2023届云南省元江一中高三下学期3月统一联合考试物理试题

2023届云南省元江一中高三下学期3月统一联合考试物理试题

考生请注意：

1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、在两个边长为的正方形区域内（包括四周的边界）有大小相等、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小为。一个质量为，带电量为的粒子从点沿着的方向射入磁场，恰好从点射出。则该粒子速度大小为（　　）

A． B． C． D．

2、如图所示，两个完全相同的矩形导线框A、B在靠得很近的竖直平面内，线框的长边均处于水平位置．线框A固定且通有电流I，线框B从足够高处由静止释放，在运动到A下方的过程中（　　）

A．穿过线框B的磁通量先变小后变大

B．穿过线框B的磁通量先变大后变小

C．线框B所受安培力的合力为零

D．线框B的机械能一直减小

3、我国建立在北纬43°的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用，该天文观测站应用了先进的天文望远镜．现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在对该卫星的天文观测时发现：每天晚上相同时刻总能出现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M，地球自转的周期为T，地球半径为R，引力常量为G ）（　　）

A．该卫星一定在同步卫星轨道上

B．卫星轨道平面与地球北纬43°线所确定的平面共面

C．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的全部轨道都可以

D．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的部分轨道

4、关于原子物理的知识下列说法中错误的为（    ）

A．电子的发现证实了原子是可分的

B．卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型

C．天然放射现象的发现揭示了原子核是由质子和中子组成的

D．射线是高速运动的电子流，有较弱的电离本领

5、起重机将静止在地面上的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的v－t图像如图所示，g=10m/s2，以下说法中正确的是（　　）

A．0~3s内货物处于失重状态

B．3~5s内货物的机械能守恒

C．5~7s内货物受到向上的拉力为重力的0.3倍

D．货物上升的总高度为27m

6、如图所示，固定在竖直平面内的大圆环的半径为。质量为的小环套在大圆环上，且与大圆环接触面光滑。在劲度系数为的轻弹簧作用下，小环恰静止于大圆环上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则（　　）

A．弹簧伸长的长度为

B．弹簧伸长的长度为

C．弹簧缩短的长度为

D．弹簧缩短的长度为

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、如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，则（　　）

A．F为恒力

B．F的最大功率为0.56W

C．回路中的最大电功率等于0.56W

D．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J

8、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（  ）

A．该卫星运行周期可根据需要任意调节

B．该卫星所在处的重力加速度为

C．该卫星运动动能为

D．该卫星周期与近地卫星周期之比为

9、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:2，正弦交流电源输出的电压恒为U=12V，电阻R1=1Ω，R2=2Ω，滑动变阻器R3最大阻值为20Ω，滑片P处于中间位置，则（   ）

A．R1与R2消耗的电功率相等 B．通过R1的电流为3A

C．若向下移动P，电源输出功率增大 D．若向上移动P，电压表读数将变小

10、如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E=，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ0现使圆环以初速度v0向下运动，经时间to，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）

A．环经过时间刚好到达最低点

B．环的最大加速度为am=g+

C．环在t0时间内损失的机械能为m(-)

D．环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等

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）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．

该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．

（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.

（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________ Hz．

12．（12分）某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有：

A．电源（电动势约3V，内阻约10Ω）

B．电压表V（量程0~50mV，内阻为50Ω）

C．电流表A（量程0~100mA，内阻约为2.5Ω）

D．电阻箱R（0~999.9Ω，最小改变值为0.1Ω）

E．定值电阻R1（阻值为2 950Ω）

F．定值电阻R2（阻值为9 950Ω）

G．开关S及若干导线

在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：

(1)定值电阻应选用____________；（填写器材前面的字母序号）

(2)用笔画线代替导线，按图甲电路将图乙实物完整连接起来______________；

(3)实验步骤如下：

①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100mA，此时电阻箱的阻值为14.3Ω，电压表的示数为U0；

②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0Ω，则电流表的内阻为___________Ω；

③调节电阻箱阻值，记下电阻箱的阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。做出电压表示数的倒数随电阻箱的阻值的倒数的图线如图丙所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分别为_________V、_____________Ω（结果保留三位有效数字）。

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，粗细均匀的U形玻璃管左管开口、右管封闭，两管均竖直向上，管中有有A、B两段水银柱，在玻璃管中封有Ⅰ、Ⅱ两段气体，A段水银柱长为h=10cm，B段水银左右两管中液面高度差也为h，左管中封闭的气柱Ⅰ长为h，右管中封闭的气柱长为3h，大气压强为75cmHg，现向左管中缓慢倒入水银，使水银柱B在左右两管中的液面相平，求：

①左管中倒入的水银柱的长度；

②气柱Ⅰ的长度变为多少。

14．（16分）如图，竖直放置的粗细均匀的U形管左端封闭，右端开口。左管内用水银封闭一段长L1＝20cm的空气柱，左右两管水银面差为h＝15cm。已知外界温度为27℃，大气压为75cmHg。

(i)如果缓慢向右管内注入水银，直到左右水银面相平(原来右管水银没有全部进入水平部分)，求在右管注入的水银柱长度

(ii)在左右管水银面相平后，缓慢升高左管内封闭气体的温度，使封闭空气柱长度变为20cm，求此时左端空气柱的温度。

15．（12分）如图所示，水平轨道AB和CD分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直光滑圆形轨道与CD相切于点E，一轻质弹簧原长，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为的小物块P由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与小物块P接触但不连接。弹簧原长小于光滑轨道AB的长度，轨道靠近B处放置一质量为的小物块Q。传送带长，沿顺时针方向以速率匀速转动，轨道CE长为。物块与传送及轨道CE之间的动摩擦因数均为。现用小物块P将弹簧压缩至长度为，然后释放，P与Q弹性碰撞后立即拿走物块P，Q恰好可以到达与光滑圆形轨道圆心等高的F点，取。

（1）求P与Q碰撞后Q的速度；

（2）求光滑圆形轨道的半径R。

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】
由题意分析可知粒子从BE中点G飞出左边磁场，作FG的垂直平分线交FA的延长线于点O，点O为圆心，如图所示

根据几何知识，有

与相似，则有

解得

又因为

解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

2、D

【解析】
AB.据安培定则知，线框A内部磁场向里，外部磁场向外；线框B从足够高处由静止释放，线框B下降且未与线框A相交前，线框B中磁通量是向外的增大；当线框B与线框A相交至重合过程中，线框B中磁通量先是向外的减小到0然后是向里的增大；当线框B与线框A重合至相离过程中，线框B中磁通量先是向里的减小到0然后是向外的增大；当线框B与线框A相离且越来越远时，线框B中磁通量是向外的减小；故AB两项错误；

C.因为线框B与线框A相对运动产生感应电流，据楞次定律知，线框B所受安培力的合力竖直向上，故C项错误；

D. 线框B下降过程中，安培力对其做负功，线框B的机械能一直减小，故D项正确。

3、D

【解析】

该卫星一定不是同步卫星，因为同步地球卫星只能定点于赤道的正上方，故A错误．卫星的轨道平面必须过地心，不可能与地球北纬43°线所确定的平面共面，故B错误．卫星的周期可能为：T′=，n=1、2、3…，根据解得：（n=1、2、3…），满足这个表达式的部分轨道即可，故C错误，D正确．故选D．

点睛：解决该题关键要掌握卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力，知道卫星的运行轨道必过地心，知道同步卫星的特点．

4、C

【解析】
A.英国科学家汤姆生通过阴极射线的研究，发现电子，电子的发现证实了原子是可分的，所以A不符合题意；

B. 卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型，故B不符合题意；

C.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故C符合题意；

D. 射线是高速运动的电子流，它贯穿本领比粒子强，比射线弱，则有较弱的电离本质，故D不符合题意。

5、D

【解析】
A．货物开始时竖直向上运动，由v－t图像读出0~3s的斜率即加速度为正，表示加速度向上，则货物处于超重状态，故A错误；

B．3~5s内货物做向上的匀速直线运动，一定有除重力以外的拉力对货物做正功，则货物的机械能增加，故B错误；

C．5~7s内的加速度为

由牛顿第二定律有

可得

则有货物受到向上的拉力为重力的0.7倍，故C错误；

D．v－t图像的面积表示货物上升的总位移，则总高度为

故D正确。

故选D。

6、A

【解析】
如图所示

静止小环受重力，由假设法分析知，弹簧有向内的拉力，为伸长状态，大圆环的支持力沿半径向外。在力三角形中，由正弦定理得

由胡克定律得

联立可得

故A正确，BCD错误。

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、ACD

【解析】
AB．对棒受力分析有

变形得

结合图乙可知

联立解得

且由可知，F的最大功率为

故A正确，B错误；

C．当棒的速度为1m/s时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为

故C正确；

D．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得

即

解得

金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得

解得

由功能关系可知

故D正确。

故选ACD。

8、BC

【解析】
A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24 h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；

B．由

可知

则该卫星所在处的重力加速度是

选项B正确；

C．由于

则

该卫星的动能

选项C正确；

D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为

选项D错误。

故选BC。

9、BD

【解析】
对理想变压器的原副线圈匝数之比等于原副线圈的电压之比，等于电流的倒数之比，据此进行分析。

【详解】

A选项，理想变压器的原副线圈的匝数之比为1:2，可知原副线圈的电流之比为2:1，根据

，可知与消耗的电功率之比为2:1，选项A错误；

B选项，设通过的电流为I，则副线圈的电流为0.5I，初级电压

根据匝数比可知次级电压为

则

解得

选项B正确；

CD选项，若向下移动P，则的电阻增大，次级电流变小初级电流也变小，根据可知电源输出功率变小，电阻的电压变小，变压器输入电压变大，次级电压变大，电压表的读数变小，则选项C正确，D错误。

故选BD。

10、BC

【解析】
AB．由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为，方向始终竖直向上。假设竖直向下为正方向，则当环下滑的过程中，受力分析，根据牛顿第二定律得：

得：

负号代表该加速度与运动方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运动；当环上升的过程中，根据牛顿第二定律

解得：

环做加速度逐渐减小的减速运动，在到达原出发点前，加速度减为零，此时，

开始以速度v做匀速直线运动。

所以由于运动的不对称性可以确定，从开始下滑到最低点的时间不等于;

整个运动过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度大小的最大值为：

则A错误,B正确；

C．由以上计算，可知，整个过程中，系统损失的机械能

C正确；

D．环上升和下降的过程中，摩擦力的冲量大小相等，D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、            40   

【解析】
（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以

；

[2]同理打出C点时，重物下落的速度

；

[3]由加速度的定义式得

（2）[4]由牛顿第二定律得：

，

解得：

，

代入数值解得：

f=40Hz．

【点睛】

本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50 Hz．

12、E        2.7    2.90    12.0   

【解析】
(1) [1]实验中需要将电流表A与定值电阻R串联，改装成一个量程为的电压表，由部分电路欧姆定律知

代入数据解得

故选E。

(2) [2]根据电路原理图，实物连接如图所示

。

(3)[3]电压表的示数始终为，则说明

即为

[4]根据闭合电路的欧姆定律知

代入数据变形后

结合题中所给图像的纵截距

解得

[5]斜率

求得

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、①29cm②7.46cm

【解析】
①开始时气体Ⅱ的压强

p1=75cmHg+20cmHg=95cmHg

设倒入水银柱的长为Lcm，则当B水银柱左右两边液面相平时，气体Ⅱ的压强为

p2=75cmHg+10cmHg+LcmHg=(85+L）cmHg

气体Ⅱ这时的长为h1=25cm

则有

p1×3hS=p2h1S

解得

L=29cm

即左管中倒入的水银柱的长为29cm。

②对于气体Ⅰ，开始的压强

p′1=75cmHg+10cmHg=85cmHg

倒入水银后的压强

p′2=85cmHg+29cmHg=114cmHg

气体发生等温变化，则有

p′1hS= p′2h′S

解得

h′=7.46cm

14、 (i)(ii)K

【解析】
(i)设封闭气体原来压强为，后来压强为，气体做等温变化：

解得

，

(ii)空气柱的长度变为20cm时，左管水银面下降

右管水银面会上升4cm，此时空气柱的压强

，

由查理定律，解得

K

15、（1）4m/s（2）1m

【解析】
（1）将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为的小物块P由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为，则此时弹簧具有的弹性势能为

弹簧水平放置时，小物块P将弹簧压缩至长度为，然后释放，可知此时弹簧具有的弹性势能仍为EP=18J，则物体P脱离弹簧后的速度满足

解得

v0=6m/s

物块P与Q碰撞满足动量守恒的能量守恒，则：

解得

v1=4m/s

（2）物块滑上传送带上时的加速度

加速到共速时的距离为

可知物块Q将以6m/s的速度滑离传送带，即到达C点的速度

vC=6m/s

则由C点到F点由动能定理：

解得

R=1m