2022-2023学年湖南省常德市城北中学高三物理测试题含解析

2022-2023学年湖南省常德市城北中学高三物理测试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示的电路中，直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻丝制成的，其阻值为R，图中A，B，…，H为圆环的等分点，A点固定，P为滑片，且滑片P能沿圆环滑动，并保持良好的接触，电源电动势为E，内阻不计。当闭合电键S后，滑片P沿圆环顺时针滑动时，图中各表的示数会发生变化。甲、乙两同学按此电路图，分别做实验，并记下当滑片P在某些位置时各电表的示数。根据上述实验数据，回答下列问题：（1）根据表1中的实验数据，请通过计算，分析完成表1中“位置A”下的空格。

（2）根据表1、表2中的实验数据，请通过比较、分析来说明甲、乙两同学测得的实验数据不同的原因：

。（3）根据（2）中的分析，请思考：当滑片P滑到G、A之间位置X时，则表2中“位置X”下的空格可能的数据（即各电表的示数）分别是（

）A．0.05A，0.75V，5.25V

B．0.07A，1.05V，4.95VC．0.16A，2.40V，3.60V

D．0.25A，3.75V，2.25V参考答案：2.如图所示，金属杆MN水平固定于线圈上方，杆的两端接有导线．中心与线圈轴线处于同一竖直平面内，现将四个接线柱a、b和c、d分别与直流电源的正、负极相接，下列说法中正确的是：A．MN将受到平行于纸面竖直向上或向下的安培力．B．将a、d接电源的正极，b、c接电源的负极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力．C．将a、d接电源的负极，b、c接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力．D．将a、c接电源的负极，b、d接电源的正极，MN将受到垂直于纸面向外的安培力．参考答案：

答案：D3.8．(2011·湖南部分重点中学)如图5所示，a、b是两颗绕地球做圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是()．图5A．a、b线速度大小之比是∶1B．a、b的周期之比是1∶2C．a、b的角速度之比是3∶4D．a、b的向心加速度大小之比是4∶9参考答案：解析两颗卫星均绕同一中心天体(地球)做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律有：G＝m＝mr＝mω2r＝ma，由此可知：v∝，T2∝r3，ω2∝，a∝，因两颗卫星的轨道半径分别为ra＝2R，rb＝3R，代入以上各式，所以C正确．答案C4.在一种叫做“蹦极跳”有的运动中，质量为m的游戏者系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点。若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是（）

A．速度先增大后减小

B．加速度先减小后增大

C．动能增加了mgL

D．重力势能减少了mgL参考答案：答案：A5.月球半径约为地球半径的1/4，月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的1/6，则（

)A．地球质量约为月球质量的16倍.

B．地球平均密度约为月球平均密度的1.5倍.C．环月卫星的第一宇宙速度小于环地卫星的第一宇宙速度D．环月卫星的最小周期大于环地卫星的最小周期参考答案：BC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示是使用交流电频率为50Hz的打点计时器测定匀加速直线运动的加速度时得到的一条纸带，相邻两个计数点之间有4个点未画出，测出s1=1.2cm,s2=2.4cm,s3=3.6cm,s4=4.8cm,则打下A点时,物体的速度vA=

cm/s。参考答案：6m/s

7.质量为m，速度为v0的子弹，水平射入一固定的地面上质量为M的木块中，深入木块的深度为L.如果将该木块放在光滑的水平面上，欲使同样质量的子弹水平射入木块的深度也为L，则其水平速度应为__________。

参考答案：8.如图，三个电阻R1、R2、R3依次标有“12Ω，3W”、“8Ω，5W”、“6Ω，6W”，则允许接入电路的最大电压为10.8V，此时三个电阻消耗的总功率为10.8W．参考答案：考点：电功、电功率；串联电路和并联电路．专题：恒定电流专题．分析：根据电路结构及已知条件：三个电阻允许消耗的最大功率分别为3W、15W、6W，分析保证电路安全的条件，然后求电路的最大功率．解答：解：由可求得R1的额定电压U1=6V，R2的额定电压U2=2V，R3的额定电压U3=6V，

R1与R2的并联阻值为R′=，则因R3大于其并联值，则当R3达到6V时，并联电压小于6V，

则以R3达到额定电压为安全值计算：

即

求得U1=4.8V

则接入电路的最大的电压为Um=U1+U3=10.8V功率为：P=故答案为：10.8，10.8点评：考查串联并联电路，明确安全的要求是每个电阻都不能超出额定电压．9.如图，用细绳一端系着质量为M=0.6kg的物体A，物体A静止在水平转盘上。细绳的另一端通过圆盘中心的光滑小孔O吊着系着质量为m=0.3kg的小球B。物体A到O点的距离为0.2m.物体A与转盘间的最大静摩擦力为2N，为使物体A与圆盘之间保持相对静止，圆盘转动的角速度范围为

。（g=10m/s2）参考答案：10.如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0＜t2－t1＜T，t1=0时x=2m处的质点A正向y轴正方向振动。①质点A的振动周期为

s；

②波的传播方向是

；③波速大小为

m/s。参考答案：

答案：①2；②向右；③211.一物体置于水平粗糙地面上，施以水平向右大小为40N的力，物体没有推动，则物体受到的摩擦力大小为40N，方向水平向左．参考答案：考点：摩擦力的判断与计算．专题：摩擦力专题．分析：物体保持静止，故受静摩擦力；由二力平衡可求得摩擦力．解答：解：物体受到的静摩擦力一定与推力大小相等，方向相反；故摩擦力大小为40N，方向水平向左；故答案为：40；水平向左．点评：对于摩擦力的分析，首先要明确物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力；然后才能根据不同的方法进行分析．12.如图所示，M为理想变压器，各电表均可视为理想电表．当电路输入端a、b接正弦交流电压时，原、副线圈中电流表的示数分别为I1和I2，则原、副线圈的匝数之比等于

；在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，示数不会发生变化的电表是

．

参考答案：答案：I2：I1

V1与V213.放射性物质碘131的衰变方程为．可知Y粒子为

。若的质量为m1，的质量为m2，Y粒子的质量为m3。真空中的光速为c，则此核反应释放出的核能为

。参考答案：β粒子（或电子）

（m1－m2－m3）c2

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

11．（9分）某同学用图甲所示的电路探究电学元件的U-I关系，得到的数据描在图乙所示的坐标纸上．

（1）观察图乙所描数据点的分布情况，画出电学元件的U-I曲线；

（2）当电压表示数U＝2.OV时，元件的电功率值为

▲

W（保留2位有效数字），此值与元件的实际功率值相比

▲

（填“偏大”、“偏小”或“相等”）；（3）如果把这个电学元件直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.O的电池两端，则电学元件两端的电压是

▲

V．参考答案：（1）如右图所示（2分）（2）1.0（2分）偏大（2分）（3）0.8（3分）15.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，改变小球下落高度h，进行多次重复实验．此方案验证机械能守恒定律方便快捷．（1）用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径d=

mm；（2）在处理数据时，计算小球下落h高度时速度v的表达式为；（3）为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，应作下列哪一个图象？；A．h﹣t图象

B．h﹣图象

C．h﹣t2图象

D．h﹣图象（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会（填“增大”、“缩小”或“不变”）．参考答案：（1）17.805（2）（3）D（4）增大【考点】验证机械能守恒定律．【分析】螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容．【解答】解：（1）螺旋测微器的固定刻度为17.5mm，可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm，所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm，（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；所以v=，（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgh=mv2；即：2gh=（）2为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，所以应作h﹣图象，故选：D．（4）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv2总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会增大，故答案为：（1）17.805（2）（3）D（4）增大四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，一绝缘轻绳绕过无摩擦的两轻质小定滑轮O1、O2，一端与质量m=0.2kg的带正电小环P连接，且小环套在绝缘的均匀光滑直杆上（环的直径略大于杆的截面直径），已知小环P带电q=4×10-5C，另一端加一恒定的力F=4N。已知直杆下端有一固定转动轴O，上端靠在光滑竖直墙上的A处，其质量M=1kg，长度L=1m，杆与水平面的夹角为θ=530，直杆上C点与定滑轮在同一高度，杆上CO=0.8m，滑轮O1在杆中点的正上方，整个装置在同一竖直平面内，处于竖直向下的大小E=5×104N/C的匀强电场中。现将小环P从C点由静止释放，求：（取g＝10m／s2）（1）刚释放小环时，竖直墙A处对杆的弹力大小；（2）下滑过程中小环能达到的最大速度；（3）若仅把电场方向反向，其他条件都不变，则环运动过程中电势能变化的最大值。参考答案：（1）设环受到重力为Gp，电场力为F，绳子拉力为T，对环受力分析得：Tcos370+N1=(Gp+F)cos530代入数据得：N1=0.8N

（2分）

竖直墙A处对杆的弹力为N，对杆分析得：代入数据得：N=2.95(N)……（3分）（2）设小环下滑时，绳与杆之间的夹角为α时，小环速度最大，此时小环沿杆方向的合外力为零（F+G）sin530=Fsinα得：α=370

……（2分）

也即小环滑至O1正下方时，小环速度最大，此时小环下滑s=0.3m

……（2分）（3）当电场力反向，电场力正好与重力平衡，当小环下滑至绳拉力方向与杆垂直时，速度最大。由对称性得：小环下滑s1=2scos530cos530=2×0.3×0.6×0.6(m)=0.216(m),此时电势能变化值最大……（4分）17.如图所示，一块底面镀银的矩形玻璃砖放入水槽中，一束细单色光以入射角i=53°从真空斜射入水中，经过折射和反射后从水面射出．测得光束入射点和出射点的距离为x，玻璃砖厚度为d，玻璃砖上表面到水面高度为h，已知水的折射率为n1=，sin53°=0.8．①求细光束在玻璃砖上表面的入射角．②玻璃砖的折射率n2与测得量d、h、x的关系式．参考答案：解：①根据题意，画出光路图，光束在水面折射时，由折射定律得：n=解得：sinα=0.6，得：α=37°由几何知识可知，细光束在玻璃砖上表面的入射角为37°．②细光束射向玻璃砖的上表面时，由折射定律得：=解得：sinβ=0.45n2由图中几何关系有：x=2htanα+2dtanβ联立解得：x=1.5h+答：①细光束在玻璃砖上表面的入射角为37°．②玻璃砖