2023届河北省沧州市示范名校高三下学期期末学业水平检测试题物理试题

这是一份2023届河北省沧州市示范名校高三下学期期末学业水平检测试题物理试题，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届河北省沧州市示范名校高三下学期期末学业水平检测试题物理试题
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、有关原子物理学史，下列说法符合事实的是（ ）
A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的枣糕模型
B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的
C．汤姆孙首先发现了中子，从而说明原子核内有复杂的结构
D．玻尔在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
2、如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角θ=30°．一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行，且小球A正好静止在斜面中点．在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B，两球相距为d．已知两球的质量均为m、电荷量均为+q，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均可视为点电荷．则下列说法不正确的是（　　）

A．两球之间的库仑力F=k
B．当时，斜面对小球A的支持力为
C．当时，细线上拉力为0
D．将小球B移到斜面底面左端C点，当时，斜面对小球A的支持力为0
3、材料相同质量不同的两滑块，以相同的初动能在同一水平面上运动，最后都停了下来。下列说法正确的是（ ）
A．质量大的滑块摩擦力做功多
B．质量大的滑块运动的位移大
C．质量大的滑块运动的时间长
D．质量大的滑块摩擦力冲量大
4、光滑绝缘水平面上固定一半径为R、带正电的球体A（可认为电荷量全部在球心），另一带正电的小球B以一定的初速度冲向球体A，用r表示两球心间的距离，F表示B小球受到的库仑斥力，在r＞R的区域内，下列描述F随r变化关系的图象中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5、如图所示，直线1和曲线2分别是汽车a和b在同一平直公路上行驶的位置－时间（x－t）图像，由图像可知（　　）

A．在t1时刻，a、b两车的运动方向相同
B．在t2时刻，a、b两车的运动方向相反
C．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速率相等
D．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速度相等
6、关于原子核及其变化，下列说法中正确的是（　　）
A．衰变和裂变都能自发的发生
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短
D．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等
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、如图，光滑平行导轨MN和PQ固定在同一水平面内，两导轨间距为L，MP间接有阻值为的定值电阻。两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，ad平行MN。一粗细均匀、质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处，金属杆接入两导轨间的电阻为R。现用一恒力F平行MN向右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（　　）

A．金属杆匀速运动时的速率为
B．出磁场时，dc间金属杆两端的电势差
C．从b到c的过程中，金属杆产生的电热为
D．从b到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为
8、如图，内壁光滑圆筒竖直固定在地面上，筒内有质量分别为3m、m的刚性小球a、b，两球直径略小于圆筒内径，销子离地面的高度为h。拔掉销子，两球自由下落。若a球与地面间及a、b两球之间均为弹性碰撞，碰撞时间极短，下列说法正确的是（ ）

A．两球下落过程中，b对a有竖直向下的压力
B．a与b碰后，a的速度为0
C．落地弹起后，a能上升的最大高度为h
D．落地弹起后，b能上升的最大高度为4h
9、如图所示，一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面，b球质量为4m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b球，不计空气阻力，已知b球落地后速度变为零，则下列说法正确的是

A．在a球上升的全过程中，a球的机械能始终是增加的
B．在a球上升的全过程中，系统的机械能守恒
C．a球到达高度h时两球的速度大小为
D．从释放开始，a球能上升的最大高度为1.6h
10、下列说法正确的是_____．
A．放热的物体，其内能也可能增加
B．液体中的扩散现象是由液体的对流形成的
C．液体不浸润某种固体时，则附着层内液体分子间表现为引力
D．同一液体在不同温度下的饱和汽压不同
E.只两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等
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）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响。将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点。测出PO、OQ的长度分别为h、s。

（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________（“增大”或“减小”）重物的质量。
（2）滑块A在PO段和OQ段运动的加速度大小比值为__________。
（3）实验得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_______（用m、M、h、s表示）。
12．（12分）如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“验证牛顿第二定律”的实验。

(1)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，操作方法是把长木板右端用垫木垫高，在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车，让小车拖着纸带在长木板上运动，通过纸带判断小车是否做匀速运动，若实验中发现打点计时器在纸带上打的点如图所示，通过纸带可判断小车并不是做匀速直线运动，可通过以下措施进行改进（____）

A．若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可
B．若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向左平移适当位置即可
C．若是纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可
D．若纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向右平移适当位置即可
(2)采取合理的措施平衡摩擦力后开始进行实验，图是正确进行实验操作后打点计时器所打的纸带的一部分，在纸带上每隔四个点选一个点作为计数点，A、B、C、D和E为纸带上五个计数点。已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，则AC间的距离为_____________cm，可得小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留两位有效数字）

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）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。有一质量为m，电荷量为q，带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴负方向成45°角。当粒子第一次进入电场到达P点时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同，P点坐标为（4L，L）。求：

（1）粒子从O点射入磁场时速度v的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子从O点运动到P点所用的时间。
14．（16分）如图所示，水平虚线ab和cd在同一竖直平面内，间距为L，中间存在着方向向右与虚线平行的匀强电场，虚线cd的下侧存在一圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆形磁场与虚线cd相切于M点。一质量为m、带电量为+q的粒子由电场上边界的S点以速度v0垂直电场方向进人电场，经过一段时间粒子从M点离开电场进人磁场，粒子在磁场中的速度大小为2v0，经偏转后，粒子由虚线cd上的N点垂直于虚线返回匀强电场且刚好再次回到S点。粒子重力忽略不计，求：
（1）SM两点间的距离；
（2）圆形磁场的半径r以及磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子在整个运动过程中的总时间。

15．（12分）如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长30cm，右管足够长且管口开口，底管长度AB=20cm，初始时左右两管水银面等高，且水银柱高为10cm，左管内被水银封闭的空气柱气体温度为27℃，已知大气压强为75cmHg．
①现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成5cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?
②若封闭的空气柱气体温度为27℃不变，使U型管竖直面内沿水平方向做匀加速直线运动，则当左管的水银恰好全部进入AB管内时，加速度为多少？




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、B
【解析】
A．卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实验结果成了否定汤姆孙枣糕原子模型的有力证据，在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A错误；
B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的，故B正确；
C．查德威克通过用α粒子轰击铍核（）的实验发现了中子，汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子有复杂的结构，故C错误：
D．爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故D错误。
故选：B。
2、C
【解析】
A. 依据库仑定律，则两球之间的库仑力大小为F= k，故A正确；
BC、当时,则有k= mg，
对球受力分析，如图所示：

根据矢量的合成法则，依据三角知识，则斜面对小球A的支持力为N= mg；
T= mg，故B正确，C错误；
D. 当小球B移到斜面底面左端C点，对球受力分析，如图所示：

依据几何关系可知，T与F的夹角为120∘，当时，即有k=mg，根据矢量的合成法则，则有电场力沿垂直斜面方向的分力与重力沿垂直斜面方向的分力等值反向，那么斜面对小球A的支持力为N=0，故D正确；
本题选择错误的答案，故选C.
3、D
【解析】
AB．滑块匀减速直线运动停下的过程，根据动能定理有

得

故摩擦力做功相同，质量大的滑块位移小，故AB错误；
CD．根据动量定理有

故质量大的滑块受到的冲量大，运动时间短，故C错误，D正确。
故选D。
4、C
【解析】
根据库仑定律可知，两球之间的库仑力满足，即随r增加，F非线性减小。
故选C。
5、D
【解析】
AB．由图像的斜率正负表示速度方向，由图像可知，t1时刻，a、b两车的运动方向相反，t2时刻，a、b两车的运动方向相同，故AB错误；
C．由图像可知，b汽车的路程大于a汽车的路程，由于时间相同，所以b车的平均速率大于a车的平均速率，故C错误；
D．在t1到t3这段时间内，两汽车的位移相同，时间相同，故a、b两车的平均速度相等，故D正确。
故选D。
6、D
【解析】
A．衰变能自发发生，裂变不能自发发生，A错误；
B．衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，所以电子不是原子核的组成部分，B错误；
CD．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，C错误，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、BD
【解析】
A．设流过金属杆中的电流为，由平衡条件得

解得

根据欧姆定律有

所以金属杆匀速运动的速度为

故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为

所以金属杆在出磁场时，dc间金属杆两端的电势差为

故B正确；
C．设整个过程电路中产生的总电热为，根据能量守恒定律得

代入可得

所以金属杆上产生的热量为

故C错误；
D．根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为

故D正确。
故选BD。
8、BD
【解析】
A．两球下落过程中，两球都处于完全失重状态，则b对a没有压力，选项A错误；
BCD．设两球落地时速度均为

方向竖直向下，则a与地面相碰后反弹，速度变为竖直向上的v，则ab碰撞时，设向上为正方向，由动量守恒

由能量关系

解得


则落地弹起后，a能上升的最大高度为零，b能上升的最大高度为

选项C错误，BD正确。
故选BD。
9、CD
【解析】
A．在球上升的全过程中，第一个过程系统的机械能守恒，球的机械能是增加的，在第二个过程中球的机械能守恒，故A错误；
B．球落地时，有机械能损失，系统机械能不守恒，故B错误；
CD．设球到达高度时两球的速度为，根据机械能守恒定律：

得出

此时轻绳恰好松弛，球开始做初速度为的竖直上抛运动。a球的机械能守恒

计算得出球能上升的最大高度H为1.6h。故CD正确。
故选：CD。
10、ACD
【解析】
A.放热的物体，如果外界对物体做的功大于放出的热量，则其内能增加， A正确；
B.液体中的扩散 现象都是由于分子热运动而产生的， B错误；
C.液体不浸润某种固体时，例如水银对玻璃：当水银与玻璃 接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中的分子之间相互吸引，就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表而有缩小的 趋势，因而形成不浸润现象，C正确；
D.饱和汽压随温度的升高而增大，所以同一液体在不同温度下的饱 和汽压不同，D正确；
E.物体的内能等于组成该物体的所有分子做热运动的动能与分子势能的总和，两物 体的温度相同则分子的平均动能相等，但是物体的总动能与分子数有关，质量和体积相等的物体仅说明物体 的平均密度相同，如果不是同一种物质，它们的总分子数不一定相等，因此两物体的内能不一定相等，E错误．

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、减小
【解析】
（1）[1]B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）解决。依据解决方法有：可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度），故减小B的质量；
（2）[2]根据运动学公式可知：
2ah=v2
2a′s=v2
联立解得：

（3）[3]B下落至临落地时根据动能定理有：
Mgh-μmgh=（M+m）v2
在B落地后，A运动到Q，有
mv2=μmgs
解得：

12、AC 1.23（1.21~1.25） 0.24（0.23~0.25）
【解析】
(1)[1]AB．若是纸带甲端与小车相连，由图乙可知，小车做加速运动，说明平衡摩擦过度，则应保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可，故A正确，B错误；
CD．若是纸带乙端与小车相连，由图乙可知，小车做减速运动，说明平衡摩擦不够，则应保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可，故C正确，D错误。
故选AC；
(2)[2]由图可知，AC距离为

由于读数误差，1.21cm~1.25cm，均正确；
[3]由图可知，AB距离为

BC距离为

CD距离为

DE距离为

由逐差法可知加速度为

由于误差0.23m/s2~0.25m/s2均正确。

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】
带电粒子以与x轴成45°垂直进入匀强磁场后，在O点根据平行四边性定则可得射入磁场时的速度；粒子在电场中运动根据运动学方程和几何关系求出半径，再根据牛顿第二定律求出磁感应强度；求出粒子在电场中的运动时间和在磁场中运的运动时间，即可求得总时间。
【详解】
（1）粒子从O点射入磁场时的速度为

（2）粒子在电场中运动，沿y轴方向： ，
沿x轴方向：
解得:
粒子在磁场中的运动轨迹为圆周，由几何关系得：
粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：
解得
（3）粒子在电场中的运动时间为
粒子在磁场中运的运动时间为
则从O点运动到P点所用的时间为
【点睛】
可将粒子的运动轨迹逆向思考，看成粒子在电场中以一定速度做类平抛运动后，进入匀强磁场中做匀速圆周运动。
14、（1）；（2），；（3）。
【解析】
（1）根据题意作出粒子的运动轨迹如图所示

在电场中，粒子带正电，从S到M过程中做类平抛运动，在竖直方向做匀速直线运动，则有
在M点，沿水平方向的速度

所以粒子的侧位移

则SM两点间的距离

（2）在M处，由速度关系知

解得
粒子在电场中从N返回S过程中的时间为
根据位移时间公式有

且

解得
则

由几何关系知，在中


在中，带电粒子的轨道半径为

粒子在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有

又

解得
由图知，为等边三角形，所以圆形磁场区域的半径

（3）带电粒子在磁场中运动的周期，由几何知识可知，带电粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则带电粒子在磁场中运动的时间为

粒子从T点飞出磁场到达N点过程中

则

所以粒子从S点出发到再次返回到S点的时间为

15、87℃； 0.8g
【解析】
（1）p2=p0+ρgh=80 cmHg L2=L1+=32.5cm
从状态1到状态2由理想气体状态方程
代入数据
得T2=360K 即t2=87℃
（2）当水银全部进入AB管内时，气体的压强
此时对AB部分水银，根据牛顿定律：
解得a=0.8g