江苏省南通市2022-2023学年高三物理上学期期末考试试卷（Word版附答案）

2022～2023学年高三年级模拟试卷

物　　理

(满分：100分　考试时间：75分钟)

2023．1

一、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项最符合题意．

1. 两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示，则(　　)

A. 该现象不是毛细现象

B. 该液体对玻璃是浸润的

C. 减小管的直径，管中液面会下降

D. 液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强

2. 月球车上利用Pu衰变提供能量，衰变方程为Pu―→U＋X，同时产生大量γ射线．已知Pu的比结合能为E1，U的比结合能为E2，X的比结合能为E3，则(　　)

A. X是质子

B. 该反应释放的能量为234E2＋4E3－238E1

C. 月球上温度的变化会改变Pu的衰变快慢

D. γ光子是原子核外电子由高能级向低能级跃迁时产生的

3. 光电效应实验电路如图甲所示．用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示．则(　　)

A. 研究图乙中U>0的规律时，甲图开关需打在2上

B. a光的频率比b光的大

C. a光照射产生光电子的最大初动能比b的大

D. 电压为图乙中U0时，a光照射产生光电子的最大动能比b的大

4. “神舟十三号”载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上．对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示．之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则(　　)

A. 相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度

B. 相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度

C. 飞船通过加速逐步向上靠近核心舱

D. 飞船速度大于7.9 km/s才能最终靠近核心舱

5. 如图所示为验证向心力公式的实验装置．在直尺上钻一小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一钢球，固定直尺，使球在水平面内绕圆心O做匀速圆周运动，待球稳定运动后，从尺上方垂直直尺往下看，估测球外侧到点O的距离r，用秒表测出球运动的时间，得到周期T，根据向心力公式计算出球所需向心力，再与球所受合力比较．实验中(　　)

A. 必须测出钢球的质量

B. 为估测距离r，小孔距尺右端的距离必须小于r

C. 用秒表测量球只转一周的时间记为球运动的周期T

D. 以r作为运动半径，球所需向心力的计算值将偏大

6. 如图所示，将一根粗细均匀的导体棒折成梯形线框PQMN，各边长度为PQ＝PN＝QM＝L，MN＝2L，线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边P、Q两点与直流电源两端相接．已知导体棒PQ受到的安培力大小为F，则整个线框PQMN受到的安培力大小为(　　)

A. F    B. F

C. 5F    D. 0

7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．这就是热机的“卡

诺循环”．则(　　)

A. B→C过程气体压强减小仅是因为气体分子的数密度减小

B. B→C过程速率大的分子比例在增加

C. B→C过程气体对外做功大于D→A过程外界对气体做功

D. C→D过程放出的热量小于A→B过程吸收的热量

8. 在坡道滑雪中，一运动员从斜面滑到水平面，其运动过程中动量的大小p和重力做功W随时间t、重力势能Ep和机械能E随水平位移x变化的图像中，可能正确的是(　　)

9. 如图所示为一正四棱锥．底面四个顶点A、B、C、D上依次固定电荷量为＋q、＋q、＋q、－q的点电荷，O点为底面中心．规定无穷远处电势为零，则(　　)

A. E点处电场强度为零，电势不为零

B. O点处电场强度方向由O指向B

C. 将一电子从O点沿直线移动到CD边中点，其电势能逐渐减小

D. 将一电子从O点沿直线移动到E点，其电势能逐渐增加

10. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，物块B靠放在A右侧，两者位于O点，弹簧处于压缩状态．A、B由O点静止释放后沿斜面向上运动，在C点分离后B上升到某位置静止，A运动到C点下方某位置D(未画出)速度为零．A、B与斜面间的动摩擦因数相同，弹簧未超过弹性限度．上述过程中(　　)

A. 两物块在C点时，弹簧处于压缩状态

B. 弹簧的弹力方向不发生变化

C. B速度最大的位置在OC之间且在OC中点的上方

D. 位置D可能位于O点的下方

二、 非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11. (15分)导电玻璃是制造LCD的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，选取长为L、额定电压为“3 V”的圆柱体导电玻璃器件实验．

(1) 用螺旋测微器测量器件的直径，示数如图甲所示，其直径d＝________mm.

(2) 先用欧姆表“×100”挡粗测该器件的电阻，指针位置如图乙所示，为更准确地粗测其电阻，从下列步骤中选出再次粗测必要的操作并排序________．

丙

① 将选择开关旋转到欧姆挡“×1 k”位置

② 将选择开关旋转到欧姆挡“×10”位置

③ 将两表笔与器件相接完成测量

④ 将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 Ω”

⑤ 把选择开关旋转到交流电压最高挡

⑥ 用螺丝刀调节指针定位螺丝，使指针指0

(3) 粗测器件阻值约为180 Ω，为精确测量器件的电阻Rx在额定电压时的阻值，要求测量时电表的读数不小于其量程的，根据提供的下列器材，设计了如图丙所示的实验电路，则图中圆圈内应分别接入：①为____________、②为____________，定值电阻应选择____________．(均填写器材前的字母编号)

丁

A. 电流表A1(量程为60 mA，内阻RA1＝3 Ω)

B. 电流表A2(量程为5 mA，内阻RA2＝8 Ω)

C. 定值电阻R1＝792 Ω

D. 定值电阻R2＝1 997 Ω

E. 滑动变阻器R(0～20 Ω)

P. 电压表V(量程为3 V，内阻RV＝750 Ω)

G. 蓄电池E(电动势为4 V，内阻很小)

H. 开关S，导线若干

(4) 实验中根据两电表读数作出如图丁所示的图线(坐标均为国际单位)，已知图线的斜率为k，则所测导电玻璃的电阻R＝________(用题中已知、所测物理量符号表示)，据此再算出电阻率ρ.

(5) 研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值偏大，则电阻率的测量值将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).

12. (8分)一玻璃工件的上半部是圆锥，∠ACB＝120°，下半部是半径为R的半球体，O为球心，其截面如图所示．一束单色光以45°的入射角射向截面的AC边后，垂直于AB射向球面，入射角也为45°.已知真空中光速为c.求：

(1) 玻璃的折射率n；

(2) 光在工件下部半球体内传播的时间t.

13.(8分)如图所示，光滑平行导轨MNPQ固定在水平面上，导轨宽度为d，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长，将质量分别为2m、m，有效电阻均为R的金属棒J和K分别置于轨道上，棒始终与轨道垂直并电接触良好，导轨电阻不计．现使J棒获得水平向右的初速度2v0，K棒获得水平向左的初速度v0.求：

(1) 全过程中系统产生的焦耳热Q；

(2) 从开始运动到稳定状态过程中两棒间距离的改变量Δx.

14.(13分)如图所示，长为L＝5.0 m的倾斜传送带以速度v＝2.0 m/s沿顺时针方向匀速转动，与水平方向间夹角θ＝37°.质量mA＝2.0 kg的小物块A和质量mB＝1.0 kg的小物块B由跨过轻质定滑轮的轻绳连接，A与滑轮间的绳子和传送带平行．某时刻给A沿传送带向上的初速度，给B竖直向上的初速度，速度大小均为v0＝4.0 m/s，此时轻绳绷紧．在A、B获得初速度的同时，在A上施加方向沿传送带向上、大小恒定的拉力，使A沿传送带向上运动．已知A与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦，轻绳足够长且不可伸长，整个运动过程中B都没有上升到滑轮处．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2.研究A沿传送带上升的过程，求：

(1) A、B始终匀速运动时拉力的大小F0；

(2) 拉力F1＝24 N，A所受摩擦力的冲量大小I；

(3) 拉力F2＝12 N，传送带对A所做的功W和A与传送带摩擦所产生的内能Q.

15.(16分)如图所示为一种新型粒子收集装置．粒子源放置在边长为L的立方体abcda′b′c′d′中心O，立方体四个侧面均为荧光屏，上下底面aa′bb′、cc′dd′为空，过中心O的竖直面efgh平行于abcd并将立方体分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，立方体处在方向竖直向下的匀强磁场中．粒子源静止时能沿单一水平方向持续均匀发射比荷为的带正电粒子，现使粒子源绕竖直轴逆时针匀速转动，且粒子源射入Ⅰ、Ⅱ区域的粒子初速度大小分别为v0和2v0.粒子打到荧光屏上后即被荧光屏吸收，不考虑粒子间的相互作用和荧光屏吸收粒子后的电势变化，不计粒子源的尺寸大小和粒子重力．

(1) 若磁场的磁感应强度为B0，当无粒子打到荧光屏上时，求v0的范围；

(2) 为使粒子源发射的粒子仅有50%能打到荧光屏上，求磁感应强度B满足的条件；

(3) 撤去磁场，在Ⅰ、Ⅱ区域施加方向竖直向下、大小分别为E1和E2的匀强电场(图中未画出)，粒子源转动整数圈时，打在四个侧面上的粒子数相同且每个侧面接收粒子的数目均为发射粒子总数的，求E1和E2.

2022～2023学年高三年级模拟试卷(南通)

物理参考答案及评分标准

1. C　2. B　3. A　4. C　5. D　6. A　7. D　8.  B　9. D　10. C

11.  (15分) (1) 1.980(2分)　(2) ②④③⑤(2分)

(3) F(2分)　B(2分)　C(2分)

(4) －RV(3分)　(5) 偏小(2分)

12. (8分)解：(1) 由题意，作出光路图如图所示．设折射角为θ，由几何关系可知

∠ACB＝180°－2θ(1分)

根据折射定律＝n(1分)

解得n＝(2分)

(2) 由题意，sin C＝，即C＝45°，则光线在球面上恰好发生两次全反射，如图所示

光在半球体内走过的距离s＝4R cos 45°(1分)

光在介质中的速度v＝(1分)

经历的时间t＝(1分)

解得t＝(1分)

13.  (8分)解：(1) 两棒组成的系统动量守恒，取向右为正方向，则

2m·2v0－mv0＝(2m＋m)v(2分)

产生的焦耳热Q＝×2m(2v0)2＋mv－(2m＋m)v2(1分)

解得Q＝3mv(1分)

(2) 取J棒研究，设运动过程中平均电流为，经历时间为Δt，根据动量定理，取向右为正方向，则

－Bd·Δt＝2mv0－2m·2v0(2分)

＝＝(1分)

解得Δx＝(1分)

14. (13分)解：(1) A、B始终匀速运动时，系统受力平衡，有

F＝mAg sin θ＋μmAg cos θ＋mBg(2分)

解得F＝30 N(1分)

(2) 拉力F1＝24 N时，设物体运动的加速度大小为a1，绳中拉力为T1，取A研究，根据牛顿第二定律有mAg sin θ＋μmAg cos θ＋T1－F1＝mAa1(1分)

取B研究有mB－T1＝mBa1

解得a1＝2 m/s2

设历时t1后和皮带共速，则t1＝＝1 s(1分)

运动的距离为s1，则s1＝t1＝3 m

之后摩擦力突变为静摩擦力，设为f，A、B一起向上匀速，则mAg sin θ＋mBg＋f＝F1(1分)

解得f＝2 N，方向沿斜面向下

设该过程历时t2，则t2＝＝1 s

上升的过程A所受摩擦力的冲量I＝μmAg cos θ·t1＋ft2(1分)

解得I＝10 N·s(1分)

(3) 拉力F2＝12 N时，设物体运动的加速度大小为a2，绳中拉力为T2，取A研究，

根据牛顿第二定律有mAg sin θ＋μmAg cos θ＋T2－F2＝mAa2

取B研究有mBg－T2＝mBa2

解得a2＝6 m/s2

设历时t′1后和皮带共速，则t′1＝＝ s

设运动的距离为s′1，则s′1＝t′1＝1 m

皮带运动的距离s皮1，则s皮1＝vt′1＝ m(1分)

之后继续向上减速，设加速度大小为a3，则mAg sin θ－μmAg cos θ＋mBg－F2＝(mA＋mB)a3

解得a3＝ m/s2

设历时在t′2后速度减为0，则t′2＝＝3 s

减速的距离为s′2，则s′2＝t′2＝3 m(1分)

该过程皮带运动的距离s皮2，则s皮2＝vt′2＝6 m(1分)

传送带对A所做的功W＝－μmAg cos θ·s′1＋μmAg cos θ·s′2＝16 J(1分)

A与传送带摩擦所产生的内能Q＝μmAg cos θ·(s′1－s皮1)＋μmAg cos θ·(s皮2－s′2)＝ J(1分)

15.  (16分)解：(1) 考虑以2v0运动的粒子，恰与屏相切，则r＝(1分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动，有q·(2v0)B0＝m(1分)

解得v0＝(1分)

则v0<时满足题意(1分)

(2) 由题意，若仅有50%的粒子能打到荧光屏上，只能是速度为2v0的粒子，而速度为v0的粒子不能打到光屏上

当速度为v0的粒子刚好不能打到光屏上时，此时磁感应强度有最小值B1，粒子运动半径r1＝(1分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qv0B1＝m(1分)

当速度为2v0的粒子刚好能全部打到光屏上时，此时磁感应强度有最大值B2，设粒子运动半径为r2，其运动轨迹如图(俯视)所示，根据几何关系有

r2cos 45°＝－r2(1分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动，有q(2v0)B2＝m(1分)

解得<B≤(1分)

(3) 粒子在电场中做类平抛运动，若没有荧光屏，其在立方体底面的落点为一个圆，设其半径为r3，如图所示，阴影部分表示粒子能够打到荧光屏上，由题意可知，θ＝30°.

设在E1电场中的加速度为a1，运动时间为t1，则

E1q＝ma1(1分)

a1t＝(1分)

r3＝v0t1(1分)

r3cos 30°＝(1分)

联立解得E1＝(1分)

设在E2电场中的加速度为a2，运动时间t2，则

E2q＝ma2

a2t＝

r3＝2v0t2

联立解得E2＝(2分)