湖北省襄陽市襄樊大升學校2022-2023學年高三物理下學期期末試卷含解析

湖北省襄陽市襄樊大升學校2022-2023學年高三物理下學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15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，豎直平面內有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L_勁度系數為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心O，下端連接一個質量為m、電荷量為q，可視為質點的小環(huán)．小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個裝置處在水平向右的勻強電場中．將小環(huán)從A點由靜止釋放、小環(huán)運動到B點時速度恰好為0．已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等，則（）A．電場強度的大小E=B．小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈力不做功C．小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的彈性勢能先減小后增大D．小環(huán)在A點時受到大環(huán)對它的彈力大小F=mg﹣kL參考答案：C【分析】將小環(huán)從A點由靜止釋放，小環(huán)運動到B點時速度恰好為O．已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等，可以知道小環(huán)在A點時彈簧壓縮量為0.5L，在B點時彈簧伸長為0.5L，結合功能關系分析個選項即可．【解答】解：A、已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的形變量大小相等，彈簧的彈性勢能相等，小環(huán)從A點運動到B點的過程中，由能量守恒定律得，Eq?2L=mgL，得：E=．故A錯誤．B、小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧從壓縮到原長，再到伸長，則彈簧的彈力先做正功再做負功，故B錯誤．C、小環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧的形變量先減小后增大，則彈簧的彈性勢能先減小后增大，故C正確．D、已知小環(huán)在A、B兩點時彈簧的彈力大小相等，說明在A點彈簧的壓縮量等于在B點的伸長量相等，設為x，原長為L0．則得：在A點：L0﹣x=L在B點：2L0+x=2L，解得小環(huán)在A點時，彈簧壓縮量為：x=0.5L，受到大環(huán)對它的彈力為：F=mg+kL，故D錯誤．故選：C2.如圖所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點(形變在彈性限度內)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后又下落，如此反復。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出該過程中彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖所示，則A．運動過程中小球的機械能守恒B．t2時刻小球的加速度為零C．t1~t2這段時間內，小球的動能與重力勢能之和在減小D．t2~t3這段時間內，小球的動能在逐漸增加參考答案：C3.（單選）某運動員在進行跳水比賽中，以4m/s的初速度豎直向上跳出，先以加速度a1勻減速直線上升，測得0.4s末到達最高點，2s末到達水面，進入水面后以加速度a2勻減速直線下降，2.5s末的速度為v，3s末恰到最低點，取豎直向上的方向為正方向，則A.

B.C.

D.參考答案：A解析：加速度a1為:，2s末的速度為：v2=v0+a1t2=4m/s–10×2m/s=-16m/s，加速度。跳出2.5s末的速度為：v4=v2+a2t4=-16m/s+16×0.5m/s=-8m/s。只有選項A正確。4.（多選）如圖所示為某種質譜儀的工作原理示意圖。此質譜儀由以下幾部分構成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器；磁感應強度為B的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外；膠片M。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E。由離子源發(fā)出一質量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經加速電場加速后，垂直場強方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿中心線做勻速圓周運動，而后由S點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最終打到膠片上的某點。下列說法中正確的是A．P、Q間加速電壓為B．離子在磁場中運動的半徑為C．若一質量為4m、電荷量為q的正離子加速后進入靜電分析器，離子不能從S射出D．若一群離子經過上述過程打在膠片上同一點則這些離子具有相同的比荷參考答案：ABD5.中國首個目標飛行器“天宮一號”于北京時間2011年9月29日21時16分從甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，在北京航天飛行控制中心精確控制下，經過幾次軌道控制，使其遠地點高度由346公里抬升至355公里，從入軌時的橢圓軌道變成近圓軌道，其角速度為ωA，此時關閉發(fā)動機，由于高空大氣阻力的存在，每轉一圈軌道都要降低，這叫軌道衰減。若神八發(fā)射后與天宮一號對接時，對接時軌道高度為343公里，神八角速度為ωB，地球上物體的角速度為ωC，由此可知下列說法正確的是（

）A．由于天宮一號不可看做近地衛(wèi)星，所以發(fā)射速度小于7.9km/sB．軌道衰減時高空大氣阻力做負功，所以運行速度要減小C．“天宮一號”在軌道衰減過程中的角速度不斷變大D．三者的角速度關系為：ωC>ωB>ωA參考答案：C二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某同學在研究“對不同物體做相同功情況下，物體質量與速度的關系”時，提出了以下四種猜想：A．

B．C．

D.為驗證猜想的正確性，該同學用如圖所示的裝置進行實驗：將長木板平放在水平桌面上，木塊固定在長木板一端，打點計時器固定在木塊上，木塊右側固定一輕彈簧，用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，打點計時器在紙帶上打下一系列點，選取點跡均勻的一部分紙帶，計算出小車勻速運動的速度，測出小車的質量；然后在小車上加砝碼，再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車，計算出小車和砝碼勻速運動的速度，測出小車和砝碼的總質量：再在小車上加砝碼，重復以上操作，分別測出、……。①每次實驗中，都將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放，目的是_____________；若要消除每次實驗中小車和紙帶受到的阻力對小車運動的影響，應進行的實驗操作是______________________________________________。②某次實驗采集的五組數據如下表：由表格數據直觀判斷，明顯不正確的兩個猜想是A、B、C、D中的__________；若對某個猜想進行數據處理并作圖，畫出了如圖所示的圖象，則圖中的橫坐標應是_____________。參考答案：①小車獲得相同的動能（彈簧對小車做功相同）（1分）；墊高木板固定打點計時器的一端，使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動（平衡摩擦力）7.在磁感應強度B的勻強磁場中，垂直于磁場放入一段通電導線。若任意時刻該導線中有N個以速度v做定向移動的電荷，每個電荷的電量為q。則每個電荷所受的洛倫茲力f＝

，該段導線所受的安培力為F＝

。參考答案：答案：qvB，NqvB解析：帶電粒子垂直磁場中運動時，受到磁場的洛倫茲力作用，有每個粒子受力。該段導線中有N個以速度做定向動的電荷，則導線所受的力等于每個電荷所受力的合力。所以有。8.地面上放一開口向上的氣缸，用一質量為m=0.8kg的活塞封閉一定質量的氣體，不計一切摩擦，外界大氣壓為P0=1.0×105Pa，活塞截面積為S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，則活塞靜止時，氣體的壓強為

Pa；若用力向下推活塞而壓縮氣體，對氣體做功為6×105J，同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×105J，則氣體內能變化為

J。參考答案：1.2×10-5Pa；內能增加了1.8×105J9.描述簡諧運動特征的公式是x＝．自由下落的籃球緩地面反彈后上升又落下。若不考慮空氣阻力及在地面反彈時的能量損失，此運動(填“是”或“不是”)簡諧運動．參考答案：x=Asinωt

不是簡諧運動的位移隨時間的關系遵從正弦函數規(guī)律，其運動表達式為：x=Asinωt，籃球的運動位移隨時間的變化不遵從正弦函數的規(guī)律，所以不是簡諧運動。10.本世紀最靠近地球的小行星2012DA14從離地面約34800km的距離，以28000km/h的速度由印度洋蘇門答臘島上空掠過。如果小行星被地球俘獲而成為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，則小行星的環(huán)繞速度應為__________m/s，該環(huán)繞速度__________第一宇宙速度（選填“大于”、“等于”或“小于”）。已知地球表面重力加速度為9.8m/s2，地球半徑為6.4×103km。

參考答案：3.12×103m/s，小于11.如圖所示，是一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖象．已知這列波的頻率為5Hz，此時，x=1．5m處的質點向y軸正方向振動，可以推知：這列波正在沿x軸(填“正”或“負”)方向傳播，波速大小為___________m／s．寫出x=1．5m處質點做簡諧運動的表達式_________________________________________________。參考答案：12.一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質點P此時刻向-y方向運動，經過0.1s第一次到達平衡位置，波速為5m/s，那么①該波沿▲（選填“+x”或“-x”）方向傳播；②圖中Q點（坐標為x=7.5m的點）的振動方程=

▲

cm；③P點的橫坐標為x=

▲

m.參考答案：13.高三年級的一同學在科技創(chuàng)新大賽中根據所學物理知識設計了一種“闖紅燈違規(guī)證據模擬記錄器”，如圖（a）所示，它可以通過拍攝照片來記錄機動車輛闖紅燈時的情景。它的工作原理是：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化引起電流變化達到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下，工作電路中的電控照相機就工作，拍攝違規(guī)車輛。光控開關未受到該種光照射就自動斷開，銜鐵不被吸引，工作電路中的指示燈發(fā)光。（1）（2分）要記錄違規(guī)闖紅燈的情景，光控開關應在接收到________光（選填“紅”、“綠”或“黃”）時自動閉合；（2）（4分）已知控制電路電源電動勢為6V，內阻為1Ω，繼電器電阻為9Ω，當控制電路中電流大于0.06A時，銜鐵會被吸引。則只有質量超過___________kg的車輛違規(guī)時才會被記錄。（重力加速度取10m/s2）參考答案：1）紅（2）400kg三、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.

(12分)(1)用簡明的語言表述臨界角的的定義：(2)玻璃和空所相接觸。試畫出入射角等于臨界角時的光路圖，并標明臨界角。(3)當透明介質處在真空中時，根據臨界角的定義導出透明介質的折射率n與臨界角θc的關系式。

參考答案：解析：(1)光從光密介質射到光疏介質中，折射角為90°時的入射角叫做臨界角(2)如圖，θC為臨界角。(3)用n表示透明介質的折射率，θC表示臨界角，由折射定律

15.如圖所示，在滑雪運動中一滑雪運動員，從傾角θ為37°的斜坡頂端平臺上以某一水平初速度垂直于平臺邊飛出平臺，從飛出到落至斜坡上的時間為1.5s，斜坡足夠長，不計空氣阻力，若g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：(1)運動員在斜坡上的落點到斜坡頂點(即飛出點)間的距離；(2)運動員從斜坡頂端水平飛出時的初速度v0大小.參考答案：18.75m

試題分析：（1）根據位移時間公式求出下落的高度，結合平行四邊形定則求出落點和斜坡頂點間的距離。（2）根據水平位移和時間求出初速度的大小。（1）平拋運動下落的高度為：則落點與斜坡頂點間的距離為：（2）平拋運動的初速度為：【點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結合運動學公式和數學公式進行求解，并且要知道斜面的傾角是與位移有關，還是與速度有關。四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，OA為半徑R=0．2m的四分之一光滑圓軌道，AB為長l=0．6m的粗糙水平軌道，兩軌道在A點相切，AB離地面的高度h=0．45m，一質量為m=0．1kg的滑塊從O點由靜止釋放，當滑塊經過A點時，水平地面上高度不計、靠墻的小車，以速度向右勻速運動。將小車視為質點，滑塊與AB段軌道的動摩擦因數，取g=10m／s2。求：(1)滑塊運動到圓軌道末端A點時對軌道的壓力。(2)小車速度為多大時，滑塊恰好落入小車中。(結果保留2位有效數字)參考答案：17.如圖所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個直角三棱鏡組成。一束頻率為5．3×1014Hz的單色細光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角=60°。已知光在真空中的速度c=3×108m／s，玻璃的折射率n=1．5，求：①這束入射光線的入射角多大?②光在棱鏡中的波長是多大?參考答案：：①設光在AD面的入射角、折射角分別為θ1、θ2，θ2＝30°根據n＝（1分）得sinθ1＝nsinθ2＝1.5×sin30°＝0.75，θ1＝arcsin0.75（1分）②根據n＝，得v＝＝m/s＝2×108m/s（2分）根據v＝λf，得λ＝＝m≈3.77×10-7m（1分）18.如圖所示，光滑水平面上有帶有1/4光滑圓弧軌道的滑塊，其質量為2m，一質量為m的小球以速