2023-2024学年海南省海口市琼山区海南中学物理高三上期末统考试题含解析

2023-2024学年海南省海口市琼山区海南中学物理高三上期末
统考试题
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、嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．则（）
A．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速B．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度
C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度
D．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度2、高铁是中国“新四大发明之一，有一段视频，几年前一位乗坐京泸高铁的外国人，在最高时速300公里行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示，在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车横向变道进站的时候，硬币才倒掉，这一视频证明了中国高铁的极好的稳定性。

关于这枚硬币，下列判断正确的是（）
A．硬币直立过程可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
B．硬币直立过程一定只受重力和支持力而处于平衡状态
C．硬币倒掉是因为受到风吹的原因
D．列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
3、两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点
电势φ随x 变化的关系如图所示，其中C 为ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是( )
A ．q1、q2为等量异种电荷
B ．N 、
C 两点间场强方向沿x 轴负方向
C ．N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大
D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电势能先增大后减小
4、如图所示，一圆球固定在水平地面上，球心为O 。

直细棒AB 的B 端搁在地面上，棒身靠在球面上并和球心在同一竖直平面内，切点为P ，细棒与水平面之间的夹角为θ。

若移动棒的B 端沿水平地面靠近圆球，使切点P 恰好以O 点为圆心做匀速圆周运动，则
A ．
B 端向右匀速运动
B ．θ角随时间均匀增大
C ．PB 长度随时间均匀减小
D ．以上说法都不对
5、如图所示，粗细均匀的正方形金属线框abcd 用轻质导线悬吊，线框一半处在匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，给导线通以如图的恒定电流，静止时每根导线的拉力为F 。

保持电流不变，将金属线框向下平移刚好完全进入磁场中，静止时每根导线的拉力为2F 。

ab 边始终保持水平，导线始终竖直，则金属框的重力为( )
A ．12F
B ．23F
C ．F
D ．43
F 6、如图所示，A 、B 、C 、D 为圆上的四个点，其中AB 与CD 交于圆心O 且相互垂直，E 、F 是关于O 点对称的两点但与O 点的距离大于圆的半径，E 、F 两点的连线与AB 、CD 都垂直。

在A 点放置一个电荷量为Q ＋的点电荷，在B 点放置一个电荷量为Q 的
点电荷。

则下列说法正确的是（）
A．OE两点间电势差大于OC两点间的电势差
B．D点和E点电势相同
C．沿C，D连线由C到D移动一正点电荷，该电荷受到的电场力先减小后增大D．将一负点电荷从C点沿半径移动到O点后再沿直线移动到F点，该电荷的电势能先增大后减小
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、荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划．登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法正确的是
A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ
B．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度8、电磁波在生产生活中有广泛应用。

关于电磁波，下列说法正确的是（）
A．在同一介质中所有电磁波传播速度都相同
B．紫外线有助于人体合成维生素D
C．一切物体都在不停地发射红外线
D．电磁波谱中γ射线的波长最短
E.医学上用γ射线透视人体，检查体内病变等
9、下列说法正确的是。

A．物体的内能增大，其温度一定升高
B．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化
C．液晶既像液体一样具有流动性，又和某些晶体一样具有光学性质的各向异性
D ．“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
E.绝热气缸中密封的理想气体在被压缩过程中，气体分子运动剧烈程度降低
10、如图所示，直杆与水平面成30°角，一轻质弹簧套在直杆上，下端固定在直杆底端。

现将一质量为m 的小滑块从杆顶端A 点由静止释放，滑块压缩弹簧到达最低点B 后返
回，脱离弹簧后恰能到达AB 的中点。

设重力加速度为g ，AB =L ，则该过程中（ ）
A ．滑块和弹簧刚接触时的速度最大
B ．滑块克服摩擦做功为14mgL
C ．滑块加速度为零的位置只有一处
D ．弹簧最大弹性势能为13mgL 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）在有机玻璃板的中心固定一段镀锌铁丝，盖在盛有适量自来水的不锈钢桶上，铁丝下端浸在水中但不与桶的底面和侧面接触。

以镀锌铁丝为负极，钢桶为正极，制成一个自来水电源。

为测量该电源的电动势和内电阻，某同学设计了图a 的电路进行实验。

使用器材主要有两个相同的微安表G 1、G 2（量程为200μA ），两个相同的电阻箱R 1、R 2（规格均为9999.9Ω）。

实验过程如下，完成步骤中的填空：
(1)调节电阻箱R 1的阻值为_______（选填“8888.8”或“0000.0”）Ω，调节R 2的阻值为2545.0Ω，闭合开关S ；
(2)保持R 2的值不变，调节R 1，当R 1=6000.0Ω时，G 1的示数为123.0μA ，G 2的示数为82.0μA ，则微安表的内阻为____________Ω；
(3)保持R 2的值不变，多次调节R 1的值，记录两个微安表的示数如下表所示： 1G 度数1/μA I 88.0 94.2 104.2 112.8 123.0 136.0
2G 度数2/μA I 115.8 110.0 100.4 92.2 82.0 70.0
在图b中将所缺数据点补充完整，作出I2-I1图线；
（______）
(4)根据图线可求得电源的内阻r=_____Ω，电动势E=______V。

（结果保留两位有效数字）
12．（12分）教材列出的木一木动摩擦因数为0.30，实验小组采用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。

实验中，木块在重锤的拉动下，沿水平长木板做匀加速运动。

（1）实验所用重锤质量150g左右，下列供选择的木块质量最合适的是____；
A．20g B．260g C．500g D．600g
（2）关于实验操作和注意事项，下列说法正确的有____；
A．实验中先释放木块，后接通电源
B．调整定滑轮高度，使细线与板面平行
C．必须满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等
D．木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右
（3）实验得到的一根纸带如图乙所示，从某个清晰的点开始，每5个打点取一个计数点，依次标出0、l、2、3、4、5、6，测得点O与点3、点6间的距离分别为19.90cm、54.20cm，计时器打点周期为0.02s，则木块加速度a= ____m/s2(保留两位有效数字)；
（4）实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，请写出两个可能的原因：____，_____。

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，一质量为m的小物块，以v0＝15m/s的速度向右沿水平面运动
12.5m后，冲上倾斜角为37o的斜面，若物块与水平面及斜面的动摩擦因数均为0.5，斜面足够长，物块从水平面到斜面的连接处无能量损失。

求
（1）物块在斜面上能达到的最大高度；
（2）物块在斜面上运动所需的时间。

（g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）
14．（16分）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2．已知大气压强为p0，重力加速度为g，T1和T2均为热力学温度，不计活塞与气缸的摩擦．求：
（1）活塞上升的高度；
（2）加热过程中气体的内能增加量．
15．（12分）如图甲所示，半径R＝0.45 m的光滑1
4
圆弧轨道固定在竖直平面内，B为
轨道的最低点，B点右侧的光滑水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量M＝1 kg，长度l＝1 m，小车的上表面与B点等高，距地面高度h＝0.2 m．质量m＝1 kg的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放．取g＝10 m/s2.试求：
(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小；
(2)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离平板车时的速率；
(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后，物块与平板车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2，物块仍从圆弧最高点A由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离．
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】
嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故A错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道
上P点的速度小于Q点的速度．故B错误；根据v ，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．故C正确；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．故D错误；
2、A
【解析】
当列车匀速直线行驶时硬币立于列车窗台上，稳稳当当，说明硬币处于平衡状态，此时硬币受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力；当列车在加速或减速过程中，硬币会受到沿着行进方向的静摩擦力或行进方向反向的静摩擦力提供硬币加速度，故A正确，BD错误；硬币倒掉是因为列车横向变道时，列车运动的方向发生变化，硬币受到与运动方向不一致的静摩擦力的作用，列车内是全封闭区域是没有外界吹来的风，故C错误．
3、C
【解析】
A．若是异种电荷，电势应该逐渐减小或逐渐增大，由图象可以看出，应该是等量的同种正电荷，故A错误；
B．沿x正方向从N到C的过程，电势降低，N、C两点间场强方向沿x轴正方向．故B正确；
C ．φ−x 图线的斜率表示电场强度，由图可得N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大，故C 正确；
D ．NC 电场线向右，CD 电场线向左，将一正点电荷从N 点移到D 点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大．故D 错误；
【点睛】
由图象中电势的特点可以判断是同种等量正电荷．由电势图线的斜率可以判断电场强度的大小．沿电场线电势降低，可以判断电场强度的方向，可知电场力做功的正负，从而判断电势能的变化．
4、B
【解析】
A ．将
B 点速度沿着平行杆和垂直杆方向分解，如图所示：
故 1v v cos θ
＝ 其中v 1=v p ，P 点做匀速圆周运动，故v p 不变，由于θ变大，故v 变大，即B 端向右加速，故A 错误；
B ．结合几何关系，经过时间t 后的θ角增加为：
222
t t θ
ωθω⨯+=+（） 故θ角随时间均匀增大，故B 正确；
C ．PB 的长度等于CB 的长度，由于B 点向右是加速运动，故PB 长度不是随时间均匀减小，故C 错误；
D ．由于B 正确，故D 错误；
故选B 。

5、D
【解析】
线框有一半在磁场中时，对整体根据平衡条件得到：
2F G F =+安
当线框全部在磁场中时，根据并联电路特点可知ab 边和cd 边电流之比为1:3，则根据平衡条件可知：
44F G F =+安
求得：
43
G F = A.由以上分析可知线框的重力为
43
F ，故选项A 错误； B.由以上分析可知线框的重力为43
F ，故选项B 错误； C.由以上分析可知线框的重力为43
F ，故选项C 错误； D.由以上分析可知线框的重力为43F ，故选项D 正确。

6、B
【解析】
ABD ．CD 与EF 所在的平面是一个等势面，则OE 两点间电势差等于OC 两点间的电势差，D 点和E 点电势相同，在等势面上移动电荷，电场力不做功，负点电荷电势能不变，故AD 错误，B 正确；
C ．C 、
D 连线上电场强度先增大后减小，点电荷受到的电场力先增大后减小，故C 错误。

故选B 。

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 ．根据开普勒第三定律3
2a k T
=，可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期T Ⅲ＞T Ⅱ＞T Ⅰ。

故A 正确。

BC ．飞船在P 点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P 点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ的机械能。

故BC 错误。

D ．据万有引力提供圆周运动向心力22Mm G mR R ω=，火星的密度为：343
M R ρπ=。

联立解得火星的密度：
2
34G
ωρπ= 故D 正确。

8、BCD
【解析】
A ．一切电磁波在真空中传播速度相同，在同一介质中，不同电磁波传播速度不同，A 错误；
B ．紫外线有助于人体合成维生素D ，但不宜过量，B 正确；
C ．红外线应用在遥感技术中，是利用一切物体都在不停地发射红外线，C 正确；
D ．电磁波谱中γ射线的频率最高，波长最短，D 正确；
E ．医学上用X 射线透视人体，检查体内病变等，E 错误。

故选BCD 。

9、BCD
【解析】
A ．物体的内能增大，温度不一定升高，如冰块融化时，分子势能增加，内能增加，温度不变，A 错误；
B ．热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但在引起其他变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，B 正确；
C ．液晶是一种特殊的物态，它既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各项异性，C 正确；
D ．“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积，即：
V D S
= D 正确；
E ．绝热汽缸中密封的理想气体在被压缩过程中，根据热力学第一定律： U Q W ∆=+
0Q =，外界对气体做功，所以内能增大，温度升高，气体分子运动剧烈程度增大，E 错误。

故选BCD 。

10、BD
【解析】
A ．滑块向下运动受到的合力为零时，速度最大，即
sin mg F f θ=+弹
这时，速度最大，故A 错误；
B ．根据动能定理有
f 00sin 302
L mg
W -=︒- 解得 f 14
W mgL = 故B 错正确；
C ．滑块加速度为零即合力为零，向下滑动时
0sin F f mg θ=+-弹
向上滑动时
()sin 0F mg f θ-+=弹
所以C 错误；
D ．弹簧被压缩到最短时弹性势能最大，根据能量守恒
f P 2sin 303
mgL W E ︒=+ 解得弹簧最大弹性势能为
P 13
E mgL = 故D 正确。

故选BD 。

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、8888.8 455.0 2.4×103
（2.3×
103，2.5×103） 0.59（0.57~0.62） 【解析】
(1)[1]为了保护电路，调节电阻箱的阻值为8888.8Ω。

(2)[2]此时流过1R 的电流为
1R (123.082.0)μA 41.0μA I =-=
由并联电路可知，电流之比等于电阻的反比，则
G 6000.0Ω82.0μA 2545.0Ω41.0μA
r =+ 解得
G 455.0Ωr = (3)[3]描点作图，如图所示
(4)[4][5]2G 和2R 的总电阻为
2545.0Ω455.0Ω=3000.0Ω+
由图像可得电源的内阻
6G 61(12470)10A 3000.0Ω2892.86Ω(13680)10A
U r r I --∆-⨯⨯+===∆-⨯ 则
32892.86Ω455.0Ω2437.86Ω 2.410Ωr =-=≈⨯
电源电动势
21G 3000()E I I r r =⨯++
取1136.0μA I =以及270μA I =，代入可得
0.60V E =
12、B BD 1.6 木块、木板表面粗糙程度有差异 细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦
【解析】
（1）[1]由题知，重锤的质量m =150g 左右，动摩擦因数μ=0.30，设木块的质量为M ，为使木块在重锤的拉动下沿水平长木板做匀加速运动，对整体，根据牛顿第二定律有 ()mg Mg m M a μ-=+
解得
mg Mg a m M
μ-=+ 根据长木板做匀加速运动，即a >0，可得
0mg Mg μ->
解得
500M <g
当木块的质量M 越小时，滑动摩擦力越小，整体的加速度越大，在纸带上打的点越少，则在计算加速度时误差较大，综上分析可知，木块质量最合适的是260g ，故B 符合题意，ACD 不符合题意；
故选B 。

（2）[2]A ．实验时应先接通电源，再释放纸带，故A 错误；
B ．为保证木块所受的拉力为细线的拉力，则应调整定滑轮的高度使细线与木板平行，故B 正确；
C ．根据实验原理
()mg Mg m M a μ-=+
可知不必满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等，故C 错误；
D ．假设木板光滑，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有
()mg m M a =+
将（1）问中的m =150g ，M =260g 代入上式，可得加速度
4a ≈m/s 2
为减少误差，计算方便，一般在纸带上是每隔5个点取一个计数点，即时间间隔50.02s 0.1s T =⨯=，通常是取5至6个计数点，则总时间为0.5s 到0.6s ，取最开始的计数点是从初速度为0开始的，根据位移时间公式有
212
x at = 取t =0.5s 计算可得
0.50m x =
取t =0.6s 计算可得
0.72m x =
故为提高纸带利用效率，减少实验误差，木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m 左右，故D 正确。

故选BD 。

（3）[3]由题知，每隔5个点取一个计数点，则时间间隔50.02s 0.1s T =⨯=，根据 2x aT ∆=
可得加速度为
()0603032
9x x x a T --= 由题知0319.90cm x =，0654.20cm x =，代入数据解得
21.6m /s a =
（4）[4]实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，根据实验原理分析，可能存在的原因有：木块、木板表面粗糙程度有差异；细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦。

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）3m （2）3.2s
【解析】
（1）物体在水平面上做匀减速运动，然后滑上斜面做减速运动，根据牛顿第二定律求解在水平面和斜面上的加速度，根据运动公式求解物块在斜面上能达到的最大高度；（2）物块滑上斜面最高点后继续向下滑动，根据牛顿第二定律结合运动公式求解物块在斜面上运动所需的时间.
【详解】
（1）小物块在水平面上：215/a g m s μ=-=-
221012v v a x -=
解得：110/v m s =
小物块在斜面上向上运动：22sin cos 10/a g g m s θμθ=--=-
21202v a s -=
可解得：5s m =
所以：3h ssin m θ== 小物块在斜面上向上运动时间：1120 1.0v t s a -=
= 小物块在最高点时：mgsin θ>2
1t 所以物块会匀加速下滑 加速度232/a gsin gcos m s θμθ=-= 向下匀加速运动时间：23212
S a t =
解得：2t
小物块在斜面上运动所需时间为：121 3.2t t t s s （=+=≈
【点睛】
此题是典型的牛顿第二定律应用问题，关键是求解在每个阶段的物块的加速度，联系运动公式求解.
14、（1）211T T h T - （2）2101
()T T Q P s mg h T --+ 【解析】
（1）设温度为T 2时活塞与容器底部相距H ．因为气体做等压变化，由盖吕萨克定律：1212
V V T T ＝ 得：
12
hS HS T T ＝ 解得活塞上升的高度为
()211
T T h H h h T -'=-=
（2）气体对外做功为：
00•mg W pS h p Sh p g S
S m h ''==+=+（）（） 由热力学第一定律可知：
21001
()
T T U Q W Q p S mg h Q P S mg h T -'=-=-+=-+（） 15、（1）30N ．（2）1m/s ．（3）0.2m ．
【解析】 （1）物体从圆弧轨道顶端滑到B 点的过程中，机械能守恒，则mgR ＝
12
mv B 2， 解得v B =3m/s ． 在B 点由牛顿第二定律得，N-mg=m 2 B v R
， 解得N=mg+m 2 B v R
=30N 即物块滑到轨道上B 点时对轨道的压力N′=N=30N ，方向竖直向下．
（2）物块在小车上滑行时的摩擦力做功W f ＝−12 2mg mg
μμ+l ＝−4J
从物体开始滑到滑离平板车过程中由动能定理得，mgR +W f ＝
12mv 2 解得v=1m /s
（3）当平板车不固定时，对物块a 1=μg=2m/s 2 对平板车222/mg
a m s M μ==；
经过时间t 1物块滑离平板车，则221112111122B v t a t a t m -
-= 解得t 1=0.5s （另一解舍掉）
物体滑离平板车的速度v 物=v B -a 1t 1=2m/s
此时平板车的速度：v 车=a 2t 1=1m/s
物块滑离平板车做平抛运动的时间20.2t s == 物块落地时距平板车右端的水平距离s=(v 物-v 车)t 2=0.2m
【点睛】
本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律和运动学公式，综合性较强，关键理清运动过程，选择合适的规律进行求解．。