2023届湖南省永州市双牌县二中秋高三（上）期末测试卷物理试题试卷

2023届湖南省永州市双牌县二中秋高三（上）期末测试卷物理试题试卷注意事项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、当矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流随时间的变化规律如图甲所示。已知图乙中定值电阻R的阻值为10Ω，电容器C的击穿电压为5V。则下列选项正确的是（）A．矩形线框中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=0.6sin100πt（A）B．矩形线框的转速大小为100r/sC．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，电容器不会被击穿（通过电容器电流可忽略）D．矩形线框的转速增大一倍，则交变电流的表达式为i=1.2sin100πt（A）2、如图，质量为M=3kg的小滑块，从斜面顶点A静止开始沿ABC下滑，最后停在水平面D点，不计滑块从AB面滑上BC面，以及从BC面滑上CD面的机械能损失．已知：AB=BC=5m，CD=9m，θ=53°，β=37°，重力加速度g=10m/s2，在运动过程中，小滑块与接触面的动摩擦因数相同．则（）A．小滑块与接触面的动摩擦因数μ=0.5B．小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功，等于在BC面上运动克服摩擦力做功C．小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上的运动时间D．小滑块在AB面上运动的加速度a1与小滑块在BC面上的运动的加速度a2之比是5/33、如图所示，一条质量分布均匀的柔软细绳平放在水平地面上，捏住绳的一端用恒力F竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度为v，重力势能为Ep(重力势能均取地面为参考平面)。若捏住绳的中点用恒力F竖直向上提起，直到全部离开地面时，绳的速度和重力势能分别为（）A．v，Ep B．， C．， D．，4、下列说法正确的是（）A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱B．在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，核外电子的动能减小D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当改为红光照射时，也能发生光电效应，但从锌板表面逸出的光电子的最大初动能减小5、在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的1．1倍。假设将来地球的自转周期变小，但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为A．5小时 B．4小时 C．1小时 D．3小时6、如图所示，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（）A．弹簧的弹力先增大后减小B．外力一直增大C．外力对小球做功为D．弹簧弹力对小球做功为二、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、如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数减小了0.2A，电流表A2的示数减小了0.8A，所有电表均为理想电表，则下列说法正确的是（）A．电压表V1示数减小B．电压表V2、V3示数均减小C．该变压器起降压作用D．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动8、如图所示，为一弹性轻绳，一端固定于点，一端连接质量为的小球，小球穿在竖直的杆上。轻杆一端固定在墙上，一端为定滑轮。若绳自然长度等于，初始时在一条水平线上，小球从点由静止释放滑到点时速度恰好为零。已知、两点间距离为，为的中点，小球在点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（）A．小球在点时速度最大B．若在点给小球一个向上的速度，小球恰好能回到点，则C．小球在阶段损失的机械能等于小球在阶段损失的机械能D．若点没有固定，杆在绳的作用下以为轴转动，在绳与点分离之前，的线速度等于小球的速度沿绳方向分量9、两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，则A．在相遇区域会发生干涉现象B．实线波和虚线波的频率之比为3：2C．平衡位置为x=6m处的质点此刻速度为零D．平衡位置为x=8.5m处的质点此刻位移y＞20cmE.从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x=5m处的质点的位移y＜010、如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（轴）上必定有两个场强最强的点、，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（）A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则轴上场强最大的点仍然在、两位置B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置C．如图(2)，若在平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点。直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置D．如图(3)，若在平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点，直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置三、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）用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，交流电的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示。已知m1=50g，m2=150g，则：（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）(1)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=________J，系统势能的减少量ΔEP=__________J；(2)若某同学作出v2-h图像如图所示，则当地的实际重力加速度g=_________m/s2。12．（12分）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；③测出两滑块甲、乙的质量M=0.20kg、m=0.10kg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。回答下列问题：(1)如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；(2)实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；A.滑轮到竖直杆的距离L=0.60mB.滑块甲到滑轮的距离a=1.50mC.物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m(3)当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v乙=________________；(4)若测量值t=_____s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）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，两根相距l=0.4m的平行金属导轨OC、O′C′水平放置。两根导轨右端O、O′连接着与水平面垂直的光滑平行导轨OD、O′D′，两根与导轨垂直的金属杆M、N被放置在导轨上，并且始终与导轨保持保持良好电接触。M、N的质量均为m=0.2kg，电阻均为R=0.4Ω，N杆与水平导轨间的动摩擦因数为μ=0.1。整个空间存在水平向左的匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T。现给N杆一水平向左的初速度v0=3m/s，同时给M杆一竖直方向的拉力F，使M杆由静止开始向下做加速度为aM=2m/s2的匀加速运动。导轨电阻不计，（g取10m/s2）。求：(1)t=1s时，N杆上通过的电流强度大小；(2)求M杆下滑过程中，外力F与时间t的函数关系；（规定竖直向上为正方向）(3)已知N杆停止运动时，M仍在竖直轨道上，求M杆运动的位移；(4)在N杆在水平面上运动直到停止的过程中，已知外力F做功为﹣11.1J，求系统产生的总热量。14．（16分）如图甲所示，玻璃管竖直放置，AB段和CD段是两段长度均为l1＝25cm的水银柱，BC段是长度为l2＝10cm的理想气柱，玻璃管底部是长度为l3＝12cm的理想气柱．已知大气压强是75cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度不变．将玻璃管缓慢旋转180°倒置，稳定后，水银未从玻璃管中流出，如图乙所示．试求旋转后A处的水银面沿玻璃管移动的距离．15．（12分）一光滑绝缘固定轨道MN与水平面成角放置，其上端有一半径为l的光滑圆弧轨道的一部分，两轨道相切于N点，圆弧轨道末端Q点切线水平；一轻质弹簧下端固定在直轨道末端，弹簧原长时，其上端位于O点，。现将一质量为m的滑块A拴接在弹簧上端，使之从O点静止释放。A向下压缩弹簧达到的最低点为P点，。当A到达最低点P时，弹簧自动锁定，使A静止于P点。使质量也为m的滑块B，从N点由静止沿斜面下滑。B下滑至P点后，与A相碰，B接触A瞬间弹簧自动解锁，A、B碰撞时间极短内力远大于外力。碰后A、B有共同速度，但并不粘连。之后两滑块被弹回。（已知重力加速度为g，，）求：(1)弹簧上端被压缩至P点时所具有的弹性势能；(2)第一次碰撞过程中B对A弹力的冲量的大小；(3)若要B最终恰能回到圆弧轨道最高点，需要在B滑块由N点出发时，给B多大的初速度。

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．由图象可知，矩形线框转动的周期T=0.02s，则所以线框中产生的交变电流的表达式为i=0.6sin100πt（A）故A项正确；B．矩形线框转动的周期T=0.02s，所以线框1s转50转，即转速为，故B项错误；C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，通过电容器电流可忽略，则定值电阻两端电压为u=iR=0.6×10sin100πt（V）=6sin100πt（V）由于最大电压大于电容器的击穿电压，电容器将被击穿，故C项错误；D．若矩形线框的转速增大一倍，角速度增大一倍为ω′=200πrad/s角速度增大一倍，电流的最大值增大一倍，即为I′m=1.2A则电流的表达式为i2=1.2sin200πt（A）故D项错误。2、C【解析】

A、根据动能定理得：,解得：，故A错误；B、小滑块在AB面上运动时所受的摩擦力大小f1=μMgcos53°，小滑块在BC面上运动时所受的摩擦力大小f2=μMgcos37°，则f1＜f2，而位移相等，则小滑块在AB面上运动时克服摩擦力做功小于小滑块在BC面上运动克服摩擦力做功，故B错误。C、根据题意易知小滑块在A、B面上运动的平均速度小于小滑块在B、C面上的平均速度，故小滑块在AB面上运动时间大于小滑块在BC面上运动时间，C正确；D、小滑块在AB面上运动的加速度，小滑块在BC面上运动的加速度，则，故D错误。故选C．3、D【解析】

重力势能均取地面为参考平面，第一次，根据动能定理有第二次，根据动能定理有联立解得，，故D正确，ABC错误。故选D。4、B【解析】

A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线强，比射线弱，故A项错误；B．原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能，故B项正确；C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子跃迁到离核较近的轨道上运动，据可得，核外电子的动能增加，故C项错误；D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，当改为红光照射时，不能发生光电效应，因为红光的频率小于锌板的极限频率，故D项错误。故选B。5、B【解析】

设地球的半径为R，则地球同步卫星的轨道半径为r=1.1R，已知地球的自转周期T=24h，地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小。由公式可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小。由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图。由几何关系可知地球同步卫星的轨道半径为r′=2R由开普勒第三定律得故B正确，ACD错误。故选B。6、B【解析】

AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。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、CD【解析】

ABD．根据变压器原理，输入电压U1和输出电压U2保持不变，而A2示数减小，说明负载电路电阻变大，所以滑动变阻器R变大了，即变阻器滑片是沿的方向滑动的，故AB错误，D正确；C．原、副线圈中电流和匝数成反比，即电流变化时，则有可求得故变压器应为降压变压器，故C正确。故选CD。8、AD【解析】

A．设当小球运动到某点时，弹性绳的伸长量是，小球受到如图所示的四个力作用：其中将正交分解，则的竖直分量据牛顿第二定律得解得即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零，再随下降的距离增大而反向增大，据运动的对称性（竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型）可知，小球运动到的中点时，加速度为零，速度最大，A正确；B．对小球从运动到的过程，应用动能定理得若在点给小球一个向上的速度，小球恰能从点回到点，应用动能定理得联立解得，B错误；C．除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化，小球在段所受绳子拉力竖直分量较小，则小球在段时摩擦力和弹力做的负功比小球在段时摩擦力和弹力做的负功少，小球在阶段损失的机械能小于小球在阶段损失的机械能，C错误；D．绳与点分离之前点做圆周运动，线速度（始终垂直于杆）大小等于小球的速度沿绳方向的分量，D正确。故选AD。9、BDE【解析】传播速度大小相同．实线波的频率为2Hz，其周期为1.5s，波长4m，则波速；由图可知：虚线波的波长为6m，则周期为，频率：,则两波的频率不同．所以不能发生干涉现象．故A错误；实线波和虚线波的频率之比为，选项B正确；平衡位置为x=6m处的质点由实线波和虚线波引起的振动方向均向上，速度是两者之和，故此刻速度不为零，选项C错误；两列简谐横波在平衡位置为x=8.5m处的质点是振动加强的，此刻各自位移都大于11cm，故质点此刻位移y>21cm，选项D正确；从图示时刻起再经过1.25s，实线波在平衡位置为x=5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜1．故E正确；故选BDE.点睛：此题主要考查波的叠加；关键是理解波的独立传播原理和叠加原理，两列波相遇时能互不干扰，各个质点的速度和位移都等于两列波在该点引起的振动的矢量和.10、ABC【解析】

A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确；B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置，选项B正确；C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。故选ABC。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、0.580.599.7【解析】

(1)[1]匀变速直线运动某段时间内，中间时刻速度等于平均速度：动能增加量：；[2]系统势能的减少量：；(2)[3]根据机械能守恒定律：得：斜率：得出：g≈9.7m/s2。12、0.420AC0.0020或2.0×10-3【解析】

(1)[1]游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数组成，遮光条的宽度d=4mm+4×0.05mm=4.20mm=0.420cm(2)[2]本实验验证系统的机械能守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能，研究滑块甲运动到光电门的过程，系统减少的重力势能系统增加的动能绳上的速度关系如图则有故必要的测量为滑轮到竖直杆的距离L=0.60m，物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40