无锡市第一中学2023年高三物理第一学期期末达标检测试题含解析

无锡市第一中学2023年高三物理第一学期期末达标检测试题注意事项
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、目前在太阳系内一共已经发现了约127万颗小行星，但这可能仅是所有小行星中的一小部分.若某颗小行星在离太阳中心R处做匀速圆周运动，运行的周期为T，已知引力常量为G，仅利用这三个数据，可以估算出太阳的（）
A．表面加速度大小B．密度C．半径D．质量
2、甲、乙两物体同时同地沿同一直线运动的速度一时间图象如图所示，下列说法正确的是（）
A．0t时刻两物体的加速度方向相同
B．0t时刻两物体的速度方向相同
C．甲物体的加速度逐渐减小
2t时刻两物体相遇
D．0
3、二氧化锡传感器的电阻随着一氧化碳的浓度增大而减小，将其接入如图所示的电路中，可以测量汽车尾气一氧化碳的浓度是否超标。

当一氧化碳浓度增大时，电压表V 和电流表A示数的变化情况可能为
A ．V 示数变小，A 示数变大
B ．V 示数变大，A 示数变小
C ．V 示数变小，A 示数变小
D ．V 示数变大，A 示数变大
4、下列说法中正确的有________
A ．阴极射线是一种电磁辐射
B ．所有原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的谱线一定不同
C ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
D ．古木的年代可以根据体内碳14放射性强度减小的情况进行推算
5、一个质点沿竖直方向做直线运动，20~t 时间内的速度一时间()v t -图象如图所示，若10~t 时间内质点处于失重状态，则21~t t 时间内质点的运动状态经历了（ ）
A ．先超重后失重再超重
B ．先失重后超重再失重
C ．先超重后失重
D ．先失重后超重
6、如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS 实验装置示意图，其中质量为m 的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。

圆周运动的轨道半径为r ，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。

关于这个实验下列说法不正确．．．
的是（ ）
A ．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画F r -图像
B ．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画2F v -图像
C ．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画F m -图像
D ．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的
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、下列说法正确的是（ ）
A ．如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量损失，这样的热机效率可以达到100%
B ．质量不变的理想气体等温膨胀时一定从外界吸收热量
C ．冬天空调制热时，房间内空气的相对湿度变小
D ．压缩气体需要力表明气体分子间存在斥力
E.当液体与固体接触时，如果附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏则液体与固体之间表现为不浸润
8、如图（甲）所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m ，左端连接阻值R =4.0Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B =0.5T 、方向垂直导轨所在平面向下。

质量m =0.2kg 、长度l =1.0m 、电阻r =1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，t =0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F ，杆运动的v －t 图像如图（乙）所示，其余电阻不计、则（ ）
A ．t =0时刻，外力F 水平向右，大小为0.7N
B ．3s 内，流过R 的电荷量为3.6C
C ．从t =0开始，金属杆运动距离为5m 时电阻R 两端的电压为1.6V
D ．在0~3.0s 内，外力F 大小随时间t 变化的关系式是F =0.1+0.1t （N ）
9、倾角为45 的传送带在电动机带动下始终以0v 的速度匀速上行。

相等质量的甲、乙两种不同材料的滑块（可视为质点）分别无初速放在传送带底端，发现甲滑块上升h 高度处恰好与传送带保持相对静止，乙滑块上升3
h 高度处恰与传送带保持相对静止。

现比较甲、乙两滑块均从静止开始上升h 高度的过程中（ ）
A ．甲滑块与传送带间的动摩擦因数大于乙滑块与传送带间的动摩擦因数
B ．甲、乙两滑块机械能变化量相同
C ．甲运动时电动机对皮带所做的功大于乙运动时电动机对皮带所做的功
D ．甲滑块与传送带间摩擦产生的热量等于乙滑块与传送带间摩擦产生的热量
10、如图所示，倾角θ=30°的斜面固定在地面上，长为L 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳AB 置于斜面上，与斜面间动摩擦因数32μ=，其A 端与斜面顶端平齐．用细线将质量也为m 的物块与软绳连接，给物块向下的初速度，使软绳B 端到达斜面顶端（此时物块未到达地面），在此过程中
A ．物块的速度始终减小
B ．软绳上滑
19
L 时速度最小 C ．软绳重力势能共减少了14mgL D ．软绳减少的重力势能一定小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和
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）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰的纸带，纸带上:两相邻计数点间有四个点没画出来．已知打点计时器打点周期0.02s T =,其中前348.33cm,8.95cm x x ==,完成以下问题:
(1)打下A 点时速度大小是___ m/s ．
(2)若某同学甲实验时只测暈了纸带中x3、x4的值，则小车运动的加速度计算表达式为____________ (用x3、x4及T表示)．
(3)某同学乙根据学过的知识，算出了几个计数点的瞬时速度，建立坐标系，画出的v-t 图像如图所示，请你根据图像得出小车运动的加速度为__________m/s2,由图可知，从开始计时的0.3s内，小车通过的位移大小为_______ m．
12．（12分）如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．
（1）实验中还需要的测量工具有：______
（2）如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴是钩码质量m，横轴是弹簧的形变量x，由图可知：图线不通过原点的原因是由于______；弹簧的劲度系数k=______N/m(计
9.8m/s)；
算结果保留2位有效数字，重力加速度g取2
（3）如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的-图象，下列正确的是______
F L
A．a的原长比b的长
B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小
D．弹力与弹簧长度成正比
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）一质点A做简谐运动，某时刻开始计时，其位移和时间关系如图甲所示。

由于A质点振动形成的简谐横波沿x正方向传播，在波的传播方向所在的直线上有一质点B，它距A的距离为0.3m，如图乙所示。

在波动过程中，开始计时时B质点正经过平衡位置向下运动，求
(1)从开始计时，t=0.25×10－2s时质点A的位移；
(2)在t=0到t=8.5×10－2s时间内，质点A的路程、位移；
(3)该简谐横波在介质传播的速度。

14．（16分）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。

其中，顶部A 为矩形形状，高CM d =，边长CD L =，底部B 为等边三角形。

现让一束单色光线从B 部分MH 边的中点1O 表面处沿竖直方向射入，光线进入B 后发现折射光线恰好与B 部分的HM '平行且经过MM '，最后从A 部分的CD 边上某点O 处射出，光在真空中的传播速度为c 。

求：
（1）光在工艺品中传播的速度；
（2）光在工艺品中传播的时间。

15．（12分）如图所示，水平线ab 上方存在竖直向下的匀强电场，ab 以及ab 下方都存在竖直向上的匀强电场，场强大小都相等。

在ab 下方同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。

P 为ab 上方一点，到ab 距离为2L 。

一质量为m 、带电荷量为-q （q >0）的带电小球从P 点以大小为4p v gL =、与竖直方向成θ= 30°斜向下抛出。

g 为重力加速度，经过ab 上C 点（图中未画出）时速度水平。

(1)求电场强度大小；
(2)小球经过ab 下方Q 点（图中未画出）时获得最大速度，Q 到ab 的距离为165
L ，求磁场的磁感应强度大小。

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】
AC ．在太阳表面，重力和万有引力相等，即
2
Mm G mg r = 因根据已知条件无法求出太阳半径，也就无法求出太阳表面的重力加速度，故AC 错误；
B ． 在不知道太阳半径的情况下无法求得太阳的密度，故B 错误；
D ．根据万有引力提供向心力可得
2
224Mm G m R T
=π 求得中心天体质量
23
24R M GT
π= 故D 正确。

故选：D 。

2、B
【解析】
A ．由图象可知，斜率表示加速度，则0t 时刻两物体的加速度方向相反，选项A 错误；
B ．v -t 图象中速度在时间轴的同一侧表示速度方向相同，则0t 时刻两物体的速度方向相同，选项B 正确；
C ．由斜率表示物体的加速度可知，甲物体的切线斜率越来越大，即加速度逐渐增大，选项C 错误；
D ．v -t 图象所围面积表示位移，相遇表示位移相等，由图象可得，02t 时刻两物体不相遇，选项D 错误。

故选B 。

3、D
【解析】
当一氧化碳浓度增大时，二氧化锡传感器的电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流变大，则A 示数变大；由欧姆定律知R 的电压变大，则电压表V 变大； AC ．综上分析，电压表示数变大，AC 错误；
BD ．综上分析，电流表示数变小，B 错误D 正确。

故选D 。

4、B
【解析】
A ．阴极射线是高速电子流，故A 错误；
B ．原子光谱，是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，原子光谱都不是连续的，每一种原子的光谱都不同，称为特征光谱，故B 正确；
C ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故C 错误；
D ．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，不随时间改变，故D 错误。

故选B 。

5、D
【解析】
v t -图像的斜率表示加速度，则10~t 时间内质点加速，质点处于失重状态，说明这段时间内质点向下加速，则21~t t 时间内质点先向下加速后向下减速，因此运动状态是先失重后超重，选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

6、A
【解析】
A ．根据向心力公式结合牛顿第二定律有
2
F r
v m = 可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画1F r
-
图像，二者呈线性关系，便于研究，A 错误； B ．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画2F v -图像， B 正确；
C ．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画F m -图像，C 正确；
D ．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D 正确。

本题选择不正确的，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、BCE
【解析】
A ．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%，故A 错误；
B ．理想气体在等温膨胀的过程中内能不变，同时对外做功，由热力学第一定律知，一定从外界吸收热量，故B 正确；
C ．密闭房间内，水汽的总量一定，故空气的绝对湿度不变，使用空调制热时，房间内空气的相对湿度变小，故C 正确；
D ．压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差．不能表明气体分子间存在着斥力，故D 错误；
E ．液体与固体接触时，如果附着层被体分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润，故E 正确。

故选BCE ．
【点睛】
热机的效率不可能达到100%；理想气体在等温膨胀的过程中内能不变，由热力学第一定律进行分析；相对湿度，指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比；压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差；浸润和不浸润都是分子力作用的表现． 8、CD
【解析】
A ．根据v －t 图象可以知道金属杆做匀减速直线运动，加速度为
2062m/s 3
v a t ∆-===-∆ 当t =0时刻，设向右为正方向，根据牛顿第二定律有
F BIL ma -=
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
0BLv E I r R r R
==++ 联立以上各式代入数据可得0.1N F =-，负号表示方向水平向左，故A 错误； B ．根据
E t
∆Φ=
∆ q E I t R r ==∆+ 联立可得
B S q R r R r
∆Φ∆==++ 又因为v －t 图象与坐标轴围成的面积表示通过的位移，所以有
163m 9m 2
S ∆=⨯⨯= 故代入数据可解得
q =0.9C
故B 错误；
C ．设杆运动了5m 时速度为v 1，则有
221012v v as -=
此时金属杆产生的感应电动势
11E BLv =
回路中产生的电流
11E I R r
=+ 电阻R 两端的电压
1U I R =
联立以上几式结合A 选项分析可得 1.6V U =，故C 正确；
D ．由A 选项分析可知t =0时刻外力F 的方向与v 0反向，由牛顿第二定律有 ()F BIL ma -+=
设在t 时刻金属杆的速度为v ，杆的电动势为E ，回路电流为I ，则有 0v v at =+
E BLv =
E I R r
=+ 联立以上几式可得
()0.10.1F t =-+N
负号表示方向水平向左，即大小关系为
0.10.1F t =+N
故D 正确。

故选CD 。

9、BC
【解析】
A ．相等质量的甲，乙两种不同材料的滑块分别无初速放在传送带底端，最终都与传送带速度相等，动能增加量相同，但甲的速度增加的慢，说明甲受到的摩擦力小，故甲滑块与皮带的动摩擦因数小于乙滑块与皮带的动摩擦因数，故A 错误；
B ．由于动能增加量相同，重力势能增加也相同，故甲、乙两滑块机械能变化量相同，故B 正确；
CD ．动能增加量相同，即
3sin 45sin 453
h
h h f mgh f mg ︒︒-=-甲乙 得
3f f =乙甲
相对位移
=3x x 甲乙
滑块与皮带间摩擦生热为等于系统内能的增加量，根据=Q fx 知甲滑块与皮带摩擦产生的热量大于乙滑块与皮带摩擦产生的热量，电动机对皮带做的功等于系统摩擦产生的内能和滑块机械能的增加量，由于滑块机械能增加相同，则甲运动时电动机对皮带所做的功大于乙运动时电动机对皮带所做的功，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

10、BCD
【解析】
A ．物块下落过程中，刚开始由于5sin 30cos304
mg mg mg mg μ︒+︒=>，所以物块所受合力向上，物体做减速运动，下落过程中，合力越来越小，当加速度等于零时，速度最小，后合力方向向下，加速度向下，速度增大，所以物体的速度先减小后增大，A 错误；
B ．当加速度等于零时，速度最小，设此时软绳上滑的距离为x ，则：
sin 30cos30L x L x x mg mg mg mg L L L
μ--︒+︒=+， 代入数据解得：
19
x L = B 正确；
C ．物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为1sin 3024L L h =
︒=，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度22
L h =，则软绳重力势能共减少 ()244
L L L mg Mg -= C 正确；
D ．以物块为研究对象，因物块要克服拉力做功，所以其动能及势能变化量11k p
E E ∆<∆，以系统为研究对象，设绳的势能及动能变化量为22p k E E ∆∆、，克服摩擦力所做的功的
绝对值为W ，由能量守恒定律有
1212p p k k E E E E W ∆+∆=∆+∆+
则
()2211p k k p E E W E E ∆-∆+=∆-∆
选项D 正确．
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、0.864
432
25X X T - 1.0 0.12 【解析】
（1）[1].相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t =0.1s ；根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，则有： 2348.338.95100.864m/s 20.2
A x x v t -++==⨯= （2）[2].根据运动学公式得：
△x=at 2
解得：
434322
25x x x x a t T --==． （3）[3].v-t 图象中图象的斜率表示加速度，故 20.550.25 1.0m/s 0.3
v a t -=== [4].图象与时间轴围成的面积表示位移，则可知位移大小 0.250.550.30.12m 2x +=
⨯= 12、刻度尺 弹簧有自身重力 4.9 B
【解析】
（1）［1］实验需要测量弹簧伸长的长度，故需要刻度尺．
（2）［2］由图可知，当F =0时，x >0，说明没有挂重物时，弹簧有伸长，这是由于弹簧自身的重力造成的．故图线不过原点的原因是由于弹簧有自身重力，实验中没有考虑（或忽略了）弹簧的自重．
［3］由图线乙，弹簧的劲度系数
k =F x ∆∆=()()3
26010109.8N/m 12210---⨯⨯-⨯=4.9N/m （3）［4］A.由图丙知，F -L 图像横坐标的截距表示原长，故b 的原长比a 的长，选项A 错误；
BC.由弹簧的劲度系数k =
=F F x L ∆∆∆∆知，a 图线较b 图线倾斜，a 的劲度系数比b 的大，选项B 正确，C 错误；
D.图线的物理意义是表明弹簧的弹力大小和弹簧伸长量大小成正比，选项D 错误． 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)34cm ，2cm ；(3)60m/s 41
v n =
+（n =0，1，2……） 【解析】
(1)由题图可知波的振幅 2cm A =
A 质点振动的周期
2210s T -=⨯
所以A 质点的振动方程为
πsin()2cos100(cm)2
x A t t ωπ=-=-
当20.2510s t -=⨯时，可得 2cm x =- (2)从0t =至28.510s t -=⨯时间内为174
个周期，质点的路程为 1734cm s A ==
位移为2 cm
(3)由甲图知0t =时刻，质点A 位于波谷，而质点B 正经过平衡位置向下运动，简谐横波沿x 轴正方向传播，结合波形可得： 1()0.3m 4
AB x n λ=+=，n =0，1，2，3，… 可得
1.2m 41
n λ=+，n =0，1，2，3，… 所以波速为
60m/s 41
v T n λ
==+，n =0，1，2，3，… 14、（1）
33c （2）432d L c
+ 【解析】 （1）光路图如图所示。

根据题图知，光进入介质B 的入射角为 α=60°，折射角为 β=30° 则工艺品的折射率为
60330sin sin n sin sin αβ︒===︒
在介质中的光速：
3c v n == （2）由几何关系得光在工艺品中传播的路程
602
30L d sin s cos +
︒=︒
光在工艺品中传播的速度
c v n
= 则光在工艺品中传播的时间
s t v
= 联立解得
2t c
=。

15、（1
）（2
）B =。

【解析】 (1)小球在ab 上方，受到电场力（竖直向上）与重力的合力 1F qE mg =-
产生的加速度大小为 1F a m
竖直向上
经过ab 线时速度水平，则竖直分速度0y v = 从P 点到C 点，竖直方向分速度匀减速到0，故 ()()2
cos 22p v a L θ= 解得
4mg E q
= (2)根据速度分解可知小球在C 点时的速度为
sin p C v v θ==电场力和重力的合外力
25F qE mg mg =+=
竖直向下；
之后在重力、电场力和洛伦兹力作用下做曲线运动。

根据左手定则可知小球运动到Q 点时速度水平向右，设为Q v 。

从C 到Q ，根据动能定理有
2221611522Q C F L mv mv ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
解得
Q v =
把小球从C 到Q 的过程分成无数个小过程：
在第1个小过程中水平方向应用动量定理有
11C y qv B t mv mv ∆=-
即
11C qBy mv mv =-
在第2个小过程中水平方向应用动量定理有
221y qv B t mv mv ∆=-
即
221qBy mv mv =-
在第3个小过程中水平方向应用动量定理有
332y qv B t mv mv ∆=-
即
331qBy mv mv =-
……
在第n 个小过程中水平方向应用动量定理有
1n y n n qv B t mv mv -∆=-
即
1Q n n qBy mv mv -=-
把以上各式相加有
()123n Q C qB y y y y mv mv +++
+=-
而
122
16
5 n
y y y y L
++++=
联立解得
B=。