2023年湖南省示范名校物理高三第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023年湖南省示范名校物理高三第一学期期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，足够长的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）。已知该光线在玻璃砖中的传播速度为c，c为光在真空中的传播速度，则下列说法错误的是（）A．平行玻璃砖的折射率为B．入射点A与出射点B之间的距离为C．平行玻璃砖的全反射临界角为30°D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD长度至少2d2、如图，在两等量正点电荷连线的中垂线上，有a、b两个点电荷绕O点做匀速圆周运动，且a、b与O始终在一条直线上。忽略a、b间的库仑力，已知sinα＝0.6，sinβ＝0.8，则a、b两个点电荷的比荷之比为（）A． B． C． D．3、如图所示，小球被轻绳系住，静止在光滑斜面上．若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的()A．1和2B．1和3C．2和3D．1和44、火箭向后喷气后自身获得向前的速度。某一火箭在喷气前的质量为，间断性完成了多次向后喷气，每秒钟可完成5次喷气。设每一次喷气均喷出气体，气体喷出后的速度为，则第三次喷气后火箭的速度为（题中涉及各速度均以地面为参考系）（）A． B． C． D．5、如图所示，两根相距为L的平行直导轨水平放置，R为固定电阻，导轨电阻不计。电阻阻值也为R的金属杆MN垂直于导轨放置，杆与导轨之间有摩擦，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。t=0时刻对金属杆施加一水平外力F作用，使金属杆从静止开始做匀加速直线运动。下列关于通过R的电流I、杆与导轨间的摩擦生热Q、外力F、外力F的功率P随时间t变化的图像中正确的是（）A． B． C． D．6、如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是（）A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减少D．电源的总功率变大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图甲，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧车离地高度h=0.1m处，滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块，通过传感器测量出滑块的速度和离地高度h，并作出如图乙所示滑块的动能Ek与h的关系图像，其中h=0.2m~0.35m图线为直线，其余部分为曲线，h=0.18m时，滑块动能最大，不计空气阻力，取g=10m/s2，则由图像可知（）A．图线各点斜率的绝对值表示合外力大小B．滑块的质量为0.1kgC．弹簧的原长为0.18mD．弹簧的劲度系数为100N/m8、如图所示，竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽，半径为2R，一质量为m的滑块（可视为质点）从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落，经过半圆弧槽后，滑块从半圆弧槽的左端冲出，刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A．滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度为B．滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力为C．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为D．滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度为9、如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为4：1，A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生碰撞，A、B两球的质量之比和碰撞前、后两球总动能之比为（）A．mA：mB=4：1 B．mA：mB=5：1C．EK1：EK2=25：6 D．EK1：EK2=8：310、如图所示，质量分别为的两物块叠放在一起，以一定的初速度一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面上滑。已知B与斜面间的动摩擦因数，则()A．整体在上滑的过程中处于失重状态B．整体在上滑到最高点后将停止运动C．两物块之间的摩擦力在上滑与下滑过程中大小相等D．在上滑过程中两物块之间的摩擦力大于在下滑过程中的摩擦力三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）测定一个额定电压UL=2.5V，额定电流约为0.3~0.4A的小灯泡L在正常工作时的阻值。供选择的器材有：A．电流表A1（量程0.6A，内阻r1约为0.5Ω）B．电流表A2（量程30mA，内阻r2=30Ω）C．电流表A3（量程60mA，内阻r3约为20Ω）D．电压表V（量程15V，内阻r4约为15kΩ）E.定值电阻R0=70ΩF.滑动变阻器R1：0~5Ω，额定电流1AG.滑动变阻器R2：0~1kΩ，额定电流0.2AH.电源E：电动势为4.5V，内阻不计I.开关S及导线若干(1)测量时要求电表示数超过其量程的一半，需选用的实验器材是________和H、I（选填器材前对应的字母序号）。(2)请在虚线框内画出合适的电路图（图中需标明所选器材的符号）。（______）(3)为保证小灯泡L正常工作，测量时要让其中哪一个电表的示数调到多少？________。(4)测得小灯泡L在正常工作时的阻值RL=________（用实际所测物理量表示），并说明公式中各符号（题中已知的除外）的物理意义________。12．（12分）某同学改装和校准电压表的电路如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路所用电池的电动势为，内阻为（均保持不变）。(1)已知表头G满偏电流为，表头上标记的内阻值为和是定值电阻，利用和表头构成量程为的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用两个接线柱，电压表的量程为；若使用两个接线柱，电压表的量程为。则定值电阻的阻值为_________，_____，______。(2)用量程为，内阻为的标准电压表对改装表挡的不同刻度进行校准。滑动变阻器有两种规格，最大阻值分别为和。为了方便实验中调节电压，图中应选用最大阻值为______的滑动变阻器。校准时，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应靠近端______（填“”或“”）。(3)在挡校对电路中，开关全部闭合，在保证电路安全前提下让滑片从端缓慢向端滑动的过程中，表头的示数_________，电源的输出功率_______，电源的效率_______（填变化情况）。(4)若表头上标记的内阻值不准，表头内阻的真实值小于，则改装后电压表的读数比标准电压表的读数__________（填“偏大”或“编小”）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻的波动图象如图甲所示，其中处于x=12m处的质点c的振动图象如图乙所示。求：①质点a的运动状态传到质点d所用的时间；②从t=0时刻开始，5.5s内质点b运动的路程和t=5.5s时质点b的位移。14．（16分）微棱镜增亮膜能有效提升LCD(液晶显示屏)亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到LCD上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角为一微棱镜的横截面，A=90，AB=AC=4a，紧贴BC边上的P点放一点光源，BP=BC。已知微棱镜材料的折射率n=，sin37=06，只研究从P点发出照射到AB边上的光线。(1)某一光线从AB边出射时，方向恰好垂直于BC边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；(2)某一部分光线可以依次在AB、AC两界面均发生全反射，再返回到BC边，求该部分光线在AB边上的照射区域长度。15．（12分）如图所示，滑块在恒定外力F＝2mg的作用下从水平轨道上的A点由静止出发，到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，求AB段与滑块间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A.玻璃砖的折射率为：选项A正确；B.作出光的传播路径如图所示：由折射定律有：解得：β=30°因此入射点A与出射点B之间的距离为：选项B正确；C.设临界角为C，则有：解得：C=45°选项C错误；D.为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜CD至少为：选项D正确。本题选错误的，故选C。2、A【解析】

设两等量正电荷的电荷量均为Q，a、b两点电荷的电荷量分别为qa和qb，质量分别为ma和mb，O到正点电荷的距离为l，由题意知a、b做圆周运动的周期相同，设为T。根据库仑定律、牛顿第二定律，对a，有对b，有整理得故A正确，BCD错误。故选A。3、A【解析】

将力进行分解时，一般要按照力的实际作用效果来分解或按需要正交分解，若要按照力的实际作用效果来分解，要看力产生的实际效果。【详解】小球重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按此两个方向分解，分别是1和2，故A正确，BCD错误。故选：A。【点睛】按照力的实际作用效果来分解是常用方法，看准产生的效果即可，比较简单。4、D【解析】

取喷气前的火箭整体为研究对象，喷气过程动量守恒。设每次喷出气体的速度为v，三次喷气后火箭的速度为，由动量守恒定律得解得故ABC错误，D正确。故选D。5、B【解析】

A．t时刻杆的速度为v=at产生的感应电流则I∝t；故A错误。

B．摩擦生热为则Q∝t2，故B正确。C．杆受到的安培力根据牛顿第二定律得F-f-F安=ma得F随t的增大而线性增大，故C错误。

D．外力F的功率为P-t图象应是曲线，故D错误。

故选B。6、A【解析】

A、B闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，则小灯泡L变暗，电流表A的示数变小．电压表的示数U=E﹣I（RL+r），I减小，其他量不变，则U增大，即电压表V的示数变大．故A正确，B错误．C、电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U增大，由Q=CU，知电容器C上的电荷量增大．故C错误．D、电源的总功率P=EI，I减小，则电源的总功率变小．故D错误．故选A二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

A．根据动能定理可得故图像的斜率表示滑块受到的合外力大小，A正确；B．在图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力，即只受重力作用，所以从h=0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2m，斜率大小为即重力大小为所以故BC错误；D．在滑块与弹簧未分离的过程中，当滑块受到的重力和弹力等大时，滑块的速度最大，即动能最大，故有根据题意可知0.18m时动能最大，而弹簧原长为0.2m，代入解得D正确。故选AD。8、AC【解析】

A．滑块从A到D做自由落体运动，满足解得A正确；B．滑块第一次到达D点时，有B错误；C．滑块第一次从A到B的过程中，设滑块克服摩擦力做的功为，根据动能定理有解得C正确；D．若滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功不变，则滑块从B点到D点满足解得但是在第二次进入的速度比第一次小，摩擦阻力变小，所以滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功变小，D错误。故选AC。9、BD【解析】

设向右为正方向，、球碰撞后球速度大小为，由题意有又解得、球的碰撞前总动能碰撞后的总动能解得故选BD。10、AC【解析】

A．在上升和下滑的过程，整体都是只受三个个力，重力、支持力和摩擦力，以向下为正方向，根据牛顿第二定律得向上运动的过程中：（m1+m2）gsinθ+f=（m1+m2）af=μ（m1+m2）gcosθ因此有：a=gsinθ+μgcosθ方向沿斜面向下。所以向上运动的过程中A、B组成的整体处于失重状态。故A正确；B．同理对整体进行受力分析，向下运动的过程中，由牛顿第二定律得：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a′，得：a′=gsinθ-μgcosθ由于μ＜tanθ，所以a′＞0

所以上滑到最高点后A、B整体将向下运动。故B错误；CD．以A为研究对象，向上运动的过程中，根据牛顿第二定律有：m1gsinθ+f′=m1a解得：f′=μm1gcosθ向下运动的过程中，根据牛顿第二定律有：m1gsinθ-f″=m1a′解得：f″=μm1gcosθ所以f″=f′即A与B之间的摩擦力上滑与下滑过程中大小相等；故C正确D错误。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、ABEF电流表A2的示数为25mAI1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数且为25mA【解析】

(1)[1]测量时要求电表示数超过其量程的一半，额定电压UL=2.5V，则电压表量程太大不能选，可考虑电流表A2与定值电阻R0串联改装成一个电压表，即改装电压表的量程为；电流表A1可用于测电流；根据欧姆定律估算小灯泡L在正常工作时的阻值为6~8Ω，滑动变阻器R2阻值太大，不适合做限流电阻，滑动变阻器R1小于灯泡正常工作时电阻，宜采用分压电路，所以选择阻值较小，额定电流较大的以分压方式接入电路，采用外接法可以消除系统误差。故选ABEF。(2)[2]根据上述分析画出电路图：。(3)[3]小灯泡的额定电压为，则解得所以调节R1将电流表A2的示数调到25mA。(4)[4]根据欧姆定律[5]式中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数且为25mA。12、1502865120050增大增大减小偏大【解析】

(1)[1]电阻与表头G并联，改装成量程为的电流表，表头满偏电流为，此时通过电阻的电流为，由并联分流规律可知得改装后电流表内阻[2]将其与串联改装为的电压表由欧姆定律可知，量程电压表的内阻解得[3]再串联改装为量程电压表，所分电压为，所以(2)[4]在校准电路中，滑动变阻器采用分压式接法，故选用最大阻值较小的滑动变阻器，即选用最大阻值为的滑动变阻器；[5]电源电动势远大于电压表量程，所以闭合开关前应使滑片靠近端，使电压表在接通电路时两端电压由较小值开始增大(3)[6]滑片由向滑动过程中，电压表两端电压逐渐增大，通过表头的电流增大，即示数增大[7]随滑片由向滑动，外电路的总电阻始终大于电源内阻且逐渐减小，所以电源的输出功率增大；[8]由可知，路端电压随外电路总电阻减小而减小，电源效率，所以电源的效率减小(4)[9]电压表两端电压一定，若内阻值偏小，则通过表头的电流偏大，从而造成读数偏大的后果。四、计算题：本题共