黑龙江省牡丹江市爱民区第一高级中学2022-2023学年高三物理试题查缺补漏试题(文理)
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黑龙江省牡丹江市爱民区第一高级中学2022-2023学年高三物理试题查缺补漏试题(文理)
考生请注意:
1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。
2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示为单摆的振动图像,根据此振动图像不能确定的物理量是( )
A.摆长 B.回复力 C.频率 D.振幅
2、将一物体从地面以速度v0竖直上抛,物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定,设物体在地面时的重力势能为零,则物体从抛出到落回原地过程中,如图所示的四个图中不正确的( )
A. B. C. D.
3、如图所示,材料相同的物体A、B由轻绳连接,质量分别为m1和m2且m1≠m2,在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。则( )
A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关
B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关
C.轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关
D.若改用F沿斜面向下拉连接体,轻绳拉力的大小不变
4、某跳水运动员在3m长的踏板上起跳,踏板和运动员要经历如图所示的几个位置,其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,已知板形变越大时板对人的弹力也越大,在人由C到B的过程中( )
A.人向上做加速度大小减小的加速运动 B.人向上做加速度大小增大的加速运动
C.人向上做加速度大小减小的减速运动 D.人向上做加速度大小增大的减速运动
5、如图所示,为某静电除尘装置的原理图,废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相作用和电荷量变化,则以下说法正确的是
A.A点电势高于B点电势
B.尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度
C.尘埃在迁移过程中做匀变速运动
D.尘埃在迁移过程中电势能始终在增大
6、在如图所示的位移(x)—时间(t)图象和速度(v)—时间(t)图象中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内,乙车的速度一直大于甲车的速度
B.0~t1时间内,甲车与乙车之间的距离先增大后减小
C.0~t2时间内,丙、丁两车的距离逐渐减小
D.0~t2时间内,丁车的速度先大于丙车,后小于丙车
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D,入射方向与边AB的夹角为θ= 30°,经三棱镜折射后分为a、b两束单色光,单色光a偏折到BC边的中点E,单色光b偏折到F点,则下列说法正确的是( )
A.该棱镜中对单色光a的折射率为
B.在棱镜中传播,a光的传播速度较大
C.a光的频率一定大于b光的频率
D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大
8、如图所示,光滑轻质细杆AB、BC处在同一竖直平面内,A、C处用铰链铰于水平地面上,B处用铰链连接,AB杆竖直,BC杆与水平面夹角为37°。一个质量为3.2kg的小球(可视为质点)穿在BC杆上,现对小球施加一个水平向左的恒力F使其静止在BC杆中点处(不计一切摩擦,取g=10m/s2)。则
A.F的大小为40N B.小球对BC杆的作用力大小为40N
C.AB杆对BC杆的作用力大小为25N D.地面对BC杆的作用力大小为25N
9、如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g。以下判断正确的是
A.当x=h+x0时,重力势能与弹性势能之和最小 B.最低点的坐标为x=h+2x0
C.小球受到的弹力最大值等于2mg D.小球动能的最大值为
10、如图所示,a、b两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入,入射点均在玻璃砖底边圆心O的左侧,两束光进入玻璃砖后都射到O'点,OO'垂直于底边,下列说法确的是( )
A.从点O'射出的光一定是复色光
B.增大两束平行光的入射角度,则b光先从O'点消失
C.用同一装置进行双缝干涉实验,b光的相邻条纹间距较大
D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的截止电压低
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.(6分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中,斌斌利用如图所示可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究。
(1)实验还需要下列器材中的________;
(2)实验中,图中变压器的原线圈接线“0、8”接线柱,所接电源电压为交流10.0V,副线圈接线“0、4”接线柱,则副线圈所接电表示数可能是______。
A.20.0 V
B.15.0 V
C.5.0 V
D.2.5 V
12.(12分)某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因素,设计如图(a)所示的实验装置,弹簧左侧固定在挡板A上,处于原长的弹簧右端位于C,弹簧与滑块接触但不拴接,滑块上安装了宽度为d的遮光板,轨道B处装有光电门。
(1)实验的主要步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d,如图(b)所示,d=______cm;
②将滑块向左压缩弹簧,由静止释放滑块,同时记录遮光片通过光电门的时间t;
③测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x;
④改变弹簧压缩量,多次重复步骤②和③。
(2)实验手机的数据并处理如下。
①实验小组根据上表数据在图中已描绘出五个点,请描绘出余下的点并作出图像__________。
②根据所作图像,可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为________(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)。
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(10分)如图所示,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小未知;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B。现从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN ,第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。
(1)画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草图并求出粒子的比荷大小;
(2)求出电场强度E的大小和第五次经过直线MN上O点时的速度大小;
(3)求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t。
14.(16分)如图所示,在xOy平面内,MN与y轴平行,间距为d,其间有沿x轴负方向的匀强电场E。y轴左侧有宽为L的垂直纸面向外的匀强磁场,MN右侧空间存在范围足够宽、垂直纸面的匀强磁场(图中未标出)。质量为m、带电量为+q的粒子从P(d,0)沿x轴负方向以大小为v0的初速度射入匀强电场。粒子到达O点后,经过一段时间还能再次回到O点。已知电场强度E=,粒子重力不计。
(1)求粒子到O点的速度大小;
(2)求y轴左侧磁场区域磁感应强度B1的大小应满足什么条件?
(3)若满足(2)的条件,求MN右侧磁场的磁感应强度B2和y轴左侧磁场区域磁感应强度B1的大小关系。
15.(12分)我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场,如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,将地球视为均质球体,且忽略自转。
(1)类比电场强度的定义方法,写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式,并结合万有引力定律,推导距离地心为r(r>R)处的引力场强度的表达式;
(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和,如果它们满足,则该空间就可以近似为匀强场,也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h(取地球半径R=6400km);
(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为(以无穷远处引力势为0)。请你设定物理情景,简要叙述推导该表达式的主要步骤。
参考答案
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、B
【解析】
由图可直接看出的物理量有:周期T=2s,振幅A=3cm;由单摆的周期公式:
则频率:
可求出摆长为:
由于不知道摆球的质量,所以无法知道回复力。B正确,ACD错误。
故选B。
2、B
【解析】
A.物体在运动过程中受到重力和空气阻力,则上升过程中由牛顿第二定律得
下降过程中由牛顿第二定律得
可判断
上升过程中速度方向向上,下降过程中速度方向向下,根据动量定义可知上升过程中动量方向向上,下降过程中动量方向向下,故A正确;
B.根据公式可知合外力的冲量方向始终向下,故B错误;
CD.克服空气阻力做的功
为物体运动的路程,上升过程,下落过程总路程,根据功能关系可知,机械能逐渐减小,则有
故C、D正确;
不正确的故选B。
3、C
【解析】
ABC.以物体A、B及轻绳整体为硏究对象根据牛顿第二定律得
解得
再隔离对B分析,根据牛顿第二定律得
解得
则知绳子的拉力与斜面倾角无关,与动摩擦因数μ无关,与两物体的质量m1和m2有关,选项C正确,AB均错误;
D.若改用F沿斜面向下拉连接体,以物体A、B及轻绳整体为硏究对象,根据牛頓第二定律得
解得
再隔离对A分析,根据牛顿第二定律得
解得
可知轻绳拉力的大小改变,选项D错误。
故选C。
4、A
【解析】
人由C到B的过程中,重力不变,弹力一直减小,弹力大于重力,向上做加速运动,合力逐渐减小,加速度逐渐减小,所以人向上做加速度大小减小的加速运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
5、B
【解析】沿电场线方向电势降低,由图可知,B点的电势高于A点电势,故A错误;由图可知,A点电场线比B点密集,因此A点的场强大于B点场强,故A点的电场力大于B点的电场力, 则A点的加速度大于B点的加速度,故B正确;放电极与集尘极间建立非匀强电场,尘埃所受的电场力是变化的.故粒子不可能做匀变速运动,故C错误;由图可知,开始速度方向与电场力方向夹角为钝角,电场力做负功,电势能增大;后来变为锐角,电场力做正功,电势能减小;对于全过程而言,根据电势的变化可知,电势能减小,故D错误.故选B.
点睛:本题考查考查分析实际问题工作原理的能力,解题时要明确电场线的分布规律,并且能抓住尘埃的运动方向与电场力方向的关系是解题突破口.
6、B
【解析】
A.根据位移-时间图象的斜率表示速度,由图象可知,乙车的速度在0~t1时间内并不是一直大于甲车的速度,故A错误;
B.根据位移-时间图象的斜率表示速度,由图象可知,甲图线的斜率不变,说明甲的速度不变,做匀速直线运动,乙车的速度先大于甲车的速度后小于甲车的速度,且由同一地点向同一方向运动,则0~t1时间内,甲车与乙车之间的距离先增大后减小,故B正确;
CD.由速度-时间图像可知,0~t2时间内,丁车的速度一直比丙车速度大,且由同一地点向同一方向运动,则两车间的距离一直增大,故CD错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
7、AC
【解析】
A.设到E点的a光线的入射角为i=60°,折射角为r=30°,则折射率
选项A正确;
B.在棱镜中传播,b光的折射率较小,由 可知,a光传播速度较大,选项B错误;
C.a光的折射率大于b光,则a光的频率一定大于b光的频率,选项C正确;
D.a光的频率大于b光的频率,则a光的波长小于b光的波长,根据可知,分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距小,选项D错误。
故选AC。
8、BCD
【解析】
AB.对小球受力分析,受重力、推力和支持力,如图所示
根据平衡条件,得到:
故A错误,B正确;
C.对杆BC和球整体分析,以C点为支点,设AB对杆的作用力为F′,AB杆没有绕A点转动,说明AB对BC的作用力的方向沿AB的方向。根据力矩平衡条件,有:
F•0.6h=F′•1.6h-mg•0.8h
解得:
F′=25N
故C正确;
D.对杆BC和球整体分析,整体在竖直方向受到小球的重力和杆的重力、AB杆的作用力以及地面的作用力,设该力与水平方向之间的夹角为θ,则:
竖直方向:
Mg+mg-F′-FCsinθ=0
水平方向:
FCcosθ=F
联立得:
FC=25N
故D正确。
故选BCD。
9、AD
【解析】
由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动,当与弹簧相接触后,再做加速度减小的加速运动,然后做加速度增大的减速运动,直到小球速度为零。
A.当x=h+x0时,弹力等于重力,加速度为零,小球速度最大,动能最大,由于系统机械能守恒,所以重力势能与弹性势能之和最小,A正确;
B.在最低点小球速度为零,从刚释放小球到小球运动到最低点,小球动能变化量为零,重力做的功和弹力做的功的绝对值相等,即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同,所以最低点应该在h+2x0小球的后边,B错误;
C.由B知道最低点位置大于,所以弹力大于2mg, C错误;
D.当x=h+x0时,弹力等于重力,加速度为零,小球速度最大,动能最大,由动能定理可得
,
故D正确。
10、AD
【解析】
A.两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角,根据光路可逆性可知,从O′点射出时折射角都等于射入玻璃砖底边时的入射角,而在玻璃砖底边两光束平行射入,入射角相等,所以从O′点射出时折射角相同,两光束重合,则从O′点射出的一定是一束复色光,故A正确;
B.令光在底边的入射角为i,折射角为r,根据折射定律有
所以
根据几何知识可知,光在O′点的入射角为r,无论怎样增大入射角度,光在O′点的入射角都小于光发生全反射的临界角,所以a、b光不会在O′点发生全反射,故B错误;
C.根据光路图可知,玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率,则a光的波长大于b光的波长,由于条纹间距为
所以a光的条纹间距大于b光的条纹间距,故C错误;
D.由于a光的频率小于b光的频率,根据光电效应方程
可知a、b光分别照射同一光电管发生光电效应时,a光的截止电压比b光的截止电压低,故D正确。
故选:AD。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11、AD D
【解析】
(1)[1]探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验要用到交流电压表,B是直流电流表,C是直流电压表,A是多用电表,可以用多用电表的交流电压挡测电压,实验中为了安全,输入电压不能超过12V,需要交流学生电源,故选AD。
(2)[2]如果是理想变压器,则电压比等于匝数比,输出电压为5V,但图中变压器存在比较大的漏磁,实际输出电压小于5V,故D正确。
故选D。
12、1.650cm 0.048-0.052
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为:1.6cm,游标尺上第10条刻度线和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm,所以最终读数为:1.6cm+0.50mm=1.650cm
(2)[2]第5点速度为
则
将余下的点描在坐标纸上,且将所有点拟合成直线,如图
(3)[3]由实验原理得
则图像斜率
由图像可得
解得
由于误差,则0.048-0.052均可
四、计算题:本题共2小题,共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、(1),;(2),;(3))
【解析】
(1)粒子的运动轨迹如图所示
由牛顿第二定律
得
(2)由几何关系得
粒子从c到O做类平抛运动,且在垂直、平行电场方向上的位移相等,都为
类平抛运动的时间为
又
又
联立解得
粒子在电场中的加速度为
粒子第五次过MN进入磁场后的速度
(3)粒子在磁场中运动的总时间为
粒子做直线运动所需时间为
联立得粒子从出发到再次到达O点所需时间
14、(1);(2);(3),n=l,2,3……
【解析】
(1)粒子,从P点到O点,由动能定理得
可得粒子到
(2)洛伦兹力提供向心力
粒子要再次回到O点,则粒子不能从y轴左侧的磁场射出,需要返回磁场,经过电场和MN右侧的磁场的作用,再次返回到O点,故要求:
故要求
(3)粒子通过电场回到MN右侧磁场时速度为。设粒子在右侧磁场中轨道半径为R,要使其能够回到原点,粒子在右侧磁场中应向下偏转,且偏转半径R≥r。
解得
①当R=r
可得
②R>r,要使粒子回到原点(粒子轨迹如下图所示)
则须满足
其中n=l,2,3……
,n=l,2,3……
其中n=1时,
综上,需要B2和y轴左侧磁场区域磁感应强度B1的大小关系满足
,n=l,2,3……
15、 (1)引力场强度定义式,推导见解析;(2)h=64976m;(3)推导见解析.
【解析】
(1)引力场强度定义式
联立得
(2)根据题意
解得
h=64976m
(3)定义式引力势,式中为某位置的引力势能
把某物体从无穷远移动到某点引力做的功
即
则当质量为m的物体自无穷远处移动到距离地球r处时,引力做功为
通过计算得
所以
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