湖北省襄阳市襄樊大升学校2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析

湖北省襄阳市襄樊大升学校2022-2023学年高三物理下学期期末试卷含解析一、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，竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环，其长轴长BD=4L、短轴长AC=2L_劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O，下端连接一个质量为m、电荷量为q，可视为质点的小环．小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘，整个装置处在水平向右的匀强电场中．将小环从A点由静止释放、小环运动到B点时速度恰好为0．已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，则（）A．电场强度的大小E=B．小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹力不做功C．小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大D．小环在A点时受到大环对它的弹力大小F=mg﹣kL参考答案：C【分析】将小环从A点由静止释放，小环运动到B点时速度恰好为O．已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，可以知道小环在A点时弹簧压缩量为0.5L，在B点时弹簧伸长为0.5L，结合功能关系分析个选项即可．【解答】解：A、已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等，弹簧的弹性势能相等，小环从A点运动到B点的过程中，由能量守恒定律得，Eq?2L=mgL，得：E=．故A错误．B、小环从A点运动到B点的过程中，弹簧从压缩到原长，再到伸长，则弹簧的弹力先做正功再做负功，故B错误．C、小环从A点运动到B点的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减小后增大，故C正确．D、已知小环在A、B两点时弹簧的弹力大小相等，说明在A点弹簧的压缩量等于在B点的伸长量相等，设为x，原长为L0．则得：在A点：L0﹣x=L在B点：2L0+x=2L，解得小环在A点时，弹簧压缩量为：x=0.5L，受到大环对它的弹力为：F=mg+kL，故D错误．故选：C2.如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则A．运动过程中小球的机械能守恒B．t2时刻小球的加速度为零C．t1~t2这段时间内，小球的动能与重力势能之和在减小D．t2~t3这段时间内，小球的动能在逐渐增加参考答案：C3.（单选）某运动员在进行跳水比赛中，以4m/s的初速度竖直向上跳出，先以加速度a1匀减速直线上升，测得0.4s末到达最高点，2s末到达水面，进入水面后以加速度a2匀减速直线下降，2.5s末的速度为v，3s末恰到最低点，取竖直向上的方向为正方向，则A.

B.C.

D.参考答案：A解析：加速度a1为:，2s末的速度为：v2=v0+a1t2=4m/s–10×2m/s=-16m/s，加速度。跳出2.5s末的速度为：v4=v2+a2t4=-16m/s+16×0.5m/s=-8m/s。只有选项A正确。4.（多选）如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E。由离子源发出一质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后，垂直场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿中心线做匀速圆周运动，而后由S点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析器中，最终打到胶片上的某点。下列说法中正确的是A．P、Q间加速电压为B．离子在磁场中运动的半径为C．若一质量为4m、电荷量为q的正离子加速后进入静电分析器，离子不能从S射出D．若一群离子经过上述过程打在胶片上同一点则这些离子具有相同的比荷参考答案：ABD5.中国首个目标飞行器“天宫一号”于北京时间2011年9月29日21时16分从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空，在北京航天飞行控制中心精确控制下，经过几次轨道控制，使其远地点高度由346公里抬升至355公里，从入轨时的椭圆轨道变成近圆轨道，其角速度为ωA，此时关闭发动机，由于高空大气阻力的存在，每转一圈轨道都要降低，这叫轨道衰减。若神八发射后与天宫一号对接时，对接时轨道高度为343公里，神八角速度为ωB，地球上物体的角速度为ωC，由此可知下列说法正确的是（

）A．由于天宫一号不可看做近地卫星，所以发射速度小于7.9km/sB．轨道衰减时高空大气阻力做负功，所以运行速度要减小C．“天宫一号”在轨道衰减过程中的角速度不断变大D．三者的角速度关系为：ωC>ωB>ωA参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某同学在研究“对不同物体做相同功情况下，物体质量与速度的关系”时，提出了以下四种猜想：A．

B．C．

D.为验证猜想的正确性，该同学用如图所示的装置进行实验：将长木板平放在水平桌面上，木块固定在长木板一端，打点计时器固定在木块上，木块右侧固定一轻弹簧，用连接纸带的小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，打点计时器在纸带上打下一系列点，选取点迹均匀的一部分纸带，计算出小车匀速运动的速度，测出小车的质量；然后在小车上加砝码，再次压缩弹簧至木板虚线处由静止释放小车，计算出小车和砝码匀速运动的速度，测出小车和砝码的总质量：再在小车上加砝码，重复以上操作，分别测出、……。①每次实验中，都将小车压缩弹簧至长木板的虚线处由静止释放，目的是_____________；若要消除每次实验中小车和纸带受到的阻力对小车运动的影响，应进行的实验操作是______________________________________________。②某次实验采集的五组数据如下表：由表格数据直观判断，明显不正确的两个猜想是A、B、C、D中的__________；若对某个猜想进行数据处理并作图，画出了如图所示的图象，则图中的横坐标应是_____________。参考答案：①小车获得相同的动能（弹簧对小车做功相同）（1分）；垫高木板固定打点计时器的一端，使小车连同纸带一起在木板上匀速运动（平衡摩擦力）7.在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的洛伦兹力f＝

，该段导线所受的安培力为F＝

。参考答案：答案：qvB，NqvB解析：带电粒子垂直磁场中运动时，受到磁场的洛伦兹力作用，有每个粒子受力。该段导线中有N个以速度做定向动的电荷，则导线所受的力等于每个电荷所受力的合力。所以有。8.地面上放一开口向上的气缸，用一质量为m=0.8kg的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为P0=1.0×105Pa，活塞截面积为S=4cm2，重力加速度g取10m/s2，则活塞静止时，气体的压强为

Pa；若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为6×105J，同时气体通过气缸向外传热4.2×105J，则气体内能变化为

J。参考答案：1.2×10-5Pa；内能增加了1.8×105J9.描述简谐运动特征的公式是x＝．自由下落的篮球缓地面反弹后上升又落下。若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动(填“是”或“不是”)简谐运动．参考答案：x=Asinωt

不是简谐运动的位移随时间的关系遵从正弦函数规律，其运动表达式为：x=Asinωt，篮球的运动位移随时间的变化不遵从正弦函数的规律，所以不是简谐运动。10.本世纪最靠近地球的小行星2012DA14从离地面约34800km的距离，以28000km/h的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过。如果小行星被地球俘获而成为绕地球做圆周运动的卫星，则小行星的环绕速度应为__________m/s，该环绕速度__________第一宇宙速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。已知地球表面重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6.4×103km。

参考答案：3.12×103m/s，小于11.如图所示，是一列简谐横波在t=0时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时，x=1．5m处的质点向y轴正方向振动，可以推知：这列波正在沿x轴(填“正”或“负”)方向传播，波速大小为___________m／s．写出x=1．5m处质点做简谐运动的表达式_________________________________________________。参考答案：12.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P此时刻向-y方向运动，经过0.1s第一次到达平衡位置，波速为5m/s，那么①该波沿▲（选填“+x”或“-x”）方向传播；②图中Q点（坐标为x=7.5m的点）的振动方程=

▲

cm；③P点的横坐标为x=

▲

m.参考答案：13.高三年级的一同学在科技创新大赛中根据所学物理知识设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图（a）所示，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景。它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。（1）（2分）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到________光（选填“红”、“绿”或“黄”）时自动闭合；（2）（4分）已知控制电路电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引。则只有质量超过___________kg的车辆违规时才会被记录。（重力加速度取10m/s2）参考答案：1）红（2）400kg三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

(12分)(1)用简明的语言表述临界角的的定义：(2)玻璃和空所相接触。试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角。(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角θc的关系式。

参考答案：解析：(1)光从光密介质射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫做临界角(2)如图，θC为临界角。(3)用n表示透明介质的折射率，θC表示临界角，由折射定律

15.如图所示，在滑雪运动中一滑雪运动员，从倾角θ为37°的斜坡顶端平台上以某一水平初速度垂直于平台边飞出平台，从飞出到落至斜坡上的时间为1.5s，斜坡足够长，不计空气阻力，若g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：(1)运动员在斜坡上的落点到斜坡顶点(即飞出点)间的距离；(2)运动员从斜坡顶端水平飞出时的初速度v0大小.参考答案：18.75m

试题分析：（1）根据位移时间公式求出下落的高度，结合平行四边形定则求出落点和斜坡顶点间的距离。（2）根据水平位移和时间求出初速度的大小。（1）平抛运动下落的高度为：则落点与斜坡顶点间的距离为：（2）平抛运动的初速度为：【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和数学公式进行求解，并且要知道斜面的倾角是与位移有关，还是与速度有关。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，OA为半径R=0．2m的四分之一光滑圆轨道，AB为长l=0．6m的粗糙水平轨道，两轨道在A点相切，AB离地面的高度h=0．45m，一质量为m=0．1kg的滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，水平地面上高度不计、靠墙的小车，以速度向右匀速运动。将小车视为质点，滑块与AB段轨道的动摩擦因数，取g=10m／s2。求：(1)滑块运动到圆轨道末端A点时对轨道的压力。(2)小车速度为多大时，滑块恰好落入小车中。(结果保留2位有效数字)参考答案：17.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成。一束频率为5．3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角=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这束入射光线的入射角多大?②光在棱镜中的波长是多大?参考答案：：①设光在AD面的入射角、折射角分别为θ1、θ2，θ2＝30°根据n＝（1分）得sinθ1＝nsinθ2＝1.5×sin30°＝0.75，θ1＝arcsin0.75（1分）②根据n＝，得v＝＝m/s＝2×108m/s（2分）根据v＝λf，得λ＝＝m≈3.77×10-7m（1分）18.如图所示，光滑水平面上有带有1/4光滑圆弧轨道的滑块，其质量为2m，一质量为m的小球以速