湖北省武汉市武昌区2025届高三年级上学期期末质量检测物理答案

武昌区2025届高三年级上学期期末质量检测物理评分标准一、选择题：题号12345678910答案DCDCBABBDADAD二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.（7分）（1）AD（2分）；（2）b+V0（3分）；（3）漏气、室温升高（答出一种情况即得2分）（2分）12.（10分）RbRRxI（1）（2分），-Rg（2分）；（2）相等（1分），00（2分）kLkLL（3）ACD（3分）13.（10分）AD（1）光线入射到棱镜中，光路如图所示，光线在AB边上的N点Pβ入射角为α，在CD边上的P点的入射角为β，从BC边上的Q点射出。M由已知∠COM=30°，有∠NOD=∠MOD=60°，Nα则α=30°BOQC光线恰好在AB边发生全反射，即临界角C=30°∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分1由sinC＝∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2分n得该棱镜的折射率n＝2∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分3（2）在RT∆NBO中，BO=0.5R，则ON=R3在∆NOP中，由正弦定理有：ONOP=sinβsin2α解得β=30°因此，且光线在CD面P处也会发生全反射，并最终从垂直BC边的Q点射出。∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分23在RT∆NOP中，∠NOP=90°且NP=R33在RT∆OQP中，PQ=R2光线在棱镜中传播的总光程物理评分标准第1页共4页33l=MO+ON+NP+PQ=(1+)R∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙①2分2c又n=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙②1分vl光线在该棱镜中传播所用时间t=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙③1分vR联立①②③解得t=(2+33)∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分c14.（15分）（1）物块和薄板受力平衡时，设弹簧的压缩量为x0，则3mg=kx0∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙①1分设偏离受力平衡位置的位移为x，规定竖直向下为正方向，则弹簧的弹力F弹=-k（x+x0）∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分物块和薄板受到的合力F=F弹+3mg=-kx∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2分所以物块和薄板的运动时简谐运动。（2）运动起点即薄板静止时，2mg=ka∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分由①有，平衡位置时弹簧的压缩量x0=1.5a∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分已知弹簧的最大压缩量为x1=2.5a，则振幅A=x1-x0=a∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分所以最高点弹簧的形变量x2=0.5a=0.5A∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分作简谐运动的位移时间关系图像如右图所示，从位移为0.5A的位置运动至最高点至少需要时间13t=T+T∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分x124A60.5A解得简谐运动的周期为T=t∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分t505T0.5TT（3）物块下落过程，由机械能守恒定律：12-A1图1mgh=mv2∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙②1分20物块与薄板碰撞，由动量守恒定律：③分mv0=3mv∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1最高点a原长若振幅为2.5a，运动示意图如右图所示，最高点的弹簧伸长量为a2.5aa起点与起点时弹簧的压缩量相同，即具有等量的弹性势能0.5a平衡位置从开始做简谐运动至运动到最高点的过程，由机械能守恒定律：1mv2=mg2a∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙④2分图22联立②③④式，解得h=18a∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分物理评分标准第2页共4页15.（18分）（1）设粒子在左侧磁场运动时的半径为R1。若粒子第一次离开左侧磁场情境如图1所示，则R1-R1cosθ=d解得R1=5d则粒子第一次离开磁场时的射出点M与A点间距为3d,而上下边界间距为2d，故粒子离开场区，不符合题意，此种情境舍去。若粒子第一次离开左侧磁场情境如图2所示，则R1+R1cosθ=d∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分5解得R1=d∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分9洛伦兹力提供粒子匀速圆周运动的向心力mv2qvB1=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2分R19mv解得B=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分15qd（2）设粒子从边界CD上的N点第一次进入右侧磁场。从M到N，粒子在竖直方向上的位移1yMN=vcosθt=0.4vt∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙①2分2水平方向上的位移L=vsinθt=0.6vt∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙②2分粒子不能射出场区，所以yMN≤R1sinθ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙③1分联立①②③得L≤0.5d∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分即L的最大值为0.5d（3）设粒子从N点射入右侧磁场，圆周运动的半径为R2，从N'点第一次离开右侧磁场，从M'点再次进入左侧磁场。粒子在右侧磁场运动的线速度为vsinθ=0.6v洛伦兹力提供粒子匀速圆周运动的向心力m（0.6v）2q0.6vB2=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙④1分R2B2越大，R2越小，作出满足题设条件的粒子运动的轨迹如图4所示。根据题意，粒子进入左侧磁场时速度大小仍为v，圆周运动半径也为R1，则EF=R1-R1sinθ=0.4R1粒子不能从上边界离开磁场，所以AM'≥EF即DN+2R2-yM'N'≥0.4R1物理评分标准第3页共4页121（其中DN=AM-yMN，AM=R1sinθ=0.6R1，由①②和已知条件L=d有yM'N'=yMN=d，则DN=d）3991解得R2≥d∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙⑤2分6如图5所示，粒子第二次在左侧磁场运动至P'点时，圆心O1与P'连线水平，可视为从P点运动至P'点的过程为粒子在场区运动的一个周期。PP'=AM'-EF+R122=0.6R1-（d+2R2-d-0.4R1）+R1992=d+2R29设经历n（n为正整数）个周期，粒子恰好从Q点离开场区要满足nPP'=2d2即n（d+2R2）=2d911解得R2=（-）d∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙⑥2分n918联立⑤⑥得：n≤5又n为正整数，故n=1、2、3如图5所示，当n=3时，有R2最小值：2R2m=d∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙⑦1分9联立④⑦解得27mvB=即为B2最大值∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1分210qd物理评分标准第4页共4页