山西省太原市西山第三高級(jí)中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析

山西省太原市西山第三高級(jí)中學(xué)2022-2023學(xué)年高三物理下學(xué)期期末試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）某同學(xué)探究小球沿光滑斜面頂端下滑至底端的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，現(xiàn)將兩質(zhì)量相同的小球同時(shí)從斜面的頂端釋放，在甲、乙圖的兩種斜面中，通過一定的判斷分析，你可以得到的正確結(jié)論是(

)A．甲圖中小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

B．甲圖中小球下滑至底端的速度大小與方向均相同C．乙圖中小球在兩個(gè)斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

D．乙圖中小球下滑至底端的速度大小相同參考答案：C2.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，下列說法中正確的是A.質(zhì)量不變的物體受到的合外力越大，加速度越大B.質(zhì)量不變的物體受到的合外力越大，速度越大C.質(zhì)量不變的物體從靜止開始在外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，速度也逐漸減小D.質(zhì)量不變的物體原來做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸增大時(shí)，速度也一定逐漸增大參考答案：A3.2012年9月16日，濟(jì)南軍區(qū)在“保釣演習(xí)”中，某特種兵進(jìn)行了飛行跳傘表演．該傘兵從高空靜止的直升飛機(jī)上跳下，在t0時(shí)刻打開降落傘，在3t0時(shí)刻以速度v2著地．他運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖示．下列結(jié)論不正確的是（

）A．在0～t0時(shí)間內(nèi)加速度不變，在t0～3t0時(shí)間內(nèi)加速度減小B．降落傘打開后，降落傘和傘兵所受的阻力越來越小C．在t0～3t0的時(shí)間內(nèi)，平均速度>D．若第一個(gè)傘兵在空中打開降落傘時(shí)第二個(gè)傘兵立即跳下，則他們?cè)诳罩械木嚯x先增大后減小參考答案：C4.帶滑輪的平板C放在水平桌面上，小車A通過繞過滑輪的輕繩與物體B相連，如圖所示，A、C間及繩與滑輪間摩擦不計(jì)．C與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A、C質(zhì)量均為m，小車A運(yùn)動(dòng)時(shí)平板C保持靜止，物體B的質(zhì)量M可改變．則下列說法正確的是（）A．當(dāng)M=m時(shí)，C受到桌面的摩擦力大小為mgB．當(dāng)M=m時(shí)，C受到桌面的摩擦力大小為C．在M改變時(shí)，保持C靜止的μ值必須滿足μ＞D．無論μ值為多大，C都會(huì)保持靜止參考答案：B【考點(diǎn)】共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用；力的合成與分解的運(yùn)用．【分析】把AB看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，再對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律求出繩子的拉力，從而求出繩子對(duì)C的作用力，對(duì)C受力分析，根據(jù)平衡條件求解即可．【解答】解：A、當(dāng)M=m時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：加速度a=繩子的拉力T=ma=，則繩子對(duì)C的作用力大小F=，方向與水平面成45°斜向下，對(duì)C受力分析，C處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，水平方向有f=Fcos45°=，故A錯(cuò)誤，B正確；C、AB兩個(gè)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：a=則繩子的拉力T=ma=，根據(jù)A得分析可知，繩子對(duì)C的作用力在水平方向的分量T′=，豎直分量F=，要使C保持靜止，則有則因?yàn)?，所以μ≥，故CD錯(cuò)誤．故選：B．5.（多選）如圖所示，在水平面上有一長(zhǎng)木板，質(zhì)量相同的子彈A、B從木板兩側(cè)同時(shí)水平相向地射入木板，最終都停在木板中，子彈A的射入深度大于子彈B的射入深度。若子彈A、B在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小不變且相等，木板始終保持靜止。則以下說法正確的是A.木板始終不受地面的摩擦力作用B.子彈A在木板中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)C.射入木板前，子彈A的動(dòng)能大于子彈B的動(dòng)能D.子彈A給木板的力對(duì)木板做的功大于子彈B給木板的力對(duì)木板做的功參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣，功率未知的燈泡，測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示，利用這條圖線計(jì)算：（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P＝________W。（2）若一定值電阻與燈泡串聯(lián)，接在20V的電壓上，燈泡能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻的阻值為________Ω。

參考答案：

答案：24；47.兩列簡(jiǎn)諧波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，波速均為υ＝0.4m/s，波源的振幅均為A＝2cm。如圖所示為t＝0時(shí)刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x＝0.2m和x＝0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)恰好開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置位于x＝0.5m處。則兩列波相遇的時(shí)刻為t＝______s，當(dāng)t＝2.0s時(shí)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為_______cm。參考答案：0.75，20

8.一物體從高H處自由下落，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間恰好為整個(gè)過程時(shí)間的一半，不計(jì)空氣阻力，則P點(diǎn)離地面的高度為

A．3H/4

B．H/2

C．H/4

D．H/8參考答案：9.

（3分）原子彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能，氫彈是利用

反應(yīng)而獲得巨大核能。圖所示是國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布的新的

標(biāo)志．參考答案：答案：核裂變

核聚變

輻射警示（每空1分，共3分）10.真空中一束波長(zhǎng)為6×10﹣7m的可見光，頻率為

Hz，已知光在真空中的速度為3×108m/s．該光進(jìn)入水中后，其波長(zhǎng)與真空中的相比變

（選填“長(zhǎng)”或“短”）．參考答案：5×1014；短．【考點(diǎn)】電磁波的發(fā)射、傳播和接收．【專題】定量思想；推理法；光線傳播的規(guī)律綜合專題．【分析】根據(jù)波長(zhǎng)求出該可見光的頻率，再分析水相對(duì)真空是光密介質(zhì)，所以光進(jìn)入水中傳播速度減小，但頻率不變，由波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系，判斷波長(zhǎng)的變化．【解答】解：由波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系得水相對(duì)真空是光密介質(zhì)，所以光進(jìn)入水中傳播速度減小，但頻率不變，由波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系可知其波長(zhǎng)與真空相比變短．故答案為：5×1014；短．11.某研究性實(shí)驗(yàn)小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖。其中CD是一段水平放置的長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大；一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長(zhǎng)裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛小球P，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)(如圖中虛線所示，細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)。(1)已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)童為m，重力加速度為g，由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。(2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因數(shù)有關(guān)，于是他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后獲得了如下數(shù)據(jù)：(下表中風(fēng)速v的單位為m/s，電壓U的單位為V，球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。參考答案：

(1).

(2).【詳解】(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球受力分析，設(shè)金屬絲與豎直方向的夾角為，由平衡條件可得，風(fēng)力。金屬絲與電阻絲交點(diǎn)與C點(diǎn)間長(zhǎng)度為，電阻；由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)。聯(lián)立解得：。(2)由表中數(shù)據(jù)可得，在球半徑一定的情況下，電壓表示數(shù)與風(fēng)速成正式，則風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比，即與成正比。由球的體積公式、密度公式和可得，；在風(fēng)速一定的情況下，球半徑增大到原來的兩倍，電壓表示數(shù)減小為原來的，可得風(fēng)速一定的條件下，風(fēng)力與半徑的關(guān)系為與成正比。綜上，風(fēng)力大小與風(fēng)速大小和球半徑的關(guān)系是。12.圖中圖線①表示某電池組的輸出電壓——電流關(guān)系，圖線②表示其輸出功率——電流關(guān)系。該電池組的內(nèi)阻為＿＿＿＿＿Ω。當(dāng)電池組的輸出功率為120W時(shí)，電池組的輸出電壓是＿＿＿＿＿V。參考答案：答案：5，3013.已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為30g/，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol。阿伏加德羅常數(shù)，估算氣體分子間距離d=___________m，氣泡的體積為1cm3，則氣泡內(nèi)氣體分子數(shù)為_____________個(gè)。參考答案：d=4×10-9m

，)

1.56×1019

三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.如圖甲所示，斜面傾角為θ=37°，一寬為d=0.65m的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁場(chǎng)邊界與斜面底邊平行。在斜面上由靜止釋放一矩形金屬線框，線框沿斜面下滑，下邊與磁場(chǎng)邊界保持平行。取斜面底部為重力勢(shì)能零勢(shì)能面，從線框開始運(yùn)動(dòng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，線框的機(jī)械能E和位移x之間的關(guān)系如圖乙所示，圖中①、②均為直線段。已知線框的質(zhì)量為M=0.1kg，電阻為R=0.06Ω．（取g=l0m·s-2,sin37°=0.6,

cos37°=0.8)求：(1)線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)所用的時(shí)間t：(3)線框穿越磁場(chǎng)的過程中，線框中的最大電功率Pm。參考答案：0.5；1/6s；0.54W【詳解】（1）由能量守恒定律，線框減小的機(jī)械能等于克服摩擦力做功，則其中x1=0.36m；解得μ=0.5（2）金屬線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力做的功，機(jī)械能均勻減小，因此安培力也是恒力，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，速度為v1v12=2ax1解得a=2m/s2v1=1.2m/s其中

x2為線框的側(cè)邊長(zhǎng)，即線框進(jìn)入磁場(chǎng)過程中運(yùn)動(dòng)的距離，可求出x2=0.2m，則（3）線框剛出磁場(chǎng)時(shí)速度最大，線框內(nèi)電功率最大由可求得v2=1.8m/s根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)：可得FA=0.2N又因?yàn)榭傻脤2、B2L2帶入可得：15.（11分）簡(jiǎn)述光的全反射現(xiàn)象及臨界角的定義，并導(dǎo)出折射率為的玻璃對(duì)真空的臨界角公式。參考答案：解析：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角達(dá)到，折射光就消失。入射角大于C時(shí)只有反射光，這種現(xiàn)象稱為全反射，相應(yīng)的入射角C叫做臨界角。

光線由折射率為的玻璃到真空，折射定律為：

①

其中分別為入射角和折射角。當(dāng)入射角等于臨界角C時(shí)，折射角等于，代入①式得

②四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，質(zhì)量為m=60Kg，重心離地面高度為H=0.8m的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行“挑戰(zhàn)極限運(yùn)動(dòng)”訓(xùn)練，需穿越寬為的水溝并落到高為h=2.0m的平臺(tái)上。運(yùn)動(dòng)員手握長(zhǎng)為L(zhǎng)=3.25m輕質(zhì)彈性桿一端，從A點(diǎn)靜止開始勻加速助跑，至B點(diǎn)時(shí)（從A到B過程中可以認(rèn)為人一直是直立的）將桿的一端抵在O點(diǎn)的障礙物上，桿發(fā)生形變，同時(shí)運(yùn)動(dòng)員蹬地后被彈起，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿處于豎直狀態(tài)，且重心恰好在桿的頂端，此刻運(yùn)動(dòng)員放開桿水平飛出并趴（人的重心直接落在保護(hù)墊上）在平臺(tái)的保護(hù)墊上，忽略空氣阻力，取。（1）若運(yùn)動(dòng)員助跑距離，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度，求運(yùn)動(dòng)員助跑的過程中加速度多大？（2）運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)飛出時(shí)速度至少多大？（3）當(dāng)滿足條件（1）（2），運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)蹬地起跳瞬間至少做功為多少？參考答案：17.如圖所示，MN為豎直放置的光屏，光屏的左側(cè)有半徑為R、折射率為的透明半球體，O為球心，軸線OA垂直于光屏，O至光屏的距離OA=R。一細(xì)束單色光垂直射向半球體的平面，在平面的入射點(diǎn)為B，OB=R，求：①光線從透明半球體射出時(shí)，出射光線偏離原方向的角度；②光線在光屏形成的光斑到A點(diǎn)的距離。參考答案：出射光線偏離原方向的角度為；①如圖所示，,設(shè)出射角，，得，，出射光線偏離原方向的角度為②如圖，，,,【題文】在下列關(guān)于近代物理知識(shí)的說法中，正確的是

。a．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，原子的能量增大b．射線是原子的核外電子電離后形成的電子流c．鈾元素的半衰期為T，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化d．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，其核反應(yīng)方程為：【答案】ad

【解析】氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，吸收了能量，所以原子的能量增大，正確；射線是從原子核輻射出了，不是原子外層電子電離出來的，錯(cuò)；半衰期不隨外界因素的變化而變化，錯(cuò)；符合物理學(xué)事實(shí)，正確。18.如圖所示，圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)半徑R=lcm，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=IT，方向垂直紙面向里，其上方有一對(duì)水平放置的平行金屬板M、N，間距d=1cm，N板中央開有小孔S。小孔位于圓心O的正上方，S與0的連線交磁場(chǎng)邊界于A．兩金屬板通過導(dǎo)線與匝數(shù)為100匝的矩形線圈相連(為表示線圈的繞向，圖中只畫了2匝)，線圈內(nèi)有垂直紙面向里且均勻增加的磁場(chǎng)，穿過線圈的磁通量變化率為△Φ/△t=100Wb/s。位于磁場(chǎng)邊界上某點(diǎn)(圖中未畫出)的離子源P，在紙面內(nèi)向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射速度大小均為v=5×105m/s，方向各不相同的帶正電離子，離子的比荷q/m=5×107C/kg，已知從磁場(chǎng)邊界A點(diǎn)射出的離子恰好沿直線AS進(jìn)入M、N間的電場(chǎng)．(不計(jì)離子重力；離子碰到極板將被吸附)求：

(1)M、N之間場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向；

(2)離子源P到A點(diǎn)的距離；

(3)沿直線AS進(jìn)入M、N間電場(chǎng)的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間(計(jì)算時(shí)取π=3)．參考答案：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得M、N之間的電壓U=n△Φ/△t=100×100V=102V。M、N之間場(chǎng)強(qiáng)