内容正文:
高三物理
本试卷共100分 考试时间75分钟
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.氢原子光谱在可见光区按频率展开的谱线如图所示,此四条谱线满足巴耳末公式(),其中,且为红光,为紫光。下列说法正确的是( )
A.对应的是电子从能级向能级跃迁所释放光的谱线
B.气体中中性原子的发光光谱都是连续谱
C.若光能使某金属板发生光电效应,则光一定也能使该金属板发生光电效应
D.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖,光的侧移量最小
2.带操是艺术体操项目之一,使用彩带作为器械。某次比赛中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波,时的波形图如图甲所示,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点,图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A.时刻质点P正沿y轴正方向运动
B.这列波遇到尺寸为8 m的障碍物时不能发生衍射现象
C.如果将波源的振动周期增大为0.8 s,则该波的波速为20 m/s
D.平衡位置在和处的质点振动方向总是相同的
3.我国北斗卫星导航系统(BDS)已经开始提供全球服务,具有定位、导航、授时、5G传输等功能,A、B为北斗系统中的两颗工作卫星。如图所示,A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,O为地心,在两卫星运行过程中,A、B连线和O、A连线的夹角最大为,则A、B两卫星( )
A.做圆周运动的线速度的比值为
B.做圆周运动的周期的比值为
C.与地心O的连线在相等时间内扫过的面积的比值为
D.做圆周运动的加速度的比值为
4.手机无线充电技术越来越普及,图甲是使用220 V正弦交变电源的手机无线充电装置,其工作原理如图乙所示。其中S为探测开关,若手机支持无线快充,则S与1接通,此时送电线圈和受电线圈的匝数比,手机两端的电压为9 V,充电功率为27 W;若手机不支持无线快充,则S与2接通,此时送电线圈和受电线圈的匝数比,手机两端的电压为5 V,充电功率为5 W。送电线圈所接的电阻,开关1所接电阻为,开关2所接电阻为。若把装置线圈视为理想变压器,则下列说法正确的是( )
A.的阻值为18 Ω
B.快速充电时,送电线圈的输入电压为180 V
C.S与2接通时,a、b间的输入功率为22 W
D.S与2接通时,受电线圈两端的电压为44 V
5.某公司为了测试摩托车的性能,让两驾驶员分别驾驶摩托车在一平直路面上行驶,利用速度传感器测出摩托车A、B的速度随时间变化的规律并将其描绘在计算机中,如图所示,两摩托车在时同时到达目的地。下列说法正确的是( )
A.摩托车A的加速度是摩托车B的3倍
B.在时刻,两辆摩托车距离最远
C.在0~25 s时间内,两辆摩托车间的最远距离为200 m
D.在0~25 s时间内,两辆摩托车间的最远距离为280 m
6.如图所示,轻绳1两端分别固定在M、N两点(N点在M点右上方),轻绳1上套有一个轻质的光滑小环O,质量为m的物块通过另一根轻绳2悬挂在环的下方,处于静止状态,。现用一水平向右的力F缓慢拉动物块,直到轻绳2与M、N的连线方向垂直,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.施加拉力F前,轻绳1的张力大小为
B.物块在缓慢移动过程中始终处于超重状态
C.在物块缓慢移动过程中,轻绳2的张力越来越小
D.在物块缓慢移动过程中,轻绳1的张力可能先增大后减小
7.如图所示,两根光滑平行金属导轨MN和PQ固定在水平面上,导轨左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感应强度大小为B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为B,方向竖直向下。两磁场区域沿导轨方向的长度均为d,质量均为m的金属棒ab和ef垂直导轨放置,接入电路中的电阻分别为R和2R,金属棒ef置于磁场Ⅱ的右边界处(边界处存在磁场)。现将金属棒ab从弯曲导轨上高度为处由静止释放,使其沿导轨运动。金属棒ab在离开磁场Ⅰ前已经做匀速运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.金属棒ab刚进入磁场Ⅰ时,金属棒ef中的电流方向为f→e
B.金属棒ab刚进入磁场Ⅰ瞬间,金属棒ef的加速度大小
C.金属棒ab在磁场Ⅰ内运动的过程中,金属棒ef产生的焦耳热
D.若金属棒ab以速度进入磁场Ⅰ,经过时间从磁场Ⅰ穿出,则在这段时间内通过金属棒ef横截面的电荷量
8.某容器内一定量理想气体的状态变化A→B→C→A过程的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.由状态A到状态B的过程中,气体吸收热量,内能增大
B.由状态B到状态C的过程中,气体吸收热量,内能不变
C.由状态C到状态A的过程中,气体做等温变化
D.气体处于状态A时与处于状态C时相比,气体分子间的平均距离较小,分子平均动能较小
9.如图所示,S为位于泳池底部的一点光源,光源距水面的深度为h,从水面上看水面有光亮的圆形区域的面积为,水对该光的折射率为n,光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是( )
A.若向泳池内注水增加水深,水面被照亮区域的面积会增大
B.若将池水换成折射率比水大的某种液体,液面被照亮区域的面积会增大
C.
D.光在水中传播到圆形区域边缘的时间
10.如图所示,在竖直面内有一方向未知的匀强电场,质量为m、电荷量为的小球从a点以速度沿与水平方向成60°角且斜向右上方抛出,先后经过b、c两点,a、c两点在同一水平线上。小球运动到b点时速度方向水平,大小为,且从a点运动至b点的时间为,g为重力加速度大小,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.电场强度的大小为 B.a、c两点间的距离为
C.小球在c点的速度大小为 D.a、c两点间的电势差为
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(8分)小张同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,选出了如图所示的一条纸带,每两个点间还有4个计时点没有画出,打点计时器所接的电源频率为50 Hz,答案均保留位有效数字。
(1)根据纸带上的数据,计算打下C点时小车的瞬时速度________m/s。
(2)小车做匀变速直线运动的加速度大小________。
12.(8分)某同学为测定一节干电池的电动势和内阻,准备的实验器材有:
电流表(量程为0~200 mA,内阻);
电压表(量程为0~3 V,内阻约为2000 Ω);
滑动变阻器(0~5 Ω,额定电流为1 A);
两个定值电阻(,);
开关S一个,导线若干。
(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片滑至________(填“左”或“右”)端。
(2)由于电流表量程太小,因此需要将其量程改装为0~700 mA,则定值电阻应选________(填“”或“”)。
(3)按图甲正确连线后规范操作,记录电压表和电流表的示数U、I,并作出图像如图乙所示,则该电源的电动势为________V,内阻为________Ω。(结果均保留三位有效数字)
13.(10分)如图所示,质量为2m的细棒a垂直置于光滑水平轨道上,轻绳一端系于细棒中点A,一端连着质量为m的木块b(可看成质点),轻绳拉紧且水平,长度为L,整个系统处于静止状态,重力加速度大小为g,不计空气阻力,现将木块b自由释放。
(1)若细棒固定,求木块b运动至细棒a正下方时的速度大小;
(2)若细棒不固定,求木块b运动至细棒a正下方时对轻绳的拉力大小F。
14.(13分)如图所示,一挡板垂直斜面固定放置,斜面与水平面的夹角,交线为CD,斜面内BC与CD垂直,挡板平面与斜面的交线为AC,。挡板长,质量的滑块从挡板上端A点由静止滑下,滑块与斜面、挡板间的动摩擦因数均为,取重力加速度大小,,滑块可看作质点,不计空气阻力,求:
(1)滑块受到的摩擦力大小f;
(2)滑块的加速度大小a;
(3)滑块滑到挡板底端C点时的速度大小v。
15.(15分)如图所示,在xOy坐标系中,第二、四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场,质量为m、电荷量为q的粒子以速度从点垂直x轴射入第二象限,后与x轴方向成角射入第四象限,粒子进入电场时速度方向与y轴成45°角,最终粒子从x轴上的C点(图中未画出)垂直x轴回到第二象限,不计粒子重力,求:
(1)第二、四象限匀强磁场的磁感应强度大小、;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)A、C两点间的距离d;
(4)粒子从A点运动到C点的时间t。
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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。
题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
B
B
A
B
AD
AC
CD
1,.C【解析】本题考查原子核物理,目的是考查学生的推理论证能力。根据巴耳末公式一
R(宁一m=3,45,6,可知n越小以越大,已知属4<A放H对应的是
电子从n=3能级向n=2能级跃迁所释放光的谱线,选项A错误;气体中中性原子的发光光
谱都是线状谱,选项B错误;发生光电效应的条件是人射光的频率大于金属的极限频率,光的
频率与波长成反比(c=入w),因为入H,<AH,所以H,>H,若H,光能使某金属板发生光电
效应,则H光一定也能使该金属板发生光电效应,选项C正确;对于同一种介质,频率高的
光折射率大,光以相同入射角斜射入平行玻璃砖时,折射率越大,侧移量越大,故H,光的侧
移量最大,选项D错误。
2.C【解析】本题考查机械振动与机械波,目的是考查学生的推理论证能力。由题图乙可知,
0.2s时,质点Q向下振动,根据同侧法可得,波向x轴负方向传播,质点P正沿y轴负方向
运动,选项A错误;由题图甲可知这列波的波长为8m,遇到尺寸为8m的障碍物时能发生
衍射现象,选项B错误;波速由介质本身决定,与波的周期没有关系,由题图乙可知波的周期
为0.4s,则波速v-产=20m/s,选项C正确:z=2m和x=6m处的质点平衡位置间的距
离为半个波长,所以两质点的振动方向总是相反的,选项D错误。
3.D【解析】本题考查天体运动,目的是考查学生的推理论证能力。A、B连线与O、A连线的
夹角最大时,OB与AB垂直,根据几何关系有ra=7Asin9,由GM=m,解得v
GM
,那么4=√Sn9,选项A错误;由开普勒第三定律可得
TA2 TA3
TA
1
TB sin30'
选项B错误2时间内,卫星与地心的连线扫过的面积S-÷·,则爱一产·
SB TA
√速项C错误,由-心得。-C出那么n0,运项D确
1
r2
4.B【解析】本题考查交变电流,目的是考查学生的推理论证能力。S与1接通,此时次级电流
1。-号A=3A,则初级电流1-是1,=1A,此时初级电压,即送电线圈的输人电压U,=
【高三物理·参考答案第1页(共6页)】
2V40×1V=180V,次级电压U=NU=60V,则R1=3Ω-172,选项A
5
是,B正确;S与2接通,此时次级电流1,A=1A,则初级电流-,=0.2A,Q
间的输入功率P=UI1'=220×0.2W=44W,选项C错误;此时初级电压U1'=220V一40
×0.2V=212V,次级电压U3=
U=42,4V,透项D错误。
5.B【解析】本题考查v一t图像,目的是考查学生的推理论证能力。v一t图像的斜率表示加
速度,则A,B两摩托车的加速度分别为a=是-04m/心,a合兰=2n/g,因为
△t
QA
0.4=,所以摩托车B的加速度为摩托车A的5倍,选项A错误:由题图可知,在1=25s
25
时两车达到相同的速度,在此之前摩托车A的速度一直大于摩托车B的速度,两辆摩托车的
距离一直在缩小,所以在t=0时刻,两辆摩托车距离最远,选项B正确;两辆摩托车间的最远
距离△x=xA-xs=2×(20+30)×25m2×30×(25-10)m=400m,选项C,D错误。
6.A【解析】本题考查力的动态分析,目的是考查学生的创新能力。施加拉力F前,以小环O
为研究对象,小环受到的轻绳2的拉力等于物块的重力g,竖直方向上根据受力平衡可得
2T0s30=mg,解得轻绳1的张力大小T,-mg,选项A正确;物块在缓慢移动过程中
始终处于平衡状态,选项B错误;在物块缓慢移动过程中,以物块为研究对象,根据受力平衡
可得I:60s日=mg,可知T=)轻绳2与竖直方向的夹角日逐渐增大,60s9越来越小,
则轻绳2的张力越来越大,选项C错误;在物块缓慢移动过程中,M、N之间的轻绳1长度不
变,根据数学知识可知,小环O的运动轨迹为椭圆,M、N为椭圆的两个焦点,当轻绳2与M、
N连线方向垂直时,小环O刚好位于椭圆的短轴顶点上,根据椭圆知识可知,此时∠MON
最大,则此过程中∠MON=2a逐渐增大,以小环O为研究对象,根据受力平衡可得
2T'cosa=T,可得T,'-2coa可知此过程中轻绳1的张力-直增大,选项D错误。
7.B【解析】本题考查电磁感应,目的是考查学生的模型建构能力。根据右手定则可知,金属
棒ab刚进入磁场I时,ef中的电流方向为e→f,选项A错误;金属棒ab在弯曲光滑导轨上
运动的过程中,机械能守恒,设其刚进入磁场I时的速度为o,闭合回路产生的感应电动势
为E,感应电流为1,由机械能守恒定律可得mgh1=7mw,解得0,-√2gh1,感应电动势
B=BL,由闭合电路欧姆定律可得1一长,联立解得1BL,金属棒e了所受安培
3R
力F=BL=ma,解得aB1g,选项B正确;由左手定则可知,金属棒ab所受安培
3mR
【高三物理·参考答案第2页(共6页)】
力水平向左,金属棒ef所受安培力水平向左,则金属棒ab在磁场I中做减速运动,产生的感
应电动势逐渐减小,金属棒f在磁场Ⅱ中做加速运动,产生的感应电动势逐渐增加,当两棒
产生的感应电动势相等时,回路中感应电流为零,此后金属棒ab、f都做匀速运动,设金属
棒ab、ef最终的速度大小分别为v1、v2,整个过程中安培力对金属棒ab、ef的冲量大小分别
为I。、Ib,由BLv1=BLv2,解得v1=v2,设水平向右为正方向,对金属棒ab,由动量定理有
-I.=mo1一mwo,对金属棒ef,由动量定理有一I6=一mu2一0,由于在金属棒ab、ef运动
过程中,流过两金属棒的电流始终相等,所处磁场的磁感应强度大小也相等,因此两金属棒受
到的安培力大小相等,则两金属棒受到的冲量的大小I。=I。,联立可得1=2=20=
1
22,金属摔a山在隧场I中运动的过程中,回路中产生的焦耳热Q。=mgh1一m
1
2mg1,故金凤棒ef产生的焦耳热Q,一RRQa-”g。
2R
3,选项C错误;由以
上分析可知,当金属棒ab进入磁场I后,金属棒ef开始向左运动,两棒在运动过程中受到的
安培力大小时刻相等,则每个时刻两金属棒的加速度大小均相等,所以两金
属棒在。时间内速度的变化量大小相等,作出两金属棒的o一t图像如图所
示,根据v一t图像与横轴围成的面积表示位移可知,在t。时间内,两金属
棒运动的距离之和为v'to,金属棒ab的位移大小为d,则金属棒ef运动的
位移大小x=v't。一d,根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得,通
过金属棒∫横裁面的电荷量?=1,而了-票,E-兽整个日路的磁通量变化量△0
BL(2d-vto
BLd-BLx=BL(d-x)=BL(2d-v'to),联立解得g=
3R
,选项D错误。
8.AD【解析】本题考查气体,目的是考查学生的推理论证能力。由状态A到状态B的过程
中,气体体积增大,则气体对外做功,由'-C可知V的乘积变大,气体温度升高,所以气
体吸收热量,内能增大,选项A正确;由状态B到状态C的过程中,气体做等容变化,压强变
大,所以气体温度升高,气体吸收热量,内能增大,选项B错误;由状态C到状态A的过程中,
气体体积减小,外界对气体做功,且V的乘积变小,气体温度降低,选项C错误;气体处于状
态A时与处于状态C时相比,气体体积较小,分子平均距离较小,气体温度较低,分子平均动
能较小,选项D正确。
9.AC【解析】本题考查光的折射与全反射,目的是考查学生的推理论证能力。设在水面形成
的光斑的半径为R,水面上形成的光斑边缘光线恰好发生全反射,入射角等于临界角C,根据
几何关系知C一及,继续向泳池内注水,增加水深,临界角C不变,蔽光源照亮的水面的
半径增大,被照亮区域的面积增大,选项A正确;根据siC=】可知,将水换成折射率比水
【高三物理·参考答案第3页(共6页)】
大的某种液休,临界角C诚小,根据C-尽可知,被光源照亮的藏面的半径减小,被照亮
区域的面积减小,选项B错误;由数学关系可知tanC=
Vn2-]
,由圆的面积计算公式可得
S=R,联立求解得S,-选项C正确;光在水中传播到圆形区域边缘的距离
h
n一五,传播时间=三=h,选项D错误。
cosC√m2-1
vc√n2-1
10.CD【解析】本题考查静电场,目的是考查学生的模型建构能力。速度变化
量△0的方向如图所示,由几何关系可知,速度变化量的方向与竖直方向成
60°角且斜向右下方,A0=,30,小球从&点运动到6点的时间1=3,则
g
2
加速度a-巴-g,加速度方向与△。方向一致,即与竖直方向成60角且斜向右下方,又由
几何关系可知电场力F=mg,即电场强度E=,电场方向与水平方向成30角且斜向右
上方,选项A错误;由类平抛运动知识可得,小球从a点运动到c点的时间为小球从a点运
动到6点的时间的两倍,将加速度分解至水平方向和竖直方向有a,=gsin60°=
28,ay=
g0s60-g,将初速度分解至水平方向和竖直方向有,.=,0s60=
1
200,0y=
vosin60°-3
,则水平方向位移,即a、c两点间的距离x=u·22+
2ax·(2t)2=
4v3v02
,选项B错误;由等效重力场思想和动能定理可知,小球从α点运动至c点的过程有
ma,x=2mu.2-2m62,解得a,=wa,c两点间的电势差U.=Excos30°-6mu
选项C、D正确。
11.(1)0.902(4分)
(2)2.00(4分)
【解析】本题考查探究小车速度随时间变化的规律,目的是考查学生的实验探究能力。
(1)相邻两点间的时间间隔1=0.1s,则打下C点时小车的速度c=(801+10,03)×10
m/s
2×0.1
=0.902m/s。
(2)a=
[(10.03+12.01+14.02)-(4.01+6.02+8.01)]×10-2
9×0.12
m/s2,解得a=2.00m/s2。
【评分细则】其他答案均不给分。
12.(1)右(2分)
【高三物理·参考答案第4页(共6页)】
(2)R2(2分)
(3)1.40(2分)1.90(2分)
【解析】本题考查测定干电池的电动势和内阻,目的是考查学生的实验探究能力。
(1)滑动变阻器采用的是限流式接法,为保护电路,应使它接入电路中的电阻最大,闭合开关
前,应将滑动变阻器的滑片滑至右端。
(2)由于电流表量程太小,因此需要将其量程改装为0~700mA,由并联知识,定值电阻R=
200mAl0-0.40,故定值电阻应选R。
(700-200)mA
(3)题图乙图像纵轴截距为电动势,则该电源的电动势E=1.40V,题图乙图像斜率的绝对
值为内阻,则内阻r=
,由于电流表量程已经改装为0~700mA,所以图像中电流的实
△U
△U
1.40-0
际值应变为其数值的3.5倍,则内阻r=
△I
(210X3.5-0)x10-2=1.902。
【评分细则】(3)中电源电动势写成1.39或1.41都算对,内阻写成1.88~1.92都算对。
13.【解析】本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律,目的是考查学生的模型建构能力。
(1)由机械能守恒定律得
mglmva
(2分)
解得v0=√2gL。(1分)
(2)设木块b运动至细棒a正下方时速度大小为v6,细棒a速度大小为v。
由动量守恒定律得
2mza=mv6(2分)
mgL=2mu,2+2×2mu。2(1分)
T-mg=m-
v。十v6)2
(1分)
L
F=T(1分)》
解得F=4mg。
(2分)
【评分细则】其他合理解法同样给分。
14.【解析】本题考查牛顿第二定律,目的是考查学生的推理论证能力。
(1)由受力分析可得
f=umg cos 0+umg sin 0sin 0 (2)
解得f=0.232N。(2分)
(2)根据牛顿第二定律得
mg sinθcos0-mg cos0-mg sin0sin0=ma(2分)
解得a=3.64m/s2。(2分)
(3)滑块做匀加速直线运动
【高三物理·参考答案第5页(共6页)】
v2=2aL(3分)
解得v=3.64m/s。(2分)
【评分细则】其他合理解法同样给分。
15.【解析】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动,目的是考查学生的创新能力。
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动
n
(1分)
r+rcos0=L(1分)
解得B1=
(2+√2)mwo
2Lq
(1分)
由几何关系可得R=0.5r
同理可得
(2+√2)muo
B2=
(1分)
Lq
1,√2
(2)粒子在电场中沿电场方向有2·24=d,(1分)
沿y轴方向有号,4-
√2
2r(1分)
Eg=ma(1分)
“,-号,1分
解得d。-,
2
,(1分)
4-2-区L
Vo
E=1+V2)mu,2
(1分)
2Lq
(3)d=L-d。(1分)
解得4=3,2L.
2
(1分)
(4)gr+r+0.5r=ot0(1分)
t=t。+t4(1分)
解得t=
5r+8)(2-22L。
(1分)
400
【评分细则】其他合理解法同样给分。
回回
【高三物理·参考答案第6页(共6页)】