临夏市重点中学2023年高三物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

临夏市重点中学2023年高三物理第一学期期末学业水平测试试
题
请考生注意：
1．请用2B 铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、已知在某时刻的波的图像如图所示，且M 点的振动方向向上，下述说法正确的是：（ ）
A ．A 点振动落后于M 点，波向右传播
B ．A 点振动落后于M 点，波向左传播
C ．B 点振动落后于M 点，波向右传播
D ．B 点振动落后于M 点，波向左传播
2、在超导托卡马克实验装置中，质量为1m 的2
1
H 与质量为2m 的3
1H 发生核聚变反应，放出质量为3m 的1
0n ，并生成质量为4m 的新核。

若已知真空中的光速为c ，则下列说
法正确的是（ ）
A ．新核的中子数为2，且该新核是3
2He 的同位素 B ．该过程属于α衰变
C ．该反应释放的核能为()2
3412m m m m c +--
D ．核反应前后系统动量不守恒
3、如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。

以下判断正确的是（ ）
A．b点场强大于d点场强
B．b点场强为零
C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差
D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
4、如图所示，水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，一带电金属滑块以E k0＝30 J的初动能从斜面底端A冲上斜面，到顶端B时返回，已知滑块从A滑到B的过程中克服摩擦力做功10 J，克服重力做功24 J，则()
A．滑块带正电，上滑过程中电势能减小4 J
B．滑块上滑过程中机械能增加4 J
C．滑块上滑到斜面中点时重力势能增加14 J
D．滑块返回到斜面底端时动能为15 J
5、两个相距较远的分子仅在彼此间分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。

在此过程中，下述正确的是
A．分子力先增大后减小B．分子力先做正功，后做负功
C．分子势能一直增大D．分子势能先增大后减小
>。

小环自N点由静止滑下再滑上OM。

6、如图所示，轨道NO和OM底端对接且θα
已知小环在轨道NO下滑的距离小于轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦因数相同。

若用a、f、v和E分别表示小环的加速度、所受的摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。

其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（）
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、2019年3月10日0时28分，“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“中星6C”卫星送入太空．“中星6C”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务，服务寿命15年．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，关于该卫星的发射和运行，下列说法正确的是
A．该卫星发射升空过程中，可能处于超重状态
B．该卫星可能处于北京上空
C．该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
D
22
3
2
g
4
R T
R
π
8、长为l直导线中通有恒定电流I，静置于绝缘水平桌面上，现在给导线所在空间加匀强磁场，调整磁场方向使得导线对桌面的压力最小，并测得此压力值为N1，保持其他条件不变，仅改变电流的方向，测得导线对桌面的压力变为N2。

则通电导线的质量和匀强磁场的磁感应强度分别为（）
A ．12
N N m g += B ．12
2N N m g += C ．21
2N N B Il
-=
D ．12
2N N B Il
-=
9、如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m ，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T 的匀强磁场中。

一质量为2kg 的导体杆MN 垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0. 5。

对杆施加水平向右、大小为20N 的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g =10m/s 2。

则
A ．M 点的电势高于N 点
B ．杆运动的最大速度是10m/s
C ．杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等
D ．当杆达到最大速度时，MN 两点间的电势差大小为20V 10、下列说法正确的是____________
A ．两个分子间的距离r 存在某一值r 0（平衡位置处），当r 大于r 0时，分子间斥力大于引力；当r 小于r 0时分子间斥力小于引力
B ．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以反映出分子在做无规则运动
C ．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙
D ．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度 E.对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少
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）如图甲所示为由半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻t R 和继电器设计的温控电路。

设继电器的线圈电阻20x R =Ω，当继电器线圈中的电流C I 大于或等于20mA 时，继电器的衔铁被吸合。

（1）实验过程中发现，开关K闭合后电路不工作。

某同学为排查电路故障用多用电表测量各接入点间的电压，则应将如图丙所示的选择开关旋至__________（选填
“A”“B”“C”或“D”）。

（2）用调节好的多用电表进行排查，在图乙电路中，断开开关K时，发现表笔接入a、b时指针发生偏转，多用表指针偏转如图丁所示，示数为__________V；闭合开关K，接入a、b和接入a、c时指针均发生偏转，接入c、b时指针不发生偏转，则电路中__________（选填“ac”“cb”或“ab”）段发生了断路。

（3）故障排除后，在图乙电路中，闭合开关K若左侧电源电动势为6.5V内阻可不计，滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω，则温度不低于__________°C时，电路右侧的小灯泡就会发光。

12．（12分）有一个量程为3V、内电阻约为4000Ω的电压表，现用如图所示的电路测量其内电阻
(1)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格，甲的最大阻值为2000Ω，乙的最大阻值为10Ω。

应选用________。

（选填“甲”或“乙”）
(2)实验过程的主要步骤如下，请分析填空。

A ．断开开关S ，把滑动变阻器R 的滑片P 滑到_________端；（选填“a ”或“b ”）
B ．将电阻箱R '的阻值调到零；
C ．闭合开关S ，移动滑片P 的位置，使电压表的指针指到3V
D ．开关S 处于闭合状态保持滑片P 的位置不变，调节电阻箱R '的阻值使电压表指针指到_______V ，读出此时电阻箱R '的阻值，此值即为电压表内电阻的测量值 (3)电压表内电阻的测量值R 测和真实值R 真相比，有R 测________R 真。

（选填“>”或“<”） 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，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B =3T 。

两导轨间距为L =0.5m ，轨道足够长。

金属棒a 和b 的质量分别为m a =1kg ，m b =0.5kg ，电阻分别为1a R =Ω，2b R =Ω。

b 棒静止于轨道水平部分，现将a 棒从h =1.8 m 高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C 点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。

（g 取10m/s 2）。

求： （1）a 棒刚进入磁场时，b 棒的加速度；
（2）从a 棒进入磁场到a 棒匀速的过程中，流过a 棒的电荷量； （3）从a 棒进入磁场到a 棒匀速的过程中，a 棒中产生的焦耳热。

14．（16分）如图所示，倾角为37︒的斜面体固定在水平面上，斜面上,A B 两个位置之间的距离为2 m ，第一次用沿斜面向上、大小为6N F =的力把质量为0.5kg 的物体由静止从A 处拉到B 处，所用时间为1s;第二次用水平向右、大小为10N F '=的力作用在物体上，物体仍由A 处从静止沿斜面向上运动，一段时间后撤去外力，物体运动到B 处时速度刚好减为零。

已知sin 370.6,cos370.8︒
︒
==，不计物体大小，重力加速度
210m /s g =。

求:
（1）物体与斜面间的动摩擦因数;
（2）物体第二次从A 运动到B 的过程，水平力F'的作用时间。

(结果可保留根式)
15．（12分）如图，质量均为m 的两个小球A 、B 固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，AB=OB=l ，可绕过O 点且与纸面垂直的水平轴无摩擦地在竖直平面内转动，空气阻力不计。

A 球带正电，B 球带负电，电量均为q ，整个系统处在竖直向下的匀强电场中，
场强E =2mg q。

开始时，AB 水平，以图中AB 位置为重力势能和电势能的零点，问：
(1)为使系统在图示位置平衡，需在A 点施加一力F ，则F 至少多大？方向如何？ (2)若撤去F ，OB 转过45°角时，A 球角速度多大？此时系统电势能总和是多大？ (3)若撤去F ，OB 转过多大角度时，系统机械能最大？最大值是多少？
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】
A 、
B 、M 点的振动方向向上，A 到B 半个波长的范围，振动方向相同，A 点振动落后于M 点，则波向左传播；故B 正确，A 错误.
C 、
D ，M 点的振动方向向上，A 到B 半个波长的范围，振动方向相同，B 点振动超前于M 点，而波向左传播。

故C 、D 错误. 故选B.
【点睛】
本题是根据比较质点振动的先后来判断波的传播方向，也可以根据波形平移的方法确定波的传播方向． 2、A 【解析】
A ．由质量数守恒和电荷数守恒可知新核的质量数和电荷数分别为4和2，新核是24
He ，是3
2He 的同位素，中子数为2，故A 正确；
B ．该过程是核聚变反应，不属于α衰变，故B 错误；
C ．该反应释放的核能为
()221234E mc m m m m c ∆=∆=+--
故C 错误；
D ．核反应前后系统动量守恒，故D 错误。

故选A 。

3、C 【解析】
A.在两等量异种点电荷连线上中点的场强最小，在两等量异种点电荷连线的中垂线上中点的电场强度最大。

所以b 点的场强小于连线中点的场强，d 点的场强大于中点的场强，则b 点场强小于d 点场强，选项A 错误；
B.根据适矢量的叠加，b 点的合场强由b 指向c ，不为零，选项B 错误；
C.由对称性可知，a 、b 两点的电势差等于b 、c 两点间的电势差，选项C 正确；
D.因a 点的电势高于c 点的电势，故试探电荷+q 在a 点的电势能大于在c 点的电势能，选项D 错误。

故选C 。

4、A 【解析】
A ．动能定理知上滑过程中
G f k W W W E --=∆电
代入数值得
4J W =电
电场力做正功，滑块带正电，电势能减小4J ，A 正确；
B ．由功能关系知滑块上滑过程中机械能的变化量为
6J f E W W ∆=-=-电
即机械能减小6J ，B 错误；
C ．由题意知滑块上滑到斜面中点时克服重力做功为12J ，即重力势能增加12J ，C 错误；
D ．由动能定理知0f k k W
E E =-，所以滑块返回到斜面底端时动能为10J ，D 错误． 故选A 。

【点睛】
解决本题的关键掌握功能关系，知道重力做功等于重力势能的变化量，合力做功等于动能的变化量，除重力以外其它力做功等于机械能的变化量，电场力做功等于电势能的变化量． 5、B 【解析】
A ．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，当分子间距大于平衡间距时，分子力表现为引力；当分子间距小于平衡间距时，分子力表现为斥力，分子引力先减小后增大，斥力增大，A 错误；
B ．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，B 正确；
C ．只有分子力做功，先做正功后做负功，根据动能定理，动能先增加后减小，C 错误；
D ．分子力先做正功后做负功；分子力做功等于分子势能的变化量；故分子势能先减小后增加，D 错误。

故选B 。

6、A 【解析】
A ．小球沿NO 轨道下滑做匀加速直线运动，滑至O 点速度为v ，下滑过程中有
112
v x t =
1sin cos mg mg ma θμθ-=
同理上滑过程中有
222
v x t =
2sin cos mg mg ma αμα+=
根据题意可知12x x <，所以
12t t <
根据加速度的定义式∆=
∆v
a t
结合牛顿第二定律，可知加速度大小恒定，且满足 12a a >
A 正确；
B ．小球下滑过程和上滑过程中的摩擦力大小
1cos f mg μθ= 2cos f mg μα=
根据题意可知θα>，cos cos θα<，则12f f <，B 错误；
C ．小球在运动过程中根据速度与位移关系22
02v v ax -=可知，速度与位移不可能为线
性关系，所以图像中经过O 点前后小球与路程的关系图线不是直线，C 错误； D ．小球运动过程中摩擦力做功改变小球的机械能，所以E x -图像斜率的物理意义为摩擦力，即
E
f x
∆=
∆ 结合B 选项分析可知下滑时图像斜率的绝对值小于上滑时图像斜率的绝对值，D 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】
该卫星发射升空过程中，一定是先加速运动，处于超重状态，故 A 正确；该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星，一定处于赤道上空，不可能处于北京上空，故 B 错误；环绕地球运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，故 C 错误；由2
Mm
G
mg R =、2
22()()Mm G m R h R h T π⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭
可得h R =，故 D 正确．故选AD 8、BC 【解析】
对导线受力分析，可知导线受重力、支持力和安培力作用，当安培力方向竖直向上时，支持力最小，则导线对桌面的压力最小，根据平衡条件有
1N BIl mg +=
当仅改变电流方向时，安培力方向向下，根据平衡有
2N mg BIl =+
联立解得
122N N m g +=，2
12N N B Il
-= 故BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

9、BC
【解析】
A 、根据右手定则可知，MN 产生的感应定律的方向为M N →，则N 相当于电源在正极，故M 点的电势低于N 点，故选项A 错误；
B 、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：22B L v F mg BIL mg R μμ=+=+总
由于1=42
R R r +=Ω总 代入数据整理可以得到最大速度10/v m s =，故选项B 正确；
C 、由于杆上电阻r 与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN 的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C 正确；
D 、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN 感应电动势为： 211020
E BLv V V ==⨯⨯= 根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：2054
E I A A R 总总=== 则此时MN 两点间的电势差大小为：=-205210NM U E I r V V V =-⨯=总，故D 错误。

10、BDE
【解析】
A 、两个分子间的距离r 存在某一值r 0（平衡位置处），当r 大于r 0时，分子间斥力小于引力；当r 小球r 0时分子间斥力大于引力，所以A 错误；
B 、布朗运动不是液体分子的运动，是固体微粒的无规则运动，但它可以反映出液体分
子在做无规则运动，所以B 正确；
C 、用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，所以C 错误；
D 、绝对零度只能无限接近，不能到达，所以D 正确；
E 、对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位面积上分子数减小，则单位时间碰撞分子数必定减少，所以E 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、C 6.1
ac 42
【解析】
(1)[1]A 挡位测量电阻值，B 挡位测量交流电压，C 挡位测量直流电压，D 挡位测量电流值，为测量各接入点间的电压，选择C 挡位。

(2)[2][3]选择“10V ”电压挡，则每一大格表示2V ，每一小格表示0.2V ，测量的精确度为0.2V ，应估读到0.1V （此时应为
12
估读），指针对应的示数为6.1V 。

闭合开关K ，接入a 、b 和接入a 、c 时指针均发生偏转，说明a 点到电源的正极、c 点到电源的负极都是通路，接入c 、b 时指针不发生偏转，是因为电流为零，所以ac 段发生了断路。

(3)[4]热敏电阻与继电器串联，若使电流不小于20mA C I =，则总电阻不大于 325C
E R I =
=Ω总 由于 t x R R R R =++总
则t R 不大于275Ω。

由题甲图可看出，当1275R =Ω时，温度42C t =︒，即温度不低于42C ︒。

12、乙 b 1.5 >
【解析】
(1)[1]滑动变阻器在电路中为分压使用，为保证测量电路供电电压不受滑片P 位置的影响，减小实验误差，滑动变阻器的最大电阻应远小于测量电路的电阻，故应选择10Ω的，即应选用乙；
(2)[2]在闭合S 前，滑动变阻器滑片应移到某一端使电压表示数为0，即滑片应移到b 端；
[3]当电阻箱阻值为0时，电压表满偏为3V ；接入电阻箱后认为电路测量部分的总电压不变，仍为3V ；当电压表读数为1.5V 时，电阻箱两端电压也为1.5V ，则电压表内电阻与电阻箱阻值相等；
(3)[4]电阻箱与电压表串联后，测量电路的电阻增加，则测量电路两端的总电压稍大于3.0V ，则电阻箱两端的电压稍大于1.5V ，则电阻箱的阻值大于电压表的阻值，即有 R 测R >真
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）9m/s 2，向右；（2）43
q =
C ；（3）2J 。

【解析】
（1）a 棒沿弧形轨道下滑h 过程，根据机械能守恒有： 212
a a m gh m v = a 棒进入磁场瞬间感应电动势：
E BLv =
根据闭合电路欧姆定律：
a b
E I R R =+ 对b 棒：
F BIL =安
根据牛顿第二定律：
b F m a =安
解得：9a =m/s 2
由左手定则，b 棒加速度的方向：向右；
（2）对a 、b ：由动量守恒定律得：
()a a b m v m m v =+共
解得：4v =共m/s
对b 棒，应用动量定理：
b BILt m v =共 解得：43
q = C （3）a 、b 棒在水平面内运动过程，由能量转化与守恒定律：
()221122
a a
b m v m m v Q -+=共 根据焦耳定律有：
()2a b Q I R R t =+
2a a Q I R t =
联立解得：2a Q =J
14、（1）0.25（2）
【解析】
（1）设,A B 间的距离为L ，当拉力沿着斜面向上时，加速度为0a ，加速运动的时间为0t
根据运动学公式 20012
L a t = 沿斜面向上运动的加速度
2020
24m /s L a t == 根据牛顿第二定律
0sin cos F mg mg ma θμθ--=
0sin 0.25cos F mg ma mg θμθ
--== （2）物体先加速运动，撤去外力后，减速运动，当运动到B 位置速度恰减为零时作用时间最短。

设加速运动时加速度大小为1a ，加速运动的时间为1t 沿着斜面方向 N 1cos sin F mg F ma θθμ'--=
垂直斜面方向
N sin cos 0F mg F θθ'+-=
联立解得215m /s a =
设减速运动时加速度大小为2a ，根据牛顿第二定律
2sin cos mg mg ma θμθ+=
解得228m /s a =
匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，设这一速度为
22
12
22v v L a a +=
解得/s v = 作用时间
11v t t a === 15、（1
）4mg ；方向与AB 成45︒角斜向上（2
4mgl -（3）90°；12
mgl 【解析】
(1)当
F 垂直于OA 时力最小，根据力矩平衡：
mgl qEl F +=
已知：
12
qE
mg = 可以求出：
4
min F mg = 方向与AB 成45︒角斜向上
(2)对系统列动能定理可得：
2211()()(1cos45)22
A B mg qE l mg qE l mv mv ++--︒
=+ 其中： A v l =，B v l ω=
可得：
ω=此时，电场力对A 球做正功，则有：
A W qEl =
电场力对B 球做负功，则有：
(1cos45)B W qEl =--︒
则电场力对系统做功：
cos45W qEl =︒
则系统电势能：
24P E qEl mgl =-=-
(3)电势能最小时，机械能最大，由(2)的结论，系统电势能总和为： cos θP E qEl =-
即当90θ=︒，电势能最小：
min P l E qE =-
初始位置时，电势能和机械能均为零，则此时最大机械能： 12max E qEl mgl ==
机。