上海市华东师大二附中2023年物理高三第一学期期末检测试题含解析

上海市华东师大二附中2023年物理高三第一学期期末检测试题注意事项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、电路如图所示，当a、b两端接入100V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20V；当c、d两端接入100V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50V，则R1∶R2∶R3等于()A．4∶2∶1 B．2∶1∶1C．3∶2∶1 D．5∶3∶22、已知氢原子光谱中有一谱线的波长为656.2nm，该谱线是氢原子由能级n跃迁到能级k产生的，普朗克常量h=6.63×10－34J·s，氢原子基态能量，氢原子处于能级m时的能量，真空中光速c=3.0×103m/s。则n和k分别为（）A．k=3；n=2 B．k=2；n=3 C．k=3；n=1 D．k=1；n=33、如图所示，真空中ab、cd四点共线且ab=b=cd在a点和d点分别固定有等量的异种点电荷，则下列说法正确的是A．b、c两点的电场强度大小相等，方向相反B．b、c两点的电场强度大小不相等，但方向相同C．同一负点电荷在b点的电势能比在c点的小D．把正点电荷从b点沿直线移到c点，电场力对其先做正功后做负功4、近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点竖直向上抛出小球，小球又落到原处的时间为T2，在小球运动过程中要经过比O点高H的P点，小球离开P点到又回到P点所用的时间为T1，测得T1、T2和H，可求得g等于()A． B． C． D．5、如图所示，两根通电长直导线在同一水平面内，且垂直纸面固定放置，通电电流相等且均垂直纸面向外，在两根导线正中间竖直放有一可自由移动的通电导线，通电导线的电流方向竖直向上，则通电导线在安培力作用下运动的情况是（）A．静止不动B．沿纸面顺时针转动C．端转向纸外，端转向纸内D．端转向纸内，端转向纸外6、下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（）A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大二、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，匀强磁场垂直铜环所在的平面向里，磁感应强度大小为B．导体棒A的一端固定在铜环的圆心O处，可绕O匀速转动，与半径分别为r1、r2的铜环有良好接触。通过电刷把大小铜环与两竖直平行正对金属板P、Q连接成电路。R1、R2是定值电阻，R1=R0，R2=2R0，质量为m、电荷量为Q的带正电小球通过绝缘细线挂在P、Q两板间，细线能承受的最大拉力为2mg，已知导体棒与铜环电阻不计，P、Q两板间距为d，重力加速度大小为g。现闭合开关，则（）A．当小球向右偏时，导体棒A沿逆时针方向转动B．当细线与竖直方向夹角为45°时，平行板电容器两端电压为C．当细线与竖直方向夹角为45°时，电路消耗的电功率为D．当细线恰好断裂时（此时小球的加速度为零），导体棒A转动的角速度为8、一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（）A．状态b、c的内能相等B．状态a的内能比状态b、c的内能大C．在a到b的过程中气体对外界做功D．在a到b的过程中气体向外界放热E.在b到c的过程中气体一直向外界放热9、牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示，将物体从一座高山上的O点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道．已知B是圆形轨道，C、D是椭圆轨道，在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（）A．物体从O点抛出后，沿轨道A运动落到地面上，物体的运动可能是平抛运动B．在轨道B上运动的物体，抛出时的速度大小为11.2km/C．使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O点D．在轨道E上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s10、如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（）A．变压器输入电压的最大值是220VB．电压表的示数是40VC．若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是20WD．原线圈输入的正弦交变电流的是频率是100Hz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）某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻的阻值：(1)现有电源(4V,内阻可不计、滑动变阻器(0～50aΩ，额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表：A．电流表(0～3A,内阻约0.025Ω)B．电流表(0～0.6A,内阻约0.125Ω)C．电压表(0～3V,内阻约3kΩ)D．电压表(0～15V,内阻约15kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_____,电压表应选用______(选填器材前的字母)；(2)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线．要求电压表和电流表从零开始读数,补充完成图中实物间的连线____：(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U，某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值_______Ω(保留三位有效数字)．(4)在测量电阻的过程中产生误差的主要原因是________(选填选项前的字母)A．电流表测量值小于流经的电流值B．电流表测量值大于流经的电流值C．电压表测量值小于两端的电压值D．电压表测量值大于两端的电压值(5)实验中为减少温度的变化对电阻率的影响,采取了以下措施,其中在确的是______A．多次测量U、I,画图像,再求R值B．多次测量U、I,先计算R,再求R的平均值C．实验中通电电流不宜过大,通电时间不宜过长D．多次测量U、I,先求U、I的平均值,再求R12．（12分）某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干：实验步骤如下：a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直导线，如图甲所示；b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转角度θ；c.根据测量结果进行分析，得出结论。回答下列问题：（1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为______A；（2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T（结果保留两位小数）；（3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论，其依据是______；（4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出=_______。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）如图甲所示，质量m=1kg的小滑块(视为质点)，从固定的四分之一光滑圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑上位于水平面的木板，并恰好不从木板的右端滑出。已知木板质量M=4kg，上表面与圆弧轨道相切于B点，木板下表面光滑，滑块滑上木板后运动的图象如图乙所示，取g=10m/s2。求：（1）圆弧轨道的半径及滑块滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小；（2）滑块与木板间的动摩擦因数；（3）木板的长度。14．（16分）如图所示，固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成，粗筒的横截面积是细筒的4倍，细筒足够长。粗筒中A、B两轻质光滑活塞间封有空气，活塞A上方有水银，用外力向上托住活塞B，使之处于静止状态，活塞A上方的水银面与粗筒上端相平。已知环境温度恒定，水银深，气柱长，大气压强。现使活塞缓慢上移，直到有一半的水银被推入细筒中。求：①活塞B移动后，筒内气体的压强；②活塞B向上移动的距离。15．（12分）一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s=2m，动摩擦因数为μ=0.1．现有一滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：（1）若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h．（2）若滑块B从h=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力．（3）若滑块B从h=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数．

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】

当a、b两端接入100V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20V，有：＝Ucd即：＝20整理得＝2；当c、d两端接入100V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50V，有：＝Uab即：＝50整理得＝2，所以R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，A正确，BCD错误。故选A。2、B【解析】

谱线的能量为氢原子由能级跃迁到能级时释放出的光子的能量为当时，无解；当时，可得当时，可得故A、C、D错误，B正确；故选B。3、C【解析】

A、B项：由等量异种电荷的电场线分布可知，b、c两点的场强大小相等，方向相同，故A、B错误；C项：由电场线从正电荷指向负电荷即电场线由b指向c，所以b点的电势高于c点电势，根据负电荷在电势低处电势能大，即负电荷在b点的电势更小，故C正确；D项：由C分析可知，电场线从b指向c，正电荷从b沿直线运动到c，电场力一直做正功，故D错误．故应选：C．4、A【解析】小球从O点上升到最大高度过程中：①

小球从P点上升的最大高度：②

依据题意：h2-h1=H③

联立①②③解得：，故选A.点睛：对称自由落体法实际上利用了竖直上抛运动的对称性，所以解决本题的关键是将整个运动分解成向上的匀减速运动和向下匀加速运动，利用下降阶段即自由落体运动阶段解题．5、C【解析】

由右手定则可判断通电直导线在导线处产生的磁场方向如图所示：由左手定则可判断，端转向纸外，端转向纸内，故C符合题意，ABD不符合题意。6、D【解析】

A．由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据可知a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，则根据可知在同种介质中传播时a光的传播速度较小，A错误；B．根据可知从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，B错误；C．发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，C错误；D．a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，D正确。故选D。【点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小．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、AD【解析】

A．当小球向右偏时，P板带正电，通过R2的电流向上，则由右手定则可知，导体棒A沿逆时针方向转动，选项A正确；BC．当细线与竖直方向夹角为45°时，则解得平行板电容器两端电压为此时电路中的电流电路消耗的电功率为选项BC错误；D．当细线恰好断裂时，此时电动势解得导体棒A转动的角速度为选项D正确。故选AD。8、ABD【解析】

A．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b、c的温度相同，故内能相等，故A正确；B．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a的温度比状态b、c的温度高，故状态a的内能比状态b、c的内能大，故B正确；C．在a到b的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；D．a到b的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D正确；E．状态b、c的内能相等，由b到c的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a到b的过程气体放热，故在c到a的过程中气体应吸热；故E错误．9、AC【解析】

（1）第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，却是最大的环绕速度；（2）当物体以第一宇宙速度被抛出，它的运动轨道为一圆周；当物体被抛出的速度介于第一和第二宇宙速度之间，它的运动轨迹为一椭圆；当物体被抛出时的速度介于第二和第三宇宙速度之间，物体将摆脱地球引力，成为绕太阳运动的行星；当被抛出的初速度达到或超过第三宇宙速度，物体必然会离开太阳系；（3）卫星变轨时的位置点，是所有轨道的公共切点．【详解】A、物体抛出速度v＜7.9km/s时必落回地面，若物体运动距离较小时，物体所受的万有引力可以看成恒力，故物体的运动可能是平抛运动，A正确；B、在轨道B上运动的物体，相当于地球的一颗近地卫星，抛出线速度大小为7.9km/s，B错误；C、轨道C、D上物体，在O点开始变轨到圆轨道，圆轨道必然过O点，C正确；D、当物体被抛出时的速度等于或大于16.7km/s时，物体将离开太阳系，故D错误．【点睛】本题考查宇宙速度，知道第一宇宙速度是最小的发射速度、最大的环绕速度，掌握卫星变轨模型，知道各宇宙速度的物体意义至关重要．10、BC【解析】

A．由图乙可知交流电压最大值Um=220V；故A错误；B．输入电压的有效值为220V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数电压表的示数是40V，选项B正确；C．流过电阻中的电流为0.5A，变压器的输入功率是P入=P出=UI=40×0.5W=20W故C正确；D．变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T=0.02s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故D错误；故选BC。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、B；C；5.20；B；C；【解析】

(1)由于电源电动势为4V，所以电压表应选C（因为若选择电压表D时，电动势3V还不到电压表量程的）；根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：所以电流表应选B；(2)实物连线图如图所示：(3)由图可知，电流表的读数为：I=0.50A，电压表的读数为：U=2.60V，所以待测电阻为：(4)根据欧姆定律和串并联规律可知，采用甲电路时由于电压表的分流作用，导致电流表的测量值大于流经Rx的电流，所以产生误差的主要原因是B；故选B．(5)由于电流流过电阻丝发热，所以在实验时流过电阻丝的电流不能过大，并且时间不要太长，故选C．12、2.00电流产生的磁感应强度，而偏角的正切值与成正比【解析】

（1）[1]电流表量程为3A，则最小分度为0.1A，由指针示数可知电流为2.00A；（2）[2]