2023年重庆市綦江区实验中学高三物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

2023年重庆市綦江区实验中学高三物理第一学期期末学业水平
测试试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A ．放出的各种射线中，α粒子动能最大，因此贯穿其他物质的本领最强
B ．原子的核外具有较高能量的电子离开原子时，表现为放射出β粒子
C ．原子核发生衰变后生成的新核辐射出γ射线
D ．原子核内的核子有一半发生衰变时，所需的时间就是半衰期
2、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
3、科学家计划在1015年将首批宇航员送往火星进行考察．一质量为m 的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F 1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F 1．通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，已知引力常量为G ，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为
A ．()211234F G F F ωπ-和122F F
m ω-
B ．234G
ωπ和122F F
m ω-
C ．()211234F G F F ωπ-和122F F m ω
+
D ．2
34G
ωπ和122F F m ω+
4、电容为C 的平行板电容器竖直放置，正对面积为S ，两极板间距为d ，充电完成后两极板之间电压为U ，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为2p 1
2
E CU =。

如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d ，下列说法正确的是（ ）
A ．电容变为原来的两倍
B ．电场强度大小变为原来的一半
C ．电场能变为原来的两倍
D ．外力做的功大于电场能的增加量
5、下列关于温度及内能的说法中正确的是( )
A ．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
B ．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同
C ．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D ．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化
6、新型冠状病毒防疫期间，医用一次性口罩是必备的呼吸防护用品，口罩的核心材料是中间一层熔喷无纺布。

为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理，就是在熔喷无纺布上加入静电荷。

利用电荷的静电力作用捕集尘粒，称为静电吸引沉积，静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。

根据这些信息，下列说法正确的是（ ） A ．医用一次性口罩可以进行高温蒸汽消毒再使用效果会更好 B ．医用一次性口罩可以防护天然放射现象中放射出的α、β和γ射线
C ．在防控期间口罩出现严重紧缺，为了节约资源刚用完的医用一次性口罩可以及时清洗晒干后使用
D ．防疫期间不法分子为了谋取暴利，制造销售假冒医用一次性驻极口罩，除了从专业技术上鉴定外，还可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假
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，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，而后到达与M 点在同一水平面上的P 点，轨迹如图。

其中N /是N 点在MP 直线上的投影点。

以下关于小球的运动说法正确的是（ ）
A ．从M 到N 重力势能增加
232
mv B ．从M 到N 机械能增加2mv 2 C ．从M 到P 动能增加8mv 2 D ．重力与电场力大小之比为1：2
8、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的
位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块（）
A．加速度先减小后增大B．经过O点时的速度最大
C．所受弹簧弹力始终做正功D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
9、如图所示为固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC。

现有一小球以一定的初速度
v=。

已知半圆形轨道v0从最低点A冲上轨道，小球运动到最高点C时的速度为3m/s
的半径为0.4m，小球可视为质点，且在最高点C受到轨道的作用力为5N，空气阻力不计，取g =10m/s2，则下列说法正确的是（）
v=
A．小球初速度05m/s
B．小球质量为0.3kg
C．小球在A点时重力的功率为20W
D．小球在A点时对半圆轨道的压力为29N
10、在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+ ()
A．在电场中的加速度之比为1:1
B．在磁场中运动的半径之比为3
C．在磁场中转过的角度之比为1:2
D．离开电场区域时的动能之比为1:3
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）为了粗略测量电阻，小明同学用量程为5mA的毫安表、电动势为3V的电池、0~999.9Ω)的电阻箱制作了一块简易欧姆表，电路如图所示：
（1）为制作欧姆表，__准确测量毫安表的内阻（填“需要”或“不需要”）；
（2）进行欧姆调零之后，用该表测量某电阻时，a表笔是__表笔（填“红”或“黑”），此时毫安表读数为2.5mA，则待测电阻阻值为____Ω；
（3）如果在毫安表两端并联一个电阻，其余电路均不变，表盘中间刻度对应的电阻值___（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值___真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。

12．（12分）物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度。

实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2
的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。

实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。

(1)使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示，则小球直径为_________cm。

(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不
考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式h=________。

(3)根据实验数据作出h
t
t
-图象如上图丙所示，若图中直线斜率的绝对值为k，根据图
象得出重力加速度g大小为________。

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，T型硬质轻活塞上端与力传感器固连，下端与气缸光滑接触且不漏气．已知大气压强p0=1.0×105Pa，活塞横截面积为S，活塞到气缸底部距离为H=20cm，气缸底部到地面高度为h，此时气体温度为127
t=℃。

现对活塞下部气体缓慢加热，同时记录力传感器示数，最后得到如图的F﹣t图象。

整个过程中活塞与气缸始终密闭。

（g取10m/s2）求：
(1)气缸质量M；
(2)h大小；
(3)活塞截面积S。

14．（16分）如图所示，在竖直分界线MN的左侧有垂直纸面的匀强磁场，竖直屏与MN 之间有方向向上的匀强电场。

在O处有两个带正电的小球A和B，两小球间不发生电荷转移。

若在两小球间放置一个被压缩且锁定的小型弹簧（不计弹簧长度），解锁弹簧后，两小球均获得沿水平方向的速度。

已知小球B的质量是小球A的1n倍，电荷量是小球A的2n倍。

若测得小球A在磁场中运动的半径为r，小球B击中屏的位置的竖直偏转位移也等于r。

两小球重力均不计。

(1)将两球位置互换，解锁弹簧后，小球B在磁场中运动，求两球在磁场中运动半径之比、时间之比；
(2)若A小球向左运动求A、B两小球打在屏上的位置之间的距离。

15．（12分）如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO ′为其对称轴，O 为球心，球半径为R ，球左侧为圆面，右侧为半球面。

现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的折射率为3，设真空中的光速为c ，不考虑光在玻璃中的多次反射。

（1）求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例； （2）从距O 点正上方
2
R
的B 点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴OO ′上的D 点（图中未画出），求光从B 点传播到D 点的时间。

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 ．在三种放射线中，α粒子动能虽然很大，但贯穿其他物质的本领最弱，选项A 错误。

B ．
β
衰变射出的电子来源于原子核内部，不是核外电子，选项B 错误。

C ．原子核发生衰变后产生的新核处于激发态，向外辐射出γ射线，选项C 正确。

D ．半衰期是放射性原子核总数有半数发生衰变，而不是原子核内的核子衰变，选项D
错误； 故选C 。

2、D 【解析】
AC ．在太阳表面，重力和万有引力相等，即
2Mm
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
2
4R M GT
π= 故D 正确。

故选：D 。

3、A 【解析】 在两极：12Mm G
F R =，在赤道：2
22Mm G F m R R ω-=，联立解得：122
F F R m ω-=，由12Mm
G F R =，且3
43M R πρ=⋅，解得：2112
34()F G F F ωρπ=-，故A 正确．
4、C 【解析】
A ．极板间距变为原来两倍，根据r 4S
C kd
επ=可知电容减半，A 错误； B ．电荷量和极板正对面积不变，则
r 4U Q kQ E d Cd S
πε=
== 电场强度大小不变，B 错误；
C ．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q 不变，根据
Q U C
=
电容减半，两极板间电压加倍，根据
2p 1
2
E CU =
可知，电场能加倍，C 正确；
D ．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，D 错误。

故选C 。

5、D 【解析】
试题分析：影响内能大小的因素：质量、体积、温度和状态，温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大．
温度是分子平均动能的标志，温度高平均动能大，但不一定每个分子的动能都大，A 错误；影响内能大小的因素：质量、体积、温度和状态，B 错误；一定质量的冰融化成相同温度的水需要从外界吸热，故质量和温度相同的冰和水，内能是不相同的，C 错误；一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化，比如零摄氏度的冰化为零摄氏度的水，内能增加，D 正确． 6、D 【解析】
AC ．高温蒸汽消毒和清洗都会导致熔喷无纺布上失去静电吸附能力，AC 错误； B ．医用一次性口罩可能会防护天然放射现象中放射出的α射线，但对于穿透性较强的β射线和γ射线无防护作用，B 错误；
D ．熔喷无纺布上带有静电，可以对轻小纸屑产生吸附作用，可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断真假，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、BCD 【解析】
A ．小球在电场中运动的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达N 点时，其竖直方向的速度为零， M 到N ，在竖直方向上有
22MN v gy =
则该段过程重力势能的增加量为
2P 1
2
MN E mgy mv ∆==
故A 错误；
B ．从M 到N 机械能增加量为
2222P k 11
(4)222
E E E mv m v v mv ∆=∆+∆=+-=
故B 正确；
C ．根据题意可知，从M 到N 与从N 到M 所用时间相等，根据v =at 可知，到达P 点时小球在水平方向的速度为
24x P v v v ==
此时小球的合速度为
v '==
则从M 到P 动能增加量为
222k
11
)822
E m mv mv '∆=-= 故C 正确；
D ．从M 到N ，竖直方向有
mg v t m
=
水平方向上有
2qE
t v m
= 所以重力与电场力大小之比为1：2，故D 正确。

故选BCD 。

8、AD 【解析】
A 项：由于水平面粗糙且O 点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA 之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A 到
B 的过程中加速度先减小后反向增大，故A 正确；
B 项：物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO 之间某一位置，即在O 点左侧，故B 错误；
C 项：从A 到O 过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O 到B 过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故C 错误；
D 项：从A 到B 过程中根据动能定理可得W 弹-W 克f =0，即W 弹=W 克f ，即弹簧弹力做
的功等于克服摩擦力做的功，故D 正确． 9、AD 【解析】
A ．小球从最低点到最高点，由机械能守恒
22011222
C mv mgR mv =+ 解得 v 0=5m/s 选项A 正确； B ．在最高点C 时
2
C
C v N mg m R
+=
解得 m =0.4kg 选项B 错误；
C ．小球在A 点时竖直速度为零，则根据P=mgv y 可知重力的功率为0，选项C 错误；
D ．小球在A 点时
2A
A v N mg m R
-=
解得 N A =29N 选项D 正确； 故选AD 。

10、BCD 【解析】
A ．两个离子的质量相同，其带电量是1:3的关系，所以由qU
a md
=可知，其在电场中的加速度是1:3，故A 错．
B ．离子在离开电场时速度v =，可知其速度之比为．又由2
v qvB m r
=知，
mv
r
qB
=
，故B 正确．
C ．由B ，设磁场宽度为L ，离子
通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有sin L R
θ=，则可知角度的正弦值之比为
P +的角度为30°，可知P 3+角度为60°，即在磁场中转过的角度之比为1:2，故C 正确．
D ．离子在电场中加速时，据动能定理可得:212
qU mv =
，两离子离开电场的动能之比为1:3，故D 正确．
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、不需要 红 600 变小 大于
【解析】
（1）[1]欧姆表的工作原理 g x x
E E I R r R R R R Ω=
=++++ 而 g E I R Ω
=
即 g
x E
I E R I =+ 则不用确定出R g 的值；根据工作原理可求得相应电流对应的电阻值。

（2）[2]右表笔接欧姆档的内部电源的正极，根据所有测量都满足红进黑出向右偏的规律，可知右表笔b 为黑表笔，左表笔a 为红表笔；
[3]毫安表读数2.5mA 是表头满偏电流5mA 的一半，有
2g
x I E I R R Ω
==+ 可知此时的待测电阻值刚好等于欧姆表内阻，有
3
g 3510x E R R I Ω-===⨯Ω=600Ω （3）[4]在毫安表两端并联一个电阻后，有
122x g E
I E R I =⨯+
其欧姆内阻为2g
E I ，阻值变小，即中值刻度值变小。

（4）[5]电池电动势减小了，则欧姆调零后，欧姆表的内阻
g
E R I Ω''= 故欧姆表的内阻减小了，由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，故实际测量时，当读数为600Ω，实际电阻是小于600Ω的，故测量值大于实际电阻值。

12、1.170 212
gt vt -
+ 2k 【解析】
(1)[1]主尺读数为1.1cm ，游标尺读数为0.05×14mm=0.70mm=0.070cm ，所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm ；
(2)[2]小球经过光电门2的速度为v ，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间 'v t g
= 所以从开始释放到经过光电门1的时间
'''v t t t t g
=-=- 所以经过光电门1的速度v
v gt v gt '="=-
根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离
'2122
v v h t vt gt +==- (3)[3]由公式212
h gt =得 12
h v gt t =- 若h t t
-图线斜率的绝对值为k ，则 12
k g = 所以重力加速度大小
2g k =
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）2kg （2）1.8cm （3）1.41×
10﹣3m 2 【解析】
(1)加热时，气体先做等压变化，气缸活塞整体平衡，由平衡条件得：
20N F Mg ==
解得：
2kg M =
(2)气体体积保持不变，气体发生等压变化，由查理定律得：
11
()2732732HS H h S t t +=++ 解得：
1.8cm h =
(3)气体温度从12t 到14t 过程气体发生等容变化，由查理定律得：
3223273273
p p t t =++ 其中：
20Mg p p S
=-
，30p p = 解得： 321.4110m S =⨯﹣
14、 (1)2n ，
21
n n ；(2)123r r n n - 【解析】
(1)两小球静止反向弹开过程，系统动量守恒有 A 1B mv n mv =①
小球A 、B 在磁场中做圆周运动，分别有
2A A A mv qv B r =，21B 2B B
n mv n qv B r =② 解①②式得
A 2
B r n r = 磁场运动周期分别为
A 2πm T qB
=，1B 22πn m T n qB = 解得运动时间之比为
A A 2
B B 122
T t n T t n == (2)如图所示，小球A 经圆周运动后，在电场中做类平抛运动。

水平方向有
A A L v t =③
竖直方向有
2A A A 12
y a t =④ 由牛顿第二定律得
A qE ma =⑤
解③④⑤式得
2A A
()2qE L y m v =⑥ 小球B 在电场中做类平抛运动，同理有
22B 1B
()2n qE L y n m v =⑦ 由题意知
B y r =⑧
应用几何关系得
B A 2y y r y ∆=+-⑨
解①⑥⑦⑧⑨式得
123r y r n n ∆=-
15、（1）13
；（2）52R c 【解析】
（1）设从左侧的A 点入射，光在右侧半球面刚好发生全反射，由
sin θ=1n
① OA =R sin θ②
S ′=πOA 2③
S =πR 2④ 由①～④式解得
S S '=13
（2）设距O 点2
R 的光线射到半球面上的点为C 点，入射角i =30°，设折射角为r ，由： sin sin r i
=n ⑤ 得：
r =60°
由图知：
BC 3，CD =R ⑥ 光在玻璃中传播速度
v =
c n
⑦ t =BC v ＋CD c ⑧
由⑤～⑧解得：
t=5 2 R c。