山东省平原县第一中学2023年物理高三上期末统考模拟试题含解析

山东省平原县第一中学2023年物理高三上期末统考模拟试题注意事项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、有一种电四极子的电荷分布及位置关系如图所示。A、B两点位于负电荷的同侧，与负电荷的距离分别为3l与l。下列说法正确的是（　　）A．A、B两点场强的大小关系B．A、B两点电势的高低关系C．电子在A点的电势能小于在B点的电势能D．将一重力不计正点电荷由A点静止释放，将做加速度逐渐增大的加速运动2、、两车在同一车道以的速度同向匀速直线行驶，车在前，车在后，两车相距，某时刻（）车突然发现前面有一路障，其后车运动的速度，时间图象如图所示，后车立即刹车，若两车不发生碰撞，则加速度为（　　）A．B．C．D．3、下列说法中正确的是（　　）A．原子核发生衰变时都遵守电荷守恒、质量守恒、能量守恒B．为核衰变方程C．光电效应说明了光具有粒子性D．康普顿散射实验说明了光具有波动性4、如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为30°，质量分别为，m甲、m乙的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为60°，连接甲球的细线呈竖直状态。则m甲：m乙为（　　）A．1：B．1：2C．：1D．：25、2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①②，则下列表述正确的是A．X是质子B．Y是氚核C．X与Y是同位素D．①②两个核反应都属于裂变反应6、已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（　　）A．B．C．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、按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项门标和科学探测任务后，第二步“落月”工程也已在2013年以前完成。假设月球半径为R。月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达A点时，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ；到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入月球近月圆轨道III绕月球做圆周运动。下列判断正确的是（　　）A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率为B．飞船在A点处点火变轨时，动能增大C．飞船从A到B运行的过程中机械能增大D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间8、如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断错误的是（）A．电路中电源电动势为3.6VB．变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小C．此电路中，电动机的输入功率减小D．变阻器的最大阻值为30Ω9、如图所示，一质量为的小物块（可视为质点）从高处的点由静止沿光滑的圆弧轨道滑下，进入半径为竖直圆环轨道，与圆环轨道的动摩擦因数处处相同，当到达圆环轨道的顶点时，小物块对圆环轨道的压力恰好为零。之后小物块继续沿滑下，进入光滑轨道，且到达高度为的点时速度为零，则下列说法正确的是（　　）（取）A．小物块在圆环最高点时的速度为B．小物块在圆环最高点时的速度为C．的值可能为D．的值可能为10、如图所示，xOy坐标系内存在平行于坐标平面的匀强电场。一个质量为m。电荷量为+q的带电粒子，以的速度沿AB方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y轴击中C点。已知A、B、C三个点的坐标分别为（，0）、（0，2L）、（0，L）。若不计重力与空气阻力，则下列说法中正确的是（　）A．带电粒子由A到C过程中最小速度一定为B．带电粒子由A到C过程中电势能先减小后增大C．匀强电场的大小为D．若匀强电场的大小和方向可调节，粒子恰好能沿AB方向到达B点，则此状态下电场强度大小为三、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）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________。12．（12分）某学习小组的同学要应用自由落体运动知识测当地重力加速度g，现已找来了如下器材：如图所示的对称“工”字形金属薄片、铁架台及其附件、光电计时器1套。(1)根据实验目的，需要的器材还有（____）A．天平B．打点计时器C．秒表、D．游标卡尺(2)需要测量的物理量除了“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度d和它们之间竖直部分的长度L外（d<，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？15．（12分）如图所示，水平向右的匀强电场中，某倾角为θ=37°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q=10-6C。若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，电场强度为E=5×106V/m，且物块能自由下滑到斜面底端。斜面高度为h=1m，已知：g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8试问，物块下滑到斜面底端过程中：(1)物块与斜面摩擦产生的内能为多少；(2)物块动能的改变量；(3)物块机械能的改变量。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、C【解析】A．由场强叠加可知方向向左；方向向右；则，选项A错误；BC．由A的计算可知，最左边位于C处的+q与A之间的场强向左，CB之间的场强向右，因沿电场线电势降低，可知A、B两点电势均比C点电势低，由于，则由U=Ed可知，可知A点电势高于B点，即，则电子在A点的电势能小于在B点的电势能，选项B错误，C正确；D．因在A点左侧会存在一个合场强为零的位置，则从A点到此位置场强逐渐减小，则将一重力不计正点电荷由A点静止释放，在到达场强为零的位置的过程中，将做加速度逐渐减小的加速运动，选项D错误。故选C。2、D【解析】假设两车在速度减为零时恰好没有相撞，则两车运动的速度—时间图象如图所示，由“面积法”可知，在该过程中位移分别为：，，则有：，假设成立，由图象可知，车的加速度大小：，故D符合题意，ABC不符合题意。3、C【解析】A．原子核发生衰变时电荷数守恒和质量数守恒，但质量不守恒，故A错误；B．为裂变方程，故B错误；C．光电效应说明了光具有粒子性，故C正确；D．康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有粒子性，故D错误。故选C。4、A【解析】分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以T=m甲g以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力T与乙球受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30°，所以T与N大小相等，得综上可得故A项正确，BCD三项错误。5、B【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒判断X和和Y的种类，这两个方程都是聚变．【详解】A．根据质量数守恒、电荷数守恒可知X是中子，故A错误；B．对第二个方程，根据质量数守恒、电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；C．X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；D．①②两个核反应都属于聚变反应，故D错误．6、A【解析】公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：运动的周期之比：在一个周期内扫过的面积之比为：面积速率为，可知面积速率之比为，故A正确，BCD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、AD【解析】A．飞船在轨道Ⅰ上，万有引力提供向心力在月球表面，万有引力等于重力得解得故A正确；B．在圆轨道实施变轨成椭圆轨道在远地点是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船减速，减小所需的向心力，动能减小，故B错误；C．飞船在轨道Ⅱ上做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知：在进月点速度大于远月点速度，所以飞船在A点的线速度大于在B点的线速度，机械能不变，故C错误；D．根据解得故D正确。故选AD。8、BC【解析】先确定图线与电压表示数对应的关系，再根据图线求出电源的电动势，并判断V2读数的变化情况。当I=0.3A时，电动机输入功率最大。变阻器的全部接入电路时，电路中电流最小，由欧姆定律求解变阻器的最大阻值。【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势故A正确。B．变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即为V2读数逐渐增大，故B错误。C．由图可知，电动机的电阻当I=0.3A时，U=3V，电动机输入功率最大，此电路中，电动机的输入功率增大，故C错误。D．当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以故D正确。本题选择错误的，故BC符合题意。故选BC。【点睛】此题考查对物理图像的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线。对于电动机，理解并掌握功率的分配关系是关键。9、AD【解析】AB．小物块在圆环最高点时有解得所以A正确，B错误；CD．过程克服摩擦力做的功为过程克服摩擦力做的功为，因该过程小物块与轨道的平均压力小于过程，则摩擦力也小，则有过程，由动能定理得解以上各式得所以D正确，C错误。故选AD。10、AD【解析】A．因带电粒子只受恒定的电场力，做匀变速曲线运动，而C点有最小速度且垂直y轴，可推得粒子做类斜上抛运动，C是最高点，其速度与电场力垂直，则电场力沿y轴负方向，设A点的速度与x轴的夹角为，则由几何关系可知联立可得故A正确；B．因粒子做类斜上抛运动，从A点到C点电场力与速度的夹角从钝角变为直角，则电场力一直做负功，电势能一直增大，故B错误；C．粒子从A到C的过程，由动能定理联立可得匀强电场的大小为故C错误；D．调节匀强电场的大小和方向使粒子恰好能沿AB方向到达B点，则粒子一定AB做匀减速直线运动，电场力沿BA方向，由动能定理有则匀强电场的场强大小为故D正确。故选AD。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、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。12、D“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和【解析】(1)[1]．此实验不必测量质量，不需天平；用光电计时器计时，故不需打点计时器和秒表；需要用游标卡尺测量“工”字形金属薄片上、下水平部分的厚度，故选D．(2)[2]．要测当地重力加速度，就必须测得“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度，故而需要测量“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的时间和．(3)[3]．“工”字形金属薄片上、下水平部分分别通过光电计时器的速度又得四、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)【解析】透明体中的光路如图所示：(1)光射到圆弧面AB上的E点时恰好发生全反射，设临界角为θ，则sinθ＝sinθ＝＝解得θ＝，n＝△EFG为正三角形，光射到BD面的入射角根据折射定律有n＝，解得sinr＝。(2)＝R－R＝＝R－Rcosθ光在透明体中传播的路程L＝＋＝Rt＝n＝解得t＝。14、（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：由洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m几何关系可得：2R1=d联立解得：（2）粒子的轨迹如图所示：由几何关系可得：，其中k=1、2、3……；可得：而联立可得：，其中k=1，2，3……（3）洛伦兹力提供向心力，有：qvB=m；；粒子运动轨迹如图所示，在每个磁感应强度变化的周期内，粒子在图示A、B两个位置可能垂直击中屏，且满足要求0<<。设粒子运动的周期为T′，由题意得：；设经历完整TB的个数为n（n=0，1，2，3……）（I）若粒子运动至A点击中屏，据题意由几何关系得：R+2（R+Rsin）n=d当n=0、1时无解；当n=2时，sin=，=arcsin；n>2时无解。（II）若粒子运动至B点击中屏，据题意由几何关系得:R+2Rsin+2（R+Rsin）n=d当n=0时无解。n=1时，sin=，=arcsin；n=2时：sin=，=arcsin；n>2时无解综合得：T=；其中sin=，=arcsin；sin=，=arcsin；sin=，=arcsin。15、(1)6.33J；(2)7J；(3)-13J【解析】(1)对物块受力分析可知其受到的摩擦力为代入数据解得所以物块与斜面摩擦产生的内能为(2)物块下滑过程中重力做功为电场力做的功根据功能关系可知摩擦力做的功为所以根据动能定理有(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