河南省开封市祥符区2023年物理高三年级上册期末达标检测试题含解析

河南省开封市祥符区2023年物理高三上期末达标检测试题

考生须知：

1.全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;

非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，

成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经

过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步

轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的

中圆地球轨道卫星凯道半径为地球半径的左倍，地球表面的重力加速度为g,地球

的自转周期为八则中圆地球轨道卫星在轨运行的（

T

A.周期为一

B.周期为马

C.向心加速度大小为冬

A.

D.向心加速度大小为壬

k

2、某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶端的钢索拉住，

下端用较链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒将棚顶支撑在钢索上，整个系统

左右对称，结构简化图如图所示。假设钢柱与水平地面所夹锐角为60',钢索上端与钢

柱的夹角为30，钢索、短钢棒及棚顶的总质量为孙重力加速度为g。则钢柱对钢索

拉力的大小为（）

e、钢索/便柱

c.6ng

3、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev,那么对氢原子在能量跃迁过程

中发射或吸收光子的特征，认识正确的是（）

f

RV

584

-0,

-0,51

-1.

1iliii-----------------------13.6

A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应

B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光

C.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

D.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的

光电子的最大初动能为8.75eV

4、马路施工处警示灯是红色的，这除了因为红色光容易引起视觉注意以外，还因为

红色光比其它可见光（）

A.容易发生明显衍射B.容易发生稳定干涉

C.容易发生折射现象D.容易发生光电效应

5、如图所示，半径为H的圆环竖直放置，长度为R的不可伸长轻细绳OA、OB,一端

固定在圆环上，另一端在圆心。处连接并悬挂一质量为〃，的重物，初始时OA绳处于

水平状态。把圆环沿地面向右缓慢转动，直到OA绳处于竖直状态，在这个过程中

A.OA绳的拉力逐渐增大

B.OA绳的拉力先增大后减小

C.OB绳的拉力先增大后减小

D.OB绳的拉力先减小后增大

6、一含有理想变压器的电路如图所示，交流电源输出电压的有效值不变，图中三个电

阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为Uo；当

37

开关S闭合时，电压表的示数为二变压器原、副线圈的匝数比为（）

A.5B.6C.7D.8

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，两根弯折的平行的金属轨道AO〃和方固定在水平地面上，与水平

,,,,

地面夹角都为兄AO=OB=AO=OB=Lt与AO垂直，两虚线位置离顶部00,等距

离，虚线下方的导轨都处于匀强磁场中，左侧磁场磁感应强度为垂直于导轨平面

向上，右侧磁场丛（大小、方向未知）平行于导轨平面，两根金属导体杆。和力质量

都为机，与轨道的摩擦系数都为〃，将它们同时从顶部无初速释放，能同步到达水平地

面且刚到达水平地面速度均为力除金属杆外，其余电阻不计，重力加速度为g,则下

列判断正确的是（）

A.匀强磁场修的方向一定是平行导轨向上B.两个匀强磁场大小关系为：B尸曲

C.整个过程摩擦产生的热量为D.整个过程产生的焦耳热

Qi=mgLsinO-/mtgLcosO-inv2

8、空间中有水平方向的匀强电场，同一电场线上等间距的五个点如图所示，相邻各点

间距均为2cm。一个电子在该水平线上向右运动，电子过。点时动能为6eV,运动至

b点时电势能为-3eV,再运动至c点时速度为零。电子电荷量的大小为6，不计重力.

下列说法正确的是（）

abcdf

A.由。至b的运动过程，电场力做功大小为3eV

B.匀强电场的电场强度大小为300V/m

C.等势面d的电势为3V

D.该电子从c点返回a点时动能为6eV

9、如图所示，倾角为a的光滑导轨上接入一定值电隹，I和H是边长都为//的两正方

形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域I中磁场的磁感应强度

为Bl,恒定不变，区域n中磁感应强度随时间心=心（Q0）变化，一质量为电阻

为「的金属杆穿过区域I垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止，不计导轨电阻，则

下列说法正确的是（）

'•通过金属杆的电流大小为二=工二

B.通过金属杆的电流方向是从a到力

定值电阻的阻值为一一

ZZsicZ

定值电阻的阻值为一一

二二疝二

10、下列有关光学现象的说法正确的是________。

A.光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射

B.光从光密介质射人光疏介质，其频率不变，传播速度变小

C.光的干涉，衍射现象证明了光具有波动性

D.做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小

E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹

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探究气体做等温变化的规律。

⑴在实验中，下列哪些操作不是必需的。

A.用橡胶塞密封注射器的下端

B.用游标卡尺测量柱塞的直径

C.读取压力表上显示的气压值

D.读取刻度尺上显示的空气柱长度

⑵实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢

推动活塞，这些要求的目的是一o

⑶下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是O

V

B

12.（12分）某同学要测量一个未知电阻&的阻值,实验过程如下:

（1）先用多用电表粗测电阻上的阻值，将多用电表功能选择开关置于“xlk”挡，调零

后经测量，指针位置如图所示，电阻尺的阻值为k。。

（2）为了尽可能精确测量其内阻，除了反，开关S、导线外，还有下列器材供选用:

A.电压表Vi（量程0〜IV,内阻约3kQ）

B.电压表V2（量程0〜10V,内阻约100kQ）

C.电流表Al（量程。〜250pA,内阻4=1200。）

D.电流表A2（量程0〜0.6A,内阻约0.125C）

E.滑动变阻器用）（阻值范围0〜10。，额定电流2A）

F.定值电阻Ri（阻值Ri=400Q）

G.电源E（电动势12V,额定电流2A,内阻不计）

①电压表选用,电流表选用（填写器材的名称）

②请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图，标出所选器材的符号。（）

③待测丛阻值的表达式为&=O（可能用到的数据：电压表Vl、V2示数分别为

Ui、S;电流表Ai、A?的示数分别为人、〃）

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，水平向右的匀强电场中，某倾角为437。的绝缘斜面固定于水

平面上，顶端静置一质量为m=2kg的物块，带正电，电量为g=10/C。若物块与斜面

间的动摩擦因数为〃=0.2,电场强度为E=5xlO6V/m,且物块能自由下滑到斜面底端。

斜面高度为〃=lm,已知：g=10m/s2,sin370=0.6,8§37。=0.8试问，物块下滑到斜面

底端过程中：

⑴物块与斜面摩擦产生的内能为多少；

⑵物块动能的改变量；

（3）物块机械能的改变量。

14.（16分）如图甲所示，一对平行金属板C、O相距为d,0、。为两板上正对的小

孔，紧贴。板右侧。存在上下范围足够大、宽度为三的有界匀强磁场区，磁场方向垂

直纸面向里，MN、G”是磁场的左、右边界。现有质量为，小电荷量为+q的粒子从O

孔进入C、O板间，粒子初速度和重力均不计。

（1）C、。板间加恒定电压U,C板为正极板，求板间匀强电场的场强大小£和粒子

从O运动到Oi的时间八

（2）C、。板间加如图乙所示的电压，Uo为已知量，周期7是未知量。U0时刻带电

粒子从。孔进入，为保证粒子到达Oi孔具有最大速度，求周期T应满足的条件和粒子

到达。孔的最大速度

Tim

（3）磁场的磁感应强度B随时间「的变化关系如图丙所示，氏为已知量，周期

洛

r=0时，粒子从a孔沿OO1延长线002方向射入磁场，始终不能穿出右边界G4,

求粒子进入磁场时的速度v,应满足的条件。

15.（12分）如图所示，质量为恤=1〃砧的物块c静止在倾角均为”=30。的等腰斜面上E

点，质量为，取的物块a和质量为〃”的物块》通过一根不可伸长的匀质轻绳相连，细

绳绕过斜面顶端的小滑轮并处于松驰状态，按住物块。使其静止在0点，让物块〃从

斜面顶端C由静止下滑，刚下滑到E点时释放物块”，细绳正好伸直且瞬间张紧绷断，

之后b与c立即发生完全弹性碰撞，碰后a、b都经过t=ls同时到达斜面底端.已知4、

。两点和C、E两点的距离均为/i=0.9m,E、5两点的距离为/i=0.4m.斜面上除

段外其余都是光滑的，物块从c与E8段间的动摩擦因数均为"二立，空气阻力不计,

3

（1）物块。能到达离A点的最大高度.

m,

（3）a、力物块的质量之比

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】

AB.中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星

的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的地球的自转周期为T,根据开普勒第三定

n

律可知：

公园二I步

解得

T

T

/中圈

故AB错误;

CD.物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有

—Mm

G玉r二〃zg

中圆轨道卫星有

GMm

7W

解得

1

a=V8

故C正确，D错误。

故选C

2、B

【解析】

钢索、短钢棒及棚顶作为一个整体受到三个力：两端的拉力大小均为尸（与水平方向的

夹角为60-30。），竖直向下的重力〃括，如图，由平衡条件得

2Fsin30°=mg

解得

F=mg

故ACD错误，B正确。

故选B。

3、D

【解析】

As氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV,照射金属锌板一定

能产生光电效应现象，故A错误；

B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据C；=3可知，能放出3种不同频

率的光，故B错误；

C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发

态，要正好等于12.09eV才能跃迁，故C错误；

D、氢原子从高能级向〃=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大

=-1.51+13.6=12.09eV,因锌的逸出功是3.34ev,锌板表面所发出的光电子的最大初动能

EKm=12.09-3.34=8.75eV,故D正确；

故选D.

4、A

【解析】

A.红光在可见光中的波长最长，容易发生明显衍射，故选项A正确；

B.干涉与光的颜色无关，选项B错误；

C.所有的光都能发生折射，选项C错误；

D.红光在可见光中频率最小，最不容易发生光电效应，选项D错误.

5、B

【解析】

以重物为研究对象，重物受到重力、OA绳的拉力6、OB绳的拉力巴三个力平衡，构

成矢量三角形，置于几何圆中如图：

在转动的过程中，OA绳的拉力”先增大，转过直径后开始减小，OB绳的拉力鸟开始

处于直径上，转动后一直减小，D正确，ACD错误。

故选B。

6、B

【解析】

设变压器原、副线圈匝数之比为限当开关断开时，副线圈电压为U,二字，根据欧姆

k

定律得副线圈中电流为：八二络=与，则原线圈中电流为：4=3=恁，则交

RRkkkR

U37

流电的输出电压为：U=U0+，R=Uo+,①；当S闭合时，电压表的示数为衮U。,

=2x374.374

则副线圈的电压为=/，根据欧姆2a定Zr律-得：广R-38k/?一T9Rk，则

/=37U。

原线圈中电流为:则交流电的输出电压为:

'k-19k2R

。=。：+/：/?二』空+卫4②；①②联立解得A=6,故B正确.

3819/

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、ABD

【解析】

A.由题意可知，两导体棒运动过程相同，说明受力情况相同，对〃分析可知，。切割磁

感线产生感应电动势，从而产生沿导轨平面向上的安培力，故a棒受合外力小于mgsxnO

-〃/wgcos。；对b棒分析可知，b棒的受合外力也一定小于mgfiinO・叫cos。，由于磁

场平行于斜面，安培力垂直于斜面，因此只能是增大摩擦力来减小合外力，因此安培力

应垂直斜面向下，由流过力棒的电流方向，根据左手定则可知，匀强磁场&的方向一

定是平行导轨向上，故A正确；

B.根据A的分析可知，。棒受到的安培力与5棒受到的安培力产生摩擦力应相等，即

BigBdL；解得少乎治,故B正确；

C.由以上分析可知，〃棒受到的摩擦力大于“〃陪cos仇因此整个过程摩擦产生的热量

>2〃/〃gLcos，，故C错误；

D.因b增加的摩擦力做功与〃中克服安培力所做的功相等,故b中因安培力而增加的热

量与焦耳热相同，设产生焦耳热为。2,则根据能量守恒定律可知：

2mgLsinO-2/imgLcosO-202=；x2/nv2

解得整个过程产生的焦耳热：

Qi=mgLsinO-pmgLcnsO-ginv1

故D正确。

故选ABDo

8、AD

【解析】

A.电场线沿水平方向，则等间距的各点处在等差等势面上。电子沿电场线方向做匀变

速运动。电子从。至c的过程，电势能与动能之和守恒，动能减小了6eV,则电势能

增加了6eV,则电势差

6V

则

W3V

电子从。至〃的过程，电场力做负功，大小为

心=3eV

A正确；

B.电场强度大小

E=——U(,c,=150V/m

2x2x10~m

B错误;

C.电子经过等势面〃时的电势能为-3ev,则〃点的电势

%=3V

又有

(pb-^=2x3V=6V

则

内=-3V

C错误；

D.电子在。点时动能为6eV,从。减速运动至c,然后反向加速运动再至。点，由能

量守恒定律知电子此时的动能仍为6eV,D正确。

故选AD。

9、AC

【解析】

A.对金属杆，根据平衡条件，结合安培力公式有mgsina=BiILt解得选项

LJLJ

_=---

A正确；

B.由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向是从力到“，选项B错误；

C.由法排第电磁感应定律有「一_一：根据闭合电路欧姆定律得「•

="・=L=

故_，选项C正确，选项D错误.

LJLJf

=——=-------=------------

-05匚一

10、ACE

【解析】

A.发生全发射的条件是，光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，

故A正确；

B.光从光密介质射到光疏介质，频率不变，根据u=£可知，折射率减小，所以速度

n

增大，故B错误；

C.光的衍射和干涉是波独有的现象，所以可以说明光具有波动性，故C正确；

D.红光的波长大于紫光，根据条纹间距公式可知

AA=—2

红光的条纹间距大于紫光，故D错误；

E.两列波发生稳定的干涉现象的条件是频率相同，相位差恒定，故E正确。

故选ACEo

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、B保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变C

【解析】

(1)[1]A.为了保证气密性，应用橡胶塞密封注射器的下端，A需要；

BD.由于注射器的直径均匀恒定，根据可知体积和空气柱长度成正比，所以只

需读取刻度尺上显示的空气柱长度，无需测量直径，B不需要D需要；

C.为了得知气压的变化情况，所以需要读取压力表上显示的气压值，C需要。

让选不需要的，故选B.

⑵⑶手温会影响气体的温度，且实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速

释放，气体温度会升高，所以这样做的目的为保证气体状态变化过程中温度尽可能保持

不变。

PV11

(3)[3]根据7r=C可知当气体做等温变化时，p与V成反比，即〃X",故〃-夕图

像为直线，所以为了能直观反映P与丫成反比的关系，应做〃-上图像，C正确。

【解析】

(1)[11将多用电表功能选择开关置于“xlk”挡，调零后经测量，则电阻&的阻值为:

10xlkn=10kQ；

(2)①⑵因电源E的电动势12V,所以电压表选V2；

网回路中的最大电流：

E|2

人

xa=—=1()x"03=L2X10-3A=12xl0311A

所以电流表选Al；

②⑷根据题意，为了尽可能精确测量其内阻，所以滑动变阻器用分压式接法；因该电

阻是大电阻，所以电流表用内接法，又回路程中的最大电流/心=L2xlO311A大于Ai

的量程，所以应并联定值电阻油，改成一个大量程的电流表，则设计的电路图，如图

所示：

③⑸根据电路图可知，尺两端的电压为

流过心的电流为：

…十幺

*1R

根据欧姆定律有：

凡受

代入解得：&=4(容—或R、=M—300

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)6.33.1；(2)7J；(3)-13J

【解析】

⑴对物块受力分析可知其受到的摩擦力为

/=cos6+qEsin6)

代入数据解得

/=3.8N

所以物块与斜面摩擦产生的内能为

2=/—=3.8x—J«6.33J

sin370.6

⑵物块下滑过程中重力做功为

%=mg〃=2xl0xlJ=20J

电场力做的功

/71

W.=-qE——=-10-6X5X106X——J«-6.67J

电tan370.75

根据功能关系可知摩擦力做的功为

Wf=-Q=-6.33J

所以根据动能定理有

^Ek=W^=WG+W^Wf=7J

(3)根据功能关系可知物块机械能的改变量等于除重力外其它力做的功，即等于摩擦力

和电场力做的功

^E=%G=叱乜+Wf=-6.67J一6.33J=-13J

14>(1)E=—；t=d--i(2)T

dYqU*2吃…=解…普

【解析】

(1)板间匀强电场的场强

E"d

粒子在板间的加速度

md

根据位移公式有

d=—ar

2

解得

t=d-叵

(2)粒子一直加速到达。1孔速度最大,设经历时间(),则

°W/U。2

解得

“2阵

VqU。

由动能定理有

〃12

qUQ=-mvin

解得

（3）当磁感强度分别为与、2纥时，设粒子在磁场中圆周运动半径分别为弓、弓，周

期分别为（、T2t根据洛伦兹力提供向心力有

_V-

qvB（｝=m—

解得

mv

且有

（二

洛

同理可得

S=4T=2兀m

22qB°2，22西）

故。~白粒子以半径八逆时针转过四分之一圆周,，~7；粒子以半径弓逆时针转过二

分之一圆周，”~毛粒子以半径可逆时针转过四分之一圆周，手~24粒子以半径

弓逆时针转过二分之一圆周，27；~半粒子以半径彳逆时针转过四分之一圆周，

苧~37；）粒子以半径4逆时针转过二分之一圆周，37；〜与粒子以半径4逆时针转