2022-2023学年福建省宁德市南阳寿宁县高级中学高三物理期末试题含解析

2022-2023学年福建省宁德市南阳寿宁县高级中学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.（单选）半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图（a）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（b）所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是A.第2秒内上极板为正极

B.第3秒内上极板为负极C.第2秒末微粒回到了原来位置

D.第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr2/d

参考答案：A2.下列说法正确的是（

）A.电磁波可以发生偏振B.红外线属于光，不是电磁波C.在相同介质中，所有电磁波传播的速度都相同D.只要空间某区域有变化的磁场或变化的电场，就能产生电磁波参考答案：A所有的光都是横波，偏振是横波特有的属性，光属于电磁波，故A正确。红外线是电磁波谱中的不可见光，故B错误。由光在介质中的传播速度可知C错误。若空间某区域的磁场或电场均匀变化，则不能产生电磁波，故D错误。3.我国的“北斗”卫星导航定位系统结束了美国和欧盟全球卫星定位系统一统天下的局面．该定位系统完成后由30颗轨道卫星组成，卫星的近似圆形轨道高度为2.4×104km，倾角为56°，分布在3个轨道面上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨备份卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作．若某颗替补卫星处在略低于工作卫星的轨道上，则以下说法中正确的是(

)A.替补卫星的线速度小于工作卫星的线速度B.替补卫星的周期小于工作卫星的周期C.工作卫星沿其轨道切线方向后喷出气体，可能追上前面的工作卫星D.替补卫星沿其轨道切线方向后多次喷出气体，可能到达工作卫星的轨道参考答案：DB4.三个共点力的大小分别为8N、7N、6N则它们的合力的最大值和最小值分别为

A．21N、5N

B．21N、4N

C．21N、11N

D．21N、0N参考答案：D5.如图所示，弹簧一端固定在墙上，另一端与物块接触但不连结，现利用该装置研究物块在粗糙水平面上滑行的距离s与弹簧压缩量血的关系，测得数据如下表所示，由表中数据可以归纳出物块滑动的距离s跟弹簧压缩量△x之间的关系是(k为比例系数)

(

)

△x/cm0.51.02.04.0…s/cm52080320…A．

B．

C．

D．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.带正电1.0×10-3C的粒子，不计重力,在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，AB两点电势差为____．参考答案：7.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2－v02，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立△v2—x坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为___________．（填写表达式）(2)若测出小车质量为0．4kg，结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N．(3)另一名同学用如图装置探究小车加速度a和小车所受合外力F（弹簧秤读数）的关系图像，但由于忘记了平衡摩擦力，则他得出的结论是（

）参考答案：2F/m

1

B8.如图甲所示，光滑绝缘的水平面上一矩形金属线圈

abcd的质量为m、电阻为R、面积为S，ad边长度为L，其右侧是有左右边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，ab边长度与有界磁场区域宽度相等，在t=0时刻线圈以初速度v0进入磁场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为vl，此时对线圈施加一沿运动方向的变力F，使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区，若上述过程中线圈的v—t图像如图乙所示，整个图像关于t=T轴对称。则0—T时间内，线圈内产生的焦耳热为______________________，从T—2T过程中，变力F做的功为______________________。参考答案：；2（）9.一列简谐横波在t=0.8s时的图象如图甲所示，其x=0处质点的振动图象如图乙所示，由图象可知：简谐波沿x轴

方向传播（填“正”或“负”），波速大小为

m/s，t=10.0s时刻，x=4m处质点的位移为

m。参考答案：负、5

、－0.0510.（选修3—3（含2—2）模块）（6分）某压力锅结构如图所示，盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起．已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0(1–aH)，其中常数a＞0，随海拔高度H的增大，大气压强P

（填“增大”、“减小”或“不变”），阀门被顶起时锅内气体压强

（填“增大”、“减小”或“不变”），结合查理定律分析可知，在不同海拔高度使用压力锅，阀门被顶起时锅内气体的温度随着海拔高度的增加而

．（填“升高”、“降低”或“不变”）参考答案：答案：减小（2分）；减小（2分）；降低．（2分）11.汽车沿半径为R的圆跑道行驶，跑道路面水平，与路面作用的摩擦力的最大值是车重的0.1倍，要使汽车不致冲出跑道，车速最大不能超过

。如果汽车是做匀速圆周运动，在转半圈的过程中路面作用的静摩擦力对汽车做功值为

。（g=10m/s2）参考答案：

答案：

012.某行星绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为___________，太阳的质量可表示为__________。参考答案：13.固定在水平地面上的光滑半球形曲面，半径为R，已知重力加速度为g。一小滑块从顶端静止开始沿曲面滑下，滑块脱离球面时的向心加速度大小为＿＿＿＿，角速度大小为＿＿＿＿＿。参考答案：，三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（2013?黄冈模拟）某种材料的三棱镜截面ABC如图所示，底边BC水平且镀银，其中∠A=90°，∠B=60°，一束竖直向下的光束从AB边上的M点入射，经过BC面反射后，从AC边上的N点平行于BC边射出，且MN连线平行于BC．求：（Ⅰ）光线在M点的折射角；（Ⅱ）三棱镜的折射率．（可用根式表示）参考答案：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．考点： 光的折射定律．专题： 光的折射专题．分析： （Ⅰ）由几何知识求出光线在M点的入射角和折射角．（Ⅱ）运用折射定律求解三棱镜的折射率．解答： 解：（Ⅰ）如图，∠A=90°，∠B=60°，∠C=30°．由题意可得∠1=∠2=60°，∠NMQ=30°，∠MNQ=60°．根据折射定律，可得：∠PMQ=∠PNQ．根据反射定律，可得：∠PMN=∠PNM．即为：∠NMQ+∠PMQ=∠MNQ﹣∠PNQ．故折射角∠PMQ=15°（Ⅱ）折射率n==答：（Ⅰ）光线在M点的折射角是15°；（Ⅱ）三棱镜的折射率是．点评： 本题是几何光学问题，作出光路图，运用几何知识求出入射角和折射角是解题的关键之处，即能很容易解决此类问题．15.如图所示，质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上，在恒力F作用下，由静止开始从A点出发到B点，然后撤去F，小球冲上放置在竖直平面内半径为R的光滑绝缘圆形轨道，圆形轨道的最低点B与水平面相切，小球恰能沿圆形轨道运动到轨道末端D，并从D点抛出落回到原出发点A处．整个装置处于电场强度为E=的水平向左的匀强电场中，小球落地后不反弹，运动过程中没有空气阻力．求：AB之间的距离和力F的大小．参考答案：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；平抛运动；动能定理的应用．专题： 带电粒子在电场中的运动专题．分析： 小球在D点，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出D点的速度，小球离开D时，速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直，小球做类平抛运动，将运动分解即可；对小球从A运动到等效最高点D过程，由动能定理可求得小球受到的拉力．解答： 解：电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F合=mg，方向与水平方向成45°向左下方，小球恰能到D点，有：F合=解得：VD=从D点抛出后，只受重力与电场力，所以合为恒力，小球初速度与合力垂直，小球做类平抛运动，以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系（如图所示）．小球沿X轴方向做匀速运动，x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动，y=at2a==所形成的轨迹方程为y=直线BA的方程为：y=﹣x+（+1）R解得轨迹与BA交点坐标为（R，R）AB之间的距离LAB=R从A点D点电场力做功：W1=（1﹣）R?Eq

重力做功W2=﹣（1+）R?mg；F所做的功W3=F?R有W1+W2+W3=mVD2，有F=mg答：AB之间的距离为R，力F的大小为mg．点评： 本题是动能定理和向心力知识的综合应用，分析向心力的来源是解题的关键．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.(9分)质量为m的飞机以水平v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供，不含重力)。今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h。求：(1)飞机受到的升力大小为多少？(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能分别为多少？参考答案：解析：(1)飞机水平速度不变，l=v0t…………1分

竖直方向的加速度恒定，则h=at2/2，解得

…………1分

由牛顿第二定律得：F-mg=ma…………1分

则F=mg＋ma=

…………1分

(2)升力做功W=Fh=

…………2分

在h处，vt=at=

…………1分

…………2分17.如图所示，若将A、B两个光滑带电小球静止放在无阻力的水平管道内，其中A的质量为M，B的质量为m，（M＞m）．开始时两球之间相距很远，现在给A一个初速度v，让其向右运动．已知两球之间由于带同种电荷会相互排斥，选取无穷远为参考面，两带电小球的电势能为，其中K为已知常数，r为两球之间的距离．问：（1）若两个带电小球逐渐靠近，带电小球A的电势能如何变化？（2）如果A不会超过B，计算A、B间的最小距离？（3）若让A能够超过B，求B最终的速度？（用图示或公式分析都可以）参考答案：解：（1）两带电小球逐渐靠近，电场力做负功，A带电小球的电势能逐渐增大，（2）AB运动过程中，系统动量守恒，以向右为正，根据动量守恒有：Mv=（M+m）v共解得：v共=如果A球不会超过B，=，解得：（3）由动量守恒和能量守恒得：会有两个解，舍去碰撞解，最后等效一个完全弹性碰撞，最终B的速度v=0答：（1）若两个带电小球逐渐靠近，A带电小球的电势能逐渐增大；（2）如果A不会超过B，A、B间的最小距离为；（3）若让A能够超过B，B最终的速度为0．【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律．【分析】（1）根据电场力做功的正负判断电势能的变化；（2）AB运动过程中，系统动量守恒，如果A球不会超过B，电势能和初动能全部转化为两者的动能，根据动量守恒定律以及能量守恒定律列式求解；（3）由动量守恒和能量守恒列式分析即可．18.如图甲所示，表面绝缘、倾角q=30°的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量m=0.10kg、总电阻R=0.25W的单匝矩形闭合金属框abcd，放在斜面的底端，其中ab边与斜面底边重合，ab边长L=0.50m。从t=0时刻开始，线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因数m=/3，重力加速度g取10m/s2。（1）求线框受到的拉力F的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0-（式中v0为线框向下运动ab边刚进入磁场时的速度大小，x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。参考答案：（1）由v-t图象可知，在0～0.4s时间内线框做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为v1=2.0m/s，所以在此过程中的加速度

a==5.0m/s2………………（1分）由牛顿第二定律

F-mgsinq-mmgcosq=ma…（2分）

解得

F=1.5N…（1分）（2）由v-t图象可知，线框进入磁场区域后以速度v1做匀速直线运动，产生的感应电动势

E=BLv1…（1分）

通过线框的电流

I==………（1分）线框所受安培力

F安=BIL=……（1分）对于线框匀速运动的过程，由力的平衡条件，有F=mgsin