河北省秦皇岛市一中2023年物理高三上期末质量检测试题含解析

河北省秦皇岛市一中2023年物理高三上期末质量检测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、2019年11月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第五十、五十一颗北斗导航卫星。如图所示的a、b、c为中国北斗卫星导航系统中的三颗轨道为圆的卫星。a是地球同步卫星，b是轨道半径与卫星a相同的卫星，c是轨道半径介于近地卫星和同步卫星之间的卫星。下列关于这些北斗导航卫星的说法，正确的是（）A．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度B．卫星a的向心加速度大于卫星c的向心加速度C．卫星b可以长期“悬停”于北京正上空D．卫星b的运行周期与地球的自转周期相同2、如下图所示，在自行车车轮的辐条上固定有一个小磁铁，前叉上相应位置处安装了小线圈，在车前进车轮转动过程中线圈内会产生感应电流，从垂直于纸面向里看，下列i-t图像中正确的是(逆时针方向为正)A． B．C． D．3、1933年至1934年间科学家用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物可以像天然放射性元素一样发生衰变，核反应方程为。其中ν为中微子，为正电子。则下列说法正确的是（）A．当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化B．中微子的质量数A＝0，电荷数Z＝2C．正电子产生的原因可能是核外电子转变成的D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则两个质子与两个中子的质量之和大于α粒子的质量4、2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器平稳降落在月球背面南极——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了全世界。嫦娥四号展开的太阳能电池帆板在有光照时，可以将光能转化为电能，太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图所示，则下列说法正确的是（）A．该电池板的电动势为2.80VB．随着外电路电阻增大，其内阻逐渐增大C．外电路阻值为1kΩ时电源输出功率约为3.2WD．外电路阻值为1kΩ时电源效率约为36%5、如图所示为等边三角形ABC，在A、B两点放等量异种点电荷，已知A、B连线中点处的电场强度和电势分别为E、φ，则C点的场强和电势分别为（）A．E、φ B．E、φ C．E、φ D．E、φ6、如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）A．G和G B．G和C．G和G D．G和2G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，以O为圆心、半径为R的虚线圆位于足够大的匀强电场中，圆所在平面与电场方向平行，M、N为圆周上的两点。带正电粒子只在电场力作用下运动，在M点速度方向如图所示，经过M、N两点时速度大小相等。已知M点电势高于O点电势，且电势差为U，下列说法正确的是（）A．M，N两点电势相等B．粒子由M点运动到N点，电势能减小C．该匀强电场的电场强度大小为D．粒子在电场中可能从M点沿圆弧运动到N点8、一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5T，导体棒ab、cd长度均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重力均为0.1N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是()A．ab受到的拉力大小为2NB．ab向上运动的速度为2m/sC．在2s内，拉力做功，有0.4J的机械能转化为电能D．在2s内，拉力做功为0.6J9、如图甲所示，A、B两平行金属板长为，两板间加如图乙所示的方波电压（图中所标数据均为已知量），质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板中线左端O点在t=0时刻以的速度平行金属板射入两板间，结果粒子在上板右端边缘附近射出，不计粒子的重力，则A．粒子带正电B．粒子从板间射出时的速度大小仍等于C．两金属板的距离为D．要使粒子仍沿中线射出，粒子从O点射入的时刻为,10、下列说法中正确的是_______A．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势B．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d的大小时可把分子当作球体处理D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性E.分子间距离在小于范围内，分子间距离减小时，引力减小，斥力增大，分子力表现为斥力三、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）某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动，实验器材还有：电源(电动势约为2V，内阻不可忽略)两个完全相同的电流表A1、A2(量程为3mA，内阻不计)电阻箱R(最大阻值9999Ω)定值电阻R0(可供选择的阻值有100Ω、1kΩ、10kΩ)开关S，导线若干，刻度尺．实验步骤如下：A．测得圆柱形玻璃管内径d＝20mmB．向玻璃管内注自来水，并用刻度尺测量水柱长度LC．连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数分别记为I1、I2，记录电阻箱的阻值RD．改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值RE．断开S，整理好器材(1)为了较好的完成该实验，定值电阻R0应选________．(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx＝________(用R0、R、I1、I2表示)(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的R－L关系图像，则自来水的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)，在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)12．（12分）某同学利用下图所示的实验装置测定滑块与木板间的动摩擦因数µ。置于水平桌面的长木板上固定两个光电门1、2。滑块上端装有宽度为d的挡光条，滑块和挡光条的总质量为M，右端通过不可伸长的细线与钩码m相连，光电门1、2中心间的距离为x。开始时直线处于张紧状态，用手托住m，实验时使其由静止开始下落，滑块M经过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2。(1)该同学认为钩码的重力等于滑块所受到的拉力，那么他应注意__________________。(2)如果满足(1)中的条件，该同学得出滑块与木板间的动摩擦因数=___________。(3)若该同学想利用该装置来验证机械能守恒定律，他只需___________就可以完成实验。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，两平行长直金属导轨不计电阻水平放置，间距为L，有两根长度均为L、电阻均为R、质量均为m的导体棒AB、CD平放在金属导轨上。其中棒CD通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m的重物相连，重物放在水平地面上，开始时细绳伸直但无弹力，棒CD与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦和其他阻力，导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场，磁场区域的边界满足曲线方程：，单位为。CD棒处在竖直向上的匀强磁场中。现从时刻开始，使棒AB在外力F的作用下以速度v从与y轴重合处开始沿x轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD棒始终处于静止状态。（1）求棒AB在运动过程中，外力F的最大功率；（2）求棒AB通过磁场区域的过程中，棒CD上产生的焦耳热；（3）若棒AB在匀强磁场中运动时，重物始终未离开地面,且满足：，求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。14．（16分）为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。15．（12分）如图所示，坐标系第一象限和第二象限均存在垂直纸面向里的匀强磁场，轴为磁场理想边界，两侧磁感应强度大小不同，已知第二象限磁感强度大小为B。坐标原点粒子源以不同的速率沿与轴正方向成30°的方向向第二象限发射比荷相同带负电的粒子。当粒子速率为时，粒子穿过轴第一次进入第一象限，轨迹与轴交点为，进入第一象限经过Q点，已知OQ与轴正方向夹角为30°，OQ长为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力(1)求第一象限磁感强度大小；(2)过点粒子的速度满足条件。

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、D【解析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于地球半径，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于卫星c的轨道半径，故卫星a的向心加速度小于卫星c的向心加速度，故B错误；C．卫星b不是同步卫星，不能与地面相对静止，不能“悬停”在北京上空，故C错误；D．根据万有引力提供向心力得卫星a、b的轨道半径相等，则周期相等，卫星a是同步卫星，运行周期与地球自转周期相同，则卫星b的运行周期与地球自转周期相同，故D正确。故选D。2、D【解析】

磁铁靠近线圈时，线圈中向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向里，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为顺时针方向（负方向）；当磁铁离开线圈时，线圈中向外的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向外，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为逆时针方向（正方向），ABC错误，D正确。故选D。3、D【解析】

A．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，因此半衰期不发生变化；故A错误；B．根据质量数守恒可得中微子的质量数A=30−30=0电荷数Z=15−14−1=0可知中微子的质量数A=0，电荷数Z=0，故B错误；C．根据该衰变的本质可知，正电子是由于质子衰变产生的，故C错误；D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子的过程中释放核能，根据质能方程可知质子与中子的质量之和一定大于α粒子的质量，故D正确。故选D。4、A【解析】

A．电源的路端电压与干路电流的关系图像中，图线与纵轴的交点表示电动势，所以由图可知该电池板的电动势为2.80V，A正确。B．随着外电路电阻增大，干路电流不断减小，由闭合电路欧姆定律可知内阻如图所示，外电路电阻，阻的伏安特性曲线与原路端电压与干路电流的图线分别交于P1、P2，则指的是E与P1的斜率，指的是E与P2连线的斜率，可知，B错误。C．在原图中作出阻值为1kΩ的电阻的伏安特性曲线，如下图所示与原图交于(1.8V，1.8mA)，此交点即表示电阻的实际状态，所以电源输出功率约为故C错误。D．此时电源的效率故D错误。故选A。5、A【解析】

设等边三角形的边长为，、两点的电荷量大小为，、连线中点处的电场强度为点的电场强度为等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，则有故A正确，B、C、D错误故选A。6、A【解析】

对小球受力分析如图，由几何关系，三力互成120°角，据平衡条件有则轻杆和斜面受到球的作用力大小故选A．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．带电粒子仅在电场力作用下，由于粒子在M、N两点动能相等，则电势能也相等，根据可知M、N两点电势相等，A正确；B．因为匀强电场，所以两点的连线MN即为等势面。根据等势面与电场线垂直和沿电场线方向电势降低的特性，从而画出电场线CO如图由曲线运动条件可知，正电粒子所受的电场力沿着CO方向；可知，速度方向与电场力方向夹角先大于90°后小于90°，电场力对粒子先做负功后做正功，所以电势能先增大后减小，B错误；C．匀强电场的电场强度式中的d是沿着电场强度方向的距离，则C正确；D．粒子在匀强电场受到的是恒定的电场力，不可能做圆周运动，D错误。故选AC。8、BC【解析】

A.导体棒匀速上升，受力平衡，棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得棒受到的推力：故A错误；B.对棒，受到向下的重力和向上的安培力安，由平衡条件得：安联立解得：故B正确；C.在2s内，电路产生的电能：则在2s内，拉力做功，有的机械能转化为电能，故C正确；D.在2s内拉力做的功为：故D错误。9、BC【解析】

A．由于粒子射入两板间的速度，因此粒子穿过两板的时间为，粒子从t=0时刻射入两板间，结果粒子在上板右端附近射出，说明粒子射入两板间后，在竖直方向开始受到的电场力向上，由于开始时为正，上板带正电，表明粒子带负电，选项A错误；B．从t=0时刻开始，在一个周期内，粒子在垂直于金属板方向上先做初速度为零的匀加速运动后做匀减速运动到速度为零，因此粒子从板间射出时速度大小仍等于，选项B正确；C．两板间的电场强度，粒子的加速度则求得选项C正确；D．要使粒子仍沿中线射出，则粒子从O点射入的时刻，n=0，1，2……，选项D错误；故选BC.10、BCD【解析】

A．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间引力大于斥力，所以液体表面具有收缩的趋势，选项A错误；B．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，选项B正确；C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d的大小时可把分子当作球体处理，选项C正确；D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，选项D正确；E．分子间距离在小于范围内，分子间距离减小时，引力斥力同时增大，分子力表现为斥力，选项E错误。故选BCD。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、1000Ω16，不变【解析】

（1）定值电阻所在支路最小电阻约为；电阻箱R（最大阻值为9999Ω），为测多组实验数据，定值电阻R0应选1KΏ；电阻箱与R0、A2串联，再与水柱、A1并联，所以有，玻璃管内水柱电阻Rx的表达式(2)由电阻定律可以知道，则有，根据题意可知，电流表A1，A2示数均相等，则有，由图可得电阻率（3）电流表内阻不能忽略，则有，电阻率为保持不变．12、M远大于m将木板左端抬高，平衡摩擦力【解析】

(1)[1]实际上滑块所受到的拉力小于钩码的重力，对滑块应用牛顿第二定律对钩码两式相加解得加速度而如果满足题中条件，同理解得加速度为若想M必须远大于m。(2)[2]对于滑块通过光电门时的速度由动能定理得：解得(3)[3]验证机械能守恒，需要将摩擦力平衡掉，所以该同学需将木板左端抬高，平衡摩擦力。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