湖北省十堰市景阳乡泥沟中学2022-2023学年高三物理上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. 一列横波在x轴上传播,ts与t+o.4s在x轴上-3m~3m的区间内的波形如图中同一条图线所示,由图可知
①该波最大速度为10m/s
②质点振动周期的最大值为0.4s
③在t+o.2s时,x=3m的质点位移为零
④若波沿x轴正方向传播,各质点刚开始振动时的方向向上.上述说法中正确的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
参考答案:
B
2. 如图所示,水平地面附近,小球B以初速度v斜向上瞄准另一小球A射出,恰巧在B球射出的同时,A球由静止开始下落,不计空气阻力.则两球在空中运动的过程中
A.A做匀变速直线运动,B做变加速曲线运动
B.相同时间内B速度变化一定比A的速度变化大
C.两球的动能都随离地竖直高度均匀变化
D.A、B两球一定会相碰
参考答案:
C
3. 在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)变到很难再靠近的过程中,分子间的作用力的大小将( )
(A)先减小后增大 (B)先增大后减小
(C)先增大后减小再增大 (D)先减小后增大再减小
参考答案:
C
4. 某人游珠江,他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去.江中各处水流速度相等,他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是( )
A. 水速大时,路程长,时间长
B. 水速大时,路程长,时间短
C. 水速大时,路程长,时间不变
D. 路程、时间与水速无关
参考答案:
C
5. 某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大,可采用的接法是
A.将R1、R2串联后接到电源两端
B.将R1、R2并联后接到电源两端
C.将R1单独接到电源两端
D.将R2单独接到电源两端
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. 现在,科学家们正在千方百计地探寻“反物质”。所谓“反物质”,是由“反粒子”构成的,“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量,但电性相反。如反α粒子的符号可表示为-24He.正、反粒子相遇时会因相撞结合成光子,放出巨大的能量,这就是所谓的“湮灭”现象.若正、负电子相撞后湮灭成两个频率相同的光子, 已知电子的电荷量为e、质量为m,电磁波在真空中的传播速度为c.则可求得所生成的光子的波长 .
参考答案:
7. 如图所示,一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中,线框中的最大磁通量为фm,最大感应电动势为Em,则线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向转轴转动的角速度大小为 .
参考答案:
Em/фm
【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理.
【分析】根据最大感应电动势为Em=BSω和最大磁通量 фm=BS间的关系,很容易求出角速度.
【解答】解:最大感应电动势为Em=BSω
最大磁通量фm=BS
所以Em=фmω
所以ω= Em/фm
8. 如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r。B点在小轮上,它到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中,皮带不打滑。.则 A、B、C、D四个点的线速度之比为 ;角速度之比为 。
参考答案:
2:1:2:4,2:1:1:1
9. 一个质量为M=3kg的木板与一个轻弹簧相连,在木板的上方有一质量m为2kg的物块,若在物块上施加一竖直向下的外力F,此时木板和物块一起处于静止状态,如图所示。突然撤去外力,木板和物块一起向上运动0.2m时,物块恰好与木板分离,此时木板的速度为4m/s,则物块和木板分离时弹簧的弹力为________ N,木板和物块一起向上运动,直至分离的过程中,弹簧弹力做的功为________J。
参考答案:
0 N; 50 J。
10. 如图所示的电路中,纯电阻用电器Q的额定电压为U,额定功率为P。由于给用电器输电的导线太长,造成用电器工作不正常。现用理想电压表接在电路中图示的位置,并断开电键S,此时电压表读数为U,闭合电键S,其示数为。则闭合电键后用电器Q的实际功率为____________,输电线的电阻为_______________。
参考答案:
,
11. 一定质量的气体经过如图所示a→b、b→c、c→d三个过程,压强持续增大的过程是 ,温度持续升高的过程是_______。
参考答案:
答案:c→d、b→c
12. 用图甲所示的装置利用打点计时器进行探究动能定理的实验,实验时测得小车的质量为,木板的倾角为。实验过程中,选出一条比较清晰的纸带,用直尺测得各点与A点间的距离如图乙所示:AB=;AC=;AD=;AE=。已知打点计时器打点的周期为T,重力加速度为g,小车与斜面间摩擦可忽略不计。那么打D点时小车的瞬时速度为 ;取纸带上的BD段进行研究,合外力做的功为 ,小车动能的改变量为 。
参考答案:
13. 如图所示为ABC是三角形玻璃砖的横截面,∠ABC=90°,
∠BAC=30°,一束平行于AB的光束从AC边射入玻璃砖,EF是玻璃砖中的部分光路,且EF与AC平行,则玻璃砖的折射率为 ,光束 (填“能”或“不能”)从E点射出玻璃砖。
参考答案:
,能;
三、 实验题:本题共2小题,每小题11分,共计22分
14. 在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作得到纸带如下图所示。 其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz(OA间有部分点未标出)。该同学用刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中。(单位:cm).
(1)实验时,应在释放重锤_______(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源。
(2)若重锤质量m=0.25kg,重力加速度g=9.80,由图中给出的数据,可得出从O到打下D点的过程,重锤重力势能的减少量为_______J,动能的增加量为______J,由此可 得,在误差允许的范围内机械能守恒。(两空结果保留2位有效数字)
参考答案:
15.
(6分)小明同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的实验(如图所示),他进行的主要步骤是:
A.用刻度尺测玻璃砖的直径AB的大小d。
B.先把白纸固定在木板上,将玻璃砖水平放置在白纸上,用笔描出玻璃砖的边界,将玻璃砖移走,标出玻璃砖的圆心O、直径AB、AB的法线OC。
C.将玻璃砖放回白纸的原处,长直尺MN紧靠A点并与直径AB垂直放置。
D.调节激光器,使PO光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心O,并使长直尺MN的左右两端均出现亮点,记下左侧亮点到A点的距离x1,右侧亮点到A点的距离x2。则
(1)小明利用实验数据计算玻璃折射率的表达式n= 。
(2)关于上述实验以下说法正确的是 。
A. 在∠BOC的范围内,改变入射光PO的入射角,直尺MN上可能只出现一个亮点
B. 左侧亮点到A点的距离x1一定小于右侧亮点到A点的距离x2
C. 左侧亮点到A点的距离x1一定大于右侧亮点到A点的距离x2
D. 要使左侧亮点到A点的距离x1增大,应减小入射角
参考答案:
答案:(1)(2分)(2)ABD(4分,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分。)
四、计算题:本题共3小题,共计47分
16. (18分)环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量。当它在水平路面上以的速度匀速行驶时,驱动电机输入电流,电压。在此行驶状态下:
(1)求驱动电机的输入功率;
(2)若驱动电机能够将输入功率的转化为用于牵引汽车前进的机械功率,求汽车所受阻力与车重的比值();
(3)设想改用太阳能电池给该汽车供电,其他条件不变,求所需太阳能电池板的最小面积。结合计算结果,简述你对该设想的思考。
已知太阳辐射的总功率,太阳到地球的距离,太阳光传播到达地面的过程中大约有的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率为。
参考答案:
答案:(1);(2);(3)。
解析:(1)驱动电机的输入功率
(2)在匀速行驶时
汽车所受阻力与车重之比
(3)当阳光垂直电池板入射时,所需板面积最小,设其为,距太阳中心为的球面面积
若没有能量损耗,太阳能电池板接收到的太阳能功率为,则
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为,
由于,所以电池板的最小面积
分析可行性并提出合理的改进建议。
17. 如图甲所示为“⊥”型上端开口的玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中粗细部分截面积分别为S1=2 cm2、S2=1cm2。封闭气体初始温度为57℃,气体长度为L=22 cm,乙图为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线。(摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273 K)求:
(Ⅰ)封闭气体初始状态的压强;
(Ⅱ)若缓慢升高气体温度,升高至多少方可将所有水银全部压入细管内。
参考答案:
(Ⅰ);(Ⅱ)
本题旨在考查理想气体的状态方程。
(1)气体初状态体积为
,由图知此时压强为,此时气体温度
(2),
从状态1到状态2由理想气体状态方程知代入数据知:
代入数据解得:
答:(Ⅰ)封闭气体初始状态的压强为;
(Ⅱ)若缓慢升高气体温度,升高至方可将所有水银全部压入细管内。
18. (10分)如图所示,质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少?
参考答案:
解析:
对B受力分析:
斜面对球的支持力N1=
对斜面受力分析:
地面对A的支持力N=Mg+ N1cosθ=(M+m)g
地面对斜面的摩擦力f= N1sinθ=mgtanθ