2023年江苏省徐州市铜山区物理高三第一学期期末经典试题含解析

2023年江苏省徐州市铜山区物理高三第一学期期末经典试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成，即24颗MEO 卫星（地球中圆轨道卫星，轨道形状为圆形，轨道半径在3万公里与1000公里之间），3颗GEO 卫星（地球静止轨道卫星）和3颗IGSO 卫星（倾斜地球同步轨道卫星）。

关于MEO 卫星，下列说法正确的是（ ） A ．比GEO 卫星的周期小 B ．比GEO 卫星的线速度小 C ．比GEO 卫星的角速度小 D ．线速度大于第一宇宙速度
2、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+
3、如图所示，斜面体ABC 固定在水平地面上，斜面的高AB 为2m ，倾角为θ=37°，且D 是斜面的中点，在A 点和D 点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C 点的水平距离为（ ）
A ．
42
B 22
C 32
D ．
4m 3
4、一列简谐横波沿x 轴正向传播，某时刻的波形如图所示。

在波继续传播一个波长的时间内，下列图中能正确描述x ＝2m 处的质点受到的回复力与其位移的关系的是
（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
5、某同学投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上，篮球运动轨迹如图所示，不计空气阻力，关于篮球从抛出到撞击篮板前，下列说法正确的是（ ）
A ．两次在空中的时间可能相等
B ．两次碰的篮板的速度一定相等
C ．两次抛出的初速度竖直分量可能相等
D ．两次抛出的初动能可能相等
6、国家发展改革委、交通运输部、中国铁路总公司联合发布了《中长期铁路网规划》，勾画了新时期“八纵八横”高速铁路网的宏大蓝图。

设某高铁进站时做匀减速直线运动，从开始减速到停下所用时间为9t ，则该高铁依次经过t 、3t 、5t 时间通过的位移之比
123::x x x 为（ ）
A ．5:3:1
B ．1:4:9
C ．65:15:1
D ．17:39:25
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、图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是
A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C．只要增大电压，光电流就会一直增大
D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
8、下列说法正确的是__________。

A．共享单车是“新四大发明”之一，手机和互联网、互联网和单车之间都是通过红外线传递信息的
B．高速运动的物体，沿运动方向的长度会变长
C．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是因为发生沙尘暴时只有波长较长的一部分光才能到达地面
D．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度
E.光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
9、如图所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平地面上，一小物块从靠近半圆柱体顶点O的A点，在外力F作用下沿圆弧缓慢下滑到B点，此过程中F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态。

下列说法中正确的是（）
A．半圆柱体对小物块的支持力变大
B．外力F变大
C．地面对半圆柱体的支持力先变大后变小
D．地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小
10、图示为振幅、频率相同的两列横波相遇时形成的干涉图样，实线与虚线分别表示的是波峰和波谷，图示时刻，M是波峰与波峰的相遇点，已知两列波的振幅均为A，下列说法中正确的是（）
A ．图示时刻位于M 处的质点正向前移动
B ．P 处的质点始终处在平衡位置
C ．从图示时刻开始经过四分之一周期，P 处的质点将处于波谷位置
D ．从图示时刻开始经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置 E.M 处的质点为振动加强点，其振幅为2A
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）某实验小组在用双缝干涉测光的波长的实验中，将双缝干涉实验仪器按要求安装在光具座上，如图甲所示。

双缝间距d = 0.20mm ，测得屏与双缝间的距离L = 500mm 。

然后，接通电源使光源正常工作：
(1)某同学在测量时，转动手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准亮条纹A 的中心，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_________cm ；然后他继续转动手轮，使分划板中心刻线对准亮条纹B 的中心，若游标卡尺的读数为1.67cm ，此时主尺上的________cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐；入射光的波长λ=_________m ；
(2)若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有_________________（至少写一条）。

12．（12分）某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。

给橡胶滑块一初速度，使其拖动纸带滑行，打出纸带的一部分如图所示。

已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz ，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，经测量AB 、BC 、CD 、DE 间的距离分别为
1.20 6.1911.21AB BC CD x cm x cm x cm ===，，，16.23DE x cm =。

在ABCDE 五个点
中，打点计时器最先打出的是_______点，在打出D 点时物块的速度大小为____m/s （保留3位有效数字）；橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数为________（保留1位有效数字，g 取9.8 m/s 2）。

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）一足够长的水平绝缘轨道上有A 、B 两物体处于静止状态，在AB 之间的空间存在水平向右的匀强电场，场强为E 。

A 物体带正电，电量为q ，小物块B 不带电且绝缘，如图所示。

小物体A 由静止释放，一段时间后与B 发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A 返回到轨道上的P 点（图中未标出）时，速度减为0，再过一段时间A 刚好能到达B 再次静止的位置。

A 物体在电场中第一次加速所用时间等于A 在电场中向左减速所用时间的2.5倍。

物体A 与轨道的动摩擦因数为μ1，B 与轨道的动摩擦因数为μ2，其中的μ1和μ2均为未知量。

已知A 的质量为m ，B 的质量为3m 。

初始时A 与B 的距离为d ，重力加速度大小为g ，不计空气阻力。

整个运动过程中，求物块A 克服摩擦力所做的功。

14．（16分）如图所示，弯成四分之三圆弧的细杆竖直固定在天花板上的N 点，细杆上的PQ 两点与圆心O 在同一水平线上，圆弧半径为0.8m 。

质量为0.1kg 的有孔小球A （可视为质点）穿在圆弧细杆上，小球A 通过轻质细绳与质量也为0.1kg 小球B 相连，细绳绕过固定在Q 处的轻质小定滑轮。

将小球A 由圆弧细杆上某处由静止释放，则小球A 沿圆弧杆下滑，同时带动小球B 运动，当小球A 下滑到D 点时其速度为4m/s ，此时细绳与水平方向的夹角为37°，已知重力加速度g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，cos16°=0.1．问：
(1)小球A 下滑到D 点时，若细绳的张力(N)T x ，则圆弧杆对小球A 的弹力是多大？ (2)小球A 下滑到D 点时，小球B 的速度是多大？方向向哪？
(3)如果最初释放小球A 的某处恰好是P 点，请通过计算判断圆弧杆PD 段是否光滑。

15．（12分）如图，在平面直角坐标系xOy 内，第I 象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第IV 象限以ON 为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感
应强度大小为.B 一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，自y 轴正半轴上y h =处的M 点，以速度0v 垂直于y 轴射入电场。

经x 轴上2x h =处的P 点进入磁场，最后垂直于y 轴的方向射出磁场。

不计粒子重力。

求： ()1电场强度大小E ；
()2粒子在磁场中运动的轨道半径r ； ()3粒子在磁场运动的时间t 。

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、A 【解析】
A ．万有引力提供向心力
2224Mm G m r r T
π= 解得
23
4r T GM
π=
MEO 卫星轨道半径比GEO 轨道半径小，所以MEO 卫星周期小，A 正确； B ．万有引力提供向心力
22Mm v G m r r
=
解得
v =
MEO 卫星轨道半径比GEO 轨道半径小，所以MEO 卫星线速度大，B 错误； C ．万有引力提供向心力
2
2Mm G
m r r
ω= 解得
ω=
MEO 卫星轨道半径比GEO 轨道半径小，所以MEO 卫星角速度大，C 错误； D ．第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，环绕半径为地球半径，MEO 卫星轨道半径大于地球半径，线速度大小比于第一宇宙速度小，D 错误。

故选A 。

2、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：122F F R m ω
-=，由12Mm G F R =，且3
43
M R πρ=⋅，解得：211234()F G F F ωρπ=-，故A 正确．
3、A 【解析】
设AB 高为h ，则从A 点抛出的小球运动的时间
1t 从D 点抛出的小球运动的时间
2t 在水平方向上有
01022tan h
v t v t θ-＝
01tan h
x v t θ
=-
代入数据得
x =
3
m 故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

4、A 【解析】
简谐横波对应的质点，回复力大小与位移大小成正比，回复力方向与位移方向相反。

故A 项正确，BCD 三项错误。

5、D 【解析】
A ．将篮球的运动逆向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，故A 错误；
B ．篮球的运动逆向视为平抛运动，则平抛运动在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞篮板的速度较大，故B 错误；
C ．篮球的运动逆向视为平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由y v =第二次抛出时速度的竖直分量较小，故C 错误；
D ．由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，根据速度的合成可知，抛出时的速度大小不能确定，有可能相等，所以两次抛出的初动能可能相等，故D 正确； 故选D 。

6、D 【解析】
可以将高铁进站时的匀减速直线运动等效成反向的初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线运动中通过连续相等的时间内的位移之比为
1:3:5:7:9:11:13:15:17:⋅⋅⋅
可得题中依次经过t 、3t 、5t 通过的位移之比
()()123::17:151311:9753117:39:25x x x =++++++=
ABC 错误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、AB
【解析】
由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；根据光电效应方程知，E km=hv-W0=eU c，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误．
故选AB．
8、CDE
【解析】
A．手机是通过电磁波传递信息的，故A错误；
B．根据相对论可知，高速运动的物体，沿运动方向的长度会变短，故B错误；
C．波长较短的光容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面，故C正确；
D．由于波源与接受者的相对位移的改变而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，故根据多普勒效应，可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故D正确；
E．光纤通信、医用纤维式窥镜都利用了光的全反射原理，故E正确。

故选：CDE。

9、BD
【解析】
AB．物块缓慢下滑即平衡，F始终沿圆弧的切线方向即始终垂直于圆柱面支持力F1的方向，因此总有
F=mg sinθ
F1=mg cosθ
下滑过程中θ增大，因此F增大，F1减小，故A错误，B正确；
CD．对半圆柱体分析，地面对半圆柱体的摩擦力
F f＝F1sinθ＝mg cosθsinθ＝1
2
mg sin2θ
地面对半圆柱体的支持力 F N =Mg +F 1cosθ=Mg +mg cos 2θ
θ从接近0°到90°变化的过程中，摩擦力先增大后减小，支持力一直减小；故D 正确，C 错误。

故选BD 。

10、BDE 【解析】
A ．图示时刻位于M 处的质点只在平衡位置附件上下振动，并不随波迁移，故A 错误； BC ．P 处的质点图示时刻处于波峰和波谷相遇，二者运动的步调始终相反，合位移为0，始终处于平衡位置，故
B 正确，
C 错误；
D ．从图示时刻开始经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，位移为0，故D 正确；
E. M 处的质点为振动加强点，其振幅为2A ，故E 正确。

故选BDE 。

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、1.11 2.3 73.210-⨯ 减小双缝间距d 或者增大双缝到干涉屏的距离L 【解析】
(1)[1][2]．游标卡尺的读数为1.1cm+0.1mm×1=1.11cm ；若游标卡尺的读数为1.67cm ，此时主尺上的2.3cm 刻度与游标尺上某条刻度线对齐； [3]．条纹间距
1.67 1.11
cm=0.08cm 7
x -∆=
则根据L
x d
λ∆=
可得 2370.08100.210=m 3.210m 0.5
x d L λ---∆⋅⨯⨯⨯==⨯
(2)[4]．若实验中发现条纹太密，即条纹间距太小，根据L
x d
λ∆=可采取的改善办法有：减小双缝间距d 或者增大双缝到干涉屏的距离L 。

12、E 1.37 0.5 【解析】
[1]橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动，速度越来越小，在相等的时间内，两计数点间的距离越来越小，所以打点计时器最先打出的是E 点；
[2]由题知，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，所以两个相邻计数点的时间为：T =0.1s ，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则打出D 点时物块的速度大小为
22CE CD DE D x x x v T T
+== 代入数据解得：v D =1.37m/s ；
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
△x =aT 2
可以求出加速度的大小，得：
2
4AB BC CD DE x x x x a T +--= 代入数据解得：a =-5m/s 2
对橡胶滑块，根据牛顿第二定律有：
mg ma μ-=
解得：0.5μ=
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、13
qEd
【解析】
设A 向右加速到B 处时速度为v 所用时间为t ，A 与B 发生弹性碰撞 则： 222
m 31113222
B A B
A v mv mv mv mv mv =+=+⋅ 解得：
12
A v v =-
B 12
v v = 对A 第一次向右加速，向左减速运动过程：
12
1122 2.5
5pB pB
d vt t d v d d ==⋅⋅= 对A 在第一次向右加速过程中 由动能定理：
21q 2
Ed fd mv -= 对A 在反弹后向左减速过程中 由动能定理：
2
11---22pB pB qEd fd m v ⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 全过程能量守恒：
2
11q 322fA W Ed m v ⎛⎫=-⋅ ⎪⎝⎭
联立整理可以得到： 13
fA W qEd = 14、 (1)F N =(2.1-0.8x ）N ；(2)2.4m/s ，竖直向下；(3) 光滑
【解析】
(1)当球A 运动到D 点时，设圆弧杆对小球A 的弹力为F N ，由牛顿第二定律有
2cos37cos16A N mv F T mg R
+︒-︒= 解得
F N =(2.1-0.8x ）N
(2)小球A 在D 点时，小球B 的速度
sin 37 2.4m/s B A v v =︒=
方向竖直向下。

(3)由几何关系有
2cos3716sin 37096QD R R
h QD R =︒==︒=．．
若圆弧杆不光滑，则在小球A 从P 点滑到D 点的过程中，必有摩擦力对小球A 做功。

设摩擦力对小球A 做功为W f ，对A 、B 两小球由功能关系得
()2211222
f A B mgh m
g R QD W mv mv +-+=
+ 代入数据解得
W f =0
所以圆弧杆PD 段是光滑的。

15、()(()2003π12324mv m qh qB qB
【解析】
() 1设粒子在电场中运动的时间为1t ，根据类平抛规律有：
012h v t =，211 2
h at = 根据牛顿第二定律可得：
Eq ma =
联立解得：
202mv E qh
= ()2粒子进入磁场时沿y 方向的速度大小：
10y v at v ==
粒子进入磁场时的速度：
0v =
方向与x 轴成45︒角，
根据洛伦兹力提供向心力可得：
2
v qvB m r
= 解得:
0r qB
= ()3粒子在磁场中运动的周期：
2π2πr m T v qB
== 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的圆心角：135θ︒=，则粒子在磁场中运动的时间：
13533π36084m t T T qB
︒︒=⋅==。