2023年宁夏回族自治区银川市兴庆区高级中学物理高三上期末学业水平测试模拟试题含解析

2023年宁夏回族自治区银川市兴庆区高级中学物理高三上期末学业水平测试模拟试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，A、B两点固定有电荷量分别为+Q1和+Q2的点电荷，A、B连线上有C、D两点，且AC=CD=DB。试探电荷+q只在静电力作用下，从C点向右沿直线运动到D点，电势能先减小后增大，则（）A．Q1一定大于Q2B．C、D两点的场强方向可能相同C．+q的加速度大小先减小后增大D．+q的动能和电势能的总和先减小后增大2、如图所示为某质点运动的速度一时间图像（若将段图线以连线为轴翻转，图线形状与段相对于虚线对称），则关于段和图线描述的运动，下列说法正确的是（）A．两段的运动时间相同 B．两段的平均速度相同C．两段的速度变化量相同 D．两段的平均加速度相同3、木星有很多卫星，已经确认的有79颗。其中木卫一绕木星运行的周期约为1.769天，其表面重力加速度约为，木卫二绕木星运行的周期约为3.551天，其表面重力加速度约为。它们绕木星的轨道近似为圆形。则两颗卫星相比（）A．木卫一距离木星表面远 B．木卫一的向心加速度大C．木卫一的角速度小 D．木卫一的线速度小4、2019年2月15日，一群中国学生拍摄的地月同框照，被外媒评价为迄今为止最好的地月合影之一。如图所示，把地球和月球看做绕同一圆心做匀速圆周运动的双星系统，质量分别为M、m，相距为L，周期为T，若有间距也为L的双星P、Q，P、Q的质量分别为2M、2m，则（）A．地、月运动的轨道半径之比为 B．地、月运动的加速度之比为C．P运动的速率与地球的相等 D．P、Q运动的周期均为5、如图所示的电路中，电源的电动势为E内电用为r。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是（）A．电容器C上的电荷量增加B．电源的总功率变小C．电压表读数变大D．电流表读数变大6、如图所示的电路中，电键、、、均闭合，是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴，下列说法正确的是（）A．油滴带正电B．只断开电键，电容器的带电量将会增加C．只断开电键，油滴将会向上运动D．同时断开电键和，油滴将会向下运动二、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，灯泡A、B完全相同，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=5：1，指示灯L的额定功率是灯泡A的，当输入端接上的交流电压后，三个灯泡均正常发光，两个电流表均为理想电流表，且A2的示数为0.4A，则（）A．电流表A1的示数为0.08AB．灯泡A的额定电压为22VC．灯泡L的额定功率为0.8WD．原线圈的输入功率为8.8W8、如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′'垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2cosωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小9、如图甲所示，水平地面上有足够长平板车M，车上放一物块m，开始时M、m均静止。t=0时，车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v-t图像如图乙所示，已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，取g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．0-6s内，m的加速度一直保持不变B．m相对M滑动的时间为3sC．0-6s内，m相对M滑动的位移的大小为4mD．0-6s内，m、M相对地面的位移大小之比为3：410、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（）A．该卫星运行周期可根据需要任意调节B．该卫星所在处的重力加速度为C．该卫星运动动能为D．该卫星周期与近地卫星周期之比为三、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）如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平B．测出遮光条的宽度dC．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离lD．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间tE.用天平称出托盘和砝码的总质量mF.………请回答下列问题（重力加速度取g）：(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。(4)选用不同的l，测出对应的t。能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。A．t﹣lB．t2﹣lC．﹣lD．﹣l12．（12分）测定一个额定电压UL=2.5V，额定电流约为0.3~0.4A的小灯泡L在正常工作时的阻值。供选择的器材有：A．电流表A1（量程0.6A，内阻r1约为0.5Ω）B．电流表A2（量程30mA，内阻r2=30Ω）C．电流表A3（量程60mA，内阻r3约为20Ω）D．电压表V（量程15V，内阻r4约为15kΩ）E.定值电阻R0=70ΩF.滑动变阻器R1：0~5Ω，额定电流1AG.滑动变阻器R2：0~1kΩ，额定电流0.2AH.电源E：电动势为4.5V，内阻不计I.开关S及导线若干(1)测量时要求电表示数超过其量程的一半，需选用的实验器材是________和H、I（选填器材前对应的字母序号）。(2)请在虚线框内画出合适的电路图（图中需标明所选器材的符号）。（______）(3)为保证小灯泡L正常工作，测量时要让其中哪一个电表的示数调到多少？________。(4)测得小灯泡L在正常工作时的阻值RL=________（用实际所测物理量表示），并说明公式中各符号（题中已知的除外）的物理意义________。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）在如图甲所示的平面坐标系xOy内，正方形区域（0<x<d、0<y<d）内存在垂直xOy平面周期性变化的匀强磁场，规定图示磁场方向为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，变化的周期T可以调节，图中B0为己知。在x=d处放置一垂直于x轴的荧光屏，质量为m、电荷量为q的带负电粒子在t=0时刻从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，不计粒子重力。（1）调节磁场的周期，满足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）处，求粒子的速度大小v；（2）调节磁场的周期，满足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）处，求粒子的加速度大小a；（3）粒子速度大小为v0=时，欲使粒子垂直打到屏上，周期T应调为多大？14．（16分）如图所示，竖直固定的绝热气缸，上下由横截面不同的圆筒制成，气缸内壁光滑，导热薄活塞、用长为的细杆连接，活塞内封闭一定质量理想气体，活塞移动过程中不漏气，、面积。初始时理想气体温度，活塞距气缸连接处，处于静止状态，已知活塞下部气体与大气相通，大气压强保持为不变，已知圆柱气缸足够长，活塞和杆重力可忽略，求：(1)初始时气体压强大小；(2)气体温度缓慢降至时，气体压强大小。15．（12分）如图，第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第二、三、四象限存在方向垂直平面向外的匀强磁场，其中第二象限的磁感应强度大小为，第三、四象限磁感应强度大小相等。一带正电的粒子，从轴负方向上的点沿与轴正方向成角平行平面入射，经过第二象限后恰好由轴上的点（）垂直轴进入第一象限，然后又从轴上的点进入第四象限，之后经第四、三象限重新回到点，回到点的速度方向与入射时相同。不计粒子重力。求：(1)粒子从点入射时的速度；(2)粒子进入第四象限时在轴上的点到坐标原点距离；(3)粒子在第三、四象限内做圆周运动的半径（用已知量表示结果）。

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、C【解析】

A．试探电荷+q只在静电力作用下，从C点向右沿直线运动到D点，电势能先减小后增大，电场力先做正功后做负功，电场线先向右后向左，可知在CD之间存在场强为零的位置，但是不能确定与两电荷的距离关系，则不能确定两电荷带电量的关系，故A错误；B．由以上分析可知，C、D两点的场强方向相反，故B错误；C．因CD之间存在场强为零的位置，则试探电荷从C向D移动时，所受电场力先减小后增加，加速度先减小后增加，故C正确；D．因+q只有电场力做功，则它的动能和电势能的总和保持不变，故D错误。故选C。2、A【解析】

A．根据几何关系可知，两段在时间轴上投影的长度相同，因此两段的运动时间相同，故A正确；B．由图像下方面积可知，两段位移不等，因此平均速度不同，故B错误；C．两段的速度变化量大小相等，方向相反，故C错误；D．由可知，两段的平均加速度大小相等，方向相反，故D错误。故选A。3、B【解析】

A．两卫星绕木星（）运动，有得由题意知，则故A错误；BCD．由万有引力提供向心力得，，得故B正确，CD错误。故选B。4、D【解析】

双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度和周期，对两颗星分别运用牛顿第二定律和万有引力定律列式，进行求解即可。【详解】A．对于地、月系统，两者具有相同的角速度和周期，万有引力提供向心力则地、月系统，两者运动的轨道半径之比为故A错误；B．对于地、月系统，根据牛顿第二定律，得故B错误；D．同理，P、Q系统，万有引力提供向心力P、Q系统的轨道半径运行周期同理，对于地、月系统，运行周期联立解得故D正确；C．根据得：地球的运动速率同理可得P运动速率联立解得故C错误。故选D。5、D【解析】

A．与变阻器并联的电容器两端电压变小，电容不变，则由知电容器C上电荷量减小，故A错误；B．电源的总功率，与电流的大小成正比，则知电源的总功率变大，故B错误；CD．当滑片向左滑动的过程中，其有效阻值变小，所以根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，则电流表读数变大，电压表读数变小，故C错误，D正确。故选D。6、C【解析】

A．电容器的上极板与电源正极相连，带正电，油滴受到竖直向下的重力和电场力作用，处于平衡状态，故电场力方向竖直向上，油滴带负电，故A错误。

B．只断开电键S1，不影响电路的结构，电容器的电荷量恒定不变，故B错误。

C．只断开电键S2，电容器电压变为电源电动势，则电容器两极板间电压增大，电场强度增大，油滴将会向上运动，故C正确。

D．断开电键S3和S4，电容器电荷量不变，电场强度不变，油滴仍静止，故D错误。

故选C。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．副线圈的总电流即A2的示数为I2＝0.4A，由理想变压器两端的电流比等于匝数的反比，可得即电流表A1的示数为0.08A，故A正确；BC．变压器的输入电压的有效值为U=110V，根据全电路的能量守恒定律有而指示灯L的额定功率是灯泡A的，即联立解得，由电功率可得故B错误，C正确；D．对原线圈电路由，可得原线圈的输入功率故D错误。故选AC。8、AC【解析】

A．从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBL2ωcosωt故A正确；B．变压器的输入与输出功率之比为1：1，故B错误；C．交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，次级交流电压的最大值等于U2m=2NBωL2根据电流的热效应可得解得U=NBωL2故C正确；D．当P位置向下移动，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误。故选AC．9、BD【解析】

AB．物块相对于平板车滑动时的加速度若其加速度一直不变，速度时间图像如图所示有图像可以算出t=3s时，速度相等，为6m/s。由于平板车减速阶段的加速度大小为故二者等速后相对静止，物块的加速度大小不变，方向改变。物块相对平板车滑动的时间为3s。故A错误，B正确；C．有图像可知，0-6s内，物块相对平板车滑动的位移的大小故C错误；D．0-6s内，有图像可知，物块相对地面的位移大小平板车相对地面的位移大小二者之比为3：4，故D正确。故选BD。10、BC【解析】

A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；B．由可知则该卫星所在处的重力加速度是选项B正确；C．由于则该卫星的动能选项C正确；D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为选项D错误。故选BC。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、滑块和遮光条的总质量MmglD【解析】

(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为v＝(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M。(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为Ep＝mgl(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是mgl＝(m+M)·()2应该是图像，ABC错误，D正确。故选D。12、ABEF电流表A2的示数为25mAI1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数且为25mA【解析】

(1)[1]测量时要求电表示数超过其量程的一半，额定电压UL=2.5V，则电压表量程太大不能选，可考虑电流表A2与定值电阻R0串联改装成一个电压表，即改装电压表的量程为；电流表A1可用于测电流；根据欧姆定律估算小灯泡L在正常工作时的阻值为6~8Ω，滑动变阻器R2阻值太大，不适合做限流电阻，滑动变阻器R1小于灯泡正常工作时电阻，宜采用分压电路，所以选择阻值较小，额定电流较大的以分压方式接入电路，采用外接法可以消除系统误差。故选ABEF。(2)[2]根据上述分析画出电路图：。(3)[3]小灯泡的额定电压为，则解得所以调节R1将电流表A2的示数调到25mA。(4)[4]根据欧姆定律[5]式中I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数且为25mA。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）(其中k=1，2，3……)；（3）T=,其中sin=，=arcsin；sin=，=arcsin；sin=，=arcsin。；【解析】

（1）粒子的运动轨迹如图所示：由洛伦兹力提