内容正文:
高三年级物理试卷
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. 氘被称为“未来的天然燃料”,应用聚变反应可获取氘,其中是该反应过程中释放的能量。下列说法正确的是( )
A. X电子
B. 氘核的结合能为
C. 质子和X由于电场力而结合生成氘
D. 若将氘核分解为质子和X,则该过程释放的能量也是
2. 甲、乙两种固体熔化过程中温度随时间变化的图像如图,下列说法,正确的是( )
A. 甲、乙都是单晶体
B. 过程中甲的内能不变
C. 过程中乙的内能不变
D. 时刻甲、乙两种物质分子的平均动能相同
3. 如图所示,是单色点光源,平面镜水平放置,光屏竖直放置,光源、平面镜和光屏在同一竖直平面内。下列说法正确的是( )
A. 整个光屏上都有干涉条纹
B. 光源向上移动稍许,屏上条纹间距不变
C. 平面镜向上移动稍许,屏上条纹间距不变
D. 光屏向上移动稍许,屏上条纹间距不变
4. 恒温水池底部一个气泡由池底缓缓上浮,在气泡上浮的过程中( )
A. 气泡内气体压强增大
B 气泡表面张力让气泡扩张
C. 气泡内气体对外界做功
D. 单位时间内撞击气泡表面单位面积分子数增加
5. 如图所示是羽毛球从左往右飞行的轨迹图,图中为同一轨迹上等高的两点,为轨迹的最高点。则羽毛球( )
A. 在点的速度最小
B. 在点的水平速度等于在点的水平速度
C. 由到和由到两个阶段重力的冲量大小相等
D. 在点水平方向的加速度大于在点水平方向的加速度
6. 与两水域深度不同,水波在两个区域传播时图样如图所示,下列说法正确的是( )
A. 、两处水波的振动频率不同
B. 、两处水波传播速度大小不同
C. 该图样是由于衍射形成的
D. 该图样是由于干涉形成的
7. 如图所示,光滑斜面固定在水平面上,斜面上一物体用通过定滑轮的轻绳拉动,沿斜面缓慢上升,则此过程中( )
A. 绳子拉力一直变大
B. 斜面对物体的弹力一直变大
C. 地面对斜面的弹力一直变大
D. 地面对斜面的摩擦力一直变大
8. 如图所示,在平面内有一匀强电场,以坐标原点为圆心的圆,与坐标轴的交点分别为,在纸面内从点向各个方向以等大的速率射出电子,到达圆周上各处的电子中,电子到达点处的动能最大。则( )
A. 电场线与轴平行
B. 点电势大于点电势
C. 在圆周上的各点中,点电势最高
D. 到达圆周上处的电子速度相同
9. 氢原子从高能级向能级跃迁时释放的光子形成的光谱线,称为巴尔末系谱线。图甲为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱图,是巴尔末系中波长最长的谱线。下列说法正确的是( )
A. 是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
B. 巴尔末系中光子能量最大的是
C. 巴尔末系中光子动量最大的是
D. 氢原子外层电子在不同能级上绕核运动时,不辐射电磁波
10. 如图所示,竖直平面内有5根足够长的不同倾角的光滑杆子,5个相同的小球套在杆子上从各杆子上同一高度同时由静止下滑,一段时间后小球的连线可能是( )
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. 某同学为测定电阻丝的电阻率,设计了如图甲所示的电路,电路中是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,是保护电阻,电源电动势,电源内阻,电流表内阻忽略不计。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为______mm;
(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中长度及对应的电流值,将实验数据描点在图丙的坐标平面上,将这些点连成线,由图线求出电阻丝的电阻率_____(保留两位有效数字,取3);
(3)实验中图线的纵轴截距为,可求得电源的内阻为______(用字母表示);
(4)在测量“点触式”电阻丝(当只有在向下按压滑片P时,滑片P才与电阻丝接触)的电阻率时,设计了如丁图、戊图的连接电路,你认为______图的设计更合理(选填“丁”或“戊”),请说出理由______。
12. 如图所示,有一截面为正三角形的玻璃砖,一束红光从边中点射入,折射光线平行于边。已知正三角形的边长为,玻璃砖对红光的折射率为,真空中光速为。求:
(1)光线在边的入射角的正弦值;
(2)折射光线在玻璃砖内传播的时间。
13. 如图所示,倾斜平行光滑金属导轨、相距为,导轨平面和水平面间夹角为,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为,方向垂直于导轨平面向下,轨道端点间接有阻值为的电阻。质量为m,电阻为的金属导体棒垂直于放在轨道上,与轨道接触良好。棒从静止开始滑行距离后与处的立柱发生弹性碰撞,反弹后沿轨道上滑的最大距离为。已知连线与棒平行,重力加速度大小为。求该过程中
(1)电阻中产生的热量;
(2)通过电阻的电荷量。
14. 如图所示,x轴上方有范围足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为轴下方有沿轴方向的匀强电场,电场强度大小。在轴上的点可以沿不同方向射出带电粒子,粒子质量为、电荷量为,射出的初速度大小为,不考虑粒子的重力。
(1)若粒子沿与轴方向成角射出,刚好能到达轴,求点的纵坐标;
(2)若粒子沿轴方向射出,求粒子第一次经过轴的位置坐标;
(3)若粒子沿轴方向射出,求粒子从点出发到第一次回到点的时间。
15. 如图所示,光滑水平面上有一静止小车,质量,车前、后壁间距,车上放置质量,长度的木板A,木板上有一小物块B,质量,A、B间的动摩擦因数,木板与车厢间的动摩擦因数。开始B和A紧靠车厢前壁,现给小车向前的初速度,已知A与后壁碰撞黏在一起,B与后壁碰撞为弹性碰撞,经过一定时间后,A、B与小车三者相对静止,重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)A与后壁碰撞前,车、A、B的加速度大小、、;
(2)整个过程A与B之间摩擦产生的内能;
(3)从小车开始运动到三者相对静止的过程中小车的位移大小。
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高三年级物理试卷
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. 氘被称为“未来天然燃料”,应用聚变反应可获取氘,其中是该反应过程中释放的能量。下列说法正确的是( )
A. X是电子
B. 氘核的结合能为
C. 质子和X由于电场力而结合生成氘
D. 若将氘核分解为质子和X,则该过程释放的能量也是
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核反应电荷数、质量数守恒,可知X的电荷数为零,质量数为,故X为中子,故A错误;
B.结合能的定义为自由核子结合成原子核时释放的能量,或原子核拆分为自由核子时需要吸收的能量,本题中质子和中子结合成氘核释放能量为,即氘核的结合能为,故B正确;
C.核子之间靠强相互作用(核力)结合,中子不带电,质子和中子间不存在电场引力作用,故C错误;
D.氘核分解为质子和中子是核结合的逆过程,需要吸收能量,不会释放能量,故D错误。
故选B。
2. 甲、乙两种固体熔化过程中温度随时间变化的图像如图,下列说法,正确的是( )
A. 甲、乙都是单晶体
B. 过程中甲的内能不变
C. 过程中乙内能不变
D. 时刻甲、乙两种物质分子的平均动能相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶体(单晶体、多晶体)有固定熔点,非晶体没有固定熔点。由图可知,甲没有固定熔点,是非晶体,乙有固定熔点是晶体,A错误;
B.0~t₂过程中甲持续吸热,温度升高,内能增大,B错误;
C.t₁~t₂过程中乙虽然温度不变,但持续吸热,内能不断增大,C错误;
D.温度是分子平均动能的标志,t₂时刻甲、乙温度相同,因此二者分子平均动能相同,D正确。
故选 D。
3. 如图所示,是单色点光源,平面镜水平放置,光屏竖直放置,光源、平面镜和光屏在同一竖直平面内。下列说法正确的是( )
A. 整个光屏上都有干涉条纹
B. 光源向上移动稍许,屏上条纹间距不变
C 平面镜向上移动稍许,屏上条纹间距不变
D. 光屏向上移动稍许,屏上条纹间距不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.只有两束光(直射光 + 反射光)的重叠区域才会出现干涉条纹,并非整个光屏都有,A错误;
B.光源向上移动,a 增大 → d = 2a 增大,而 L 基本不变,根据可知,条纹间距将减小,B错误;
C.平面镜上移,a 减小 → d = 2a 减小,L 也不变,根据可知,条纹间距将增大,C错误;
D.光屏仅向上移动, �� 、 �� 、相干光源到光屏的水平距离 �� 都不变,因此条纹间距不变,D正确。
故选 D。
4. 恒温水池底部一个气泡由池底缓缓上浮,在气泡上浮的过程中( )
A. 气泡内气体压强增大
B. 气泡表面张力让气泡扩张
C. 气泡内气体对外界做功
D. 单位时间内撞击气泡表面单位面积分子数增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.气泡内气体的压强为
因为大气压强恒定,且气泡缓慢上升过程中h减小,所以p减小,故A错误;
B.表面张力的作用是使液体表面积收缩,因此表面张力会让气泡有收缩趋势,不会使气泡扩张,故B错误;
C.恒温水池内气泡温度不变,由玻意耳定律可知,压强减小则体积增大,气体体积膨胀,因此气泡内气体对外界做功,故C正确;
D.气体压强减小,因气泡温度不变,分子平均动能不变, 可知气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击次数减少,故D错误。
故选C。
5. 如图所示是羽毛球从左往右飞行的轨迹图,图中为同一轨迹上等高的两点,为轨迹的最高点。则羽毛球( )
A. 在点的速度最小
B. 在点的水平速度等于在点的水平速度
C. 由到和由到两个阶段重力的冲量大小相等
D. 在点水平方向的加速度大于在点水平方向的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.在P点时,重力和阻力的合力与速度方向成钝角关系,速度减小,故P点不是速度最小位置,故A错误;
B.羽毛球在水平方向只受空气阻力的水平分量作用,方向与运动方向相反,一直做减速运动,所以 A 点的水平速度大于 B 点的水平速度,故B错误;
C.A到P羽毛球处于上升阶段,竖直方向所受合力大于重力,竖直方向的加速度大于g,P到B处于下落阶段,竖直方向所受合力小于重力,竖直方向的加速度小于g,所以羽毛球AP段所用时间比PB段小,结合冲量的定义可知,AP段重力的冲量小于PB段重力的冲量,故C错误;
D.水平方向的加速度由空气阻力的水平分量提供。空气阻力 f 与速度 v 有关,且物体的速度v越大,受到空气的阻力f越大,结合上述分析可知,羽毛球在A点的速度大于在B点的速度,因此羽毛球在A点受到的阻力及在水平方向的分量大于在B点受到的阻力及水平方向的分量,根据牛顿第二定律可知,羽毛球在点水平方向的加速度大于在点水平方向的加速度,故D正确。
故选D。
6. 与两水域深度不同,水波在两个区域传播时的图样如图所示,下列说法正确的是( )
A. 、两处水波的振动频率不同
B. 、两处水波的传播速度大小不同
C. 该图样是由于衍射形成的
D. 该图样是由于干涉形成的
【答案】B
【解析】
【详解】A.水波在不同水域传播时,频率由振源决定,不会随介质改变。因此 A、B 两处水波的振动频率f相同,故A错误;
B.由图可知,A、B两处水波的波长不同(),因为
可知A、B两处水波传播速度不同,故B正确;
CD.本题中是水波在不同深度的水域(不同介质)中传播,发生的是折射,故CD错误。
故选B。
7. 如图所示,光滑斜面固定在水平面上,斜面上的一物体用通过定滑轮的轻绳拉动,沿斜面缓慢上升,则此过程中( )
A. 绳子拉力一直变大
B. 斜面对物体弹力一直变大
C. 地面对斜面的弹力一直变大
D. 地面对斜面的摩擦力一直变大
【答案】A
【解析】
【详解】以斜面上的物体为研究对象,受到重力G,斜面的支持力N和绳的拉力F三力平衡,受力图如图所示
AB.物体沿斜面缓缓上升过程中,斜面对物体的弹力N方向不变,绳子的拉力与竖直方向的夹角变小,由图中的关系可看出,绳子的拉力增大,斜面对物体的弹力N减小,A正确,B错误;
CD.以斜面及斜面上的物体整体为研究对象,由平衡关系可知,的竖直方向分力变大,则地面对斜面的弹力减小;的水平方向分力变小,则地面对斜面的摩擦力减小,CD错误。
故选A。
8. 如图所示,在平面内有一匀强电场,以坐标原点为圆心的圆,与坐标轴的交点分别为,在纸面内从点向各个方向以等大的速率射出电子,到达圆周上各处的电子中,电子到达点处的动能最大。则( )
A. 电场线与轴平行
B. 点电势大于点电势
C. 在圆周上的各点中,点电势最高
D. 到达圆周上处的电子速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】根据动能定理,电子初速率相等,到达点动能最大,说明从 到 电场力做功最多
由此可推得: 电子带负电,电场力沿 轴正方向,因此电场方向沿 轴负方向(向下),匀强电场中沿电场方向电势逐渐降低。
A.电场方向沿轴,电场线与轴平行,不是轴,A错误;
B.匀强电场中等势面垂直于电场,因此等势面平行于轴,、在同一等势面上,电势相等,B错误;
C.电场方向沿轴负方向,沿电场方向电势降低,圆周上点坐标最大,因此点电势最高,C正确;
D.速度是矢量,、电势相等,电子到达两点的速率相等,但速度方向不同,因此速度不同,D错误。
故选C 。
9. 氢原子从高能级向能级跃迁时释放的光子形成的光谱线,称为巴尔末系谱线。图甲为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱图,是巴尔末系中波长最长的谱线。下列说法正确的是( )
A. 是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
B. 巴尔末系中光子能量最大的是
C. 巴尔末系中光子动量最大的是
D. 氢原子外层电子在不同能级上绕核运动时,不辐射电磁波
【答案】D
【解析】
【详解】AB.从图乙可知,四条谱线的波长关系为,根据光子能量公式得
可知
因此四条谱线中光子能量最大的是,根据氢原子能级跃迁规律,当氢原子从高能级n=m向n=2跃迁时,光子能量为
从四条谱线中光子能量排序得,可能为n=6向n=2跃迁时的谱线,故AB错误;
C.根据光子动量公式有
因为,可知四条谱线中光子动量最大的是,故C错误;
D.根据玻尔原子理论的定态假设,氢原子外层电子在特定的轨道(能级)上绕核运动时,处于定态,不辐射电磁波,只有发生跃迁时才辐射或吸收光子,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,竖直平面内有5根足够长的不同倾角的光滑杆子,5个相同的小球套在杆子上从各杆子上同一高度同时由静止下滑,一段时间后小球的连线可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.经过时间t,小球沿杆下滑的位移为
所以倾角越大,沿杆下落位移越大,故AD错误;
BC.此时小球到原点O的杆长为
其中下滑竖直高度为h,将位置分解为水平坐标x、竖直坐标y,则,
所以小球的连线是曲线,不是直线,故C正确、B错误。
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. 某同学为测定电阻丝的电阻率,设计了如图甲所示的电路,电路中是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,是保护电阻,电源电动势,电源内阻,电流表内阻忽略不计。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为______mm;
(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中长度及对应的电流值,将实验数据描点在图丙的坐标平面上,将这些点连成线,由图线求出电阻丝的电阻率_____(保留两位有效数字,取3);
(3)实验中图线的纵轴截距为,可求得电源的内阻为______(用字母表示);
(4)在测量“点触式”电阻丝(当只有在向下按压滑片P时,滑片P才与电阻丝接触)的电阻率时,设计了如丁图、戊图的连接电路,你认为______图的设计更合理(选填“丁”或“戊”),请说出理由______。
【答案】(1)##0.399##0.401
(2)####
(3)
(4) ①. 戊 ②. 理由见解析
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的精度为,可知电阻丝的直径
【小问2详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
其中
可得
可得斜率
可得电阻丝的电阻率
【小问3详解】
图线的纵轴截距为,可得
可得电源的内阻为
【小问4详解】
[1][2]戊图的连接电路更合理。因为只有在向下按压滑片P时,滑片P才与电阻丝接触,则戊图在不按压滑片的情况下,电路断开,可有效地减小通电时间,减小温度对电阻率测量的影响。
12. 如图所示,有一截面为正三角形的玻璃砖,一束红光从边中点射入,折射光线平行于边。已知正三角形的边长为,玻璃砖对红光的折射率为,真空中光速为。求:
(1)光线在边的入射角的正弦值;
(2)折射光线在玻璃砖内传播的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
一束红光从边中点射入,折射光线平行于边,可知折射角为,根据折射定律有
可得入射角的正弦值
【小问2详解】
折射光线在玻璃砖内的传播速度为
折射光线在玻璃砖内传播的时间
13. 如图所示,倾斜平行光滑金属导轨、相距为,导轨平面和水平面间夹角为,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为,方向垂直于导轨平面向下,轨道端点间接有阻值为的电阻。质量为m,电阻为的金属导体棒垂直于放在轨道上,与轨道接触良好。棒从静止开始滑行距离后与处的立柱发生弹性碰撞,反弹后沿轨道上滑的最大距离为。已知连线与棒平行,重力加速度大小为。求该过程中
(1)电阻中产生的热量;
(2)通过电阻的电荷量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
整个过程中,重力势能的减少量等于电路中产生的总焦耳热,可得
电阻中产生的热量
联立可得
【小问2详解】
下滑过程有,,
可得
可得
同理上滑过程有
上滑和下滑过程中感应电流方向相反,可知通过电阻的电荷量
14. 如图所示,x轴上方有范围足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为轴下方有沿轴方向的匀强电场,电场强度大小。在轴上的点可以沿不同方向射出带电粒子,粒子质量为、电荷量为,射出的初速度大小为,不考虑粒子的重力。
(1)若粒子沿与轴方向成角射出,刚好能到达轴,求点的纵坐标;
(2)若粒子沿轴方向射出,求粒子第一次经过轴的位置坐标;
(3)若粒子沿轴方向射出,求粒子从点出发到第一次回到点的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在磁场中洛伦兹力提供向心力,则有
粒子刚好能到达轴,则轨迹与轴相切,由几何关系可得
联立解得
【小问2详解】
若粒子沿轴方向射出,轨迹如图所示
由几何关系可得
解得
【小问3详解】
由几何关系可得粒子第一次经过轴时速度与轴夹角为,设第一次经过轴到第二次经过轴时运动时间为,则轴方向位移
在电场中运动由对称可知
由牛顿第二定律可得
联立解得
刚好等于第一象限圆轨迹的弦长,则粒子回到点的轨迹如图所示
在磁场中运动周期
在磁场中运动轨迹对应圆心角,则在磁场中运动时间
粒子从点出发到第一次回到点的时间
联立解得
15. 如图所示,光滑水平面上有一静止小车,质量,车前、后壁间距,车上放置质量,长度的木板A,木板上有一小物块B,质量,A、B间的动摩擦因数,木板与车厢间的动摩擦因数。开始B和A紧靠车厢前壁,现给小车向前的初速度,已知A与后壁碰撞黏在一起,B与后壁碰撞为弹性碰撞,经过一定时间后,A、B与小车三者相对静止,重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)A与后壁碰撞前,车、A、B的加速度大小、、;
(2)整个过程A与B之间摩擦产生的内能;
(3)从小车开始运动到三者相对静止的过程中小车的位移大小。
【答案】(1),,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
B与木板A的最大静摩擦力为
木板A与车厢间的最大静摩擦力为
对车,有
可得车加速度大小
对A和B,假设一起加速,有
可得
可知A和B发生了相对运动,对A有
可得
对B有
可得
【小问2详解】
设经过时间后A与后壁碰撞黏在一起,有
解得
或
因为A与后壁碰撞黏在一起,可知时间取,此时车、A、B的位移分别为
车、A、B的速度分别为
A与B之间摩擦产生的内能
A与后壁碰撞黏在一起,根据动量守恒有
可得
A与后壁碰撞黏在一起,对A和车整体受力分析
B与后壁碰撞前,根据运动学公式
解得
A、B与小车三者相对静止,有
可得
碰撞后对车和A整体、B受力分析,可知受力大小不变,方向都相反,对碰撞后的车和A整体
对B
A和车的位移为
B的位移为
解得
根据能量关系可得A与B之间摩擦产生的内能
可得整个过程A与B之间摩擦产生的内能
【小问3详解】
从小车开始运动到三者相对静止的过程中小车的位移大小
第1页/共1页
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