2023届山西省孝义中学高三下半期联考物理试题

2023届山西省孝义中学高三下半期联考物理试题

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、生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；下列关于静电防止与应用说法正确的是（　　）

A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害

B．静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关

C．在地毯中夹杂0.05~0.07mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害

D．小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害

2、如图所示是利用光电管产生光电流的电路是（ ）

A．K为光电管的阳极

B．通过灵敏电流计G的电流方向从b到a

C．若用黄光照射能产生光电流，则用红光照射也一定能产生光电流

D．若用黄光照射能产生光电流，则用紫光照射也一定能产生光电流

3、2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫基发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星，北斗三号CEO-2是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是（　　）

A．地球同步轨道卫星的运行周期为定值

B．地球同步轨道卫星所受引力保持不变

C．地球同步轨道卫星绕地运行中处干平衡状态

D．地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度

4、如图是世界物理学史上两个著名实验的装置图，下列有关实验的叙述正确的是

A．图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福指导他的学生们进行粒子散射实验研究时，发现了质子和中子

B．图甲是粒子散射实验装置，汤姆孙根据粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”结构

C．图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大

D．图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光光照强度一定，则光的频率越大所产生的饱和光电流就越大

5、如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止．移动过程中（    ）

A．细线对小球的拉力变小

B．斜面对小球的支持力变大

C．斜面对地面的压力变大

D．地面对斜面的摩擦力变小

6、通过实验研究通电长直导线间的相互作用规律。如图所示，为两根平行的长直导线，通过外接直流电源分别给两导线通以相应的恒定电流。为导线所在平面内的两点。下列说法中正确的是（　　）

A．两导线中的电流大小相等、方向相反时，点的磁感应强度为零

B．导线电流向上、导线电流向下时，导线所受安培力向右

C．点的磁感应强度一定不为零

D．两导线所受安培力的大小一定相等

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、2018年7月27日将发生火星冲日现象，我国整夜可见，火星冲日是指火星、地球和太阳儿乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间 此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察．地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为团，火最公转轨道半径为地球的1.5倍，则（　　）

A．地球的公转周期比火星的公转周期小

B．地球的运行速度比火星的运行速度小

C．火星冲日现象每年都会出现

D．地球与火星的公转周期之出为：

8、如图所示，x轴上方有两条曲线均为正弦曲线的半个周期，其高和底的长度均为l，在x轴与曲线所围的两区域内存在大小均为B，方向如图所示的匀强磁场，MNPQ为一边长为l的正方形导线框，其电阻为R，MN与x轴重合，在外力的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速向右穿越磁场区域，则下列说法中正确的是（　　）

A．线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大

B．线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大

C．穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为

D．穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为

9、如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻波的图像，波源s位于原点O处，波速v=4m/s，振幅。t=0时刻，平衡位置在x=8m处的质点P刚好开始振动，质点M的平衡位置在处。则下列说法正确的是_________

A．波源s的起振方向沿y轴正方向

B．波源s的振动周期为0.5s

C．t=ls时刻，质点P运动到M点

D．质点P的振动方程为y=2sin(t)cm

E.在t=0到t=3.5 s这段时间内，质点M通过的路程为10 cm

10、如图所示，擦亮的锌板与验电器上的金属球相连，验电器上的铝箔原来是不张开的．现让紫外线照射到锌板，观察到验电器的铝箔张开．下列说法正确的是(  )

A．验电器的铝箔带负电

B．此实验可以说明光具有粒子性

C．若改用X射线照射锌板，则观察到验电器的铝箔会张开

D．若改用激光器发出高亮度的红光照射锌板，则观察到验电器的铝箔也有可能会张开

E.若增大紫外线的照射强度，则逸出电子的最大初动能变大

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）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点, OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果面出的图．

(1)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____________________．

(2)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有______

A．刻度尺           B．量角器          C．弹簧测力计

(3)有关该实验，下列说法正确的是______

A．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选:若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．

B．在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同即可．

C．用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角应取合适角度，以便算出合力大小．

D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可．

E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行．

(4)在该实验中，如果将OB与OC细绳也换成橡皮条，那么对实验结果___________影响．(选填“有"或“没有”)

12．（12分）热敏电阻包括正温度系数电阻器（PTC）和负温度系数电阻器（NTC）。正温度系数电阻器（PTC）在温度升高时电阻值越大，负责温度系数电阻器（NTC）在温度升高时电阻值越小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中。某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx（常温下阻值约为10.0Ω）的电流随其两端电压变化的特点。

A．电流表A1（满偏电流10mA，内阻r1=10Ω）

B．电流表A2（量程0～1.0A，内阻r2约为0.5Ω）

C．滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）

D．滑动变阻器R2（最大阻值为500Ω）

E．定值电阻R3=990Ω

F. 定值电阻R4=140Ω

G．电源E（电动势12V，内阻可忽略）

H．电键、导线若干

（1）实验中改变滑动变阻器滑片的位置，使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，请在所提供的器材中选择必需的器材，应选择的滑动变阻器______。（只需填写器材前面的字母即可）

（2）请在所提供的器材中选择必需的器材，在虚线框内画出该小组设计的电路图_____。

（3）该小组测出某热敏电阻Rx的I1—I2图线如曲线乙所示，NTC热敏电阻对应的曲线是____（填①或②）。

（4）若将上表中的PTC电阻直接接到一个9V，内阻10Ω的电源两端，则它的实际功率为_______W。（结果均保留2位有效数字）

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）如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对乘客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持lm/s的恒定速率运行。乘客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数为2.1．A、B间的距离为4.5m。若乘客把行李放到传送带A处的同时接受工作人员安检，2s后从A处平行于传送带运动到B处取行李。乘客先由静止开始以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，然后做加速度大小为2.5m/s2的匀减速直线运动到B处时速度恰为2．求乘客与行李到达B处的时间差。（重力加速度g取12m/s2）

14．（16分）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB，FG和直窄轨BC，GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段均为竖直的圆弧，半径相等，分别在B，G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，BC、GH等长且与DE，IJ均相互平行，CD，HI等长，共线，且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场，窄轨间距为，宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a，b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为L，质量均为m，电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：

（1）a棒刚进入水平轨道时，b棒加速度ab的大小；

（2）b棒在BC段运动过程中，a棒产生的焦耳热Qa；

（3）若a棒到达宽轨前已做匀速运动，其速度为a棒刚到达B位置时的，则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。

15．（12分）底面积为S，高度为L，导热性能良好的气缸竖直放置，气缸开口向上，用一质量可忽略不计的活塞封闭了一定质量的气体，稳定时活塞恰好位于气缸口处。一位同学把某种液体缓慢地倒在活塞上，使活塞沿气缸壁无摩擦的缓慢向下移动，已知大气压强为P0=1.0×105Pa，环境温度保持不变。求：

(1)若某种液体为水，为了满足题意，气缸的高度L应满足什么条件？（ρ水=1.0×103kg/m3）

(2)若某种液体为水银，气缸高度L=2.0m，则活塞下降的高度h为多少时就不再下降？（ρ水银=13.6×103kg/m3）

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、C

【解析】
A.印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；

B.静电复印机是利用静电工作的，与静电有关，故B错误；

C.不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故C正确；

D.小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线，接受无线电信号用，不属于防止静电危害，故D错误。

故选C。

2、D

【解析】

K受到光照发射电子，为光电管的阴极，则电流为顺时针，从a到b．若用黄光照射能产生光电流，则用频率大于黄光的光照射一定能产生光电流，例如紫光．答案选D．

3、A

【解析】
A．同步卫星相对地球是静止的，即运行周期等于地球自转周期，为定值，A正确；

BC．地球同步轨道卫星所受引力充当圆周运动的向心力，时时刻刻指向圆心，为变力，其合力不为零，故不是出于平衡状态，BC错误；

D．第一宇宙速度是最小发射速度，最大环绕速度，即为在地球表面环绕的卫星的速度，而同步卫星轨道半径大于地球半径，根据可知，轨道半径越大，线速度越小，所以同步卫星运行速度小于第一宇宙速度，D错误。

故选A。

4、C

【解析】
AB、图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福提出了核式结构模型；卢瑟福通过用粒子轰击氮原子放出氢核，发现了质子；查得威克发现了中子；汤姆孙通过研究阴极射线中粒子的性质发现了电子，故选项A、B错误；

C、图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应方程可知超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大，故选项C正确；

D、光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大，入射光的光强一定时，频率越大，光电子的最大初动能最越大，而不是所产生的饱和光电流就越大，故选项D错误．

5、D

【解析】
此题是力学分析中的动态变化题型，其中球的重力以及支持力方向都没变，故可画动态三角形，如图，可知慢慢增大，减小，故AB错；可由隔离法分析斜面与地面之间力的作用，已知球给斜面的压力减小，故斜面对地面压力减小，对地面摩擦力减小，可知D正确，C错误．故选D．

6、D

【解析】
A．两导线的电流方向相反，由安培定则知两电流在点产生的磁场方向相同，则合磁感应强度不为零，故A错误；

B．N导线电流向下，由安培定则知该电流在M导线处产生垂直纸面向里的磁场。M导线电流向上，由左手定则知M导线所受安培力向左，故B错误；

C．若两导线通以反向电流，由安培定则知在点产生相反方向的磁场。若M导线电流较强、N导线电流较弱，它们在点产生的磁感应强度的大小可能相等，则合磁感应强度可能为零，故C错误；

D．不管两导线中电流的大小、方向如何，两导线间相互作用的安培力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D正确。

故选D。

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. 地球和火星绕太阳转动，万有引力提供向心力，，得，火星的公转轨道半径大，加速度小，故A错误；

B. 根据公式，可知火星的运行速度比地球小，故B错误；

CD、地球公转周期为1年，而火星的周期大于1年，每个冲日周期内，地球比火星多转一圈，所以不是每年出现火星冲日现象，故C错误；

D．根据开普勒第三定律，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，所以地球与火星的公转周期之比为 ，故D正确．

故选D.

点睛：根据万有引力提供向心力，分析地球和火星加速度、线速度之间的关系；根据地球公转周期为1年，每个冲日周期内，地球比火星多转一圈，所以不是每年出现火星冲日现象，根据开普勒定律分析火星周期与地球周期的关系．

8、BC

【解析】
AB．电流和切割长度成正比，所以线框的PN边到达x坐标为处时，相当于长度为l的边框来切割磁感线，线框的PN边到达x坐标为处时， 相当于两个长度为l的边框来切割磁感线，两个电动势叠加，所以线框的PN边到达x坐标为处时，感应电流最大为

故A错误，B正确；

C．因为电流的变化符合交流电的特征，所以线框的PN边到达x坐标为处时，产生的焦耳热为

线框的PN边从到2l处时，产生的焦耳热为

线框的PN边从2l到处时，产生的焦耳热为

所以产生的总焦耳热为

又因为外力所做的功就等于焦耳热，所以C正确，D错误。

故选BC。

9、ADE

【解析】
A．已知波沿x正方向传播，而P点刚好起振，由同侧法可知起振方向沿y轴正方向，故A正确；

B．由图读出，根据

故B错误；

C．参与传播的质点振动在平衡位置沿y轴振动，并不会沿x轴传播，故C错误；

D．质点的振幅为2cm，则振动方程，故D正确；

E．时间关系为

M点起振需要时间1s，剩下的时间振动的路程为

故E正确。

故选ADE。

10、BC

【解析】
A．紫外线照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，故A错误；

B．光电效应说明光具有粒子性，故B正确；

C．若改用X光(其频率高于紫外线的频率)照射锌板时，依据光电效应发生条件，一定能使锌板发生光电效应，故其夹角一定会变得更大，故C正确；

D．若改用激光器发出高亮度的红光(其频率低于紫外线的频率)照射锌板，依据光电效应发生条件，则观察到验电器的铝箔可能不会张开，故D错误；

E．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率有关，故E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、F′    AC    AE    没有   

【解析】
（1）[1].F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；

（2）[2].该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有刻度尺和弹簧测力计，故选AC.

（3）[3].A.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．故A正确．

B.在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的结点与用两个弹簧测力计拉时拉到同一位置O，故B错误．

C.用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角没有严格要求，故C错误．

D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，故D错误．

E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行，故E正确．

（4）[4].由于用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计拉橡皮条结点，只需要效果相同，所以将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果．

12、C        ②    2.0W(1.9~2.1W)   

【解析】
(1)[1]因为要求加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器采用分压接法，为了便于调节，应选择最大阻值小的滑动变阻器，故填C。

(2) [2]因为器材没有电压表，故用已知内阻的电流表A1串联一个大电阻R3改装成电压表。由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示

(3)[3] 把热敏电阻Rx的I1—I2图线的纵坐标改成，即热敏电阻的电压，单位为V，图像就成为热敏电阻的图像。图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻值。随电压增大，电流增大，电阻实际功率增大，温度升高。NTC热敏电阻在温度升高时电阻值减小，故对应的曲线是②。

(4)[4]做出9V，内阻10Ω的电源的图像

其与曲线②的交点坐标的乘积即为所要求的实际功率，为

由于作图和读书有一定的误差，故结果范围为1.9~2.1W。

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、3S

【解析】
对行李，设加速度为a，则有：a=μg

设行李速度达到lm/s时，时间为t1，位移为x1，则有：

时间为：t1=

位移为：x1=

整理代入数据得：

t1=ls

x1=2.5m＜4.5m

设行李匀速运动时间为t2，则有：

t2==4s

即行李从A到B所需时间为：

t1+t2=5s

对乘客，设经过t时间由A到B，则有：x=2×

代入数据得：

t=6s

故乘客从把行李放到A处到B点所用时间为：6s+2s=8s

故乘客与行李到达B处的时间差为：

△t=8s-5s=3s

14、（1）；（2）；（3）

【解析】
（1）a棒刚进入水平轨道时，由机械能守恒得

解得

由：

得

由牛顿第二定律

（2）b棒在窄轨上运动的过程中，对a、b棒，设b棒刚滑上宽轨时的速度为，此时a棒的速度为，由动量守恒得： 

又由：

得

故由能量守恒，该过程中系统产生的焦耳热：

又因此过程中，a、b棒连入电路的电阻相等，故由

得

（3）当a棒在窄轨上匀速时，b棒在宽轨上也一定匀速，设其速度分别为、，由

E=BLv

知

由得

而由可得

b棒刚滑上宽轨时，a，b两棒的总动能为

b棒在宽轨上第一次恰好达到匀速时，a，b两棒的总动能为

故从b棒刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中，两棒产生的总焦耳热

而此过程中，b棒连入电路的电阻是a棒的两倍，由

知

15、 (1)L＞10m；(2)h=1.26m

【解析】
(1)设活塞下降的距离为ΔL，为了满足题意，应有气体增加的压强Δp小于水产生的压强，即

Δp＜ρ水gΔL

气体做等温变化，有

p0SL=(p0+Δp)S(L－ΔL)

两式联立，得

L－ΔL＞10m

活塞下降ΔL＞0，所以

L＞10m

(2)由(1)中分析知，活塞不再下降，即气体增加的压强等于水银产生的压强，有

Δp=ρ水银gh

p0SL=(p0+Δp)S(L－h)

联立两式并代入数据，得

h=1.26m