2023常州高三上学期期末考试（延期）物理含答案

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)

2023．2

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. 我国交通安全法规定，汽车要礼让行人．某汽车以10 m/s的速度在水平马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方15 m处的斑马线上有行人，于是刹车，由于存在反应时间，汽车匀速前进5 m 后开始匀减速，最终恰好停在斑马线前，则汽车在减速阶段的加速度大小为(　　)

A. 20 m/s2　    B. 6 m/s2

C. 5 m/s2　    D. 4 m/s2

2. 我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处进入空间站轨道，准备与空间站对接．已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G.下列选项正确的是(　　)

A. 航天飞机在由A处飞向B处时做减速运动

B. 航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须加速

C. 月球的质量为M＝

D. 月球的第一宇宙速度为v＝

3. 电容式传感器实质上是一个可变电容器，当某待测量发生变化时，能引起电容器的电容变化．如图所示为四个电容式传感器的示意图．下列通过改变电容器两极板正对面积实现信号传递的是(　　)

A. 图(a)、图(b)　    B. 图(b)、图(c)

C. 图(c)、图(d)　    D. 图(a)、图(d)

4. 将一圆形细铁丝圈蘸上肥皂水，使圈内附上肥皂膜，水平静置时，由于重力作用，肥皂膜中央区域略凹且厚度略大，让单色光从上方射入，如图所示．则从上往下可看到(　　)

A. 等距的平行条纹

B. 等距的环状条纹

C. 内密外疏的环状条纹

D. 内疏外密的环状条纹

5. 静电除尘烟囱，放电极附近的强电场使空气分子电离为正离子和电子，使尘埃颗粒带负电，被吸附到正极．如图所示为一个尘埃颗粒的运动轨迹，下列说法正确的是(　　)

A. 尘埃颗粒的初速度可能为零

B. 尘埃颗粒的动能一直增大

C. 尘埃颗粒的加速度先减小后增大

D. 尘埃颗粒的电势能先增大后减小

6. 某同学在方格坐标纸上做测量玻璃砖折射率的实验．MN、PQ为玻璃砖的上下表面，a、b为入射光线上的两枚大头针，让c挡住a、b的像，d挡住c和a、b的像，根据图示可测得该玻璃砖的折射率约为(　　)

A. 0.6　    B. 1.6

C. 2.0　    D. 2.5

7. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t＝0时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示．则(　　)

A. x＝－3 m处的质点起振时向y轴负向运动

B. 甲、乙两列波不具有相干性

C. 坐标原点为振动减弱点

D. 两个相邻振动加强点间的距离为1 m

8. 用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝kt(k>0)，则(　　)

A. 圆环有扩张的趋势

B. 圆环有向左滑动的趋势

C. 圆环中感应电流的大小为

D. 圆环t秒末所受的安培力为

9. 如图所示，某同学用玩具枪练习射击，用电磁铁吸住一小球作为“靶子”，在玩具枪沿水平方向对着“靶子”射出一球形“子弹”的同时，电磁铁释放“靶子”小球．已知两小球完全相同，空气阻力与速度成正比，则下列说法正确的是(　　)

A. 只要h足够大，“子弹”一定能击中“靶子”

B. 由于空气阻力，“子弹”不可能击中“靶子”

C. “子弹”和“靶子”运动过程中在一水平线上

D. “子弹”落地速度可能小于“靶子”落地速度

10. 如图所示，一小滑块以某一初动能沿固定斜面向下滑动，最后停在水平面上．滑块与斜面间、滑块与水平面间的动摩擦因素相等，忽略斜面与水平面连接处的机械能损失．则该过程中，滑块的动能Ek、机械能E与水平位移x关系的图线可能是(　　)

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)某同学测量一新型电源的电动势和内阻，器材有：一个满偏电流为100 μA、内阻为25 00 Ω的表头，一个开关，电阻箱(0～999.9 Ω)，滑动变阻器R0(最大阻值100 Ω，允许最大电流1.5 A)，若干导线，刻度尺和记号笔．

(1) 由于表头量程偏小，该同学将表头与电阻箱连接，将表头改装成量程为50 mA的电流表，该电阻箱阻值应为________Ω(保留2位有效数字).

(2) 该同学用改装后的电流表测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，完成表头改装和实验电路的实物图连接．

(3) 开关闭合前，借助刻度尺和记号笔将滑动变阻器的电阻丝螺线管均分成5等份，将相应位置标记为n＝0、1、2、3、4、5，闭合开关，将滑动变阻器滑片依次置于不同标记点n，并记录改装后电流表的示数，即可得到下表的5组数据，请在坐标系中作出n图像．

(4) 求出该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(均保留2位有效数字)

12. (8分)如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料的折射率n＝2，圆弧的半径为R，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形．在D处有一点光源，只考虑首次从圆弧直接射向AB、BC表面的光线，求：

(1) 该透明材料的临界角；

(2) 有一部分光不能从AB、BC面直接射出，这部分光线照射的圆弧弧长．

13.  (8分)如图所示，宽度为L的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直放置在导轨上，导体棒右侧存在垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场．现有一黏性绝缘材料做成的子弹以水平向右的初速度v0击中导体棒的中间位置，与导体棒粘合在一起后共同进入磁场．子弹质量为m，不计导轨电阻，导体棒ab与导轨始终垂直且接触良好．求：

(1) 电路最大电流；

(2) 导体棒在磁场运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热．

14. (13分)如图所示，轻杆上端可绕光滑铰链O在竖直平面内自由转动．小球A固定在轻杆末端．用细绳连接小球B，绳的另一端穿过位于O点正下方小孔P与A相连．用沿绳斜向上的拉力作用于小球A，使杆保持水平，撤去拉力，小球A、B带动轻杆绕O点转动．已知小球A、B的质量均为m，杆长为L，OP长为2L，重力加速度为g，忽略一切阻力．

(1) 杆保持水平时，求轻杆对小球A拉力的大小；

(2) 运动过程中，求两小球速度大小相等时的速度值；

(3) 运动过程中，求两小球速度大小相等时细绳对小球A的拉力．

15.  (16分)如图所示，在坐标原点有一粒子源，以大小相同的初速度v0，向场区各方向射出质量均为m、电荷量均为＋q的带电粒子．x>0区域内存在n组相邻的匀强电场和匀强磁场，电场宽度为d，电场强度E＝，方向水平向右；磁感应强度B＝，方向垂直纸面向里．不计重力及粒子间的相互作用力．

(1) 求进入第1组磁场区的粒子的速度大小v1；

(2) 调节磁场宽度，恰好使所有带电粒子都不能从第1组磁场的右边界穿出，求磁场的宽度Δx；

(3) 保持该组合场条件不变，撤去粒子源，将另一带电粒子从O点由静止释放，若该带电粒子恰好不能穿过第n组磁场的右边界，求该带电粒子的比荷 .

2022～2023学年高三年级模拟试卷(常州)

物理参考答案及评分标准

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

11. (1) 5.0(3分)

(2) 如图1所示(3分)

图1

　　　　　　图2

(3) 如图2所示(3分)　(4) 1.8～1.9(3分)　13～14(3分)

12. (8分)解：(1) 根据sin C＝　(2分)

可知临界角为C＝30°　(2分)

(2) 如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF＝30°

同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则

∠CDH＝30°(2分)

所以照射在AC边上的入射光，有弧长为πR区域的光不能从AB、BC边上直接射出，即＝πR(2分)

13. (8分)解：(1) 子弹与导体棒ab碰撞过程动量守恒mv0＝2mv(1分)

解得导体棒进入磁场的最大速度为v＝

最大感应电动势E＝BLv(1分)

电流I＝(1分)

解得电路中最大电流I＝(1分)

(2) 导体棒与子弹一起进入磁场后，根据能量守恒可得Q总＝·2mv2(2分)

电阻R上产生的焦耳热QR＝Q总(1分)

解得QR＝(1分)

14. (13分)解：(1) 对小球A受力分析，由矢量三角形关系得T1＝mg tan α＝(4分)

(2) 由几何关系得，小球A下降的高度hA＝L(1－sin 30°)＝

小球B下降的高度hB＝－＝(－)L(1分)

由机械能守恒ΔEp＝ΔEk，且小球A在最低点时，小球B的速度大小为零(1分)

则mghA＋mghB＝×2mv2(1分)

解得v＝(1分)

(3) 对小球A受力分析可得FT＋mg cos 30°＝ma(2分)

对小球B有mg－FT＝ma(2分)

解得FT＝mg(1分)

15. (16分)解：(1) 所有粒子到达第1组磁场区的速度大小v相同，由动能定理可得

qEd＝mv－mv(2分)

解得v1＝2v0(1分)

(2) 考虑到沿y轴负方向射入电场的粒子更容易射出第1组磁场区域，粒子进入磁场，电磁场分界线的夹角为θ＝60°(1分)

粒子在磁场中做圆周运动，满足qvB＝m(1分)

运动半径R＝＝d(1分)

由几何关系可得Δx＝R＋R cos θ(1分)

解得磁场的宽度Δx＝d(1分)

(3) (解法1)设粒子在第n层磁场中运动的速度为vn，轨迹半径为rn(下标表示粒子所在组数)，在电场中，根据动能定理有nq′Ed＝m′v(1分)

在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力q′vnB＝m′(1分)

设射出第k－1个磁场时速度方向与x轴夹角为θk－1，通过第k个电场后速度的方向与水平方向的夹角为αk，vk－1sin θk－1＝vk sin αk，即rk－1sin θk－1＝rk sin αk(1分)

在第k个磁场中，由图中几何关系可以得到rk sin θk－rk sin αk＝d(1分)

联立可得rk sin θk－rk－1sin θk－1＝d(k＝1，2，3，…，n)(1分)

r0＝0，r1sin θ1＝d，上式由k＝1到k＝n各式两边累加得

sin θn＝(1分)

sin θn＝1(1分)

＝·(1分)

(解法2)设粒子在第n层磁场中运动的速度为vn，轨迹半径为rn(下标表示粒子所在组数)，在电场中，根据动能定理有nq′Ed＝m′v(1分)

电场中，电场力不能改变粒子在y方向的动量，则从释放至恰好从第n组磁场返回，全过程中，根据动量定理可得q′vxBt＝m′vn(2分)

又因为vxt＝nd(2分)

联立解得＝·(2分)