黑龍江省慶安縣第三中學2023年物理高三上期末考試試題含解析

黑龍江省慶安縣第三中學2023年物理高三上期末考試試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖，小球甲從A點水平拋出，同時將小球乙從B點自由釋放，兩小球先后經(jīng)過C點時速度大小相等，方向夾角為30°，已知B、C高度差為h，兩小球質(zhì)量相等，不計空氣阻力，由以上條件可知（）A．小球甲作平拋運動的初速度大小為B．甲、乙兩小球到達C點所用時間之比為1：2C．A、B兩點高度差為D．兩小球在C點時重力的瞬時功率相等2、如圖所示，一充電后的平行板電容器的兩極板間距離為l，在正極板附近有一質(zhì)量為m1、電荷量為q1（q1>0）的粒子A，在負極板附近有一質(zhì)量為m2，電荷量為－q2（q2>0）的粒子B僅在電場力的作用下兩粒子同時從靜止開始運動。已知兩粒子同時經(jīng)過一平行于正極板且與其相距方的平面Q。兩粒子間相互作用力可忽略，不計粒子重力，則下列說法正確的是（）A．粒子A、B的加速度大小之比4：3B．粒子A、B的比荷之比為3：4C．粒子A、B通過平面Q時的速度大小之比為：2D．粒子A、B通過平面Q時的動能之比為3：43、硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導體器件，它的工作原理與光電效應類似：當光照射硅光電池，回路里就會產(chǎn)生電流。關于光電效應，下列說法正確的是（）A．任意頻率的光照射到金屬上，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電流B．只要吸收了光子能量，電子一定能從金屬表面逸出C．逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率有關D．超過截止頻率的入射光光強越強，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大4、2019年4月10日，事件視界望遠鏡捕獲到人類歷史上的首張黑洞“照片”，這是人類第一次凝視曾經(jīng)只存在于理論中的天體．如果把太陽壓縮到半徑只有3km且質(zhì)量不變，太陽就變成了一個黑洞，連光也無法從太陽表面逃逸．已知逃逸速度是第一宇宙速度的倍，光速為，，則根據(jù)以上信息可知太陽的質(zhì)量約為A． B． C． D．5、如圖所示，圖甲是旋轉(zhuǎn)磁極式交流發(fā)電機簡化圖，其矩形線圈在勻強磁場中不動，線圈匝數(shù)為10匝，內(nèi)阻不可忽略。產(chǎn)生勻強磁場的磁極繞垂直于磁場方向的固定軸OO′（O′O沿水平方向）勻速轉(zhuǎn)動，線圈中的磁通量隨時間按如圖乙所示正弦規(guī)律變化。線圈的兩端連接理想變壓器，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=2∶1，電阻R1=R2=8Ω。電流表示數(shù)為1A。則下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)bcd線圈在圖甲所在的面為非中性面B．發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為10VC．電壓表的示數(shù)為10VD．發(fā)電機線圈的電阻為4Ω6、現(xiàn)在很多人手機上都有能記錄跑步數(shù)據(jù)的軟件，如圖所示是某軟件的截圖，根據(jù)圖中信息，判斷下列選項正確的是（）A．“3.00千米”指的是該同學的位移B．平均配速“05′49″”指的是平均速度C．“00∶17∶28”指的是時刻D．這位跑友平均每跑1千米用時約350s二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖甲為研究光電效應實驗的部分裝置示意圖。實驗中用頻率為的光照射某種金屬，其光電流隨光電管外電源電壓變化的圖像如圖乙。已知普朗克常量為，電子帶的電荷量為。下列說法中正確的是（）A．測量電壓時，光電管的極應連接外電源的負極B．光電子的最大初動能為C．該金屬的逸出功為D．當電壓大于時，增加光照強度則光電流增大8、如圖所示，以O為圓心、半徑為R的虛線圓位于足夠大的勻強電場中，圓所在平面與電場方向平行，M、N為圓周上的兩點。帶正電粒子只在電場力作用下運動，在M點速度方向如圖所示，經(jīng)過M、N兩點時速度大小相等。已知M點電勢高于O點電勢，且電勢差為U，下列說法正確的是（）A．M，N兩點電勢相等B．粒子由M點運動到N點，電勢能減小C．該勻強電場的電場強度大小為D．粒子在電場中可能從M點沿圓弧運動到N點9、如圖所示,生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速度為v0，小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，工件與乙之間的動摩擦因數(shù)為μ．乙的寬度足夠大，重力加速度為g，則（）A．若乙的速度為v0,工件在乙上側(cè)向(垂直于乙的運動方向)滑過的距離s=B．若乙的速度為2v0,工件從滑上乙到在乙上側(cè)向滑動停止所用的時間不變C．若乙的速度為2v0,工件在乙上剛停止側(cè)向滑動時的速度大小v=D．保持乙的速度2v0不變,當工件在乙上剛停止滑動時,下一只工件恰好傳到乙上,如此反復.若每個工件的質(zhì)量均為m,除工件與傳送帶之間摩擦外,其他能量損耗均不計,驅(qū)動乙的電動機的平均輸出功率=mgμv010、如圖所示，一長L=1m的水平傳送帶以v1=2m/s的恒定速率沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，一質(zhì)量m=4kg的物塊以vA．經(jīng)過t=1sB．經(jīng)過t=2sC．在t時間內(nèi)傳送帶對物塊做的功為-4JD．在t時間內(nèi)由于物塊與傳送帶間摩擦而產(chǎn)生的熱量為16J三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）為了驗證機能守恒定律，同學們設計了如圖甲所示的實驗裝置：（1）實驗時，該同學進行了如下操作：①將質(zhì)量分別為和的重物、（的含擋光片、的含掛鉤）用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態(tài)，測量出____________（填“的上表面”、“的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離。②如果系統(tǒng)（重物、）的機械能守恒，應滿足的關系式為_______。（已知重力加速度為，經(jīng)過光電門的時間為，擋光片的寬度以及和和）。（2）實驗進行過程中，有同學對裝置改進，如圖乙所示，同時在的下面掛上質(zhì)量為的鉤碼，讓，經(jīng)過光電門的速度用表示，距離用表示，若機械能守恒，則有______。12．（12分）一根均勻的細長空心金屬圓管，其橫截面如圖甲所示，長度為L，電阻R約為5Ω，這種金屬的電阻率為ρ，因管線內(nèi)徑太小無法直接測量，某同學設計下列實驗方案盡可能精確測定它的內(nèi)徑d；(1)用螺旋測微器測量金屬管線外徑D，圖乙為螺旋測微器校零時的示數(shù)，用該螺旋測微器測量的管線外徑讀數(shù)為5.200mm，則所測金屬管線外徑D=_______mm．(2)為測量金屬管線的電阻R，取兩節(jié)干電池（內(nèi)阻不計）、開關和若干導線及下列器材：A．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩB．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩC．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩD．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩE．滑動變阻器，0～10Ω（額定電流為0.6A）F．滑動變阻器，0～100Ω（額定電流為0.3A）為準確測出金屬管線阻值，電流表應選_______，電壓表應選______，滑動變阻器應選_______(填序號)(3)如圖丙所示，請按實驗要求用筆代線將實物圖中的連線補充完整_______．(4)根據(jù)已知的物理量（長度L、電阻率ρ）和實驗中測量的物理量（電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I、金屬管線外徑D），則金屬管線內(nèi)徑表達式d＝______________四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖甲所示，足夠?qū)捤巯旅嬗幸黄矫骁R，一束單色光以入射角i射入水面，經(jīng)平面鏡反射后的光線恰好沿水平方向射出．已知水對該單色光的折射率為n＝23①若平面鏡與水平方向的夾角為θ＝30°，求該單色光在水面入射角的正弦值sini；②使該單色光從水槽左壁水平向右射出，在平面鏡上反射后恰好在水面上發(fā)生全反射，如圖乙所示，求平面鏡與水平方向的夾角α.14．（16分）如圖所示，容積均為V0的汽缸A、B下端有細管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3，B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關閉K2、K3，通過K1給汽缸打氣，每次可以打進氣壓為p0、體積為0.3V0的空氣。已知室溫為27℃，大氣壓強為p0，汽缸導熱良好。（1）要使A缸的氣體壓強增大到7p0，求打氣的次數(shù)；（2）當A缸的氣體壓強達到7p0后，關閉K1，打開K2并緩慢加熱A、B氣缸內(nèi)氣體，使其溫度都升高60℃，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強。15．（12分）U形管兩臂粗細不同，開口向上，封閉的粗管橫截面積是開口的細管的三倍，管中裝入水銀，大氣壓為76cmHg.開口管中水銀面到管口距離為11cm，且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm，封閉管內(nèi)空氣柱長為11cm，如圖所示.現(xiàn)在開口端用小活塞封住，并緩慢推動活塞，使兩管液面相平，推動過程中兩管的氣體溫度始終不變，試求：（1）粗管中氣體的最終壓強；（2）活塞推動的距離.

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】

A．由可得乙運動的時間為所以到達C點時乙的速度為所以甲沿水平方向的分速度，即平拋的初速度為故A錯誤；B．物體甲沿豎直方向的分速度為由vy=gt1，所以甲在空中運動的時間為甲、乙兩小球到達C點所用時間之比為故B錯誤；C．小球甲下降的高度為A、B兩點間的高度差故C正確；D．兩個小球完全相同，根據(jù)P=mgvy，因兩球在C點的豎直速度不相等，則兩小球在C點重力的功率不等，選項D錯誤。故選C。2、B【解析】

設電場強度大小為E，兩粒子的運動時間相同，對粒子A有對粒子B有聯(lián)立解得故A錯誤，B正確；C．由v=at得故C錯誤；D．由于質(zhì)量關系未知，動能之比無法確定，故D錯誤。故選B。3、C【解析】

AB．當入射光的頻率大于金屬的截止頻率時就會有光電子從金屬中逸出，發(fā)生光電效應現(xiàn)象，并且不需要時間的積累，瞬間就可以發(fā)生。所以AB錯誤；CD．根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程對于同一種金屬，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關。所以C正確，D錯誤。故選C。4、B【解析】

由且，解得，故選B.5、C【解析】

A.線圈位于中性面時，磁通量最大，由圖甲可知，此時的磁通量最小，為峰值面，故A正確不符合題意；B.由圖乙知，角速度為電動勢的最大值故B正確不符合題意；C.根據(jù)歐姆定律以及變壓器原副線圈電壓關系的，解得U1=8V，故C錯誤符合題意；D.由閉合電路的歐姆定律得解得r=4Ω故D正確不符合題意。故選C。6、D【解析】

A.根據(jù)題圖中地圖顯示，跑的軌跡是曲線，故“3.00千米”指的是路程，故A錯誤；B.根據(jù)“05′49″”的單位是時間單位，可知不是平均速度，故B錯誤；C.“00∶17∶28”指的是所用時間，是指時間間隔，故C錯誤；D.3千米共用時17分28秒，故每跑1千米平均用時約350s，故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

A．電壓為反向遏止電壓，此時光電管的極應連接外電源的正極，A錯誤；B．光電子克服電場力做功，根據(jù)能量守恒定律，光電子的最大初動能B正確；C．光電效應方程為結(jié)合B選項解得金屬的逸出功為C錯誤；D．電壓對應正向飽和電流，已收集了相應光照強度下的所有的光電子。若增大光照強度，光子數(shù)量增加，光電子數(shù)量增加，則電路中的光電流增大，D正確。故選BD。8、AC【解析】

A．帶電粒子僅在電場力作用下，由于粒子在M、N兩點動能相等，則電勢能也相等，根據(jù)可知M、N兩點電勢相等，A正確；B．因為勻強電場，所以兩點的連線MN即為等勢面。根據(jù)等勢面與電場線垂直和沿電場線方向電勢降低的特性，從而畫出電場線CO如圖由曲線運動條件可知，正電粒子所受的電場力沿著CO方向；可知，速度方向與電場力方向夾角先大于90°后小于90°，電場力對粒子先做負功后做正功，所以電勢能先增大后減小，B錯誤；C．勻強電場的電場強度式中的d是沿著電場強度方向的距離，則C正確；D．粒子在勻強電場受到的是恒定的電場力，不可能做圓周運動，D錯誤。故選AC。9、CD【解析】根據(jù)牛頓第二定律，μmg=ma，得a=μg，摩擦力與側(cè)向的夾角為45°，側(cè)向加速度大小為，根據(jù)?2axs＝1-v12，解得：，故A錯誤；沿傳送帶乙方向的加速度ay＝μg，達到傳送帶乙的速度所需時間，與傳送帶乙的速度有關，故時間發(fā)生變化，故B錯誤；設t=1時刻摩擦力與側(cè)向的夾角為θ，側(cè)向、縱向加速度大小分別為ax、ay，

則，很小的△t時間內(nèi)，側(cè)向、縱向的速度增量△vx=ax△t，△vy=ay△t，解得．且由題意知，t，則，所以摩擦力方向保持不變，則當vx′=1時，vy′=1，即v=2v1．故C正確;工件在乙上滑動時側(cè)向位移為x，沿乙方向的位移為y，由題意知，ax=μgcosθ，ay=μgsinθ，在側(cè)向上?2axs＝1-v12，在縱向上，2ayy＝(2v1)2?1;工件滑動時間，乙前進的距離y1=2v1t．工件相對乙的位移，則系統(tǒng)摩擦生熱Q=μmgL，依據(jù)功能關系，則電動機做功：由，解得．故D正確；故選CD.點睛：本題考查工件在傳送帶上的相對運動問題，關鍵將工件的運動分解為沿傳送帶方向和垂直傳送帶方向，結(jié)合牛頓第二定律和運動學公式進行求解．10、BD【解析】

AB．當物塊滑上傳送帶后，受到傳送帶向右的摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律有μmg=ma代入數(shù)據(jù)可得物塊加速度大小a=1m/s2，方向向右，設物塊速度減為零的時間為t1，則有0=代入數(shù)據(jù)解得t1=1s；物塊向左運動的位移有v代入數(shù)據(jù)解得x=0.5故物塊沒有從傳送帶左端離開；當物塊速度減為0后向右加速，根據(jù)運動的對稱性可知再經(jīng)過1s從右端離開傳送帶，離開時速度為1m/s，在傳送帶上運動的時間為t=2t1=2s故A錯誤，B正確；C．在t=2s時間內(nèi)，物塊速度大小不變，即動能沒有改變，根據(jù)動能定理可知傳送帶對物塊做的功為0，故C錯誤；D．由前面分析可知物塊在傳送帶上向左運動時，傳送帶的位移為x當物塊在傳送帶上向右運動時，時間相同傳送帶的位移也等于x1，故整個過程傳送帶與物塊間的相對位移為Δx=在t時間內(nèi)由于物塊與傳送帶間摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q故D正確。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、擋光片中心【解析】

（1）①[1]需要測量系統(tǒng)重力勢能的變化量，則應該測量出擋光片中心到光電門中心的距離；②[2]根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，則系統(tǒng)的末速度為則系統(tǒng)動能的增加量為系統(tǒng)重力勢能的減小量為若系統(tǒng)機械能守恒則有（2）[3]若系統(tǒng)機械能守恒則有解得12、5.167ACE【解析】

(1)[1]螺旋測微器校零時的示數(shù)3.3×0.01mm=0.033mm螺旋測微器測量的管線外徑讀數(shù)為5.200mm，則所測金屬管線外徑D=5.200-0.033mm=5.167mm．(2)[2]兩節(jié)新的干電池電動勢為3V，因此電壓表選擇3V的