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:必修第三册全册。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。
1. 同一辆汽车以相同的速率分别通过甲、乙、丙、丁四个圆弧形路面,乙的半径比甲的大,丁的半径比丙的大;则汽车在甲、乙路面的最高点对路面的压力,在丙、丁路面的最低点对路面的压力,最大的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,通有恒定电流的长直导线MN放在矩形绝缘线框ABCD上,长直导线与AD平行,与AB、CD的接触点分别为P、Q,APQD的面积是PBCQ面积的一半,整个线框的磁通量大小为,矩形PBCQ中的磁通量大小为,矩形APQD中的磁通量大小为,则下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D. 将直导线向右平移一小段距离,线框中磁通量增大
3. 一段长为、粗细均匀的金属导体连接在稳定的电路中,测得导体两端的电压为。已知导体的电阻率为,导体单位体积内自由电子的个数为,则关于导体中自由电子定向移动的平均速率,下列说法正确的是( )
A. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
B. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
C. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
D. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
4. 一个质点做直线运动,在至时间内的速度—时间图像如图所示,这段时间内质点的位移为零,则这段时间内质点匀速运动的位移大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,A、B两点固定等量的异种电荷,C、D两点将A、B连线三等分,已知A、B连线上电场强度的最小值为E,则C点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,带正电的小球处在竖直向下的匀强电场中做简谐运动,小球运动到最高点时弹簧刚好处于原长,小球做简谐运动的最大速度为v1、振幅为A1,当小球运动到最高点时迅速撤去电场,此后小球振动过程中的最大速度为v2、振幅为A2,则下列判断正确的是( )
A. v1=v2 B. v1>v2 C. A1<A2 D. A1=A2
7. 如图所示为光导纤维(可简化为长直玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为l=9m,AB、CD分别代表光纤的两个端面,一束光以45°的入射角从端面AB射入长直光纤,玻璃丝对该光束的折射率为。已知光在真空中的传播速度的大小为,则光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示的电路中,平行板电容器竖直放置,将一电介质沿竖直方向插入或拔出电容器,下列判断正确的是( )
A. S闭合,电介质向下插入过程中,电容器B板的电势升高
B. S闭合,电介质向下插入过程中,电阻R中有从右向左的电流
C. 电容器充电后S断开,电介质向上拔出过程中,电容器的带电量会减少
D. 电容器充电后S断开,电介质向上拔出过程中,电容器B板的电势升高
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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。
9. 某同学将电流计G改装成电压表和电流表,电路如图所示,已知电流计的内阻为10Ω、满偏电流为100mA,,改成的电流表量程为0.6A,改装成的电压表量程为15V,则下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 仅增大,电流表的量程变大
D. 仅增大,电压表的量程变小
10. 如图所示,ABCD—MNPQ是正方体,在顶点A、P分别固定电荷量为的点电荷,在顶点M点固定电荷量为+2q的点电荷,则下列说法正确的是( )
A. 立方体内电势为零区域为一条线
B. 立方体内电势为零区域为一个平面
C. 将一个负的点电荷从B点移到Q点,电场力做正功
D. B、D两点电场强度相同
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某同学要测量手机的质量,从实验室中选择了如下器材:一根带有指针的轻弹簧、铁架台、刻度尺,若干个质量均为50g的钩码,组成如图甲所示的实验装置。
(1)实验装置中轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上,将刻度尺竖直放置,将刻度尺的零刻度与轻弹簧的上端对齐,不挂钩码时,轻弹簧的指针所示的位置如图乙所示,则轻弹簧的原长为L0=_________cm。
(2)在轻弹簧的下面依次挂上1个、2个、3个……n个钩码,重复实验,记录每次挂上的钩码个数n及对应的弹簧的长度L,求出每次弹簧的伸长量x,作出n-x图像如图丙所示,重力加速度g取9.8m/s2,由此求得弹簧的劲度系数为k=__________N/m。
(3)取下所有钩码,挂上手机,测得弹簧的伸长量为5.60cm,则求得手机的质量m=__________kg。
12. 某同学要测量两节干电池串联组成的电池组的电动势和内阻(约为2Ω),设计了如图甲所示的电路。图中电压表的量程为3V,电流表量程为0.6A、内阻约为1Ω,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,R0为未知的定值电阻。
(1)将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关S1、开关S2合向2,调节滑动变阻器,使滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电流表的指针指在0.5A左右,则R0的阻值约为 。
A. 1Ω B. 3Ω C. 5Ω D. 7Ω
(2)若在(1)中,R0阻值已知,当滑动变阻器接入电路的电阻调为零时,记录电压表和电流表的示数分别为U0、I0,则电流表的内阻RA=__________(用U0、I0、R0表示)。
(3)将开关S2合向1,多次调节滑动变阻器的滑片位置,记录每次调节后电压表和电流表的示数U、I,某次电流表的指针指在如图乙所示的位置,这时电路中电流为__________A;若RA已知,根据记录的多组U、I,作U-I图像,得到图像的斜率大小为k,图像与纵轴的截距为b,则电池的电动势E=__________,电池的内阻r=__________。(后两空用b、k、RA表示)
13. 如图所示的电路中,电源电动势,内阻,四个定值电阻、、、的阻值均为,电容器电容,将、均闭合,求:
(1)电源的输出功率;
(2)将断开,通过电阻的电量。
14. 如图甲所示,一个质量为、带电量为的带电体锁定在绝缘水平面上点,带电体处在水平向右的电场中,解除锁定,带电体从静止开始做加速直线运动,加速度随时间变化的规律如图乙所示,时刻运动到点,从点向右的运动中,带电体受到的电场力做功的功率不再发生变化,时刻物块运动到点。图乙中、、均已知,重力加速度为,带电体与水平面间的动摩擦因数为,求:
(1)物块匀加速运动的位移大小及匀加速运动的末速度大小;
(2)、两点间的电势差;
(3)时间内,电场力的冲量为多大。
15. 如图甲所示,平面直角坐标系的第二、三象限内有沿y轴负方向的匀强电场,一个足够大的荧光屏垂直x正半轴放置,在y轴与荧光屏之间有平行于y轴的交变匀强电场,电场强度随时间变化的规律如图乙所示(图中E0未知、T已知),该电场沿y轴正向为正方向。在第二象限坐标为(2d,d)的P点沿x轴正向,以大小为v0的初速度不断射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,粒子经电场偏转从坐标原点进入第四象限,从t=0时刻经过坐标原点的粒子恰好在时刻垂直打在荧光屏上,不计粒子的重力,求:
(1)第二、三象限内电场的电场强度的大小;
(2)荧光屏离y轴的距离,交变电场的电场强度大小E0;
(3)荧光屏上有粒子打上的区域沿y轴方向的长度。
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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:必修第三册全册。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。
1. 同一辆汽车以相同的速率分别通过甲、乙、丙、丁四个圆弧形路面,乙的半径比甲的大,丁的半径比丙的大;则汽车在甲、乙路面的最高点对路面的压力,在丙、丁路面的最低点对路面的压力,最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】汽车在甲、乙路面最高点时,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知,汽车对甲、乙路面的压力都小于汽车重力;
汽车在丙、丁路面最低点时,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,可知汽车对丙、丁路面的压力都大于汽车重力;
汽车在丙、丁路面最低点时有
可知半径小的丙路面对汽车的支持力最大,根据牛顿第三定律,可知汽车对丙路面的压力最大。
故选C。
2. 如图所示,通有恒定电流的长直导线MN放在矩形绝缘线框ABCD上,长直导线与AD平行,与AB、CD的接触点分别为P、Q,APQD的面积是PBCQ面积的一半,整个线框的磁通量大小为,矩形PBCQ中的磁通量大小为,矩形APQD中的磁通量大小为,则下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D. 将直导线向右平移一小段距离,线框中磁通量增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据安培定则,可知直导线右侧的磁感应强度方向为垂直纸面向里,左侧为垂直纸面向外,即两侧的磁感应强度方向相反,故矩形PBCQ中的磁通量与矩形APQD中的磁通量会相互抵消,矩形PBCQ的面积大于矩形APQD的面积,根据
则有
故整个线框的磁通量大小为,故A错误,B正确;
C.因离直导线越远,磁感应强度越弱,故矩形PBCQ中的平均磁感应强度小于矩形APQD中的平均磁感应强度,矩形PBCQ的面积为矩形APQD面积的两倍,故,选项C错误;
D.根据安培定则,可知直导线右侧的磁感应强度方向为垂直纸面向里,左侧为垂直纸面向外,即两侧的磁感应强度方向相反,故矩形PBCQ中的磁通量与矩形APQD中的磁通量会相互抵消,矩形PBCQ的面积大于矩形APQD的面积,根据
则有
若将直导线向右平移一小段距离,则左侧的面积增大,右侧的面积减小,则不断减小,不断增大,根据整个线框的磁通量大小为
可知不断减小,故D错误。
故选B。
3. 一段长为、粗细均匀的金属导体连接在稳定的电路中,测得导体两端的电压为。已知导体的电阻率为,导体单位体积内自由电子的个数为,则关于导体中自由电子定向移动的平均速率,下列说法正确的是( )
A. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
B. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
C. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
D. 其他条件不变,越大电子定向移动的平均速率越大
【答案】A
【解析】
【详解】根据电流的微观表达式和欧姆定律,推导自由电子定向移动的平均速率的表达式。
电流的微观表达式为其中为电子电荷量,为导体横截面积。
欧姆定律
电阻的表达式
联立得
代入电流微观表达式
解得由此,与成正比,与、、 成反比。
故选A。
4. 一个质点做直线运动,在至时间内的速度—时间图像如图所示,这段时间内质点的位移为零,则这段时间内质点匀速运动的位移大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设匀速运动的速度大小为v,则
解得
因此匀速运动的位移
故选B。
5. 如图所示,A、B两点固定等量的异种电荷,C、D两点将A、B连线三等分,已知A、B连线上电场强度的最小值为E,则C点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据电场线分布特点可知,A、B连线中点处是连线上电场强度最小值点,设两点电荷带电量均为q,A、B间距离为L,则
则C点的电场强度
故选D。
6. 如图所示,带正电的小球处在竖直向下的匀强电场中做简谐运动,小球运动到最高点时弹簧刚好处于原长,小球做简谐运动的最大速度为v1、振幅为A1,当小球运动到最高点时迅速撤去电场,此后小球振动过程中的最大速度为v2、振幅为A2,则下列判断正确的是( )
A. v1=v2 B. v1>v2 C. A1<A2 D. A1=A2
【答案】B
【解析】
【详解】CD.根据简谐运动的特点有,
其中k为比例系数,因此,故CD错误;
AB.撤去电场前,在最高点时,小球的加速度大小
撤去电场后,在最高点时,小球的加速度大小
小球从最高点运动到平衡位置过程的a-x图像如图所示
由得,
结合微元累积法可知,a-x图像与横轴所包围的面积表示末速度平方与初速度平方差值的,设小球的最大速度为,由于小球在最高点时速度为零,则有
解得
故,
即,故A错误,B正确。
故选B。
7. 如图所示为光导纤维(可简化为长直玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为l=9m,AB、CD分别代表光纤的两个端面,一束光以45°的入射角从端面AB射入长直光纤,玻璃丝对该光束的折射率为。已知光在真空中的传播速度的大小为,则光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设光从AB端面进入玻璃丝的折射角为θ,根据光的折射定律有
解得
设光在玻璃丝中发生全反射的临界角为C,则
解得
易知折射到玻璃丝中的光射到玻璃丝侧面的入射角为60°>C,即射到玻璃丝侧面的光发生全反射,光经过不断在玻璃丝侧面发生全反射,最后从端面CD射出;设光在玻璃丝中传播的路程为s,根据对称性可得
根据折射定律公式有
光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为
解得
故选A。
8. 如图所示的电路中,平行板电容器竖直放置,将一电介质沿竖直方向插入或拔出电容器,下列判断正确的是( )
A. S闭合,电介质向下插入过程中,电容器B板的电势升高
B. S闭合,电介质向下插入过程中,电阻R中有从右向左的电流
C. 电容器充电后S断开,电介质向上拔出过程中,电容器的带电量会减少
D. 电容器充电后S断开,电介质向上拔出过程中,电容器B板的电势升高
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合,电介质插入过程中,电容器的电容增大,电容器两极始终与电源相连,电压不变,板的电势不变,A错误;
B.电容器电容增大,两极板间电压不变,根据,电容器的带电量增加,中有从左向右的充电电流,B错误;
C.电容器充电后断开,电容器的带电量不变,C错误;
D.电容器充电后断开,电容器的带电量不变,电介质向上拔出过程中,电容器的电容减小,根据,因此两板间的电压增大,板的电势升高,选项D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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。
9. 某同学将电流计G改装成电压表和电流表,电路如图所示,已知电流计的内阻为10Ω、满偏电流为100mA,,改成的电流表量程为0.6A,改装成的电压表量程为15V,则下列判断正确的是( )
A.
B.
C. 仅增大,电流表的量程变大
D. 仅增大,电压表的量程变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据题意,改装电流表时,,,解得,选项A正确;
B.改装电压表时,则,,解得,选项B错误;
C.根据可知,增大,电流表的量程减小,选项C错误;
D.由可知,增大,减小,选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示,ABCD—MNPQ是正方体,在顶点A、P分别固定电荷量为的点电荷,在顶点M点固定电荷量为+2q的点电荷,则下列说法正确的是( )
A. 立方体内电势为零区域为一条线
B. 立方体内电势为零区域为一个平面
C. 将一个负的点电荷从B点移到Q点,电场力做正功
D. B、D两点电场强度相同
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.将M点的电荷分成两个电荷量均为+q的点电荷,则其中一个点电荷与A点点电荷组成第一组等量异种电荷,另一个点电荷与P点点电荷组成第二组等量异种电荷,在第一组等量异种电荷的电场中,在立方体内AM的垂直平分面为零电势面,在第二组等量异种电荷的电场中,立方体内BDQN为零电势面,两个面的交线为零电势线,选项A正确,B错误;
C.在第一组等量异种电荷的电场中,B点电势比Q点电势低,在第二组等量异种电荷电场中,B、D两点等势,叠加的结果,B点电势比Q点电势低,因此将一个负的点电荷从B点移到Q点,电势能减小,电场力做正功,选项C正确;
D.根据电场叠加,B、D两点电场强度大小相等,方向不同,选项D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某同学要测量手机的质量,从实验室中选择了如下器材:一根带有指针的轻弹簧、铁架台、刻度尺,若干个质量均为50g的钩码,组成如图甲所示的实验装置。
(1)实验装置中轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上,将刻度尺竖直放置,将刻度尺的零刻度与轻弹簧的上端对齐,不挂钩码时,轻弹簧的指针所示的位置如图乙所示,则轻弹簧的原长为L0=_________cm。
(2)在轻弹簧的下面依次挂上1个、2个、3个……n个钩码,重复实验,记录每次挂上的钩码个数n及对应的弹簧的长度L,求出每次弹簧的伸长量x,作出n-x图像如图丙所示,重力加速度g取9.8m/s2,由此求得弹簧的劲度系数为k=__________N/m。
(3)取下所有钩码,挂上手机,测得弹簧的伸长量为5.60cm,则求得手机的质量m=__________kg。
【答案】(1)10.50
(2)49 (3)0.28
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,弹簧的原长为
【小问2详解】
弹簧的劲度系数
【小问3详解】
根据平衡条件有
其中,代入数据解得手机的质量
12. 某同学要测量两节干电池串联组成的电池组的电动势和内阻(约为2Ω),设计了如图甲所示的电路。图中电压表的量程为3V,电流表量程为0.6A、内阻约为1Ω,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,R0为未知的定值电阻。
(1)将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关S1、开关S2合向2,调节滑动变阻器,使滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小,当滑动变阻器接入电路的电阻为零时,电流表的指针指在0.5A左右,则R0的阻值约为 。
A. 1Ω B. 3Ω C. 5Ω D. 7Ω
(2)若在(1)中,R0阻值已知,当滑动变阻器接入电路的电阻调为零时,记录电压表和电流表的示数分别为U0、I0,则电流表的内阻RA=__________(用U0、I0、R0表示)。
(3)将开关S2合向1,多次调节滑动变阻器的滑片位置,记录每次调节后电压表和电流表的示数U、I,某次电流表的指针指在如图乙所示的位置,这时电路中电流为__________A;若RA已知,根据记录的多组U、I,作U-I图像,得到图像的斜率大小为k,图像与纵轴的截距为b,则电池的电动势E=__________,电池的内阻r=__________。(后两空用b、k、RA表示)
【答案】(1)B (2)
(3) ①. 0.30 ②. b ③.
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律有
代入数据解得
故选B。
【小问2详解】
根据
解得
【小问3详解】
[1]由图乙,可知电流表的示数为0.30A;
[2][3]根据闭合电路的欧姆定律
可得
根据题意,可得,
解得
13. 如图所示的电路中,电源电动势,内阻,四个定值电阻、、、的阻值均为,电容器电容,将、均闭合,求:
(1)电源的输出功率;
(2)将断开,通过电阻的电量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当、均闭合后,外电路的电阻
电路中的总电流
则电源的输出功率
【小问2详解】
S2闭合时,电容器两端的电压
当S2断开时,电路中的电流
这时电容器两端的电压
则断开S2后,通过电阻R2的电量
14. 如图甲所示,一个质量为、带电量为的带电体锁定在绝缘水平面上点,带电体处在水平向右的电场中,解除锁定,带电体从静止开始做加速直线运动,加速度随时间变化的规律如图乙所示,时刻运动到点,从点向右的运动中,带电体受到的电场力做功的功率不再发生变化,时刻物块运动到点。图乙中、、均已知,重力加速度为,带电体与水平面间的动摩擦因数为,求:
(1)物块匀加速运动的位移大小及匀加速运动的末速度大小;
(2)、两点间的电势差;
(3)时间内,电场力的冲量为多大。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块匀加速运动过程的位移大小为
匀加速运动末速度大小
【小问2详解】
匀加速运动过程
匀加速运动过程,电场力做的功
t=t0时刻,电场力的功率
0~t1时间内,电场力做功为
解得
【小问3详解】
设t=t1时刻,物块的速度为v,则
解得
根据动量定理
解得
15. 如图甲所示,平面直角坐标系的第二、三象限内有沿y轴负方向的匀强电场,一个足够大的荧光屏垂直x正半轴放置,在y轴与荧光屏之间有平行于y轴的交变匀强电场,电场强度随时间变化的规律如图乙所示(图中E0未知、T已知),该电场沿y轴正向为正方向。在第二象限坐标为(2d,d)的P点沿x轴正向,以大小为v0的初速度不断射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,粒子经电场偏转从坐标原点进入第四象限,从t=0时刻经过坐标原点的粒子恰好在时刻垂直打在荧光屏上,不计粒子的重力,求:
(1)第二、三象限内电场的电场强度的大小;
(2)荧光屏离y轴的距离,交变电场的电场强度大小E0;
(3)荧光屏上有粒子打上的区域沿y轴方向的长度。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在第二、三象限内做类平抛运动。则,
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
粒子从t=0时进入交变电场后,沿x轴方向做匀速直线运动,速度大小为v0,根据题意有荧光屏到y轴的距离
设粒子经过坐标原点时的速度沿y轴负方向的分速度大小为vy,则
解得
由于粒子在t=0时刻进入交变电场后,在时刻沿y轴方向的速度为零
因此粒子在时刻速度为零,则
根据牛顿第二定律
解得
【小问3详解】
从时刻经过坐标原点的粒子,经电场偏转打在荧光屏上的侧移最小
从时刻经过坐标原点的粒子,经电场偏转打在荧光屏上的侧移最大
因此荧光屏上有粒子打上的区域长度为
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