2022-2023学年辽宁省大连市滨城联盟高三上学期期中考试物理试题（‖）含解析

  滨城高中联盟2022-2023学年度上学期高三期中（Ⅱ）考试

物理试卷

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. “司南”是我国古代四大发明之一，主体由磁勺和罗盘构成。据东汉《论衡》记载，其“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”。若在静止磁勺正上方附近，放置一根由南向北通电的直导线，请推测勺柄将（　　）

A. 向正东方向转动 B. 向正西方向转动

C. 向正南方向移动 D. 向正北方向移动

【答案】A

【解析】

【详解】由于在磁勺正上方放置一根由南向北通电的直导线，根据安培定则可知电流在磁勺处的磁场方向指向正西方向，则磁勺的N极向正西方向转动，S极向正东方向转动，根据题意可知，勺柄为磁勺的S极，即勺柄将向正东方向转动。

故选A。

2. 2022年11月3日，我国空间站梦天实验舱成功与天和核心舱前向端口实现对接，并顺利完成转位，天宫空间站整体“T”字基本构型在轨组装完成，标志着我国航空航天事业再上新台阶。据报道，天宫空间站绕地飞行时间约为90分钟，其轨道近似呈圆形，以下说法正确的是（　　）

A. 梦天实验舱的发射速度需达到11.2km/s

B. 空间站内的宇航员不受重力作用

C. 空间站轨道半径大于同步卫星轨道半径

D. 在绕地飞行过程中，空间站的机械能保持不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．11.2km/s是第二宇宙速度，指卫星脱离地球束缚的最小发射速度，梦天实验舱站没有脱离地球束缚，因此梦天实验舱的发射速度小于11.2km/s，A错误；

B．空间站内的宇航员处于完全失重状态，但是宇航员仍然受到重力作用，B错误；

C．根据

解得

由于同步卫星的周期为24小时，大于天宫空间站绕地飞行时间，约为90分钟，因此空间站的轨道半径小于同步卫星轨道半径，C错误；

D．在绕地飞行过程中，空间站仅仅受到万有引力，因此空间站的机械能保持不变，D正确。

故选D。

3. 如图所示，质量相等的两个静止小球A和B，中间用轻质弹簧连接，A的上端用轻绳系在足够高的天花板上。现将轻绳剪断开始计时，直至A球速度为，B球速度为，且方向均向下，则该过程所用时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】对小球A进行分析有

对小球B进行分析有

由于弹簧对A的作用力与弹簧对B的作用力等大反向，则有

解得

4. 如图所示，长度的轻绳一端固定于天花板，另一端系一可视为质点的小球A，A在水平面内以角速度做匀速圆周运动。绳与竖直方向夹角为θ，忽略空气阻力，若，则以下说法正确的是（　　）

A. 小球实际受到重力、拉力、向心力三个力的作用

B. 只要足够大，θ可以为90°

C. 可以等于3rad/s

D. 可以等于4rad/s

【答案】D

【解析】

【详解】A．向心力是一个效果力，是由物体所受外力沿半径方向的合力提供，实际上不存在，小球实际受到重力、拉力二个力的作用，A错误；

B．由于小球体做匀速圆周运动，由小球体所受外力的合力提供向心力，则小球体在竖直方向上的合力为0，若θ为90°，此时竖直方向上的合力等于重力，不为0，小球体不可能做匀速圆周运动，即无论有多大，θ都不可能为90°，B错误；

C．对小球体分析有

解得

，

则有

可知，C错误，D正确。

故选D。

5. 生活中常常用到“轮轴”系统，该系统能绕共轴线旋转，如图甲所示。某工地在距离地面高度H=8m的地方安装了一个轮轴，其轴与轮的半径比为1:3，工人们用它吊起质量m=100kg的重物，截面图如图乙所示。若拖车从A点静止出发，到达B点时速度为v=5m/s，AB间距离，不计轮轴质量及一切阻力，轮轴大小相对H可忽略，则过程中绳子对重物做的功为（　　）

A. 10050J B. 6450J C. 6050J D. 2450J

【答案】A

【解析】

【详解】在B点将速度v沿绳与垂直于绳分解，如图所示

则有

根据几何关系有

令重物的速度为v3，则有

令重物上升的高度为h，则有

根据功能关系有

解得

W=10050J

故选A。

6. 2022年11月8日举办的珠海航展再次展现了我国强大的航天制造实力，其中可自由变向的无人机装备表演尤其引人瞩目。若一无人机只受到重力和恒定推力，正以的速度竖直向上匀速升空，突然收到指令，推力保持原来大小将方向调整为与竖直方向夹角为且不变，则在此后的运动中，无人机的最小速度为（　　）

A. 0 B. 1m/s C. m/s D. 2m/s

【答案】C

【解析】

【详解】无人机推力调整后速度与受力的关系如图所示

根据平行四边形定则合成推力和重力如图，将速度按照平行和垂直合力的方向进行分解，可知，沿方向无人机做匀减速直线运动，沿方向无人机做匀速运动，当减小到零时，无人机的速度最小，即此时无人机的速度等于，推力与竖直方向夹角为且

与的夹角为

由几何关系可知，与的夹角为，故

故选C。

7. 一水平足够长绝缘传送带处于静止状态，其上方空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，另有一带正电的物块静止于传送带左端，且与传送带间动摩擦因数为。从某时刻起，传送带开始以恒定加速度a（）启动，则物块的v—t图像大致为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由于，则物块将相对传送带向左运动，物块向右做运动，根据左手定则，物块受到竖直向下的洛伦兹力，在竖直方向上有

水平方向上有

则有

可知物块先做加速度增大的变加速直线运动，经历一段时间后，加速度将大于传送带的加速度a，之后速度将增大至与传送带速度相等，两者保持相对静止，共同做加速度为a的匀加速直线运动，由于v—t图像的斜率表示加速度，可知第三个图像是正确的。

故选C。

8. 坐标原点O处有一均匀带电圆环，其中轴线上电势随坐标x变化图像如图所示，则以下说法正确的是（　　）

A. 该圆环带正电

B. A点电场强度大于B点电场强度

C. O点电场强度最大

D. 若将质子从A沿中轴线移动到B，则电场力先做负功后做正功

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由于沿电场线电势降低，根据图像可知，带电圆环的电场方向由圆环直线无穷远，可知，该圆环带正电，A正确；

B．图像中，图线某点切线的斜率的绝对值表示该点电场强度的大小，由图像可知，A点位置切线斜率的绝对值大于B点位置切线斜率的绝对值，则A点电场强度大于B点电场强度，B正确；

C．根据图像可知，O点处切线斜率为0，即O点电场强度最小，C错误；

D．由于沿电场线电势降低，则在O点左侧，电场方向向左，质子所受电场力方向向左，在O点右侧，电场方向向右，质子所受电场力方向向右，可知将质子从A沿中轴线移动到B，则电场力先做负功后做正功，D正确。

故选ABD。

9. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，为滑动变阻器，C为平行板电容器，、、为理想电流表，、为理想电压表，电路处于稳定状态。当的滑片向左移动一小段距离，电路再次稳定时，以下说法正确的是（　　）

A. 电容器C两极板电势差变大

B. 电流表示数变小

C. 电压表的变化量与的变化量之比变大

D. 电流表的变化量与的变化量之比不变

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．的滑片向左移动一小段距离，接入电阻减小，根据“串反并同”，可知电容器C两极板电势差变大，电流表示数变大，A正确，B错误；

C．根据

可知

解得

又由于

则有

解得

即电压表的变化量与的变化量之比为一个定值，C错误；

D．根据

解得

则有

将电源与定值电阻、等效为一个新电源，则有

，

则有

解得

即电流表的变化量与的变化量之比不变，D正确。

故选AD。

10. 如图所示，倾角为、质量为m的不带电斜面始终静止于水平地面上，空间有一平行纸面的匀强电场（图中未画出），另有一质量也为m、带电量为+q的物块沿斜面向上匀速运动。若斜面与物块间动摩擦因数，重力加速度为g，则（　　）

A. 物块可能受到三个力

B. 电场强度E的最小值为

C. 当电场方向竖直向上时，地面对斜面的支持力最小

D. 当电场方向水平向右时，地面对斜面的摩擦力最大

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．物块沿斜面向上做匀速直线运动，则合力为0，若电场力与重力平衡，则物块受到两个力，若重力与电场力不平衡，则物块受到斜面的支持力，由于物块与斜面间发生了相对运动，此时物块必定受到斜面的滑动摩擦力，即受到四个力，物体不可能只受到三个力，A错误；

B．若物块受到两个力，则有

解得

若物块受到四个力，将支持力与滑动摩擦力合成如图所示

则有

解得

对物块分析，作出受力动态三角形如图所示

可知，电场强度E取最小值时有

解得

则电场强度E的最小值为，B正确；

CD．令电场强度方向与竖直向上的方向间的夹角为α，则

对物块与斜面整体分析有

，

则当电场方向竖直向上时，α等于0，此时

当电场方向水平向右时，α等于，此时

CD正确。

故选BCD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 如图a所示的螺旋测微仪的示数为______mm，如图b所示的游标卡尺的示数为______cm。

【答案】    ①. 3.700    ②. 0.510

【解析】

【详解】[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为

3.5mm+0.01×20.0mm=3.700mm

[2]根据游标卡尺的读数规律。该读数为

5mm+0.05×2mm=5.10mm=0.510cm

12. 在实验室中欲测量一阻值约为5 Ω的电阻的精确阻值，要求有尽可能高的测量精度，电压表电流表的示数变化范围大，测得多组数据。备有以下器材：

待测电阻Rx，阻值约5 Ω

电流表A1,量程0.6 A,内阻r1约为1 Ω

电流表A2,量程600 μA,内阻r2=10 Ω

电压表V,量程15 V,内阻r3约为15 kΩ

电阻箱R1,最大阻值9 999 Ω

滑动变阻器R2,最大阻值5 Ω,最大电流2 A

电源E,电动势3.0 V,内阻不计

开关S、导线若干

(1)在虚线框中画出电路图,注意标明所用器材的代号。_______________

(2)若选取测量数据中的一组来计算Rx,则所用的表达式Rx=________,式中各物理量的意义:_______________。

【答案】    ①.     ②.     ③. I1为电流表A1的读数，I2为电流表A2的读数，R1为电阻箱的读数，r2为电流表A2的内阻

【解析】

【详解】（1）[1]要求有尽可能高的测量精度,电压表电流表的示数变化范围大，测得多组数据，所以在选择电路时，我们应该选择分压电路，电源电动势为3V，而给的电压表量程太大，会导致测量不准确，所以要用一个电流表和一个定值电阻串联改装电压表，考虑到减小误差，所以选择电流表外接的方式，电路图如图所示：

（2）[2]根据串并联关系可得待测电阻

[3]公式中各个物理量代表的意义：I1为电流表A1的读数,I2为电流表A2的读数,R1为电阻箱的读数,r2为电流表A2的内阻。

13. 某同学用如图（a）所示装置验证加速度与力的关系。小车通过细绳与钩码相连，固定在小车上的挡光片宽度为d，光电门传感器固定在轨道上，为平衡摩擦力，他们将轨道调整为左高右低。实验时，将小车从某一位置由静止释放，通过光电门测出挡光片的挡光时间，实验中小车从同一位置由静止释放，记录弹簧测力计的示数F，改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，测得多组和F。他们在坐标系中，得到如图（b）所示的点。

（1）实验中钩码的质量______（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量；

（2）（单选）该图像斜率与哪个量无关（      ） ；

A.小车的质量      B.钩码的质量      C.小车释放的位置    D.挡光片的宽度d

（3）若图像过原点，小车的位移为s，小车的质量为M，请写出关于F的函数表达式______；

（4）该图像在横轴上有一段正截距，为使图像过坐标原点，应适当______斜面左侧的高度（填写“减小”或“增大”）。

【答案】    ① 不需要    ②. B    ③.     ④. 增大

【解析】

【详解】（1）[1]弹簧测力计通过动滑轮与小车相连，则小车受到的拉力等于测力计的示数F，与钩码的质量无关，所以钩码的质量不需要远小于小车的质量。

（2）[2]小车通过光电门时的速度

设小车初位置到光电门的距离为s，由匀变速直线运动的速度位移公式可得

由牛顿第二定律可得

联立以上各式可得

图像的斜率

可知，斜率与小车质量、小车释放的位置、挡光片的宽度有关，与钩码的质量无关。

故选B。

（3）[3]由（2）可知

（4）[4] 图线在横轴上有一段正截距，说明当力F在某个值时，小车才运动，据此可知小车没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够，即适当增大斜面左端的高度可以使图像过坐标原点。

14. 如图所示，空间中存在一无穷大且E=2V/m的水平向左匀强电场，质量均为的绝缘体A、B（可视为质点）放在水平地面同一位置，其中A物体不带电，B物体电量为，两物体与地面间的动摩擦因数均为0.2。若A以的初速度向左运动，B以同样大小的初速度向右运动，g=10m/s2，求：

（1）物体间的最大距离为多少？

（2）经过多长时间，两物体相遇？（可用根式表示）

【答案】（1）10m；（2）

【解析】

【详解】（1）A向左运动

解得

B向右运动

解得

当B减速至0时

解得

B的位移

解得

此时A向左的速度

解得

A的位移

解得

此时二者相距

由于

则B物体会向左加速

解得

直至A、B共速时，距离最大，即

解得

，

A、B在此过程的位移分别为

，

解得

则A、B间最大距离

（2）当A从共速到停止时

解得

此时

，

解得

，

此时尚未追上，再需才能追上，即

解得

则有

解得

15. 如图所示，质量为2kg的物体A上表面为半径0.15m的光滑圆弧，在圆心O的正下方有一质量也为2kg的小球B（半径可忽略），在A的右侧有一质量为4kg，且与A等高的物块C处于静止状态，若开始时，A与B以相同速度3m/s向右运动，并与物块C发生弹性碰撞（碰撞时间极短），不计一切摩擦及阻力，求：

（1）碰撞后，物块C速度的大小；

（2）小球B与物块A分离时，物块A速度的大小；

（3）小球B到达最高点时，B与A的圆心O之间的高度差。

【答案】（1）2m/s；（2）1m/s；（3）025m

【解析】

【详解】（1）A、C碰撞时根据动量守恒、能量守恒有

，

解得

，

（2）A、B水平方向动量守恒，分离时A、B水平方向共速，该速度即为分离时A的速度

解得

（3）由于

表明B存在竖直方向的分速度，令B的速度为则有

由速度分解可知

可得

B与A分离后做斜抛运动，最大高度时竖直速度为0，则

解得

16. 如图为质谱仪的示意图。已知速度选择器两极板间的匀强电场场强为E，磁感应强度为B1，分离器中磁感应强度为B2。大量某种离子，经电场加速后从O平行于极板沿极板中间进入，部分离子通过小孔O′后垂直边界进入偏转磁场中，在底片上形成了宽度为x的感光区域，测得感光区域的中心P到O′点的距离为D。不计离子的重力、离子间的相互作用、小孔O′的孔径。

（1） 已知打在P点的离子，在速度选择器中沿直线运动，求该离子的速度v0和比荷；

（2） 若进入分离器的速度略有变化，求击中感光区域内离子的速度范围；

（3） 已知以v=v0±Δv的速度从O点射入的离子，其在速度选择器中所做的运动为一个速度为v0的匀速直线运动和另一个速度为Δv的匀速圆周运动的合运动，试求该速度选择器极板的最小长度L和最小宽度d。

【答案】（1），；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）速度选择器中做直线运动有

解得

分离器中有

， 

解得

（2）由图可知速度最大对应半径

速度最小对应半径

有

得

同理可得

 击中感光区域离子速度范围

             …

（3）离子在B1中的运动周期

最小长度

设板间距离为d，离子在B1中的运动最大半径

有

，

解得