安徽省宿州市宿城第一中学2023年物理高三上期末综合测试试题含解析

安徽省宿州市宿城第一中学2023年物理高三上期末综合测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势面之间的电势差相等），实线为一α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）A．a、b、c三个等势面中，a的电势最高B．电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小C．α粒子在P点的加速度比Q点的加速度大D．带电质点一定是从P点向Q点运动2、分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。据此可判断下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大C．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大D．若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多3、有人做过这样一个实验∶将一锡块和一个磁性很强的小永久磁铁叠放在一起，放入一个浅平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液态氮，降低温度，使锡出现超导性。这时可以看到，小磁铁竟然离开锡块表面，飘然升起，与锡块保持一定距离后，便悬空不动了。产生该现象的原因是∶磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外，即超导体内部没有磁通量（迈斯纳效应）。如果外界有一个磁场要通过超导体内部，那么在磁场作用下，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流。这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等、方向相反，这就形成了一个斥力。当磁铁受到的向上的斥力大小刚好等于它重力大小的时候，磁铁就可以悬浮在空中。根据以上材料可知（）A．超导体处在恒定的磁场中时它的表面不会产生感应电流B．超导体处在均匀变化的磁场中时它的表面将产生恒定的感应电流C．将磁铁靠近超导体，超导体表面的感应电流增大，超导体和磁铁间的斥力就会增大D．将悬空在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力4、有关科学发现，下列说法中正确的是（）A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子B．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构C．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理5、如图是在两个不同介质中传播的两列波的波形图．图中的实线分别表示横波甲和横波乙在t时刻的波形图，经过1．5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示．已知两列波的周期均大于1．3s，则下列说法中正确的是A．波甲的速度可能大于波乙的速度 B．波甲的波长可能大于波乙的波长C．波甲的周期一定等于波乙的周期 D．波甲的频率一定小于波乙的频率6、如图所示，一个质量为m的铁球处于静止状态，铁球与斜面的接触点为A,推力F的作用线通过球心O，假设斜面、墙壁均光滑，若让水平推力缓慢增大，在此过程中，下列说法正确的是()A．力F与墙面对铁球的弹力之差变大B．铁球对斜面的压力缓慢增大C．铁球所受的合力缓慢增大D．斜面对铁球的支持力大小等于二、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，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1，O2和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法正确的是A．小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于mgB．小球下降最大距离为C．小物块在D处的速度与小球速度大小之比为D．小物块在D处的速度大小为8、18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，则以下说法正确的是（已知地球表面处重力加速度g取10m/s2；地球半径R＝6.4×106m；地球表面及内部某一点的引力势能Ep＝－，r为物体距地心的距离）（）A．人与地球构成的系统，虽然重力发生变化，但是机械能守恒B．当人下落经过距地心0.5R瞬间，人的瞬时速度大小为4×103m/sC．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比D．人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W＝1.6×109J9、如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R．质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有A． B．C． D．10、如图，在光滑的水平面上有一个长为L的木板，小物块b静止在木板的正中间，小物块以某一初速度从左侧滑上木板。已知物块、与木板间的摩擦因数分别为、，木块与木板质量均为，、之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（）A．若没有物块从木板上滑下，则无论多大整个过程摩擦生热均为B．若，则无论多大，都不会从木板上滑落C．若，则一定不相碰D．若，则可能从木板左端滑落三、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）龙泉中学某物理小组欲利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源（输出电压为U=18.0 V，内阻不计）、电阻箱R（1）该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为800Ω时，毫安表刚好偏转20格的刻度；将电阻箱的阻值调为500Ω时，毫安表刚好能满偏。实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig=____mA，内阻Rg（2）该小组查阅资料得知，光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表，则需在毫安表两端________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为_______Ω的电阻。（结果保留一位小数）（3）改装完成后（表盘未改动），该小组将单刀双掷开关接至b端，通过实验发现，流过毫安表的电流I（单位：mA）与光照强度E（单位：cd）之间的数量关系满足I=13E，由此可得光敏电阻的阻值R（单位：Ω）与光照强度E12．（12分）为了测定金属丝的电阻率，某实验小组将一段金属丝拉直并固定在米尺上，其两端可作为接线柱，一小金属夹夹在金属丝上，且可在金属丝上滑动．请完成以下内容．(1)某次用螺旋测微器测该金属丝的直径，示数如图甲所示，则其直径d＝____mm．(2)实验中先用欧姆表测出该金属丝的阻值约为3Ω．(3)准备的实验器材如下：A．电压表V(量程0~3V，内阻约20kΩ)B．定值电阻10ΩC．定值电阻100ΩD．蓄电池(电动势约12V，内阻不计)E．开关S一只F．导线若干实验小组利用上述器材设计并完成实验．实验中通过改变金属夹的位置进行了多次测量，在实验操作和测量无误的前提下，记录了金属丝接入电路中的长度l和相应的电压表的示数U，并作出了1U－1计的实验电路图．其中定值电阻R应选____(填“B”或“C”)；金属丝电阻率的表达式ρ＝____________________(用a、b、c、d、R表示)．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，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为mA=1kg的光滑A紧靠弹簧右端（不栓接），弹簧的弹性势能为Ep=32J。质量为mB=1kg的槽B静止在水平面上，内壁间距L=0.6m，槽内放有质量为mc=2kg的滑块C（可视为质点），C到左端侧壁的距离d=0.1m，槽与滑块C之间的动摩擦因数μ=0.1。现释放弹簧，滑块A离开弹簧后与槽B发生正碰并粘在一起。A、B整体与滑块C发生碰撞时，A、B整体与滑块C交换速度。（g=10m/s2）求(1)从释放弹簧，到B与C第一次发生碰撞，整个系统损失的机械能；(2)从槽开始运动到槽和滑块C相对静止经历的时间。14．（16分）如图所示，在内壁光滑的细玻璃管中用水银密封一段空气柱（可视为理想气体），当玻璃管竖直放置时，水银柱高，空气柱高。现将玻璃管放在倾角为的粗糙斜面上，管口向上，玻璃管与斜面间的动摩擦因数为。已知外界温度不变，大气压强，水银的密度，重力加速度g取，假设斜面足够长，让玻璃管由静止下滑，当玻璃管与水银柱相对静止时，求玻璃管中空气柱的长度（结果保留三位有效数字）。15．（12分）如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l，导轨上端接有电阻R和一个理想电流表，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界，磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN，从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落，金属杆进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求：(1)磁感应强度B的大小；(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小；(3)金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压大小。

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】

A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于α粒子带正电，因此电场线指向上方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故A错误；B．a等势线的电势最低，c等势线的电势最高；而电子带负电，负电荷在电势高处的电势能小，所以电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B错误；C．等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故C正确；D．由图只能判断出粒子受力的方向，不能判断出粒子运动的方向，故D错误；故选C。2、D【解析】

考查布朗运动，分子间的相互作用力，热力学第一定律，气体压强的微观意义。【详解】A．布朗运动是水中微粒的运动，反映了水分子的无规则运动，A错误；B．由分子间相互作用力与分子距离的图像可知，分子间的相互作用力随分子距离的增大，先减小后增大再减小，B错误；C．由热力学第一定律：可知，改变气体内能的方式有两种，若气体从外界吸收热量的同时对外做功，则气体内能有可能不变或减小，C错误；D．气体压强宏观上由温度和体积决定，微观上由分子平均动能和分子数密度决定，若气体温度不变，则分子平均动能不变，要使压强增大，则应增大分子数密度，即每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，D正确。故选D。3、C【解析】

A．由题意可知，超导体处在磁场中，磁场要通过超导体内部，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流，故A错误；B．超导体处在均匀变化的磁场中时，超导体表面就会产生感应电流，但由材料无法确定感应电流是否恒定，故B错误；C．由材料可知，将磁铁靠近超导体，磁场要通过超导体的磁通量增大，超导体表面的感应电流增大，电流产生的磁场增大，则超导体和磁铁间的斥力就会增大，故C正确；D．由材料可知，超导体在外界磁场作用下，磁铁和超导体之间相互排斥，则将悬空在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力仍为斥力，故D错误。故选C。4、D【解析】

A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，A错误；B．汤姆孙发现了电子，揭示了原子具有一定的结构，B错误；C．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了原子核内部存在着质子，C错误；D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理，D正确。故选D。5、A【解析】

AC．经过1.5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示，且周期均大于1.3s，则根据，可知，两波的周期分别可能为1s和，则根据波速度，可知，若甲的周期为，而乙的周期为1s，则甲的速度大于乙的速度，故A正确，C错误；B．由图可知，横波甲的波长为4m，乙的波长为6m，故说明甲波的波长比乙波的短，故B错误；D．若甲的周期为1s而乙的周期为，则由可知，甲的频率大于乙的频率，故D错误。故选A。6、D【解析】

对小球受力分析，受推力F、重力G、墙壁的支持力N、斜面的支持力N′，如图：根据共点力平衡条件，有：x方向：F-N′sinθ-N=0竖直方向：N′cosθ=mg解得：；

N=F-mgtanθ；A.故当F增加时，墙壁对铁球的作用力不断变大，为N=F-mgtanθ；可知F与墙面对铁球的弹力之差不变，故A错误；BD.当F增加时，斜面的支持力为，保持不变，故球对斜面的压力也保持不变，故D正确，B错误；C.铁球始终处于平衡状态，合外力始终等于0；故C错误；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、刚释放的瞬间，小球的瞬间加速度为零，拉力等于重力，故A错误；

B、当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，，故B正确；

C、将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据平行四边形定则知，小物块在D处的速度与小球的速度之比为，故C错误；

D、设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为，则,对滑块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：

,解得，故D正确．点睛：解决本题的关键知道两物体组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，以及知道物块与之间的距离最小时，小球下降的高度最大，知道物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度．8、AC【解析】

A.人下落过程只有重力做功，重力做功效果为重力势能转变为动能，故机械能守恒，故A正确；B.当人下落经过距地心0.5R瞬间，其引力势能为：根据功能关系可知：即：在地球表面处忽略地球的自转：则联立以上方程可以得到：故B错误；C.设人到地心的距离为，地球密度为，那么，由万有引力定律可得：人在下落过程中受到的万有引力为：故万有引力与到地心的距离成正比，故C正确；D.由万有引力可得：人下落到地心的过程万有引力做功为：由于人的质量未知，故无法求出万有引力的功，故D错误；故选AC。9、BC【解析】

对金属棒受力分析，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出表达式，分情况讨论加速度的变化情况，分三种情况讨论：匀加速运动，加速度减小的加速，加速度增加的加速，再结合图象具体分析．【详解】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势，环路电流，即；安培力，方向水平向左，即，；R两端电压，即；感应电流功率，即．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得：，即加速度，因为金属棒从静止出发，所以，且，即，加速度方向水平向右．

（1）若，，即，金属棒水平向右做匀加速直线运动．有，说明，也即是，，所以在此情况下没有选项符合．

（2）若，随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；（3）若，随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合．10、ABD【解析】

A．若没有物块从木板上滑下，则三者最后共速，以三者为整体，水平方向动量守恒，mv0=3mv1

①则整个过程产生的热量等于动能的变化，有Q=mv02−×3mv12

②联立①②，得Q=mv02故A正确；

BD．a、b之间的碰撞无机械能损失，故碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，设碰前速度分别为v1、v2，碰后分别为v1'、v2'，且有v1＞v2，以v1方向为正方向，则有mv1+mv2=mv1'+mv2'③mv12+mv22＝mv1′2+mv2′2

④联立③④，得v1'=v2v2'=v1即碰后a和木板共速，b向右运动，以a和木板为整体，此时

a和木板的加速度a1=对a分析知，a的加速度最大值为a0=μag若μb＜2μa

则a1＜a0，a和木板保持相对静止，则无论v0多大，a都不会从木板上滑落；故B正确；

若μb＞2μa，则a1＞a0，a相对木板向左运动，故a可能从木板左端滑落，故D正确；

C．若a与b碰前三者已经共速，则ab一定不相碰，此时有⑤联立①⑤，得故若，则ab一定不相碰，故C错误；

故选ABD。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）30100（2）并联1.0(3)R=540【解析】

根据部分电路的欧姆定律，由题中所给的两组数据列方程可求出毫安表的内阻，再结合刻度线就能求出毫安表的量程；电表的改装问题就是部分电路的欧姆定律的应用，根据满偏刻度和内阻的值及量程就能算出要并联的电阻值；设光敏电阻的电流为I′，由欧姆定律太题设条件列式就能表示出光敏电阻与光照强度的关系。【详解】（1）设毫安表每格表示电流大小为I0，则当电阻箱的阻值为R1=1700Ω时，由闭合电路的欧姆定律可得10I0R1（2）要将量程为300mA的毫安表改成量程为IA=3A电流表，则需在毫安表两端并联一个电阻，设其电阻为R′，则有I（3）由题意可知，改装后电流表的内阻为RG=1Ω，设通过光敏电阻的电流大小为I'（单位：A）则有R+RGI'=U成立，且I'=12、0.750BπbcRd【解析】

（1）螺旋测微器固定刻度最小分度为1mm，可动刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分。（2）电路分为测量电路和控制电路两部分。测量电路采用伏安法。根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表外接法。变阻器若选择R2，估算电路中最小电流，未超过电流表的量程，可选择限流式接法。【详解】（1）螺旋测微器固定刻度为0.5mm，可动刻度为25.0×0.01mm，两者相加就是0.750mm。

（2）因为只有电压表，当连入电路的电阻丝变化时，其两端的电压也将发