山东省日照市2022-2023学年高三上学期物理期末校际考试试卷

试卷更新日期：2023-02-13 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于磁场、电场及电磁波，下列说法正确的是（　　）

A、库仑通过库仑扭秤实验测得了静电力常量 $k = 9.0 \times 10^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$ B、麦克斯韦提出只要空间某处的电场或磁场发生变化就一定会产生电磁波 C、法拉第经过多年对电与磁的实验研究，发现了电磁感应现象 D、普朗克认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的

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2. 关于生活中的光现象，下列判断正确的是（　　）

A、自行车的尾灯应用了光的折射原理 B、雨后天边出现彩虹属于光的干涉现象 C、照相机的增透膜是应用了光的衍射现象 D、荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮属于光的全反射现象

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3. 如图所示，斜面体B放置在水平地面上，物块A放在斜面体B上，在水平恒力F的作用下，A、B均处于静止状态。若将F变为2F，物块A和斜面体B仍处于静止状态。下列判断正确的是（　　）

A、斜面体B对地面的压力变大 B、物块A受到的摩擦力一定变小 C、物块A受到的摩擦力可能为0 D、物块A受到斜面体B的支持力变为 $2 F \sin θ$

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4. 图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，负载电路中的电阻R=10 $Ω$ ，电流表的示数为11A，电流表、电压表均视为理想电表。下列表述正确的是（　　）

A、电压表的示数为 $110 \sqrt{2} V$ B、电流表的示数为交变电流的有效值 C、原、副线圈的匝数比为1：2 D、输入电压 $u$ 的瞬时值表达式 $u = 220 \sqrt{2} \sin (50 π t) V$

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5. 如图所示，OA、OB为两条不同的光滑轨道，端点O、A、B都在竖直圆周上，OC竖直直径。完全相同的两个小球分别从A、B两点沿两条轨道由静止开始同时释放，不计空气阻力。两小球到达O点的过程中，下列判断正确的是（　　）

A、沿BO轨道运动的小球先到达O点 B、两个小球重力的冲量不相同 C、两小球的动量变化率相同 D、沿AO轨道运动小球的动量变化率大

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6. 如图所示，半轻分别为r和2r的两个同心圆，其圆心为O，只在环形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（磁场区域包括边界）大量质量为m、电荷量为 $+ q$ 的带电粒子从M点沿各个方向以不同速率射入磁场区域。不计粒子间的相互作用及重力， $\cos 53 ° = 0.6$ 。下列判断正确的是（　　）

A、沿MO方向射入磁场且恰好未能进入内部圆形区域的带电粒子的轨道半径为 $\frac{2}{3} r$ B、沿MO方向射入磁场且恰好未能进入内部圆形区域的带电粒子在磁场中运动的时间为 $\frac{53 π m}{90 q B}$ C、第一次穿过磁场后恰能经过O点的带电粒子的最小入射速率为 $\frac{3 q B r}{2 m}$ D、第一次穿过磁场后恰能经过O点的带电粒子的最小入射速率为 $\frac{4 q B r}{3 m}$

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7. 两组彼此平行、靠近且正对的金属板如图所示，A、B两板竖直放置，板间有加速电压，C、D两板水平放置，板间有偏转电压，B板中间的小孔在C、D两板的中轴线上。一带电粒子，从紧靠A板的内侧由静止释放，被加速后经过B板的小孔沿C、D金属板的中轴线水平射入两板中间，又从C、D两板的右侧射出。不计粒子的重力。下列判断正确的是（　　）

A、带电粒子从C，D两板右侧射出时的速度方向与C，D两板中轴线的夹角大小，与其质量和电荷量无关 B、仅将电荷量变为原来的两倍，带电粒子从C，D两板右侧射出时的竖直位移变大 C、仅将质量变为原来的两倍，带电粒子从C，D两板右侧射出时的竖直位移变小 D、仅提高加速电压，带电粒子从C，D两板右侧射出时的竖直位移变大

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8. 如图所示，半径分别为R和2R的两光滑圆轨道放置在同一竖直平面内，两圆轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连。一轻质弹簧被静止的两个小球a、b压缩在水平轨道CD上，同时释放两小球，a、b球恰好能分别到达圆轨道的最高点。已知a球的质量为m，重力加速度为g，两小球进入圆轨道前已与弹簧分离。下列判断正确的是（　　）

A、b球的质量为 $\frac{\sqrt{2}}{2} m$ B、两小球与弹簧分离时，动量相同 C、b球刚进入圆轨道时，对轨道的压力为6mg D、若 $m_{a} = m_{b} = m$ ，要求a、b都能通过轨道的最高点，弹簧释放前至少应具有的弹性势能 $E_{p} = 7.5 m g R$

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二、多选题

9. 利用光电管研究光电效应实验，如图所示。用可见光照射阴极，电流表中有电流通过，则（　　）

A、流过电流表G的电流方向是由b流向a B、改用紫外线照射，电流表中一定有电流通过 C、改用紫外线照射，电流表中的电流增大 D、改用紫外线照射，所产生的光电子的最大初动能变大

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10. 如图所示，将一质量为m的物块P置于一质量为M的物块Q上，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块Q相连。在弹性限度范围内，P和Q在光滑水平面上做振幅为A的往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止。则下列说法正确的是（　　）

A、物块P和Q均做简谐运动 B、作用在物块Q上的最大静摩擦力为 $\frac{m k}{M + m} A$ C、轻质弹簧、物块P和Q组成的系统机械能不变 D、物块Q对P的静摩擦力始终对P做正功

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11. 如图所示，在某星球表面上，将一个小球以初速度 $v_{0}$ 水平抛出，下落距离H后恰好垂直打到一倾角为 $θ$ 的斜面上。已知该星球的半径为R，引力常量为G，不计阻力。下列判断正确的是（　　）

A、该星球的质量为 $\frac{v_{0}^{2} R^{2}}{2 G H \tan^{2} θ}$ B、该星球的第一宇宙速度为 $\frac{v_{0}^{2} R^{2}}{2 H \tan^{2} θ}$ C、该星球的密度为 $\frac{3 v_{0}^{2}}{8 π G H R \tan^{2} θ}$ D、该星球表面的重力加速度为 $g_{1} = \frac{v_{0}^{2} \tan^{2} θ}{2 H}$

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12. 如图，平行金属导轨由水平部分和倾斜部分组成，倾斜部分是两个竖直放置的四分之一光滑圆弧导轨，圆弧半径为 $0.4 m$ 。水平部分是两段均足够长但不等宽的光滑导轨，且 $C C^{'} = 3 A A^{'} = 1.2 m$ ，水平导轨与圆弧导轨在 $A A^{'}$ 处平滑连接。整个装置处于范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场中，磁场区域远大于导轨面积，磁感应强度 $B = 10 T$ ，两根完全相同的导体棒MN、PQ的质量均为 $0.6 kg$ ，长度为 $1 ． 2 m$ ，电阻均为 $3.0 Ω$ 。若PQ固定，现给导体棒MN一个大小为2m/s、竖直向下的初速度，同时对其施加外力F，使其恰好沿圆弧导轨从最高点匀速率下滑，导体棒刚到达 $A A^{'}$ 瞬间，撤去外力F的作用，不计导轨电阻，导体棒MN、PQ与导轨一直接触良好。重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $π$ 取3，下列判断正确的是（　　）

A、导体棒MN从圆弧导轨最高点下滑到 $A A^{'}$ 的过程中，外力F对MN做的功为 $2 ． 4 J$ B、导体棒MN从圆弧导轨最高点下滑到 $A A^{'}$ 的过程中，MN上产生的焦耳热为 $0 ． 6 J$ C、导体棒MN从圆弧导轨最高点下滑到 $A A^{'}$ 时，MN两端点的电压为6V D、若MN到达 $A A^{'}$ 位置时释放PQ，此时到两棒运动稳定时通过回路的电荷量为 $0 ． 03 C$

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三、实验题

13. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中：

(1)、三位同学作出单摆周期T的平方与摆长L（ $T^{2} - L$ ）的图线，分别如图中的a、b、c所示，其中a和b都过原点，b和c平行，图线b对应的重力加速度g值最接近当地重力加速度的值。则对于图线a和c，下列分析正确的是_____

A、出现图线c的原因可能是计算摆长时未加小球半径 B、图线a对应的g值小于图线b对应的g值 C、出现图线a的原因可能是开始计时时，秒表按下过晚

(2)、若把在日照市走时准确的摆钟带到北京，发现钟走得（填“快”或“慢”）了，要让该钟在北京也走时准确，他应该（填“调长”或“调短”）摆长。

(3)、某同学利用双线摆测量当地的重力加速度，如图所示，已知每根轻细线长度为L，细线与水平横杆夹角为θ，测得双线摆的周期为T，小球可视为质点，则通过该单摆测出的重力加速度为．

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14. 某物理兴趣小组测量一段粗细均匀的合金丝的电阻率 $ρ$ 。
该合金丝电阻 $R_{x}$ 的阻值约为 $50 Ω$ ，现要精确测量其电阻，实验室提供以下器材：

A．电源E（电动势为12V，内阻约为 $1 Ω$ ）

B．电压表V₁（量程0~3V，内阻约为 $5 kΩ$ ）

C．电压表V₂（量程0~15V，内阻约为 $15 k Ω$ ）

D．电流表A（量程0~0.6A，内阻约为 $1 Ω$ ）

E．滑动变阻器R（最大阻值 $15 Ω$ ，额定电流1A）

F．滑动变限器 $R^{'}$ （最大阻值 $5 Ω$ ，额定电流1A）

G．定值电阻 $R_{1} = 5 Ω$

H．定值电阻 $R_{2} = 50 Ω$

L．开关S及导线若干

为了精确测量该合金丝的阻值，要求电表读数不少于量程的 $\frac{1}{3}$ 。

(1)、实验开始前，用螺旋测微器测量合金丝的直径D，如图读数为mm。

(2)、在可供选择的器材中，滑动变阻器应选，定值电阻应选（皆填仪器前的序号）。

(3)、在答题卡的虚线框中补充完整电路结构（并标注所用器材符号）。

(4)、若在某次实验中，电压表的读数为U，电流表的读数为I，该合金丝接入电路的有效长度为L，则该合金丝的电阻率 $ρ =$ （物理量用题中所给字母表示）。

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四、解答题

15. 一竖直放置的圆柱形试管内，通过一段长 $L_{0} = 24 cm$ 的水银柱封闭了一段理想气体，气柱高 $L_{1} = 60 cm$ 、温度 $T_{1} = 300 K$ ，水银的上表面与管侧面小孔的竖直高度差 $Δ L = 16 cm$ ，小孔左边用一橡胶软管连接另一支上端开口的空试管，如图所示。通过加热装置使气体温度缓慢升高到一定值时，水银就会从右边试管通过小孔溢到左边试管中，左边试管可上下移动，上移时可使左边试管中的水银回流到右边试管中，从而调节右边试管中水银柱的长度，调节完后左边试管回到原始位置。已知当地大气压强 $p_{0} = 76 cmHg$ 。

(1)、求右边试管中水银上表面恰好与小孔平齐时，封闭气体的温度T₂；

(2)、若封闭气体温度 $T_{3} = 385.4 K$ ，求右边试管中水银柱可能的长度。

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16. 下图是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施的简化图，除倾斜轨道AB段粗糙外，娱乐设施的其余轨道均光滑。根据设计要求，在竖直圆形轨道最高点安装一个压力传感器，测试挑战者对轨道的压力，并通过计算机显示出来。一质量m=60kg的挑战者由静止沿倾斜轨道滑下，然后无机械能损失地经水平轨道进入竖直圆形轨道，测得挑战者到达圆形轨道最高点时刚好对轨道无压力，离开圆形轨道后继续在水平直轨道上运动到D点，之后挑战越过壕沟。已知挑战者与倾斜轨道间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，图中 $α = 37 °$ ， R=0.32m，h=1.25m，s=1.50m， $\sin 37 ° = 0.6$ ，重力加速度g=10m/s²。

(1)、通过计算判断挑战者能否越过壕沟；

(2)、求挑战者在倾斜轨道上滑行的距离。（计算结果保留三位有效数字）

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17. 如图所示，正方形绝缘光滑水平台面OPQN边长L=1.8m，距水平地面高H=4.05m，平行板电容器的极板XY间距d=0.2m且垂直放置于台面，X板位于边界OP上，Y板与边界ON相交处有一小孔。电容器外的台面区域内有磁感应强度B=1T、方向竖直向上的匀强磁场（磁场区域包括边界）。质量 $m = 8.1 \times 10^{- 14} kg$ 、电荷量 $q = + 9 \times 10^{- 13} C$ 的微粒静止于O处，在XY间加上恒定电压U，板间微粒经电场加速后由Y板所开小孔进入磁场。假定微粒在真空中运动，极板间电场视为匀强电场，重力加速度g=10m/s² ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $π = 3.14$ 。（计算结果均保留3位有效数字）

(1)、若XY两板间的电压 $U = \frac{1800}{81} V$ ，求微粒在磁场中运动的时间；

(2)、若保证微粒能从台面的PQ边离开，求微粒在磁场中运动时速率的取值范围；

(3)、若微粒以大小为 $\frac{100}{9} m/s$ 的速率离开台面，求微粒落地点到P点正下方W点的距离。（已知 $\sqrt{8784} \approx 93.72$ ）

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18. 如图甲所示，质量M=0.5kg，长度L=1m的木板静止在光滑水平面上，木板最左端恰好在O点正下方。质量m=1kg的物块静止在木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.2。用长 $l_{0} = 0.8 m$ ，不可伸长的轻绳将质量 $m_{0} = 1 kg$ 的小球悬挂在O点，初始时刻轻绳水平拉直，某时刻由静止释放小球，小球下摆至最低点时恰与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。在物块获得速度的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块与木板间产生的摩擦热为Q，给木板施加不同大小的恒力F，得到 $\frac{1}{Q} - F$ 关系的部分图像如图乙所示，其中AB与横轴平行，其中AB段的纵坐标为0.5J^-1 ，将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s²。

(1)、若恒力F=0，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间；

(2)、若物块刚好不会从长木板右端滑下，求F的大小；

(3)、图乙中BC为倾斜直线，求BC段对应的 $\frac{1}{Q} - F$ 函数关系式并标明F的取值范围。

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