端,起跳时的最小对地速度是多少;
(3)若机器人运动到A木板右端后相对A木板静止,要使机器人从A木板右端跳到B木板左端所做的功最少,求该功的最小值Wmin。
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高三年级试题
物理
注意事项:
1.本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效。
4.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须用0.5毫米黑色墨水的签字笔加黑、加粗。
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分,每题只有一个选项最符合题意。
1. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的( )
A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 全反射现象
【答案】C
【解析】
【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的薄膜干涉现象。
故选C。
2. 小明将一滴液体滴在固体A表面,现象如图甲所示;把该液体装入试管B,液面如图乙所示,则( )
A. 该液体对固体A浸润
B. 该液体对试管B不浸润
C. 固体A和试管B可能是同种材料
D. 固体A和试管B一定不是同种材料
【答案】D
【解析】
【详解】当把毛细管B插入液体时,液面呈现凹形,说明液体对B浸润,液体不能附着在A的表面,所以对A不浸润,所以A与B一定不是同种材料。
故选D。
3. 如图所示,烧瓶上通过橡胶塞连接一根水平放置的玻璃管。玻璃管中有一段水柱。用手捂住烧瓶后水柱缓慢向外移动,该过程瓶内气体( )
A. 压强变大 B. 温度不变 C. 内能增加 D. 对外放热
【答案】C
【解析】
【详解】A.对液柱进行分析,由于液柱处于水平玻璃管,大气对液柱的压力与烧瓶内气体对液柱的压力平衡,可知,气体压强等于大气压,即气体的压强不变,故A错误;
BC.用手捂住烧瓶,烧瓶内的气体温度升高,忽略气体的分子势能,则气体内能由温度决定,即气体的内能增加,故B错误,C正确;
D.液柱缓慢向外移动,气体体积增大,气体对外做功,气体温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,故D错误。
故选C。
4. 2024年5月,太阳爆发大规模耀斑,引发地磁暴,使得近地航天器受到的阻力变大。此后某航天器轨道高度缓慢降低,但仍可近似为圆形轨道。在降轨过程中,该航天器( )
A. 线速度大小逐渐减小 B. 周期逐渐减小
C. 向心加速度大小逐渐减小 D. 机械能保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由得,可知轨道半径减小,线速度增大,A错误;
B.由 得,可知减小,周期减小,B正确;
C.由得,可知减小,向心加速度增大,C错误;
D.依题意,近地航天器受到的阻力变大,根据功能关系知阻力做负功,机械能减少,D错误。
故选B。
5. 某电泳实验使用非匀强电场,该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点中场强最大的为( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
【答案】A
【解析】
【详解】a、b、c、d中a点的等势面最密集,则电场线最密集,则电场强度最大。
故选A。
6. 某型号车辆振动的固有周期是2s。该车在一条起伏不平的路上行驶,路面凸起之处相隔8m。该车以2m/s速度行驶时,车身上下颠簸的频率为( )
A. 0.25Hz B. 0.5Hz C. 2.0Hz D. 4.0Hz
【答案】A
【解析】
【详解】路面凸起间隔为8m,即空间周期。则车辆颠簸的时间周期
颠簸频率
故选A。
7. 带电小球以水平速度v0从两板中心进入图甲所示电容器后做匀速直线运动。现保持两板间距不变,将整个装置顺时针旋转45°如图乙所示。若该球仍以相同水平速度v0从两板中心进入,从平行板右侧飞出,则( )
A. 小球带正电 B. 小球的重力可忽略不计
C. 小球在乙图中做直线运动 D. 小球在乙图中做匀变速曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】AB.带电小球以水平速度v0从两板中心进入图甲所示电容器后做匀速直线运动,根据平衡条件有
可知受重力和电场力,电场力方向向上,又场强方向向下,可知小球带负电,故AB错误;
CD.如图所示,重力和电场力等大,夹角为,二者都是恒力,根据力的合成可知合力为恒力,合力方向与速度不在一条直线上,综上可知小球在乙图中做匀变速曲线运动,故C错误,D正确。
故选D。
8. 如图甲所示,竖直的单匝矩形导线框,全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,线框绕某一竖直固定轴以角速度ω匀速转动。导线框中产生的正弦交流电经过“整流”设备输出为图乙所示的直流电,则整流后的电压有效值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可得,
联立解得
故选A。
9. 如图所示,一定质量的理想气体经历阿特金森循环abcdea,全过程可视为由两个绝热过程ab、cd,两个等容过程bc、de和一个等压过程ea组成。下列说法正确的是( )
A. 在a→b的过程中,气体分子的平均动能变小
B. 在b→c的过程中,单位时间内撞击单位面积容器壁的分子数不变
C. 在c→d的过程中,气体的内能在增加
D. 在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.在a→b的绝热过程中,气体体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知,外界对其做的功等于增加的内能,气体温度升高,气体分子的平均动能变大,故A错误;
B.在b→c过程中,体积不变,压强增大,气体温度升高,气体分子的平均动能增大,分子的平均速率增大,单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多,故B错误;
C.在c→d为绝热过程,气体体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律可知,气体内能减小,故C错误;
D.在一次循环过程中,根据p-V图像可知,气体对外做功(cd图线下方面积)大于外界对气体做功(eb图线下方面积),气体的内能不变,根据热力学第一定律,气体吸收的热量一定大于放出的热量,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,固定在水平面上的光滑导体框架处在竖直向下的匀强磁场中,框架上金属杆ab以某初速度运动,其运动速度v随运动距离x的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设匀强磁场的磁感应强度为 ,光滑导体框架的间距为 ,金属杆ab的质量为,初速度为,系统的总电阻为,对金属杆ab由动量定理有
由法拉第电磁感应定律有,其中
由闭合电路欧姆定律有
解得,可知 图像为直线,ABD错误,C正确。
故选C。
二、非选择题:共5题,共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 小华同学用图1电路测量电源的电动势和内阻。
(1)根据图1,在图2中用笔画线代替导线,完成实物图连接______;
(2)为方便操作,实际测量中使用多用电表测量电压,图3中测得的电压为______V;
(3)改变滑动变阻器的阻值,得到多组电表读数如表格所示。根据表格数据,在图4中绘制U-I图像______;
序号
第1组
第2组
第3组
第4组
I/A
0.10
0.20
0.32
0.44
U/V
1.38
1.28
1.21
1.08
(4)根据图像,得出该电池的电动势为______V(结果保留3位有效数字);
(5)小华同学认为,考虑电表内阻,U-I图像上的短路电流依然是准确的,进而可知电源电动势的测量值是偏小的。你是否同意该同学的观点?请简要说明理由______。
【答案】(1) (2)0.40##0.39##0.41
(3) (4)1.47
(5)同意,电压表分流,导致电流表读数偏小;当电压表读数为零时,其分流为零,此时电流表对应数值即短路电流是准确的;真实图线与纵轴交点会更高,即电动势测量值小于实际值。
【解析】
【小问1详解】
根据电路图,用笔画线代替导线,进行实物图连接,如图所示
【小问2详解】
由图可知,电压表量程为1V,则每一小格为0.02V,所以电压表读数为0.40V。
【小问3详解】
根据表中数据描点连线,如图所示
【小问4详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
所以图线的纵截距表示电源电动势,即
【小问5详解】
本实验中,由于电压表分流作用,导致电流的测量值偏小,所以同意该同学的观点,当电压表读数为零时,其分流为零,此时电流表对应数值即短路电流是准确的,真实图线与纵轴交点会更高,即电动势测量值小于实际值。
12. 如图所示,折射率为的玻璃圆柱水平放置,平行于其横截面的一束光线从顶点入射,光线与竖直方向的夹角为45°。已知真空中光速为c,圆柱横截面半径为R。求:
(1)光在圆柱内传播的速度v;
(2)该光线从入射点到第一次出射位置所用时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据折射率公式
解得
【小问2详解】
如图所示
根据折射定律可得
解得
设光线从入射点到第一次出射位置的距离为l,由几何关系得
所用时间
13. 如图所示,在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,两个带电量分别为+q、 q的带电粒子a、b同时从O点以初速度v0射出,速度方向与水平方向夹角均为θ。已知a、b的质量均为m,不计重力及粒子间的相互作用力,磁场区域足够大。求:
(1)a第一次运动到最高点的时间t;
(2)a运动到最高点时,a、b间的距离H。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示
设a运动到最高点时转过的圆心角为β,做圆周运动半径为R,由几何关系可得
a运动到最高点的时间
洛伦兹力提供圆周运动向心力,
代入解得
【小问2详解】
a运动到最高点时,b恰好运动至最低点,由几何关系可得
由
得
代入解得
14. 如图1所示,电子枪在P处每秒钟逸出1×1015个初速为0的电子,经U1=180V的电压加速后射入偏转电场的左侧中点。偏转电场的极板长度l=4.0cm,板间宽度为d=2.0cm,偏转电压U2=180sin100πt(V),见图2,图1中MN为足够大的荧光屏。已知电子质量,带电量 ,不计电子重力。求:
(1)射出加速电场时电子束电流I;
(2)电子通过偏转电场所需的运动时间t;
(3)1s内能击中荧光屏的电子占所有电子的比例。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设t0时间内射出加速电场的电子总电荷量为q,则电流,
联立解得
【小问2详解】
设电子经加速电场加速后获得速度大小为v0,由动能定理得
解得
电子在偏转电场中,水平方向上做匀速直线运动,所以射出偏转电场的时间为
【小问3详解】
设电子恰好从偏转电场边缘射出时,偏转电压为Um,竖直方向
水平方向
由牛顿第二定律,
联立以上解得
对应的时刻为,当偏转电压时电子能射出偏转电场击中荧光屏,一个周期内满足条件的时间为,所以能够射到荧光屏的电子占所有电子的比例。
15. 如图,两块厚度相同、质量相等的木板A、B(上表面均粗糙)并排静止在光滑水平面上,尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知两块木板质量均为m=1.0kg,A木板长度L=3.0m,机器人质量M=5.0kg,重力加速度g取10m/s2。
(1)若机器人以相对A木板u=0.2m/s的速度从A木板左端走到A木板右端,求该过程运动的时间;
(2)若机器人运动到A木板右端后相对A木板静止,此后机器人从A木板右端跳到B木板左端,起跳时的最小对地速度是多少;
(3)若机器人运动到A木板右端后相对A木板静止,要使机器人从A木板右端跳到B木板左端所做的功最少,求该功的最小值Wmin。
【答案】(1)15s (2)5m/s
(3)
【解析】
【小问1详解】
据题意
解得 t=15s
【小问2详解】
机器人在A木板上行走过程,机器人在A木板上行走时速度大小为v1,A木板速度大小为v2,根据动量守恒定律可得
则
且
解得A相对地面移动的距离
设机器人起跳的速度大小为v,方向与水平方向的夹角为θ,从A木板右端跳到B木板左端时间为t1,则,
联立解得
当时,v最小,
【小问3详解】
设机器人起跳的速度大小为vM,与水平方向的夹角为α
机器人跳离A的过程,水平方向动量守恒
根据能量守恒定律可得,机器人做的功为
设机器人从A木板右端跳到B木板左端时间为t2,代入,且
联立解得
当时,W取最小值,
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