山东省滨州市邹平双语学校一、二区2023年高三物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

山东省滨州市邹平双语学校一、二区2023年高三物理第一学期期末学业水平测试试题注意事项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、静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）A．在x2和x4处电势能相等 B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大 D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大2、场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的，地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x，类比电场强度的定义，该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是（）A． B． C． D．3、如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t（V）B．交流电压表的示数为20VC．电阻R上消耗的电动率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的2倍4、理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个灯泡L1、L2和L3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（）A．灯泡L1变亮，L2变暗B．灯泡L1、L2都变亮C．灯泡L2、L3都变亮D．电源输出功率减小5、在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（）A．和带有同种电荷B．处的电场强度为零C．将一负电荷从处移动到处，其电势能增加D．将一负电荷从处移到处，电场力做功为零6、如图所示，MON是竖直平面内的光滑直角支架，小球p和q通过一根轻绳连接且它们都套在支架上。对p球施加一个沿ON杆水平向右的拉力F，使q球缓慢上升，则此过程中（）A．力F增大 B．力F减小C．p球受到的支持力增大 D．p球受到的支持力减小二、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，一长为、宽为的矩形导线框，在水平外力作用下从紧靠磁感应强度为的匀强磁场边缘处以速度向右匀速运动，规定水平向左为力的正方向。下列关于水平外力的冲量、导线框两点间的电势差、通过导线框的电量及导线框所受安培力随其运动的位移变化的图像正确的是（）A． B． C． D．8、下列说法正确的是（）A．肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象B．泊松亮斑支持了光的粒子说C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减弱玻璃表面反射光的影响D．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理E.X射线比无线电波更容易发生衍射现象9、关于扩散现象，下列说法正确的是（）A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的10、关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是_______。A．对于同一列机械波，障碍物越小，越容易绕过去B．如果波在传播过程中遇到尺寸比波长大得多的障碍物，该波就不能发生衍射C．猛击音叉，围绕振动的音叉转一圈的过程中，会听到声音忽强忽弱，这是干涉现象D．一束白光通过三棱镜后，在屏上出现彩色条纹，这是光的一种干涉现象E.机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象三、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）某同学用如图所示装置做“探究加速度与合力关系”的实验。测得小车（带遮光片）的质量为，当地的重力加速度为。（1）实验前，用游标卡尺测出遮光片的宽度，示数如图所示，则遮光片的宽度为____。（2）为了使细线的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，必须__________。A．将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力B．砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C．减小遮光片的宽度（3）调节好装置，将小车由静止释放，与光电门连接的计时器显示小车通过光电门时遮光片的遮光时间，要测量小车运动的加速度，还需要测量__________（填写需要测量的物理量名称），若该物理量用表示，则小车运动的加速度大小为_______（用测得的物理量符号表示）。（4）保持小车每次释放的位置不变，光电门的位置不变，改变砂和砂桶的总质量，重复实验，测得多组小车通过光电门的遮光时间及砂和砂桶的总质量，为了使图像能直观地反映物理量之间的关系，应该作出______（填“”、“”、“”或“”）图像，当图像为过原点的一条倾斜的直线，表明质量一定时，加速度与合力成正比。12．（12分）某同学用如图甲所示的装置做“探究合力做的功与动能改变量之间的关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，并用重物通过细线拉带有遮光条的小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要求小车每次都从静止释放。（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，其示数如图乙所示，则遮光条的宽度________mm。（2）为了减小误差，实验时需要进行的操作是________。A．将水平轨道上的A端垫高适当的高度，以平衡摩擦力B．使重物的质量m远大于小车及遮光条的总质量MC．调节水平轨道左端滑轮的高度（3）某次实验中，测得小车及遮光条的质量M=1kg，光电门记录小车通过的时间，则在此次实验中小车及遮光条增加的动能为________J（结果保留到小数点后两位）。（4）实验中利用________计算拉力对小车做的功W在方格纸上做出图像（是小车和重物动能之和），如图所示。由图像可以看出总是略大于W，造成这种现象的原因是________________________。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，在匀强磁场中水平放置两根平行的金属导轨，导轨间距L＝1.0m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.20T。两根金属杆ab和cd与导轨的动摩擦因数μ＝0.5。两金属杆的质量均为m＝0.20kg，电阻均为R＝0.20Ω。若用与导轨平行的恒力F作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨由静止开始向右运动，经过t＝3s，达到最大速度v，此时cd杆受静摩擦力恰好达到最大。整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)ab杆沿导轨运动的最大速度v；(2)作用在金属杆ab上拉力的最大功率P；(3)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q。14．（16分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．15．（12分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。

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、B【解析】

首先明确图像的物理意义，结合电场的分布特点沿电场线方向电势差逐点降低，综合分析判断。【详解】A．x2﹣x4处场强方向沿x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向，电势升高，则正电荷在x4处电势能较大，A不符合题意；B．x1﹣x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，B符合题意；C．由x1运动到x4的过程中，逆着电场线方向，电势升高，正电荷的电势能增大，C不符合题意；D．由x1运动到x4的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，故由F=qE知电场力先增大后减小，D不符合题意故选B。2、C【解析】

电场中F=Eq，类比电场强度定义，当x＞R时E引==g=即在球外E引与x2成反比；当x＜R时，由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，距地心r处的引力场强是有半径为x的“地球”产生的。设半径为x的“地球”质量为Mx，则Mx=则E引=故C正确。故选C。3、B【解析】

A．线圈绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，产生正弦式交流电，交变电动势最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V图示位置为与中性面垂直的位置，感应电动势为最大，则从此时开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40cos200t（V）故A错误；B．线圈内阻不计，则电压表示数为交变电动势的有效值故B正确；C．根据变压比可知，副线圈输出电压：电阻R上消耗的功率：故C错误；D．变压器不会改变交流电的频率，故D错误。故选：B。4、B【解析】

ABC．设MN两端稳压交流电源的电压有效值为U，原线圈两端的电压为U1，电流为I1，副线圈两端的电压为U2，电流为I2，原副线圈的匝数比：，灯泡的电阻都为R，根据欧姆定律，可得副线圈两端的电压为：根据得原线圈两端的电压为：根据解得根据欧姆定律，可得L1两端的电压：则稳压交流电源的电压为：当滑动变阻器的滑片P向上移动时，其电阻减小，则R并电阻减小，所以总电阻减小，而稳压交流电源的电压U不变，所以电流I2变大，则L2变亮；原线圈的电流也增大，所以L1变亮，其两端的电压变大，所以原线圈两端的电压减小，则副线圈两端的电压减小，而L2的电压变大，所以L3与滑动变阻器并联部分的电压减小，所以L3变暗，B正确，AC错误；D．因为原线圈的电流增大，稳压交流电源的电压不变，根据P=UI1可知电源输出功率增大，D错误。故选B。5、D【解析】

A．由图知处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A错误；B．图象的斜率描述该处的电场强度，故处场强不为零，B错误；C．负电荷从移到，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由图知，负电荷从处移到处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。所以D正确。故选D。6、A【解析】

CD．p和q整体分析，p球受到的支持力等于整体重力，故p球受到的支持力不变；故CD错误；AB．p和q整体分析，拉力F等于OM杆对q球的弹力；对q球分析，设轻绳与OM杆的夹角为，则q球上升过程中，角变大、变大，故F变大，A正确，B错误。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、AB【解析】

D．进入磁场的过程中，安培力B、l、v不变，则F不变；完全进入磁场，感应电流为零，安培力为零，选项D错误；A．因为导线框匀速运动，水平外力和安培力F大小相等，进入磁场过程中，水平外力的冲量所以I-x关系图象为正比例函数，完全进入后外力为零，冲量为零，选项A正确；B．进入磁场的过程中，有完全进入磁场的过程中，ab边的电势差选项B正确；C．进入磁场的过程中所以q-x关系图象为正比例函数，完全进入后电流为零，q不变但不为零，选项C错误。故选AB。8、ACD【解析】

A．肥皂泡呈现彩色是光通过前面、后面反射回来的光发生干涉现象的结果，故A正确；B．泊松亮斑支持了光的波动说，故B错误；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，反射光的振动方向和玻璃橱窗内的物品光的振动方向不同，所以在镜头前加一个偏振片可以减弱玻璃表面反射光的影响，C项正确；D．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，故D正确；E．波长越长越容易发生衍射现象，而X射线比无线电波波长短，不容易发生衍射现象，故E错误。故选ACD。9、ACD【解析】

A．根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；B．扩散现象不是化学反应，故B错误；C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C正确；D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；E．液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误；故选ACD。【点睛】本题主要是分子动理论，理解扩散现象的本质是分子无规则热运动。10、ACE【解析】

A．障碍物越小，机械波越容易绕过去，越容易发生衍射，A正确；B．只有当障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波长短时，才会发生明显的衍射现象，当障碍物的尺寸比波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，B错误；C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果，C正确；D．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象，D错误；E．衍射是波的特性，一切波都能发生衍射，E正确。故选ACE.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、0.670B释放小车时遮光片到光电门的距离【解析】

（1）[1]游标卡尺主尺读数为，游标尺上第14条刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为所以最终读数为（2）[2]A．将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力，是为了使细线的拉力等于小车受到的合外力，故A错误；B．砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，可以使细线的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，故B正确；C．减小遮光片的宽度，能提高测量小车速度和加速度的精度，故C错误。故选B；（3）[3][4]还需要测量释放小车时遮光片到光电门的距离，小车的加速度（4）[5]由得为了使图像能直观地反映物理量之间的关系，应该作出图像，当图像为过原点的一条倾斜直线时，表明质量一定时，加速度与合力成正比。12、4.700AC2.76平衡摩擦力过度【解析】

（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，主尺的读书为，读数为。（2）[2]AB．本实验研究小车受到的合力对小车所做的功与小车动能的改变量之间的关系，可认为小车受到的合力与重物的重力大小相等，故需要平衡摩擦力，且满足重物的质量远小于小车和遮光条的总质量，B错误A正确；C．需调节水平轨道左端滑轮的高度，使连接光电门的细线与轨道平行，C正确。故选AC。（3）[3]小车及遮光条经过光电门的速度增加的动能。（4）[4]因为平衡摩擦力后，可将重物的重力视为小车受到的合力，所以用重力乘于小车释放点到光电门的距离s计算拉力所做的功，即。（4）[5]实验中，让重物的质量远小于小车及遮光条的总质量，则平衡摩擦力后，可将重物的重力视为小车受到的合力，则分析可知造成总是略大于W是平衡摩擦力过度造成的。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)10m/s(2)20W(3)5C【解析】

(1)金属杆cd受力平衡：F安=μmg根据电磁感应定律，金属杆ab上产生的感应电动势为：E感=BLv根据闭合电路欧姆定律