安徽省白澤湖中學2023年物理高三第一學期期末經(jīng)典試題含解析

安徽省白澤湖中學2023年物理高三第一學期期末經(jīng)典試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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、某靜電場的電場線與x軸平行，x軸上各點的電勢情況如圖所示，若將一帶電粒子從坐標原點O由靜止釋放，該粒子僅在電場力的作用下，沿著x軸正方向運動，已知電場中M、N兩點的x坐標分別為5mm、15mm，則下列說法正確的是（）A．在x軸上M、N兩點間的電場方向先沿x軸正方向后沿x軸負方向B．該帶電粒子一定帶負電荷C．在x=10mm的位置，電場強度大小為1000V/mD．該粒子沿x軸從M點運動到N點的過程中，電勢能一直增大2、如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強磁場，P為磁場邊界上的一點，大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，在紙面內(nèi)沿各個方向一速率v從P點射入磁場，這些粒子射出磁場時的位置均位于PQ圓弧上且Q點為最遠點，已知PQ圓弧長等于磁場邊界周長的四分之一，不計粒子重力和粒子間的相互作用，則（）A．這些粒子做圓周運動的半徑B．該勻強磁場的磁感應強度大小為C．該勻強磁場的磁感應強度大小為D．該圓形磁場中有粒子經(jīng)過的區(qū)域面積為3、用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的措施是A．改用強度更大的紫外線照射 B．延長原紫外線的照射時間C．改用X射線照射 D．改用紅外線照射4、2019年2月15日，一群中國學生拍攝的地月同框照，被外媒評價為迄今為止最好的地月合影之一。如圖所示，把地球和月球看做繞同一圓心做勻速圓周運動的雙星系統(tǒng)，質(zhì)量分別為M、m，相距為L，周期為T，若有間距也為L的雙星P、Q，P、Q的質(zhì)量分別為2M、2m，則（）A．地、月運動的軌道半徑之比為 B．地、月運動的加速度之比為C．P運動的速率與地球的相等 D．P、Q運動的周期均為5、如圖所示，一只螞蟻從盤中心O點向盤邊緣M點沿直線OM勻速爬動，同時圓盤繞盤中心O勻速轉(zhuǎn)動，則在螞蟻向外爬的過程中，下列說法正確的（）A．螞蟻運動的速率不變 B．螞蟻運動的速率變小C．相對圓盤螞蟻的運動軌跡是直線 D．相對地面螞蟻的運動軌跡是直線6、在如圖所示的邏輯電路中，當A端輸入電信號”1”、B端輸入電信號”0”時，則在C和D端輸出的電信號分別為A．1和0 B．0和1 C．1和l D．0和0二、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、用頭發(fā)屑模擬各種電場的分布情況如甲、乙、丙、丁四幅圖所示，則下列說法中正確的是（）A．圖甲一定是正點電荷形成的電場B．圖乙一定是異種電荷形成的電場C．圖丙可能是同種等量電荷形成的電場D．圖丁可能是兩塊金屬板帶同種電荷形成的電場8、一帶正電的粒子只在電場力作用下沿軸正向運動，其電勢能隨位移變化的關(guān)系如圖所示，處為粒子電勢能最大位置，則下列說法正確的是（）A．處電場強度最大B．粒子在段速度一直在減小C．在、、、處電勢、、、的關(guān)系為D．段的電場強度大小方向均不變9、如圖所示，一直角三角形處于平行于紙面的勻強電場中，∠A=，∠B=，AC長為L，已知A點的電勢為（>0），B點的電勢為2，C點的電勢為0，一帶電的粒子從C點以v0的速度出發(fā)，方向如圖所示（與AC邊成）。不計粒子的重力，下列說法正確的是（）A．電場強度的方向由B指向CB．電場強度的大小為C．若粒子能擊中圖中的A點，則該粒子的比荷為D．只要粒子的速度大小合適，就可能擊中圖中的B點10、如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=37°角固定，M、P之間接電阻箱R，導軌所在空間存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應強度為B=0.5T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab，當電阻箱R=0Ω時，桿的最大速度為2m/s，當電阻箱R=4Ω時，桿的最大速度為4m/s。已知軌距為L=2m，重力加速度g取10m/s2，軌道足夠長且電阻不計。以下說法正確的是（）A．桿ab的最大速度隨電阻箱R的增大而均勻增大B．當R一定時，桿ab下滑時通過R的電流方向由P到MC．當R=4Ω時，桿ab從釋放到獲得最大速度的過程中，桿ab所受安培力的功率等于桿ab的熱功率D．由已知條件可以求得，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）如圖甲所示，某組同學借用“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”的相關(guān)實驗思想、原理及操作，進行“探究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗：（1）為達到平衡阻力的目的，取下細繩和托盤，通過調(diào)節(jié)墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做________運動.（2）連接細繩及托盤，放入砝碼，通過實驗得到圖乙所示的紙帶.紙帶上O為小車運動起始時刻所打的點，選取時間間隔為0.1s的相鄰計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G.實驗時小車所受拉力為0.2N，小車的質(zhì)量為0.2kg.請計算小車所受合外力做的功W和小車動能的變化，補填表中空格_______，_______（結(jié)果保留至小數(shù)點后第四位）.O—BO—CO—DO—EO—FW/J0.04320.05720.07340.09150.04300.05700.07340.0907通過分析上述數(shù)據(jù)你得出的結(jié)論是：在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，與理論推導結(jié)果一致.（3）實驗中是否要求托盤與砝碼總質(zhì)量m遠小于小車質(zhì)量M？________（填“是”或“否”）；（4）實驗前已測得托盤的質(zhì)量為，實驗時該組同學放入托盤中的砝碼質(zhì)量應為________kg（g取，結(jié)果保留至小數(shù)點后第三位）.12．（12分）小妮同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證系統(tǒng)機械能守恒。A、B是兩個質(zhì)量均為m的相同小球，O為穿過輕桿的固定轉(zhuǎn)軸，C為固定在支架上的光電門，初始時桿處于水平狀態(tài)，重力加速度為g。實驗步驟如下∶(1)用游標卡尺測得小球B的直徑d如圖乙所示，則d=______mm；(2)用毫米刻度尺測得AO長為l，BO長為2l；(3)由靜止釋放兩小球，當小球B通過光電門時，測得光線被小球擋住的時間為t，則在桿由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中兩小球組成的系統(tǒng)增加的動能Ek=___，減少的重力勢能Ep=____（用m、g、l、d、t表示）。(4)若在誤差允許的范圍內(nèi)Ek=Ep，則小球A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒。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）如圖所示，地面和半圓軌道面均光滑．質(zhì)量M=1kg、長L=4m的小車放在地面上，其右端與墻壁的距離為S=3m，小車上表面與半圓軌道最低點P的切線相平．現(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的滑塊（不計大小）以v0=6m/s的初速度滑上小車左端，帶動小車向右運動．小車與墻壁碰撞時即被粘在墻壁上，已知滑塊與小車表面的滑動摩擦因數(shù)μ=0.1，g取10m/s1．（1）求小車與墻壁碰撞時的速度；（1）要滑塊能沿圓軌道運動而不脫離圓軌道，求半圓軌道的半徑R的取值．14．（16分）傾角為的斜面上疊放著質(zhì)量均為滑塊和長木板，在垂直于斜面方向的壓力F作用下，均保持靜止。已知滑塊與長木板間動摩擦因素，滑塊正處于長木板的中間位置；長木板與斜面間動摩擦因素，長木板長度?；瑝K大小忽略不計，各接觸面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，斜面足夠長，取，。(1)壓力F的最小值；(2)突然撤去壓力F，滑塊經(jīng)過多長時間從長木板滑下？15．（12分）底面積為S，高度為L，導熱性能良好的氣缸豎直放置，氣缸開口向上，用一質(zhì)量可忽略不計的活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，穩(wěn)定時活塞恰好位于氣缸口處。一位同學把某種液體緩慢地倒在活塞上，使活塞沿氣缸壁無摩擦的緩慢向下移動，已知大氣壓強為P0=1.0×105Pa，環(huán)境溫度保持不變。求：(1)若某種液體為水，為了滿足題意，氣缸的高度L應滿足什么條件？（ρ水=1.0×103kg/m3）(2)若某種液體為水銀，氣缸高度L=2.0m，則活塞下降的高度h為多少時就不再下降？（ρ水銀=13.6×103kg/m3）

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φ-x圖像知從M點到N點電勢降低，根據(jù)沿著電場線方向電勢降低可知在x軸上M、N兩點間的電場方向沿x軸正方向，A項錯誤；B．粒子受力方向和電場方向相同，故粒子帶正電荷，B項錯誤；C．在φ-x圖像中，圖線斜率表示電場強度的大小，電場強度大小為1000V/mC項正確；D．粒子沿x軸從M點運動到N點的過程中，電場力一直做正功，電勢能一直減小，D項錯誤。故選C。2、B【解析】ABC、從P點射入的粒子與磁場邊界的最遠交點為Q，由動圓法知P、Q連線為軌跡直徑；PQ圓弧長為磁場圓周長的，由幾何關(guān)系可知,則粒子軌跡半徑，由牛頓第二定律知，解得故B正確；AC錯誤D、該圓形磁場中有粒子經(jīng)過的區(qū)域面積大于，故D錯誤；綜上所述本題答案是：B3、C【解析】

用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，知紫外線的頻率小于金屬的極限頻率，要能發(fā)生光電效應，需改用頻率更大的光照射（如X射線）。能否發(fā)生光電效應與入射光的強度和照射時間無關(guān)。

A．改用強度更大的紫外線照射，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．延長原紫外線的照射時間，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．改用X射線照射，與結(jié)論相符，選項C正確；D．改用紅外線照射，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選C。4、D【解析】

雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度和周期，對兩顆星分別運用牛頓第二定律和萬有引力定律列式，進行求解即可?！驹斀狻緼．對于地、月系統(tǒng)，兩者具有相同的角速度和周期，萬有引力提供向心力則地、月系統(tǒng)，兩者運動的軌道半徑之比為故A錯誤；B．對于地、月系統(tǒng)，根據(jù)牛頓第二定律，得故B錯誤；D．同理，P、Q系統(tǒng)，萬有引力提供向心力P、Q系統(tǒng)的軌道半徑運行周期同理，對于地、月系統(tǒng)，運行周期聯(lián)立解得故D正確；C．根據(jù)得：地球的運動速率同理可得P運動速率聯(lián)立解得故C錯誤。故選D。5、C【解析】

AB．在螞蟻向外爬的過程中，沿半徑方向的速度不變，垂直于半徑方向的速度逐漸變大，可知合速度逐漸變大，即螞蟻運動的速率變大，選項AB錯誤；C．螞蟻沿半徑方向運動，則相對圓盤螞蟻的運動軌跡是直線，選項C正確；D．相對地面，螞蟻有沿半徑方向的勻速運動和垂直半徑方向的圓周運動，則合運動的軌跡不是直線，選項D錯誤；故選C。6、C【解析】

B端輸入電信號“0”時，經(jīng)過非門輸出端D為“1”，AD為與門輸入端，輸入分別為“1”、“1”，經(jīng)過與門輸出端C為“1”。故C正確，ABD錯誤。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、BC【解析】

A．點電荷的電場都是輻射狀的，所以圖甲模擬的可能是正點電荷形成的電場，也可能是負點電荷形成的電場，A錯誤；B．根據(jù)等量異種電荷電場線分布的特點對比可知，圖乙一定是異種電荷形成的電場，B正確；C．根據(jù)等量同種電荷電場線的特點對比可知，圖丙可能是同種等量電荷形成的電場，也可能是同種不等量電荷形成的電場，C正確；D．由圖可知，兩個金屬板之間的電場類似于勻強電場，所以圖丁可能是兩塊金屬板帶異種電荷形成的電場，D錯誤。故選BC。8、BC【解析】

A．根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep=qφ，場強與電勢的關(guān)系得由數(shù)學知識可知Ep?x圖象切線的斜率x2處切線斜率為零，則x2處電場強度為零，選項A錯誤；B．由圖看出在0～x2段圖象切線的斜率一直為正，由上式知場強方向沒變，處為粒子電勢能最大位置，則處為粒子動能最小，所以粒子在段速度一直在減小，選項B正確；C．根據(jù)電勢能與電勢的關(guān)系Ep=qφ，粒子帶負電，即q<0，則知：電勢能越大，粒子所在處的電勢越低，所以有選項C正確；D．段圖象切線的斜率可知的電場強度方向不變，但大小在增大，選項D錯誤。故選BC。9、BC【解析】

A．B點的電勢為2φ，C點的電勢為0，故BC中點D的電勢為φ，又有A、D電勢相等，故勻強電場場強方向垂直AD，根據(jù)沿著電場線電勢降低可得：電場線方向垂直AD指向左側(cè)，故A錯誤；B．根據(jù)可知電場強度的大小為故B正確；C．粒子在電場中做類平拋運動，粒子能擊中圖中的A點，則有聯(lián)立解得故C正確；D．粒子運動過程只受電場力作用，電場力與初速度方向垂直，故粒子做類平拋運動，所以粒子速度不論多大在電場中都不能擊中圖中的B點。故D錯誤。故選BC。10、AD【解析】

A．設(shè)桿的最大速度為，根據(jù)平衡條件可得解得所以桿的最大速度隨電阻箱的增大而均勻增大，故A正確；B．當一定時，桿下滑時根據(jù)右手定則可知通過的電流方向由到，則通過的電流方向由到，故B錯誤；C．當時，桿從釋放到獲得最大速度的過程中，桿所受安培力的功率等于桿的熱功率與電阻箱產(chǎn)生的熱功率之和，故C錯誤；D．由于，根據(jù)題意可知，當電阻箱時，桿的最大速度為2m/s，代入則有當電阻箱時，桿的最大速度為4m/s，代入則有聯(lián)立可得，故D正確；故選AD。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、勻速直線0.11200.1105是0.015【解析】

（1）[1]．平衡摩擦力時，通過調(diào)整墊片的位置，改變長木板傾斜程度，根據(jù)打出的紙帶判斷小車是否做勻速直線運動．

（2）[2][3]．從O到F，拉力做功為：W=Fx=0.2×0.5575J=0.1120J．F點的瞬時速度為：則動能的增加量為：（3）[4]．實驗中是要使托盤與砝碼的重力等于小車的拉力，必須要使得托盤與砝碼總質(zhì)量m遠小于小車質(zhì)量M；（4）[5]．砝碼盤和砝碼整體受重力和拉力，從O到F過程運用動能定理，有：代入數(shù)據(jù)解得：m=0.015kg．12、12.40mgl【解析】

(1)[1]游標卡尺的主尺讀數(shù)為12mm，游標讀數(shù)為則游標卡尺的最終讀數(shù)為(3)[2]小球B通過光電門的瞬時速度A、B轉(zhuǎn)動的半徑之比為1：2，A、B的角速度相等，根據(jù)知A、B的速度之比為1：2，所以A的瞬時速度系統(tǒng)動能增加量[3]系統(tǒng)重力勢能的減小量四、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、（1）小車與墻壁碰撞時的速度是4m/s；（1）要滑塊能沿圓軌道運動而不脫離圓軌道，半圓軌道的半徑R的取值為R≤0.14m或R≥0.6m．【解析】解：（1）設(shè)滑塊與小車的共同速度為v1，滑塊與小車相對運動過程中動量守恒，有mv0=（m+M）v1代入數(shù)據(jù)解得v1=4m/s設(shè)滑塊與小車的相對位移為L1，由系統(tǒng)能量守恒定律，有μmgL1=代入數(shù)據(jù)解得L1=3m設(shè)與滑塊相對靜止時小車的位移為S1，根據(jù)動能定理，有μmgS1=代入數(shù)據(jù)解得S1=1m因L1＜L，S1＜S，說明小車與墻壁碰撞前滑塊與小車已具有共同速度，且共速時小車與墻壁還未發(fā)生碰撞，故小車與碰壁碰撞時的速度即v1=4m/s．（1）滑塊將在小車上繼續(xù)向右做初速度為v1=4m/s，位移為L1=L﹣L1=1m的勻減速運動，然后滑上圓軌道的最低點P．若滑塊恰能滑過圓的最高點，設(shè)