2023年黑龙江省哈尔滨市实验中学物理高三上期末预测试题含解析

2023年黑龙江省哈尔滨市实验中学物理高三上期末预测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、“黑洞”是密度超大的星球，吸纳一切，光也逃不了。科学界已经证实了宇宙中“黑洞”的存在，某同学思考若把地球看作“黑洞”，那么月球的环绕周期最接近下列哪个数值（假设地球半径和月、地间距离不变）（）A．10h B．10minC．10s D．1min2、三个相同的建筑管材（可看作圆柱体）静止叠放于水平地面上，其截面示意图如图所示，每个管材的质量均为m。各管材间接触，设管材间光滑、管材与地面间粗糙。对此下列说法中正确的是（）A．管材与地面接触处的压力大小为 B．上下管材接触处的压力大小为C．管材与地面接触处没有摩擦力 D．下方两管材之间一定有弹力3、如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO’做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法中正确的是A．从tl到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nBSB．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为Nbs/RC．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSωD．电流表的示数为4、如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为A．，负 B．，正C．，负 D．，正5、一质点做匀加速直线运动时，速度变化时发生位移，紧接着速度变化同样的时发生位移，则该质点的加速度为（）A．B．C．D．6、2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是()A．周期 B．角速度 C．线速度 D．向心加速度二、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，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A（可视为质点），杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为m2。施加微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间A与立方体B的速率之比为1:2B．小球A与立方体B刚脱离接触的瞬间，立方体B的速率为C．小球A落地时速率为D．小球A、立方体B质量之比为1:48、火星探测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大的太空探索项目，如图所示，探测器被发射到围绕太阳的椭圆轨道上，A为近日点，远日点B在火星轨道近，探测器择机变轨绕火星运动，则火星探测器()A．发射速度介于第一、第二宇宙速度之间B．在椭圆轨道上运行周期大于火星公转周期BC．从A点运动到B点的过程中动能逐渐减小D．在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力9、如图所示，B为理想变压器，接在原线圈上的交流电压U保持不变，R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合前灯泡L1上的电压如图，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）A．电流表A1的示数变大 B．电流表A2的示数变小C．电压表V的示数大于220V D．灯泡L1的电压有效值小于220V10、下列说法正确的是________.A．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，混合均匀主要是由于碳粒受重力作用D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时.分子间的距离越大,分子势能越小E.一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,单位时间内撞击器壁单位面上体的分子数增多三、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）如图所示，梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在黑板上方的A点，另一端被两个弹簧测力计拉到O点。(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是________A．弹簧测力计在实验前没有调零B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧侧力计刻度C．弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响D．拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，实验效果较好(2)为了提高实验的准确性，减少误差，请提出合理的解决办法(一条即可)_________(3)两弹簧测力计的读数分别为F1和F2，两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为α1和α2，如图所示，以下说法正确的是______.A．为了验证力的平行四边形定则，只需作力的图示来表示分力与合力B．实验中用平行四边形定则求得的合力F一定与OA在一条直线上C．若保持O点的位置和夹角α1不变，夹角α2可变，若F1增大，则F2可能减小D．两弹簧测力计间的夹角α1和α2之和必须取90°12．（12分）某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。(1)实验需要以下哪种电源_________；A．低压直流电源B．高压直流电源C．低压交流电源D．高压交流电源(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数：再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___值（填“有效或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成____（填“正比”"或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般____（填“大于"“小于”或“等于"）原线圈与副线圈的匝数之比。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，水平桌面上竖直放置上端开口的绝热圆柱形汽缸，导热性能良好的活塞甲和绝热活塞乙质量均为m,两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦，两活塞把汽缸内部分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体A和B。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T=-3℃,气缸的截而积为S,外界大气压强为且不变，其中g为重力加速度，现对气体B缓慢加热。求：①活塞甲恰好到达汽缸上端时气体B的温度；②若在活塞甲上放一个质量为m的砝码丙，继续给气体B加热，当活塞甲再次到达汽缸上端时，气体B的温度。14．（16分）如图，内壁光滑的圆桶形导热容器A内装有足够深的水银，水银与活塞间封闭有定质量的理想气体，将一长为、上端封闭的导热细玻璃管B通过长为的细杆固定在活塞下方，A的横截面积远大于B的横截面积。开始时细玻璃管B的开口端刚好未触及水银，封闭气体的压强相当于高度水银柱产生的压强。现给活塞施加向下的外力，使活塞缓慢向下移动45cm。求最终细玻璃管B内气柱的长度（环境温度保持不变）。15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

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、D【解析】

设地球的半径为R，月、地间的距离为r，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，可有7900=月球的周期约为30天，可有30×24×3600=2π若把地球看作“黑洞”，上面两种关系变为3×108=T=2π联立解得故选D。2、B【解析】

A．由对称性知，上面管材的受力情况左右对称，下面两个管材的受力情况相同。整体分析三个管材竖直方向受力平衡，有则即管材与地面接触处的压力大小为，选项A错误；B．隔离上面管材，其受力如图所示，则选项B正确；CD．隔离下面左管材。若左右两管材间不挤压，则下方两管材之间没有弹力，左管材受力如图所示，地面对其有静摩擦力。若左右两管材间挤压，则两管之间有弹力，地面对其的静摩擦力更大，选项CD错误。故选B.3、D【解析】试题分析：由图可知，tl和t3这两时刻的磁通量大小为BS，方向相反；故穿过线圈磁通量的变化量为2BS；故A错误；从t3到t4这段时间磁通量的变化为BS，则平均电动势；因此通过电阻R的电荷量为；故B错误；t3时刻电动势E=NBSω；则由法拉第电磁感应定律可知：；则穿过线圈的磁通量变化率为BSω；故C错误；电流表的示数为有效值，则有：；故D正确；故选D．考点：法拉第电磁感应定律；交流电的有效值4、C【解析】

因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷；根据电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡可得：解得：因为电流为：解得：A.与分析不符，故A错误；B.与分析不符，故B错误；C.与分析相符，故C正确；D.与分析不符，故D错误．5、D【解析】

设质点做匀加速直线运动，由A到B：由A到C由以上两式解得加速度故选D。6、A【解析】

根据卫星所受的万有引力提供向心力可知：可得同步卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星，则中圆轨道卫星的周期小，角速度、线速度和向心加速度均大，故A正确，BCD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、BD【解析】

A．A与B刚脱离接触的瞬间，A的速度方向垂直于杆，水平方向的分速度与B速度大小一样，设B运动的速度为vB，则因此故A错误；B．根据牛顿第二定律解得又得故B正确；C．由机械能守恒可知解得故C错误；D．根据A与B脱离之前机械能守恒可知解得故D正确。故选BD。8、CD【解析】

A．离开地球围绕太阳运动，发射速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，A错误；B．两个轨道都围绕太阳，根据开普勒行星第三定律，轨道半径（半长轴）小的，周期小，所以椭圆轨道运行周期小，所以B错误；C．根据开普勒行星第二定律，近日点速度最大，远日点速度最小，从A到B速度不断减小，动能不断减小，C正确；D．B点到太阳的距离大于A点到太阳的距离，万有引力与距离的平方成反比，所以在B点受到的太阳引力小于在A点受到的太阳引力，D正确；故选D。9、ACD【解析】

A．当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大，电流表A1的示数变大，故A正确；B．当S接通后，电路的总电阻减小，副线圈总电流变大，电流表A2的示数变大，故B错误；C．根据图像可知，开关闭合前灯泡L1上的电压为220V，故电压表的示数为副线圈总电压，大于220V，闭合开关后，输入电压和匝数不变，电压表示数仍大于220V，故C正确；D．开关闭合后，总电阻减小，干路电流增大，故电阻分的电压增大，灯泡L1的电压减小，小于220V，故D正确。故选ACD。10、ABE【解析】

A．根据热力学第二定律，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A正确；B．液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；C．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，混合均匀主要是由于分子无规则运动导致的扩散现象产生的结果，故C错误；D．两分子间距大于平衡距离时，分子间为引力，则分子距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，故D错误；E．一定质量的理想气体保持体积不变，气体的分子密度不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，单位时间内撞击器壁单位面上的分子数增多，故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、AD将竖直平面转到水平面C【解析】

(1)[1]A．弹簧测力计在实验前没有调零，弹簧测力计测力时会导致实验结果不准确，故A符合题意；B．本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，读数时视线必须与刻度尺垂直，防止视觉误差，故B不符合题意；C．弹簧测力计测的是拉力大小而不是重力大小，所以弹簧测力计自身的重力，不会导致实验结果不准确，故C不符合题意；D．在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些；拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，会导致实验结果不准确，故D符合题意；故选AD；(2)[2]为了提高实验的准确性，减少误差要选用弹性小且适当长的细绳或将竖直平面转到水平面；(3)[3]A．为了验证力的平行四边形定则，应采用作力的图示来表示分力与合力，但不是只需作力的图示来表示分力与合力，故A错误；B．因实验中存在误差，故不可能严格使与重合，所以实验中用平行四边形定则求得的合力不一定沿直线方向，故B错误；C．对点受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，保持点的位置和夹角不变，即橡皮条长度不变，弹簧拉力方向不变，弹簧拉力方向和大小都改变，如图：根据平行四边形定则可以看出的读数不断增大时，先变小后变大，所以若增大时，可能变小，故C正确；D．实验中，把橡皮筋的另一端拉到点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取，故D错误；故选C。12、C有效7.2正比大于【解析】

(1)[1]因为探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，必须用交流电，又因为安全起见必须用低压电，所以用低压交流电，故选C。(1)[2]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；[3]多用电表选用的档位是交流电压的10V档位，所以应该在0~10V档位读数，所以读数应该是7.2V；(4)[4]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。[5]实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压U2减小，所以导致，故填大于。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、①540K②840K【解析】①设B开始的体积为V1,活塞甲移动至恰好到达汽缸上端的过程中气体B做等压变化，体积变为2V1有得气体B的温度为②设