山西省运城市横桥职业高级中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析

山西省运城市横桥职业高级中学2022-2023学年高三物理期末试题含解析一、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，在加速向右运动的车厢中，一人用力向前推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法中正确的是 A．人对车厢的推力做正功

B．车厢对人做负功 C．车厢对人做正功 D．车厢对人不做功参考答案：AC2.（多选题）假设空间某一静电场的电势φ随x变化情况如图所示，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是（）A．0～x1范围内各点场强的方向均与x轴平行B．只在电场力作用下，正电荷沿x轴从0运动到x1，可做匀减速直线运动C．负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电场力做正功，电势能减小D．无法比较x2～x3与x4～x5间的场强大小参考答案：CD【考点】电势差与电场强度的关系；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】由图分析沿x轴方向电势的变化情况，判断x轴是不是一条等势线，根据场强方向与等势面垂直，分析0～x1范围内各点场强的方向是否与x轴平行．电荷沿x轴从0移到x1的过程中，各点的电势相等，任意两点间电势差为零，电场力不做功．根据推论：正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大，分析电场力做功情况，判断电势能变化情况．【解答】解：A、由图看出，x轴上0～x1范围内各点电势不变，x轴是一条等势线，所以0～x1范围内各点场强的方向可能与x轴垂直，不可能与x轴平行．故A错误．B、x轴从0移到x1，各点电势相等，任意两点间电势差为零，电场力做功为零，正电荷沿x轴从0运动到x1，可做匀速直线运动．故B错误．C、负电荷沿x轴从x2移到x3的过程中，电势升高，负电荷的电势能减小，电场力做正功，则C正确．D、由于该图象仅仅是静电场的电势φ随x变化情况，而电场强度的方向是未知的，所以仅仅能判断出该电场沿x方向的分量的大小关系，不能判断出x2～x3与x4～x5间的场强大小之间的关系．故D正确．故选：CD3.农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，M处是瘪谷，N处是谷种，如图所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是（）A．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些B．谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动C．谷种运动过程中加速度较大D．瘪谷从飞出洞口到落地所用的时间较长参考答案：解：A、在大小相同的风力作用下，风车做的功相同，由于谷种的质量大，所以离开风车时的速度小，所以A错误．B、谷种和瘪谷做的是平抛运动，平抛运动是匀变速曲线运动，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，所以B正确．C、谷种和瘪谷都做平抛运动，加速度相等．故C错误．D、平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，所以D错误．故选B．4.带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，则下列判断中不正确的是A．粒子受到静电排斥力的作用B．粒子速度vb＞vaC．粒子动能Eka=EkcD．粒子电势能Epb＞Epc参考答案：B5.爬楼梯是一项很好的健身运动，某质量为60kg的同学，从学生宿舍楼的1层走到6层要克服重力做功大约是

A．900J

B．9000J

C．1080J

D．10800J参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（实验）如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm．若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=

（用L、g表示），其值是

（取g=9.8m/s2）参考答案：2；0.70m/s考点：研究平抛物体的运动解：设相邻两点间的时间间隔为T竖直方向：2L﹣L=gT2，得到T=水平方向：v0===2代入数据解得v0=0.70m/s故答案为：2；0.70m/s7.首先发现电流周围存在磁场的是丹麦物理学家________，他把一根水平放置的导线沿南北方向放在小磁针的上方，当给导线通以由南向北的电流时，发现小磁针的N极将向______方向偏转。发现电磁感应现象的科学家是

。参考答案：奥斯特，西，法拉第8.如右图所示，粗糙斜面的倾角为30°轻绳通过两个滑轮与A相连，轻绳的另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦．物块A的质量为m不计滑轮的质量，挂上物块B后，当滑轮两边轻绳的夹角为90°时，A、B恰能保持静止且A所受摩擦力向下，则物块B的质量为

参考答案：9.利用如图甲所示的装置可测量滑块在斜面上运动的动摩擦因数。在斜面上安装有两个光电门，且光电门A、B固定在斜面上，AB两点高度差为h，水平距离为s，当一带有宽度为d的很窄遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门时的遮光时间t。让滑块每次从斜面上的不同点有静止开始下滑，记下相应的、值。完成下列填空和作图：（1）滑块经过光电门A、B时的瞬时速度_________，_____________；（2）根据上面测量的物理量，得到滑块的动摩擦因数计算表达式为μ=_______________；（3）某实验小组同学实验测量得到h=0.3m，s=0.4m，d=0.5cm，根据多次测量、值，由计算机处理得到图线如图乙所示，可计算得到滑块与斜面动摩擦因数μ=______________（保留两位有效数字）。参考答案：（1），(2分)；(2分)（2）μ=；(3分)（3）μ=0.25（3分）10.(选修模块3－5)（4分）氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为

eV。现有一群处于n=5的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有

种。

参考答案：

答案：2.55（2分）6（2分）11.（选修3—4）（5分）某种媒质的折射率为，有一束光从该媒质射向真空，要使真空中有折射光，入射角应满足的条件是____________。

参考答案：答案：i＜45°

12.一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________。该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________。参考答案：01n＋11H→12H(13.如图为悬挂街灯的支架示意图，横梁BE质量为6kg，重心在其中点。直角杆ADC重力不计，两端用铰链连接。已知BE＝3m，BC＝2m，∠ACB＝30°，横梁E处悬挂灯的质量为2kg，则直角杆对横梁的力矩为

N·m，直角杆对横梁的作用力大小为_______N。参考答案：150，150

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（选修3-4模块）（4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．参考答案：

解析：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)

cm（2分）

②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=

—5cm．（2分）15.（11分）简述光的全反射现象及临界角的定义，并导出折射率为的玻璃对真空的临界角公式。参考答案：解析：光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，若入射角增大到某一角度C，使折射角达到，折射光就消失。入射角大于C时只有反射光，这种现象称为全反射，相应的入射角C叫做临界角。

光线由折射率为的玻璃到真空，折射定律为：

①

其中分别为入射角和折射角。当入射角等于临界角C时，折射角等于，代入①式得

②四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦，g取10m/s2。求：（1）物体上升到1m高度处的速度；（2）物体上升1m后再经多长时间才撞击钉子（结果可保留根号）；（3）物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率。参考答案：解析：⑴设物体上升到h1=1m处的速度为v1，由图乙知

（2分）

解得

v1=2m/s

（1分）

⑵解法一：由图乙知，物体上升到h1=1m后机械能守恒，即撤去拉力F，物体仅在重力作用下先匀减速上升，至最高点后再自由下落．设向上减速时间为t1，自由下落时间为t2对减速上升阶段有

解得

t1=0.2s

1分

减速上升距离

=0.2m

1分

自由下落阶段有

1分

解得

s

1分

即有t=t1+t2=s

1分

解法二：物体自h1=1m后的运动是匀减速直线运动，设经t时间落到钉子上，则有

3分

解得

t=s

2分

（3）对F作用下物体的运动过程，根据功能量关系有1分

由图象可得，物体上升h1=1m的过程中所受拉力F=12N

1分

物体向上做匀加速直线运动，设上升至h2=0.25m时的速度为v2，加速度为a。根据牛顿第二定律有

1分

根据运动学公式有

1分

瞬时功率

P=Fv2

1分

解得

P=12W

1分17.发光二极管广泛应用与电子显示屏和新型照明光源等领域，通常发光二极管的成品是将发光二级管的管芯封装在一个半球形的透明介质中的（如图所示），有一种用于电子显示屏的发光二极管，其管芯的发光区域为直径等于2mm的圆盘，封装用的透明介质的折射率为1.7，为了使人们能在更大的角度范围内最清晰的看到发光二极管发出的光，即要求管芯发光面上每一个发光点发出的光都能从整个半球面射出，试分析在制作发光管时半球形介质的半径R应满足是什么条件．参考答案：解：结合几何关系可知，只要A点和B点发出的光能够从半球面全部射出，那么发光面上每一个发光点发出的光都能从整个半球面射出；设半球的半径为R，发光圆盘直径为D，从A点射出的光与球面交于点A′（如图所示），AA′与OA′夹角为α，∠A′AO=β，则：根据正弦定理，有：=当β=90°时，α最大；从A点垂直于圆盘射出的光与球面交于点A′，则：

sinα==不发生全反射的条件是：sinα＜sinC=，即＜解得：R＞=1.7mm答：在制作发光管时半球形介质的半径R应满足条件是R＞1.7mm．【考点】光的折射定律．【分析】研究临界情况，从A点发出的光线射到任意位置均不发生全反射即可，然后结合临界角公式sinC=进行分析即可．18.在2014年索契冬奥会上，奥地利选手梅耶耳力战群雄，最终夺得男子高山滑