黑龙江省庆安县第三中学2023年物理高三上期末考试试题含解析

黑龙江省庆安县第三中学2023年物理高三上期末考试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为30°，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（）A．小球甲作平抛运动的初速度大小为B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1：2C．A、B两点高度差为D．两小球在C点时重力的瞬时功率相等2、如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板间距离为l，在正极板附近有一质量为m1、电荷量为q1（q1>0）的粒子A，在负极板附近有一质量为m2，电荷量为－q2（q2>0）的粒子B仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距方的平面Q。两粒子间相互作用力可忽略，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）A．粒子A、B的加速度大小之比4：3B．粒子A、B的比荷之比为3：4C．粒子A、B通过平面Q时的速度大小之比为：2D．粒子A、B通过平面Q时的动能之比为3：43、硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是（）A．任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流B．只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大4、2019年4月10日，事件视界望远镜捕获到人类历史上的首张黑洞“照片”，这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体．如果把太阳压缩到半径只有3km且质量不变，太阳就变成了一个黑洞，连光也无法从太阳表面逃逸．已知逃逸速度是第一宇宙速度的倍，光速为，，则根据以上信息可知太阳的质量约为A． B． C． D．5、如图所示，图甲是旋转磁极式交流发电机简化图，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为10匝，内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′（O′O沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，电阻R1=R2=8Ω。电流表示数为1A。则下列说法不正确的是（）A．abcd线圈在图甲所在的面为非中性面B．发电机产生的电动势的最大值为10VC．电压表的示数为10VD．发电机线圈的电阻为4Ω6、现在很多人手机上都有能记录跑步数据的软件，如图所示是某软件的截图，根据图中信息，判断下列选项正确的是（）A．“3.00千米”指的是该同学的位移B．平均配速“05′49″”指的是平均速度C．“00∶17∶28”指的是时刻D．这位跑友平均每跑1千米用时约350s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、如图甲为研究光电效应实验的部分装置示意图。实验中用频率为的光照射某种金属，其光电流随光电管外电源电压变化的图像如图乙。已知普朗克常量为，电子带的电荷量为。下列说法中正确的是（）A．测量电压时，光电管的极应连接外电源的负极B．光电子的最大初动能为C．该金属的逸出功为D．当电压大于时，增加光照强度则光电流增大8、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9、如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ．乙的宽度足够大，重力加速度为g，则（）A．若乙的速度为v0,工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s=B．若乙的速度为2v0,工件从滑上乙到在乙上侧向滑动停止所用的时间不变C．若乙的速度为2v0,工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v=D．保持乙的速度2v0不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复.若每个工件的质量均为m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,驱动乙的电动机的平均输出功率=mgμv010、如图所示，一长L=1m的水平传送带以v1=2m/s的恒定速率沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一质量m=4kg的物块以vA．经过t=1sB．经过t=2sC．在t时间内传送带对物块做的功为-4JD．在t时间内由于物块与传送带间摩擦而产生的热量为16J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）为了验证机能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：（1）实验时，该同学进行了如下操作：①将质量分别为和的重物、（的含挡光片、的含挂钩）用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出____________（填“的上表面”、“的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离。②如果系统（重物、）的机械能守恒，应满足的关系式为_______。（已知重力加速度为，经过光电门的时间为，挡光片的宽度以及和和）。（2）实验进行过程中，有同学对装置改进，如图乙所示，同时在的下面挂上质量为的钩码，让，经过光电门的速度用表示，距离用表示，若机械能守恒，则有______。12．（12分）一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d；(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=_______mm．(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、开关和若干导线及下列器材：A．电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩB．电流表0～3A，内阻约0.01ΩC．电压表0～3V，内阻约10kΩD．电压表0～15V，内阻约50kΩE．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）为准确测出金属管线阻值，电流表应选_______，电压表应选______，滑动变阻器应选_______(填序号)(3)如图丙所示，请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整_______．(4)根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径表达式d＝______________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）如图甲所示，足够宽水槽下面有一平面镜，一束单色光以入射角i射入水面，经平面镜反射后的光线恰好沿水平方向射出．已知水对该单色光的折射率为n＝23①若平面镜与水平方向的夹角为θ＝30°，求该单色光在水面入射角的正弦值sini；②使该单色光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上反射后恰好在水面上发生全反射，如图乙所示，求平面镜与水平方向的夹角α.14．（16分）如图所示，容积均为V0的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸打气，每次可以打进气压为p0、体积为0.3V0的空气。已知室温为27℃，大气压强为p0，汽缸导热良好。（1）要使A缸的气体压强增大到7p0，求打气的次数；（2）当A缸的气体压强达到7p0后，关闭K1，打开K2并缓慢加热A、B气缸内气体，使其温度都升高60℃，求稳定时活塞上方气体的体积和压强。15．（12分）U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg.开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：（1）粗管中气体的最终压强；（2）活塞推动的距离.

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．由可得乙运动的时间为所以到达C点时乙的速度为所以甲沿水平方向的分速度，即平抛的初速度为故A错误；B．物体甲沿竖直方向的分速度为由vy=gt1，所以甲在空中运动的时间为甲、乙两小球到达C点所用时间之比为故B错误；C．小球甲下降的高度为A、B两点间的高度差故C正确；D．两个小球完全相同，根据P=mgvy，因两球在C点的竖直速度不相等，则两小球在C点重力的功率不等，选项D错误。故选C。2、B【解析】

设电场强度大小为E，两粒子的运动时间相同，对粒子A有对粒子B有联立解得故A错误，B正确；C．由v=at得故C错误；D．由于质量关系未知，动能之比无法确定，故D错误。故选B。3、C【解析】

AB．当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生。所以AB错误；CD．根据爱因斯坦的光电效应方程对于同一种金属，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关。所以C正确，D错误。故选C。4、B【解析】

由且，解得，故选B.5、C【解析】

A.线圈位于中性面时，磁通量最大，由图甲可知，此时的磁通量最小，为峰值面，故A正确不符合题意；B.由图乙知，角速度为电动势的最大值故B正确不符合题意；C.根据欧姆定律以及变压器原副线圈电压关系的，解得U1=8V，故C错误符合题意；D.由闭合电路的欧姆定律得解得r=4Ω故D正确不符合题意。故选C。6、D【解析】

A.根据题图中地图显示，跑的轨迹是曲线，故“3.00千米”指的是路程，故A错误；B.根据“05′49″”的单位是时间单位，可知不是平均速度，故B错误；C.“00∶17∶28”指的是所用时间，是指时间间隔，故C错误；D.3千米共用时17分28秒，故每跑1千米平均用时约350s，故D正确。故选D。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、BD【解析】

A．电压为反向遏止电压，此时光电管的极应连接外电源的正极，A错误；B．光电子克服电场力做功，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能B正确；C．光电效应方程为结合B选项解得金属的逸出功为C错误；D．电压对应正向饱和电流，已收集了相应光照强度下的所有的光电子。若增大光照强度，光子数量增加，光电子数量增加，则电路中的光电流增大，D正确。故选BD。8、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。9、CD【解析】根据牛顿第二定律，μmg=ma，得a=μg，摩擦力与侧向的夹角为45°，侧向加速度大小为，根据−2axs＝1-v12，解得：，故A错误；沿传送带乙方向的加速度ay＝μg，达到传送带乙的速度所需时间，与传送带乙的速度有关，故时间发生变化，故B错误；设t=1时刻摩擦力与侧向的夹角为θ，侧向、纵向加速度大小分别为ax、ay，

则，很小的△t时间内，侧向、纵向的速度增量△vx=ax△t，△vy=ay△t，解得．且由题意知，t，则，所以摩擦力方向保持不变，则当vx′=1时，vy′=1，即v=2v1．故C正确;工件在乙上滑动时侧向位移为x，沿乙方向的位移为y，由题意知，ax=μgcosθ，ay=μgsinθ，在侧向上−2axs＝1-v12，在纵向上，2ayy＝(2v1)2−1;工件滑动时间，乙前进的距离y1=2v1t．工件相对乙的位移，则系统摩擦生热Q=μmgL，依据功能关系，则电动机做功：由，解得．故D正确；故选CD.点睛：本题考查工件在传送带上的相对运动问题，关键将工件的运动分解为沿传送带方向和垂直传送带方向，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．10、BD【解析】

AB．当物块滑上传送带后，受到传送带向右的摩擦力，根据牛顿第二定律有μmg=ma代入数据可得物块加速度大小a=1m/s2，方向向右，设物块速度减为零的时间为t1，则有0=代入数据解得t1=1s；物块向左运动的位移有v代入数据解得x=0.5故物块没有从传送带左端离开；当物块速度减为0后向右加速，根据运动的对称性可知再经过1s从右端离开传送带，离开时速度为1m/s，在传送带上运动的时间为t=2t1=2s故A错误，B正确；C．在t=2s时间内，物块速度大小不变，即动能没有改变，根据动能定理可知传送带对物块做的功为0，故C错误；D．由前面分析可知物块在传送带上向左运动时，传送带的位移为x当物块在传送带上向右运动时，时间相同传送带的位移也等于x1，故整个过程传送带与物块间的相对位移为Δx=在t时间内由于物块与传送带间摩擦而产生的热量为Q故D正确。故选BD。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、挡光片中心【解析】

（1）①[1]需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离；②[2]根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则系统的末速度为则系统动能的增加量为系统重力势能的减小量为若系统机械能守恒则有（2）[3]若系统机械能守恒则有解得12、5.167ACE【解析】

(1)[1]螺旋测微器校零时的示数3.3×0.01mm=0.033mm螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=5.200-0.033mm=5.167mm．(2)[2]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的