2023届杭州第十三中学高三下物理试题一模调研测试（期末）试题

这是一份2023届杭州第十三中学高三下物理试题一模调研测试（期末）试题，共17页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。
2023届杭州第十三中学高三下物理试题一模调研测试（期末）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、下列说法正确的是（　　）
A．一定量的理想气体，当气体体积增大时，气体一定对外界做功
B．物体放出热量，其内能一定减少
C．温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，
D．压缩气体需要用力，这是因为气体分子间存在斥力
2、如图甲所示，线圈固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当磁场的磁感应强度大小随时间变化时，边的热功率与时间的关系为（为定值）。图乙为关于磁感应强度大小随时间变化的图象，其中可能正确的是（　　）

A．B．C．D．
3、采用一稳压交流电源给如图所示电路供电，R1、R2、R3 是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的匝数比为2：1，开关断开时电路消耗的总功率为P，则开关闭合时电路消耗的总功率为（　　）

A．PB．C．D．
4、如图所示，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。φM、φN和EM、EN分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，则电子从M点逆时针运动到N点（　　）

A．φM＞φN，EM＜ENB．φM＜φN，EM＞EN
C．电子的动能减小D．电场力对电子做了正功
5、2018年12月8日我国嫦娥四号探测器成功发射,实现人类首次在月球背面无人软着陆。通过多次调速让探月卫星从近地环绕轨道经地月转移轨道进入近月环绕轨道。已知地球与月球的质量之比及半径之比分别为a、b,则关于近地卫星与近月星做匀速圆周运动的下列判断正确的是
A．加速度之比约为
B．周期之比约为
C．速度之比约为
D．从近地轨道进入到地月转移轨道,卫星必须减速
6、小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰撞前的。以刚开始下落时为计时起点，小球的v－t图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A．图像中选取竖直向下为正方向
B．每个阶段的图线并不相互平行
C．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半
D．每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半
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、如图的实验中，分别用波长为的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U1．设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，极限波长为，下列说法正确的是（ ）

A．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为
B．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为
C．普朗克常量等于
D．阴极K金属的极限频率为
8、在医学上，常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。钴60的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．钴60发生的是β衰变，X是电子
B．γ射线比β射线的穿透能力强
C．X粒子是钴60原子核的组成部分
D．该衰变过程释放的核能全部转化为γ射线的能量
9、在水平地面上有一质量为m的物体，物体所受水平外力F与时间t的关系如图A，物体速度v与时间t的关系如图B，重力加速度g已知，m、F、v0均未知，则（　　）

A．若v0已知，能求出外力F的大小
B．可以直接求得外力F和阻力f的比值
C．若m已知，可算出动摩擦因数的大小
D．可以直接求出前5s和后3s外力F做功之比
10、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻刚好传到E点，且A点在波峰，B、C、D也是波上质点，波形如图(a)所示；质点C的振动图像如图（b）所示。在x轴正方向E有一能接收简谐横波信号的接收器（图中未画出）以5 m/s的速度向x轴正方向运动。下列说法正确的是 。

A．波速是10m/s
B．t=0.05 s时刻，B点在波谷
C．C、D两点振动的相位差是π
D．简谐横波波源起振方向沿y轴负方向
E.接收器接收到的波的频率比波源振动频率小
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）在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．

(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________．
A．必须用天平测出砂和砂桶的质量
B．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C．应当先释放小车，再接通电源
D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带
E.实验中需要将小车轨道适当倾斜以平衡摩擦力
F.实验中小车应从靠近打点计时器位置静止释放
(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下B点时，小车运动的速率是_____m/s．小车运动的加速度大小是______m/s2.（计算结果保留三位有效数字）
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=____N.
12．（12分）某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：

两个相同的待测电源（内阻r≈1Ω）
电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）
电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）
电压表V（内阻约为1kΩ）
电流表A（内阻约为1Ω）
灵敏电流计G，两个开关S1、S1．
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R1至最大，闭合开关S1和S1，再反复调节R1和R1，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R1的示数分别为0.40A、11.0V、30.6Ω、18.1Ω；
②反复调节电阻箱R1和R1（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V．
回答下列问题：
（1）步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电电势差UAB=_____V；A和C两点的电势差UAC=______V；A和D两点的电势差UAD=______V；
（1）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω，电流表的内阻为______Ω；
（3）结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势E为______V，内阻r为_____Ω．
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）如图所示，真空中以为圆心，半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O，圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场，电场强度E=1.0×105N/C．现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子，粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m，已知粒子的比荷，不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力，求：
（1）磁场的磁感应强度B的大小；
（2）沿y轴正方向射入磁场的粒子，在磁场和电场中运动的总时间；
（3）若将匀强电场的方向改为竖直向下，其它条件不变，则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差．

14．（16分）如图所示，在竖直圆柱形绝热气缸内，可移动的绝热活塞、密封了质量相同的、两部分同种气体，且处于平衡状态。已知活塞、的横截面积之比，密封气体的长度之比，活塞厚度、质量和摩擦均不计。

①求、两部分气体的热力学温度的比值；
②若对部分气体缓慢加热，同时在活塞上逐渐增加细砂使活塞的位置不变，当部分气体的温度为时，活塞、间的距离与之比为，求此时部分气体的绝对温度与的比值。
15．（12分）如图所示，在磁感应强度为、方向竖直向下的磁场中有两个固定的半径分别为和的水平放置的金属圆环形导线围成了如图回路，其总电阻为，开口很小，两开口端接有间距也为的且足够长的两个固定平行导轨，导轨与水平面夹角为，处于磁感应强度大小为、方向垂直于导轨向下的匀强磁场中。质量为、电阻为、长为的金属棒与导轨良好接触。滑动变阻器的最大电阻为，其他电阻不计，一切摩擦和空气阻力不计，重力加速度为。求：
(1)电磁感应中产生的电动势；
(2)若开关闭合、断开，求滑动变阻器的最大功率；
(3)若开关断开，闭合，棒由静止释放，棒能沿斜面下滑，求棒下滑过程中最大速度以及某段时间内通过棒某一横截面的最大电荷量。




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．一定量的理想气体，当气体由于自由扩散而体积增大时，气体对外界不做功，故A错误；
B．物体放出热量，若同时外界对物体做功，物体的内能不一定减少，故B错误；
C．内能取决于物体的温度、体积和物质的量，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故C正确；
D．气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部压强产生的阻力造成的，并非由于分子之间的斥力造成，故D错误。
故选C。
2、D
【解析】
当磁感应强度发生变化时，线框内产生感应电动势为

感应电流为

边的热功率

由可知

可知图像的斜率与时间成正比，所以四个图象中只有D正确，ABC错误。
故选D。
3、C
【解析】
设三个完全相同的定值电阻的阻值为，电压电压为，开关断开时，根据等效电路可得电路的总的电阻为

电路消耗的总功率为

开关闭合时，根据等效电路可得电路的总的电阻为

电路消耗的总功率为

故A、B、D错误，C正确；
故选C。
4、D
【解析】
考查点电荷场强分布，电场力做功与电势能的变化。
【详解】
AB．在正电荷形成的电场中，越靠近点电荷的位置场强越大，电势越高，所以EM＜EN，φM＜φN，故AB错误；
CD．当电子从M点向N点运动时，库仑力对电子先做正功，后做负功，运动的速度先增加后减小，根据功能关系可知，电子的电势能先减小后增加，电场力所做的总功为正，所以总的电势能减小，动能增大，故C错误，D正确。
故选D。
5、B
【解析】
A．根据可知，，选项A错误；
B．由可得，，选项B正确；
C．根据可得，选项C错误；
D．从近地轨道进入到地月转移轨道，卫星必须要多次加速变轨，选项D错误。
6、D
【解析】
A．由于小球从某一高度处自由下落，根据速度时间图线知选取竖直向上为正方向，故A错误；
B．不计空气阻力，下落过程和上升过程中只受重力，根据牛顿第二定律可得下落过程和上升过程中的加速度为重力加速度，速度时间图线的斜率表示加速度，所以每个阶段的图线相互平行，故B错误；
C．与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落过程，根据动能定理可得

与地面相碰后上升过程中，根据动能定理可得

根据题意有

解得

故C错误；
D．根据运动学公式可得与地面相碰后上升的时间

与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的

解得

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、AC
【解析】
A、B项：根据光电效应方程，则有：，故A正确，B错误；
C项：根据爱因斯坦光电效应方程得：，，得金属的逸出功为： 联立解得：，故C正确；
D项：阴极K金属的极限频率，故D错误．
8、AB
【解析】
A．由核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为-1，则钴60发生的是β衰变，X是电子，选项A正确；
B．射线比β射线的穿透能力强，选项B正确；
C．X粒子是电子，不是钴60原子核的组成部分，选项C错误；
D．该衰变过程释放的核能一部分转化为新核的动能，一部分转化为射线的能量，选项D错误。
9、BD
【解析】
A．若v0已知，根据速度图象可以求出加速运动的加速度大小

还能够求出减速运动的加速度大小

根据牛顿第二定律可得


其中m不知道，不能求出外力F的大小，故A错误；
B．由于
，
可以直接求得外力F和阻力f的比值，故B正确；
C、若m已知，v0不知道，无法求解加速度，则无法求出动摩擦因数的大小，故C错误；
D．前5s外力做的功为

后3s外力F做功

前5s和后3s外力F做功之比

故D正确。
故选BD。
10、ACE
【解析】
A．由（a）图可知，波长为。由（b）图可知，周期。所以波速：

故A正确。
B．靠近平衡时振动速度更大，所以B点从图示位置振动到波谷应该用大于的时间。故B错误。
C．C、D两点传播相差半个波长，所以振动的相位差π，故C正确。
D．因为简谐横波沿x轴正方向传播，所以由质点带动法可以判断波源起振方向沿y轴正方向。故D错误。
E．接收器和波源之间的距离增大，产生多普勒效应，所以接收器接收到的波的频率比波源振动频率小。故E正确。

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、DEF 0.721 2.40 1.0
【解析】
(1)[1] AB．对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；
D．探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确；
E．由于实验要求研究小车的合外力与加速度的关系，需要排除与轨道的滑动摩擦力的影响，所以实验中需要将长木板倾斜，以平衡摩擦力，故E正确；
F．在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，以能在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，故F正确；
(2)[2]相邻两计数点之间还有四个点未画出，相邻两计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，打下点时，小车运动的速率是：

[3]根据可得：

(3)[4]根据牛顿第二定律可知：

解得：

12、0 11.0V -11.0V 1530Ω 1.8Ω 11.6V 1.5Ω
【解析】
（1）[1][1][3]当电流计示数为0时，A、B两点电势相等，即；
电压表示数即为A、C两点电势差，即；
由闭合电路欧姆定律可知，D、A和A、C之间的电势差相等，故；
（1）[4][5]由欧姆定律可得

解得

由可得

（3）[6][7]由步骤①可得

由步骤②可得

联立可解得



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、 (1) (2) (3)
【解析】
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由
①
可得：
②
(2)分析可知，带电粒子运动过程如图所示，

由粒子在磁场中运动的周期
③
可知粒子第一次在磁场中运动的时间：
④
⑤
粒子在电场中的加速度
⑥
粒子在电场中减速到0的时间：
⑦
由对称性，可知运动的总时间：
⑧
即 ⑨
(3)由题意分析可知，当粒子沿着y轴两侧30°角射入时，将会沿着水平方向射出磁场区域，之后垂直虚线MN分别从P' 、Q'射入电场区，做类平抛运动，最终到达x轴的位置分别为最远位置P和最近位置Q． ⑩

由几何关系P'到x轴的距离
， （11）

最远位置P坐标为
(12)
Q'到x轴的距离
(13)

最近位置Q坐标为
(14)
所以，坐标之差为
(15)
解得：
(16)
14、①②
【解析】
①、两部分气体质量相同且为同种气体，压强也相同，根据盖–吕萨克定律有：

解得
②对部分气体，根据查理定律有
对部分气体，根据理想气体状态方程有
而

15、 (1)；(2)；(3)，
【解析】
(1)处在均匀变化的磁场中的有效面积

根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为

(2)根据闭合电路欧姆定律

滑动变阻器的功率

得

当时，有最大值
所以

(3)棒切割磁感线产生的最大感应电动势

通过分析知道沿整个回路的感应电动势都为逆时针方向，因此总电动势为

对于整个回路，根据闭合电路欧姆定律有

当棒匀速下滑时速度达到最大，此时受力平衡

解得

当物体下滑速度最大时，在时间内通过导体棒的电荷量也最大

解得