广东省惠州市梁化中学2023年高三物理下学期期末试题含解析

广东省惠州市梁化中学2023年高三物理下学期期末试题含解析一、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.（多选）如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r（r<<R）的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3……N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是A．N个小球在运动过程中始终不会散开B．第N个小球在斜面上能达到的最大高度为RC．第1个小球到达最低点的速度＞v＞D．第1个小球到达最低点的速度v＜参考答案：【知识点】机械能守恒定律．E3【答案解析】AD解析：A、在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球要向前压力的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；

B、把N个小球看成整体，则小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，弧AB的长度等于小球全部到斜面上的长度，而在圆弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低，所以第N个小球在斜面上能达到的最大高度可能比R小，也可能比R大，故B错误；

C、小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得：mv2=mg?解得：v=，而第一个球在下滑过程中，始终受到第二个球对它的压力，所以第1个小球到达最低点的速度v′＜，故C错误，D正确．

故选：AD【思路点拨】N个小球在BC和CD上运动过程中，相邻两个小球始终相互挤压，把N个小球看成整体，则小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，弧AB的长度等于小球全部到斜面上的长度，而在圆弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低，所以第N个小球在斜面上能达到的最大高度可能比R小，也可能比R大，小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律即可求解第一个小球到达最低点的速度．2.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个上端固定的绝缘轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，除电阻R外其余电阻不计，导轨所在平面与一匀强磁场垂直，静止时金属棒位于A处，此时弹簧的伸长量为Δl。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（

）（A）释放瞬间金属棒的加速度为g（B）电阻R中电流最大时，金属棒在A处上方的某个位置（C）金属棒在最低处时弹簧的拉力一定小于2mg（D）从释放到金属棒最后静止的过程中，电阻R上产生的热量为mgΔl参考答案：ABC3.(单选)水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小与汽车行驶的速率成正比，若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个行驶过程中，汽车受到的牵引力大小与阻力大小关系图像正确的是参考答案：A4.（单选）很多公园的水池底部都装有彩灯，当一细束由红蓝两色组成的灯光，从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是（

）

参考答案：C试题分析：由于红光的频率小，折射率小，临界角较大，所以当蓝光发生全反射时，红光可能不能发生全反射，从水面折射而出，此时折射角大于入射角，所以选项C正确考点：光的折射和全反射、七种单色光的折射率关系。5.如图所示，将悬线拉至水平位置无初速释放，当小球到达最低点时，细线被一与悬点同一竖直线上的小钉B挡住，比较悬线被小钉子挡住的前后瞬间，(

)A．小球的机械能减小

B．小球的动能减小C．悬线的张力变大

D．小球的向心加速度变大参考答案：CD二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是，则①完成核反应方程式

．②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶（Sr）核的质量为89.9077u，氙（Xe）核的质量为135.9072u，1u相当于931.5MeV的能量，求一个原子裂变释放的能量．参考答案：①根据电荷数守恒和质量数守恒可得：②该反应的质量亏损是：Δm=235.0439u+1.0087u—89.9077u—135.9072u—10×1.0087u=0.1507u根据爱因斯坦方程

ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV=140.4MeV

7.金属杆在竖直面内构成足够长平行轨道，杆间接一阻值为R的电阻，一个质量为m的、阻值为r的长度刚好是轨道宽L的金属棒与轨道间的摩擦力恒为f，金属棒始终紧靠轨道运动。此空间存在如图所示的水平匀强磁场（×场），磁感应强度为B，当金属棒由静止下滑h时已经匀速，则此过程中整个回路产生的焦耳热为__________。参考答案：答案：8.如图所示，一个半径为R、透明的球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知，该球体对蓝光的折射率为。则它从球面射出时的出射角

▲

。若换用一束紫光同样从A点射入该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置

▲

（填“偏左”、“偏右”或“不变”）。参考答案：由折射率的定义式可得,由几何关系可知=30°，故60°。在同种介质中，紫光的偏折程度大于蓝光，故紫光从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置偏左。9.（4分）如图所示，质点P以O为圆心、r为半径作匀速圆周运动，周期为T，当质点P经过图中位置A时，另一质量为m、初速度为零的质点Q受到沿OA方向的水平恒定拉力F作用从静止开始在光滑水平面上作直线运动，为使P、Q在某时刻速度相同，拉力F必须满足的条件是______.参考答案：

答案：

10.某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后，迅速把一个气球紧密地套在瓶口上，并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．烧瓶和气球里的气体内能＿＿＿(选填“增大”、“不变”或“减小”)，外界对气体＿＿＿(选填“做正功”、“做负功”或“不做功”)参考答案：增大

做负功11.真空中一束波长为6×10﹣7m的可见光，频率为

Hz，已知光在真空中的速度为3×108m/s．该光进入水中后，其波长与真空中的相比变

（选填“长”或“短”）．参考答案：5×1014；短．【考点】电磁波的发射、传播和接收．【专题】定量思想；推理法；光线传播的规律综合专题．【分析】根据波长求出该可见光的频率，再分析水相对真空是光密介质，所以光进入水中传播速度减小，但频率不变，由波长与频率的关系，判断波长的变化．【解答】解：由波长与频率的关系得水相对真空是光密介质，所以光进入水中传播速度减小，但频率不变，由波长与频率的关系可知其波长与真空相比变短．故答案为：5×1014；短．12.设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若某质量为m的地球同步通讯卫星，离开地面的高度为H，则它绕地球运行时所受的向心力大小为________，运行时的线速度大小为________。参考答案：

13.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差10s开始振动，则弹簧振子____（选填“P”或“H”）先开始振动，震源距地震仪约______Km。参考答案：P，72

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某兴趣小组利用如图（a）所示的实验装置探究“小球的平均速度和下落高度的关系”．通过电磁铁控制的小球从A点自由下落，下落开始时自动触发计时装置开始计时，下落经过B时计时结束，从而记录下小球从A运动到B的时间t，测出A、B之间的距离h．（1）用游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）测量小球的直径，示数如图（b）所示，其读数为

cm．（2）小球在空中下落的平均速度的表达式=

．（用测得物理量的符号表示）（3）改变B的位置，测得多组数据，经研究发现，小球下落的平均速度的平方（）2和下落的高度h的关系如图c所示，若图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=

．参考答案：（1）0.960；（2）；（3）2k．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读；根据平均速度等于位移与所需要时间比值，根据动能定理及图线斜率可求解g．【解答】解：（1）游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为12×0.05mm=0.60mm，所以最终读数为：9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm．（2）根据平均速度公式=，（3）根据动能定理：mgh=mv2，则v2=2gh=，图中斜率K=，故g==2k故答案为：（1）0.960；（2）；（3）2k．【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量，掌握图线的斜率含义，注意平均速度与瞬时速度关系．15.要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻为5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；Ks5u开关S一个，导线若干。Ks5u有人拟将待测电压表V1

和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要的原因是

请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号：

.③由上问写出V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。参考答案：电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流，测量值远小于量程；（2分）②测量电压表V1内阻的实验电路如图所示；（图3分）

③，

Ks5u

（2分）表示的电压，表示和串联的总电压。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图所示，以水平地面建立x轴，有一个质量为m=1kg的木块放在质量为M=2kg的长木板上，木板长L=11.5m.已知木板与地面的动摩擦因数为=0.1，m与M之间的动摩擦因数=0.9（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．m与M保持相对静止共同向右运动，已知木板的左端A点经过坐标原点O时的速度为，在坐标为X=21m处有一挡板P，木板与挡板P瞬间碰撞后立即以原速率反向弹回，而木块在此瞬间速度不变，若碰后立刻撤去挡板P，g取10m/s2,求：（1）木板碰挡板P时的速度V1为多少？（2）最终木板停止运动时其左端A的位置坐标？（此问结果保留到小数点后两位）参考答案：对木块和木板组成的系统，有：（m+M）g=（m+M）a……………２分…………１分

解得v1=9m/s。 ……1分（2）由牛顿第二定律可知am=μ2g=9m/s2。 ………………1分aM==6m/s2。 ………………1分m运动至停止时间为t1==1s

………………1分此时M速度VM=V1-aMt1=3m/s,方向向左 ………………1分此后至m，M共速时间，有：得： …………1分共同速度m/s，方向向左 …………1分至共速M位移 …………1分共速后m，M以a1=1m/s2向左减速至停下位移S2==1.62m 最终木板M左端A点位置坐标为x=9.5-S1-S2=9.5-6.48-1.62=1.40m。17.如图（甲）所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒垂直搁在导轨上a、b两点间，在a点右侧导轨间加一有界匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面，宽度为d0，磁感应强度为B，设磁场左边界到ab距离为d。现用一个水平向右的力F拉导体棒，使它从a、b处静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，水平力F－x的变化情况如图（乙）所示，F0已知。求：（1）棒ab离开磁场右边界时的速度；（2）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能E；（3）d满足什么条件时，棒ab进入磁场后一直做匀速运动；（4）若改变d的数值，定性画出棒ab从静止运动到d+d0的过程中v2-x的可能图线（棒离开磁场前已做匀速直线运动）。

参考答案：解答与评分标准：（1）设离开右边界时棒ab速度为v，则有

（1分）对棒有

（1分）解得：

（1分）（2）在ab棒运动的整个过程中，根据动能定理：

（1分）由功能关系：

（1分）解得：

（2分）（3）设棒刚进入磁场时的速度为v0，则有

（2分）当v0=v，即时，进入磁场后一直匀速运动

（2分）（4）可能的图像如下图所示

（3分）

三种可能的示意图，每画出一种可能的图形得1分（要求注明相应的坐标值）。

18.如图10所示，水平放置的A、B平行板电容器与一电源相连，其极板长L=0.4m，两板间距离d=4×10-3m。有一质量m=4×10-5kg、带电量q=+1×10-8C的小球以速度v0从两板中央平行极板射入，取g=10m/s2。 （1）若在开关S断开且两板不带电时射入小球，由于重力作用小球落到下板的正中央，求小球的入射速度v0； （2）若在开关S