2023届山西省太原市高三年级上册期末测试物理试题（含答案解析）

2023届山西省太原市高三上学期期末测试物理试题

学校:姓名：班级:考号：

一、单选题

1.如图为避雷针周围等势面的分布情况，对于其中的例、N、P三点，有（）

A.M,N两点的电场强度相同B.P点的电势比M点的电势高

C.尸点电场强度的值大于N点电场强度的值D.电子在P点的电势能大于在“点

的电势能

2.有四个万向轮的行李箱a竖立放置在高铁中，与前、后两个行李箱间有间隙。从仁0

开始，高铁的位移s与时间/的关系如图所示，其中0〜这间的图线是直线。以下判断正

确的是（）

A.。〜”内，。会受到前方行李箱的作用力

B.〃〜々内，a会受到后方行李箱的作用力

C./2〜匕内，a会受到前方行李箱的作用力

D.这〜△内，〃同前、后两个行李箱间均无作用力

3.电子秤主要部件是平行板电容器，其电路如图所示。称重时，把物体放到电子秤的

水平面板上，在压力作用下会导致电容器上层膜片电极下移。则放上物体后（）

A.膜片移动的过程中，R两端的电压始终为OB.膜片下移过程中，电流表G有从

b到a的电流

C.电容器两极板间的电势差变大D.电容器两极板间的电场强度变小

4.一定质量的理想气体从状态〃开始，经arb、bTc、c-a三个过程后回到状态

〃，其P-K图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为。（%,为）、跳24,2%）、43%,为）。

以下判断正确的是（）

A.ci-^b,气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量

B.afb及bic,气体均向外界放出热量

C.afb气体对外做的功小于bfc对外界做的功

D.afbfc—。中，气体从外接吸收的热量大于对外做的总功

5.如图所示，洗衣机的圆形滚筒可绕水平轴沿逆时针方向转动。用该洗衣机对衣物进

行脱水，当湿衣服贴着滚筒内壁随滚筒一起做匀速圆周运动时，下列分析正确的是（）

A.当衣服到达最高点时，水最容易脱离衣服

B.当衣服到达最右侧的位置向上运动时，衣服可能不受摩擦力的作用

C.当衣服到达最低点时，衣服受到的合力最大

D.衣服到达最低点时受到的弹力一定大于在其他位置受到的弹力

6.如图为光电管的示意图。若用波长为4xl0"m的单色光照射该光电管时，两板间可

产生的最大电压为1.7V。取〃c=1.25xlO<eV-m,则下列判断正确的是（）

试卷第2页，共8页

A.该光电管K极的逸出功约为1.43eV

B.逸出光电子的最大初动能约为L25eV

C.仅改变该单色光的强度，两板间的电压可能大于1.7V

D.若改用波长更长的单色光照射，两板间的电压可能大于1.7V

7.如图所示，三根均匀带电的等长绝缘细棒组成一正三角形A8C,其中AC边上的细

棒带负电、其余两细棒带等量的正电荷，此时三角形中心。点的电场强度为《、电势

为夕。（无穷远处电势为零）。若撤去细棒AB,其余两边的电荷分布不变，则。点的电

场强度E和电势S分别为（）

3石

一

>/一3£4

A.2O32

B.G

久

73一

2ED.

C.03一£02

8.如图是密里根油滴实验的原理示意图。两个水平放置的平行金属极板相距为乱上

极板中央开有一小孔，初始时均不带电。现通过小孔喷入小油滴，测得半径为r的小油

滴A（视为球体）在/时间内匀速下落了力。这时给两极板加上电压（上极板接电源正

极），适当调节电压，发现经过一段时间后，油滴A向上匀速运动，在，时间内同样上

升了人,此时两板间的电压为已知油滴的密度为。，运动中受到的空气阻力大小恒

为/=hv*为比例系数，v为运动速率），则（）

小孔

+

•A

d,U

A.比例系数&=也应

3/2

B.油滴的电荷量为-阮'”初

3U

C.油滴由向下变为向上的过程中，受到的电场力恒为也还

3

D.油滴匀速上升的过程中，电场力对油滴做功的功率为

3/

二、多选题

9.如图所示，矩形必cd中，ab>be,电荷量为4（4>0）的点电荷固定在a点。下列说

法正确的是（）

A.沿bed从6点到4点，电势先升高后降低

B.沿bed从b点到d点,电场强度的大小逐渐增大

C.负试探电荷在M上任意一点的电势能总大于在d点的电势能

D.将正试探电荷从〃点沿6cd移动到d点，电场力做的总功小于0

10.关于太阳、地球以及月球的一些信息如下表

一年约为365天地球半径约为6400km,自转周期为一天

一个月约为30天，一天约24小时太阳与地球间的距离约1.5亿公里

引力常量为G地球与月球的距离约为地球半径的60倍

根据以上信息，我们能估算出的物理量有（）

A.太阳的质量B.地球的质量C.月球的质量D.地球同步卫星

的轨道高度

11.如图所示，同种材料制成的倾斜粗糙轨道M。和ON底端平滑对接于O,固定在同

一竖直平面内，与水平面间的夹角分别为a和/，a>13.现将一小滑块从M端由静止

释放，小滑块沿轨道可上升到ON上的P点，OP>OM.不计小滑块经过。点的时间

和速率变化，以“，£分别表示小滑块沿轨道运动的加速度大小和机械能，f表示时间,

x为路程。则在小滑块由M端释放至第一次上升到ON上至P点的过程中，下列图像可

能正确的是（）

试卷第4页，共8页

12.如图所示，空间有竖直向上的匀强电场及将一质量为机的带电小球从斜面上的A

点以速率%水平向左抛出，小球落到斜面上的B点。若撤去电场，将该小球以年的速

率从A点水平向左抛出，小球恰好落到AB的中点。不计空气阻力，下列说法中正确的

B.小球的电荷量为器

C.前、后两次小球落到斜面上时的动能之比为2:1

D.前、后两次小球落到斜面上时的动能之比为4:1

三、实验题

13.某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球P、。分别固定在轻

杆两端，轻杆可绕固定于中点。的光滑水平轴在竖直面内转动，。点正下方有一光电计

时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。已知小球的直径为d,两球球心间

的距离为L,P球质量是。球质量的2倍，重力加速度为g。现将轻杆拉至水平位置并

由静止释放，当P球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为4。回答下列问

题:

Q

123cm

」「卬巾1田田"什"叩

01020

［立光电门

甲乙

（1）用游标卡尺测量d时如图乙所示，则"=cm；

（2）小球尸经过光电门时速度的表达式为口=（用已知和测得量的符号表示）；

（3）若此过程中P、。构成的系统机械能守恒，则需要验证的关系式为（用已知

和测得量的符号表示）。

14.通过查阅资料，实验小组得知总容量为75kW・h的汽车动力电池是采用数千节磷酸

铁锂电池组合而成，其中每节电池的电动势在3.6~4.2V之间•为探究该电池的特性,

小组购得一节相同的电池，通过实验测量其电动势E和内电阻ro

实验主要器材有：定值电阻凡（7.16C）,电流表A（0~0.5A,内阻勺未知），电阻箱R

（0~99.99Q）o实验主要操作如下：（计算结果均保留两位小数）

（1）先用欧姆表测量电流表A的内阻。如图甲所示，已知欧姆表内部电源的电动势为

3.0V,表盘中央刻线示数为“15”。欧姆表选取“xl”挡位时，发现欧姆表示数很小无法准

确读数，而此时电流表的示数为0.19A,可知电流表的内阻Rg=C；

甲

（2）之后，再用图乙的电路测量E和r。闭合开关，调节电阻箱，读出多组电阻箱的

示数R和对应电流表的示数/,根据记录的数据，作出;-R图像如图丙所示。则可求得

该电池的电动势£：=V,内电阻r=Q；

试卷第6页，共8页

（3）以上实验产生误差的原因可能是（答出一条即可）。

四、解答题

15.2022年11月3日，“中国空间站“梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”

字基本构型在轨组装完成。已知“中国空间站”在距地面高度为"的圆形轨道运行。若地

球半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球的自转。

（1）求“中国空间站”做圆周运动的周期。

（2）若实验舱转位过程的时间为/,求空间站在该段时间通过的路程。

16.某滑雪场滑道的示意图如图所示，质量为60kg的运动员（含装备）从助滑道的A

点由静止开始自由滑下，到达B点时沿与水平方向成6=37。的方向离开跳台，恰沿与

竖直方向成。=37。角的方向落在下方雪道上的C点。已知4、B两点的高度差为48m,

B、C两点的高度差为35m,将运动员视为质点，取sin37o=0.6,gfOm/s"忽略空

气阻力的作用。求：

（1）运动员到达B点速度的大小；

（2）运动员从A点滑到8点的过程中损失的机械能。

A

B/o

外

I

3

17.如图所示，光滑绝缘的二圆弧轨道ABC。，AC、80为直径，固定在竖直平面内，

其圆心为0、轨道半径为七下端与水平绝缘轨道相切与A点，整个轨道处于水平向右

的匀强电场中。若将一质量为加、电荷量为q的带正电的小滑块，从水平轨道上与A点

距离为R的P点由静止释放，滑块恰好能滑到与。等高的B点；若将小滑块从水平轨

道上的。点（未画出）由静止释放，滑块恰能沿圆轨道做圆周运动。已知滑块与水平轨

道间的动摩擦因数为0.5,滑块运动过程中的电荷量保持不变，重力加速度为g。求：

（1）电场强度的大小；

（2）滑块离开。点时速度的大小及QA间的距离。

18.如图所示，长右=4.0m、高〃=0.8m的小车静止在光滑水平地面上，小车右端与固

定薄挡板（高度略低于小车）的距离为a=3.0m。现有一滑块（可视为质点）以%=6m/s

的初速滑上小车左端，小车到达挡板处时与挡板碰撞并立即被粘在挡板上停止运动，滑

块则继续运动后从小车的右端水平飞出。已知滑块的质量为小车质量的2倍，滑块与小

车上表面的动摩擦因数〃=0.2,不计空气阻力，取g=10m/s2。求：

（1）小车经多长时间与挡板相碰；

（2）滑块落地点与挡板的距离。

ry-vo

///X/ZZ//Z////Z//////ZZ/X/////Z////////////Z

-<-----------------------------------------1----------------------------►;

L\L2

试卷第8页，共8页

参考答案：

1.D

【详解】A.由于等势面和电场线垂直，可知M、N两点电场强度方向不同，A错误；

B.P点电势为6kV,M点的电势为8kV,因此尸点的电势比M点的电势低，B错误；

C.等差等势面越密集的地方，电场强度越大，可知N点电场强度的值大于P点电场强度的

值，C错误；

D.根据

E?=(pq

由于电子带负电，在电势越低的地方电势能越大，因此电子在P点的电势能大于在M点的

电势能，D正确。

故选D。

2.C

【详解】A.由于si图象的斜率表示速度，由图可知在0〜A时间内速度增加，即高铁向前

做加速运动，加速度方向向前，有四个万向轮的行李箱。若要随高铁一起向前加速，根据牛

顿第二定律可知行李箱。水平方向必定受到后方行李箱的作用力，故A错误；

B.在八〜f2时间内，SY图象的斜率保持不变，所以高铁的速度不变，即高铁做匀速直线运

动，处于平衡状态，则行李箱。也处于平衡状态，前与后都不受力，故B错误；

CD.在〜£3时间内，SY图象的斜率变小，所以高铁的速度减小，即高铁向前做减速运动，

加速度方向向后，行李箱。随高铁向前做减速运动，则必定会受到前方行李箱的作用力，故

C正确，D错误。

故选C。

3.B

【详解】放上物体后，电容器上层膜片电极下移，两极板间的距离”减小，根据电容器的定

义式

可知电容增大，稳定后两极板间的电压u保持不变，根据

可得稳定后电容器内部的电场强度增大，又根据

答案第1页，共12页

可知电容器的带电量增多，因此在膜片下移过程中，电流表G有从6到。的电流，R两端的

电压也不为零。

故选B。

4.A

【详解】A.arb,根据华=C可知，气体温度升高，内能增加，体积变大，气体对外

做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，且气体对外做的功小于气体从外界

吸收的热量，选项A正确；

B.人气体从外界吸收热量；b+,气体体积变大，对外做功；温度降低，内能减小，

则不能确定吸热还是放热，选项B错误；

C.根据W=pAV可知，p-V图像与坐标轴围成的面积等于气体做功的大小，可知气体

对外做的功等于人fc对外界做的功，选项C错误；

D.cfa中，气体回到原来的状态，则内能不变，则气体从外接吸收的热量等于

对外做的总功，选项D错误。

故选A。

5.D

【详解】A.水最容易脱离衣服时，必定是水对筒壁的压力最大时，当衣服转动最低点时，

支持力减去重力提供向心力，此时水对筒壁的压力最大，水最容易脱离衣服，A错误；

B.当衣服到达最右侧的位置向上运动时，由于加速度指向圆心，在竖直方向上所受合力为

零，因此受到向上的摩擦力与重力平衡，B错误；

C.由于衣服做匀速圆周运动，在任何位置处所受的合力都指向圆心且大小相等，C错误；

D.衣服到达最低点，弹力减去重力等于向心力，而在下半个圆周运动过程中，弹力减去重

力沿半径方向的分力等于向心力，在上半个圆周运动过程中，弹力加上重力沿半径方向的分

力等于向心力，因此在做低点弹力最大，D正确。

故选D。

6.A

【详解】A.该光电管K极的逸出功大约为

W=--Ue=\.43eV

A

A正确;

答案第2页，共12页

B.逸出光电子的最大初动能

Ek=Ue=].7eV

B错误；

C.当光照强度增大时，极板间的电压不变，C错误：

D.改用波长更长的光照射，频率变小，光子能量变小，逸出功不变，光电子的最大初动能

变小，两极板间的最大电压变小，D错误。

故选A,

7.C

【详解】根据对称性，AB棒在。点产生的电场沿OC方向，同理BC棒在。点产生的电场

沿OA方向，由于AC棒带负电荷，在。点产生的电场沿垂直于4c斜向上，每根棒在0点

产生的电场强度大小相等，设为©，根据矢量叠加原理

E0=2E\

如果撤去细棒AB,则。点的场强由BC棒和4c棒产生的场强叠加，为

4=6耳=当/

电势为标量，如果撤去细棒AB,设BC棒在。点产生的电势为弘，则AC棒在。点产生的

电势必然为一例，因此。点的合电势一定0。

故选C。

8.B

【详解】A.匀速下落的过程中，根据平衡条件可知

f^mg@

而

答案第3页，共12页

f=Zrv②

t

4

m=-7cPp®

由①②③④联立解得

k=Ur\pgt

一3h

A错误；

B.由于匀速上升，则

f+mg=Eq⑤

而

E=上⑥

a

由②③④⑤⑥联立解得油滴带电量的大小

3冗户pgd

q=--------

3U

加上电压后，电容器上极板带正电，油滴向上运动可知油滴带负电荷，B正确；

C.油滴由向下变为向上的过程中，受到的电场力

U3冗?pg

C错误；

D.油滴匀速上升的过程中，电场力对油滴做功的功率

p=Fv=8+P@

3f

D错误。

故选B。

9.CD

【详解】A.根据正点电荷产生的电场分布特征可知，离。点越近，电势越高，因此沿6cd

从6点到d点，电势先降低后升高，故A错误；

B.根据正点电荷产生的电场分布特征可知，离。点越近，电场强度越大，因此沿机d从6

点到"点，电场强度的大小先减小后增大，故B错误；

C.由前面分析可知，M上任意一点的电势总小于在d点的电势，根据

Ep=<pq

答案第4页，共12页

可知，负试探电荷在M上任意一点的电势能总大于在d点的电势能，故C正确；

D.由前面分析可知，6点的电势小于d点，正试探电荷在〃点的电势能小于4点的电势能,

结合功能关系可知，此过程中电场力做的总功小于0,故D正确。

故选CD。

10.ABD

【详解】A.根据地球到太阳的距离，和地球绕太阳的周期T（一年约为365天），根据

GMm4/

可计算处太阳的质量，A正确；

B.根据月球到地球的距离/和月球绕地球的周期厂（一个月约为30天），根据

可计算出地球的质量，B正确；

C.由于题目中没给出以月球为中心天体的卫星运动情况，也没有给出月球表面的重力加速

度，因此无法求出月球的质量，c错误；

D.地球质量已经求出，再利用同步卫星绕地球的运动周期（等于地球自转的周期）和地球

半径，根据

3•功”（R+力）

（R+/?）福・

可求出地球同步卫星的轨道高度儿D正确。

故选ABD。

11.AC

【详解】AB.小滑块在上下滑时，受力如图所示

设最低点的速度为v,根据匀变速直线运动规律有

v2=2a-OM

答案第5页，共12页

v2^2a'OP

OP>OM,可知

a>a'

故A正确，B错误；

CD.根据能量守恒可知小滑块在OM上下滑时

E=E「jutngxcosa

小滑块在ON上向上滑时

E'=E2-/jmgxCOSP

a>）可知

/.imgcosa<jumgcos0

可知在OM段图像斜率小于ON段斜率，故C正确，D错误。

故选ACo

12.AD

【详解】AB.根据平抛运动的规律可知，第一次抛出后落到B点时

h=—at,

21

x=%

根据牛顿第二定律

tng+Eq=ma

第二次抛出后落到斜面中点时

1,1

—h=—gt；2

222

答案第6页，共12页

1v

r_o,

222

解得

好螫

E

A正确，B错误；

CD.第一次落到B点时

1j

一2明1V1；y|

tana=----=

22%

落到H点时的动能

4=g机（匕+诏）=g机（（4tan%+1）

第二次落到斜面中点时

%

tana=----

%

落到斜面中点时的动能

线2=:网%+(?了］=：机说(4tai?a+1)

22o

因此可得

曳，

Ek2T

C错误，D正确。

故选AD。

13.0.960—

加

【详解】(1)口］20分度游标卡尺的精确值为0.05mm,由图乙可得

d=9mm+0.05x12mm=9.60mm=0.960cm

(2)［2］小球尸经过光电门时速度

d

v=一

Ar

(3)［3］根据机械能守恒可知

=〃?gx《+；x（27n+/M）F

整理得

答案第7页，共12页

14.0.794.000.05电表读数存在偶然误差；根据实验数据作图时描点

连线存在误差；测量电流表内阻时测量不准等（答出一条即可）

【详解】（1）[1]欧姆表选取“xl”挡位时，表盘中央刻线示数为“15”，根据欧姆表原理可知

此时欧姆表内部电阻为15C,此时电流表的示数为0.19A,根据闭合电路欧姆定律有

E=/（'+4）

可知电流表的内阻

E

R苫-

（2）[2][3]对乙图的电路，根据闭合电路欧姆定律有

E=/（R°+q+R+r）

可得

1_1R+^+Rg+r

IEE

结合图像及前面数据解得

E=4.00V

r=0.05。

（3）[4]实验产生误差的原因可能是电表读数存在偶然误差；根据实验数据作图时描点连

线存在误差；测量电流表内阻时测量不准等。

23）邑红；处

15.(1)（2）

Rg

【详解】（I）设“中国空间站”的质量为，小地球的质量为M,“中国空间站”运动的周期为T

则

GMm4%2

-----------=m--(R+H)

(R+H)?T-

设地球表面物体的质量为加，则

-Mm，

G~^=mg

联立解得

1二2戒R+H)R+H

Rg

答案第8页，共12页

(2)“中国空间站”速度的大小为v,“中国空间站”在该段时间运行的路程为s

2zr(R+4)

T

联立解得

16.(1)%=30m/s；(2)AE=1800J

【详解】(1)设运动员离开跳台时速度大小为%,沿水平方向分速度的大小为,有

%=%cosd

设运动员落在C点时速度的大小为％,沿水平方向分速度的大小为七,，有

vCv=vcsin0,%.=%

-mv^--mv}=mghBC

vB=30mzs

(2)运动员从A点滑到B点过程中克服阻力做的功为%,损失的机械能AE为

mghAB-W^=^mvl

\E=IV.

AE=1800J

17.(I)等；(2)-JgR,11.5/?

4q2

【详解】(1)设电场强度的大小为E,滑块从尸运动到8点的过程中，根据动能定理

2qER-jLimgR-mgR=0

答案第9页，共12页

E=迎员

4q

(2)滑块恰好能沿圆轨道运动时，设运动到轨道上H点(在8之间)速度最小(设为匕),

此时重力和电场力的合力恰好提供向心力，设合力与重力方向间的夹角为，，则

tan9=—

在该点时，根据牛顿第二定律

mg片

——=m—

cos0R

设滑块离开D点时速度的大小为v2,滑块由"至D的过程中