2022-2023学年湖北省咸宁市咸安区南门中学高三物理测试题含解析

2022-2023学年湖北省咸宁市咸安区南门中学高三物理测试题含解析一、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）如图示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点且ab=cd=L,ad=bc=2L,电场线与矩形所在平面平行。已知a、b、d点的电势分别为20V,24V和12V，一个质子以速度经过b点，速度方向与bc成角，经过一段时间质子经过c点，不计质子的重力，则：A．场强方向由b指向dB．c点的电势低于a点的电势C．质子从b点运动到c点，电场力做功8eVD．质子从b点运动到c点，电场力做功10eV参考答案：BC2.（多选）两种频率不同的单色光a、b分别照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能较大，则a、b两束光（）A．两束光以相同的入射角由水中斜射入空气，a光的折射角大B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D．分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄参考答案：【考点】：光的折射定律；光电效应．【专题】：光电效应专题．【分析】：根据光电效应方程由最大初动能的大小关系得出a、b光的频率的关系．根据光线的折射定律得出折射角的关系；根据波长与条纹宽度的关系得出双缝干涉的条纹关系以及单缝衍射的关系，：解：根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0知，b光照射时逸出的光电子最大初动能较大，则b光的频率大，波长短；A、b的频率大，所以两束光以相同的入射角由水中斜射入空气，b光的折射角大．故A错误．B、因为b光的折射率大，根据得，从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的大．故B错误．C、因为b光的折射率大，波长短，分别通过同一双缝干涉装置，由：可知b光形成的相邻亮条纹间距小．故C正确．D、分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄．故D正确．故选：CD．【点评】：解决本题的突破口在于根据光电效应方程由最大初动能的大小关系得出a、b光的频率的关系，知道折射率、频率、波长等大小关系．3.如图为一利用海流发电的原理图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块电阻不计的金属板M、N，板长为a,宽为b,板间的距离d．将管道沿海流方向固定在海水中，在管道中加一个与前后表面垂直的匀强磁场，磁感应强度B．将电阻为R的航标灯与两金属板连接（图中未画出）．海流方向如图，海流速率为v,下列说法正确的是A．M板电势高于N板的电势B．发电机的电动势为BdvC．发电机的电动势为BavD．管道内海水受到的安培力方向向右参考答案：AB试题分析：根据左手定则可知，正电荷向上运动，故M板的电势高，A正确；设电动势为E，离子同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时两板间的电压稳定，,，B正确、C错误；根据左手定则可知，磁场对管道内海水的作用力方向向左（与海流流动方向相反），D错误；故选AB。考点：导体切割磁感线时的感应电动势、安培力【名师点睛】根据左手定则判断正电荷运动的方向，可以判断极板的极性。离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时两板间的电压稳定，根据电场力等于重力，可求出电动势。根据极板的极性可知闭合电路中电流的方向，由左手定则可判断安培力的方向。4.如图所示，光滑斜面固定在水平面上，顶端O有一小球，从静止释放，运动到底端B的时间是，若给小球不同的水平初速度，落到斜面上的A点，经过的时间是,落到斜面底端B点，经过的时间是，落到水平面上的C点，经过的时间是，则

A．

B．

C．

D．参考答案：BD5.如图所示，在竖直平面内有一个半径为R，粗细不计的圆管轨道．半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A正上方P点由静止开始自由下落，小球恰能沿管道到达最高点B，已知AP=2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中A．重力做功2mgRB．机械能减mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，质量为m、边长为L的正方形线圈ABCD由n匝导线绕成，线圈中有顺时针方向大小为I的电流，在AB边的中点用细线竖直悬挂于轻杆一端，轻杆另一端通过竖直的弹簧固定于地面，轻杆可绕杆中央的固定转轴O在竖直平面内转动。在图中虚线的下方，有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感强度为B，平衡时，CD边水平且线圈有一半面积在磁场中，忽略电流I产生的磁场，穿过线圈的磁通量为

；弹簧受到的拉力为______。参考答案：7.在x轴上的和处各有一个做简谐振动、频率为的波源，两波源在同种均匀介质中形成两列简谐横波，时刻的波形如图所示，则两列波的传播速度大小为______，在时刻之后的内处质点的位移为______，两列波在处叠加以后的振幅是否为零______。参考答案：

(1).

(2).5cm

(3).不为零【详解】由图知，两列波的波长为，传播速度大小均为。波的周期为。在时刻，处质点正向上运动，在0之后的内即内，处质点到达波峰，位移为5cm。在处的质点到和的路程差为，所以处并不是振动减弱的点，其振幅不为0。8.（多选）一本书放在水平桌面上，下列说法中正确的是（

）A．书的重力就是书对桌面的压力B．书对桌面的压力与桌面对书的支持力是一对平衡力C．书的重力与桌面对书的支持力是一对平衡力D．书对桌面的压力性质属于弹力参考答案：CD9.卢瑟福通过如图所示的实验装置发现了质子。（1）卢瑟福用a粒子轰击_______核，第一次实现了原子核的____________。（2）关于该实验，下列说法中正确的是（

）A．通过显微镜来观察荧光屏上a粒子所产生的闪光B．银箔可以吸收产生的新粒子C．实验必须在真空、密封容器内进行D．测出新产生的粒子的质量和电量，明确这就是氢原子核参考答案：（1）氮，人工转变；（2）D

10.某同学为估测摩托车在水泥路面上行驶时所受的牵引力，设计了下述实验：将输液用的500ml玻璃瓶装适量水后，连同输液管一起绑在摩托车上，调节输液管的滴水速度，刚好每隔1.0s滴一滴，该同学骑摩托车，先使之加速到某一速度，然后熄火，让摩托车沿直线滑行，如图是某次实验中水泥路面上的部分水滴（左侧是起点,单位：m）。设该同学质量为50kg，摩托车的质量为75kg，根据该同学的实验结果可估算（g=10m/s2）（1）骑摩托车加速时的加速度大小为

m/s2；（2）骑摩托车滑行时的加速度大小为

m/s2；

（3）骑摩托车加速时的牵引力大小为

N参考答案：（1）3.79m/s2，（2）0.19m/s2，（3）497.5N

解：（1）已知前四段位移，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

得：x4-x2=2a1T2

x3-x1=2a2T2

为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值

得：即小车运动的加速度计算表达式为：（2）滑行时的加速度带入数据得：摩托车减速时的加速度a2=-0.19

m/s2，负号表示摩托车做减速运动．

（3）由牛顿第二定律：

加速过程：F-f=ma

减速过程：f=ma2，

解得：F=m（a+a2）=497.5N

故答案为：（1）3.79m/s2；（2）0.19m/s2；（3）497.5N．11.如图所示，处于水平位置的、质量分布均匀的直杆一端固定在光滑转轴O处，在另一端A下摆时经过的轨迹上安装了光电门，用来测量A端的瞬时速度vA，光电门和转轴O的竖直距离设为h。将直杆由图示位置静止释放，可获得一组（vA2，h）数据，改变光电门在轨迹上的位置，重复实验，得到在vA2~h图中的图线①。设直杆的质量为M，则直杆绕O点转动的动能Ek=_____________（用M和vA来表示）。现将一质量m=1kg的小球固定在杆的中点，进行同样的实验操作，得到vA2~h图中的图线②，则直杆的质量M=____________kg。（g=10m/s2）参考答案：，0.2512.核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力．核反应是若干核反应的一种，其中X为待求粒子，y为X的个数，则X是

▲

（选填“质子”、“中子”、“电子”），y＝

▲

.若反应过程中释放的核能为E，光在真空中的传播速度为c，则核反应的质量亏损表达式为

▲

.参考答案：中子（1分）

3（1分）

E/c213.如图所示为甲、乙、丙三个物体在同一直线上运动的s-t图象，比较前5s内三个物体的平均速度大小为____________；比较前10s内三个物体的平均速度大小有′____′____′（填“>”“=’“<”）参考答案：>

>

=

=三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.（6分）题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。参考答案：；P点沿y轴正向振动考点：本题考查横波的性质、机械振动与机械波的关系。15.（4分）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。参考答案：粒子的动量，物质波的波长由，知，则。解析：物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。四、计算题：本题共3小题，共计47分16.一个装置由粗糙的水平轨道AB和光滑半圆形竖直轨道CED构成，圆心O与AB等高，E为最低点，如图所示，BC点重合，AB长为1m，质量为0.2kg的小滑块与水平轨道的动摩擦因数为0.15，滑块从A点以速度2m/s沿水平轨道向右运动，从B点抛出，恰好落在半圆形轨道的最低点E，与轨道发生碰撞后，滑块沿法线方向速度减为0，切线方向的速度不变，求：（1）滑块在B点的速度；（2）沿圆轨道上滑的最大高度和第二次回到最低点对轨道的压力；（3）若水平轨道AB长度可以调节，则在仅适当调节AB的长度时，滑块能否垂直打到半圆形轨道上，若能，求出AB长度，若不能，说明理由．参考答案：解：（1）对滑块运用动能定理得，，解得=1m/s．（2）根据R=v1t，R=代入数据联立解得R=0.2m．碰后速度大小v2=v1，沿圆弧轨道上滑的最大高度为H，则有，代入数据解得H=0.05m，解得FN=3N．根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小为3N，方向向下．（3）不能，要垂直打在半圆轨道上，意味着速度的反向延长线必过圆心O，根据平抛运动的规律，速度的反向延长线必不过圆心O，故不能．答：（1）滑块在B点的速度为1m/s；（2）沿圆轨道上滑的最大高度为0.05m，第二次回到最低点对轨道的压力为3N，方向向下．（3）不能．要垂直打在半圆轨道上，意味着速度的反向延长线必过圆心O，根据平抛运动的规律，速度的反向延长线必不过圆心O．【考点】动能定理；向心力．【分析】（1）对A到B段运用动能定理，求出滑块在B点的速度大小．（2）根据平抛运动的规律求出圆轨道的半径，抓住法向的速度为零，切线方向的速度等于平抛运动的初速度，根据动能定理求出上升的高度．根据牛顿第二定律求出第二次回到最低点的支持力大小，从而得出压力的大小．（3）不能垂直打在半圆形轨道上，若垂直打在圆形轨道上，则速度反向延长线经过圆心，结合平抛运动速度反向的延长线经过水平位移的中点，通过几何关系得出矛盾．17.某些城市交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度不得超过vm=30km/h．一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止，交警测得车轮在地面上滑行的痕迹长xm=10m．从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数μ=0.72，取g=10m/s2．（1）请你判断汽车是否违反规定超速行驶．（2）目前，有一种先进的汽车制动装置，可保证车轮在制动时不被抱死，使车轮仍有一定的滚动，安装了这种防抱死装置的汽车，在紧急刹车时不但可以使汽车便于操控，而且可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小．假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为F，驾驶员的反应时间为t，汽车的质量为m，汽车正常行驶的速度为v，试推出刹车距离x的表达式．参考答案：18.（15分）如图甲所示，垂直于水平桌面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B=0.8T，宽度L=2.5m。光滑金属导轨OM、ON固定在桌面上，O点位于磁场的左边界，且OM、ON与磁场左边界均成45°角。金属棒ab放在导轨上，且与磁场的右边界重合。t=0时，ab在水平向左的外力F作用下匀速通过磁场。测得回路中的感应电流随时间变化的图象如图乙所示。已知OM、ON接触处