山西省太原市2022-2023学年高三上学期物理期末测试试卷

试卷更新日期：2023-02-20 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图为避雷针周围等势面的分布情况，对于其中的M、N、P三点，有（）

A、M、N两点的电场强度相同 B、P点的电势比M点的电势高 C、P点电场强度的值大于N点电场强度的值 D、电子在P点的电势能大于在M点的电势能

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2. 有四个万向轮的行李箱a竖立放置在高铁中，与前、后两个行李箱间有间隙。从t=0开始，高铁的位移s与时间t的关系如图所示，其中t₁～t₂间的图线是直线。以下判断正确的是（）

A、0～t₁内，a会受到前方行李箱的作用力 B、t₁～t₂内，a会受到后方行李箱的作用力 C、t₂～t₃内，a会受到前方行李箱的作用力 D、t₂～t₃内，a同前、后两个行李箱间均无作用力

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3. 电子秤主要部件是平行板电容器，其电路如图所示。称重时，把物体放到电子秤的水平面板上，在压力作用下会导致电容器上层膜片电极下移。则放上物体后（）

A、膜片移动的过程中，R两端的电压始终为0 B、膜片下移过程中，电流表G有从b到a的电流 C、电容器两极板间的电势差变大 D、电容器两极板间的电场强度变小

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4. 一定质量的理想气体从状态a开始，经 $a \to b$ 、 $b \to c$ 、 $c \to a$ 三个过程后回到状态a，其 $p - V$ 图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为 $a (V_{0} ， p_{0})$ 、 $b (2 V_{0} ， 2 p_{0})$ 、 $c (3 V_{0} ， p_{0})$ 。以下判断正确的是（）

A、 $a \to b$ ，气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量 B、 $a \to b$ 及 $b \to c$ ，气体均向外界放出热量 C、 $a \to b$ 气体对外做的功小于 $b \to c$ 对外界做的功 D、 $a \to b \to c \to a$ 中，气体从外接吸收的热量大于对外做的总功

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5. 如图所示，洗衣机的圆形滚筒可绕水平轴沿逆时针方向转动。用该洗衣机对衣物进行脱水，当湿衣服贴着滚筒内壁随滚筒一起做匀速圆周运动时，下列分析正确的是（）

A、当衣服到达最高点时，水最容易脱离衣服 B、当衣服到达最右侧的位置向上运动时，衣服可能不受摩擦力的作用 C、当衣服到达最低点时，衣服受到的合力最大 D、衣服到达最低点时受到的弹力一定大于在其他位置受到的弹力

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6. 如图为光电管的示意图。若用波长为 $4 \times 10^{- 7} m$ 的单色光照射该光电管时，两板间可产生的最大电压为1.7V。取 $h c = 1.25 \times 10^{- 6} eV \cdot m$ ，则下列判断正确的是（）

A、该光电管K极的逸出功约为1.43eV B、逸出光电子的最大初动能约为1.25eV C、仅改变该单色光的强度，两板间的电压可能大于1.7V D、若改用波长更长的单色光照射，两板间的电压可能大于1.7V

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7. 如图所示，三根均匀带电的等长绝缘细棒组成一正三角形ABC，其中AC边上的细棒带负电、其余两细棒带等量的正电荷，此时三角形中心O点的电场强度为 $E_{0}$ 、电势为 $φ_{0}$ （无穷远处电势为零）。若撤去细棒AB，其余两边的电荷分布不变，则O点的电场强度E和电势 $φ$ 分别为（）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{2} E_{0}$ ， $\frac{\sqrt{3}}{2} φ_{0}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3} E_{0}$ ， $\frac{\sqrt{3}}{2} φ_{0}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2} E_{0}$ ， 0 D、 $\frac{\sqrt{3}}{3} E_{0}$ ， $\frac{φ_{0}}{2}$

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8. 如图是密里根油滴实验的原理示意图。两个水平放置的平行金属极板相距为d，上极板中央开有一小孔，初始时均不带电。现通过小孔喷入小油滴，测得半径为r的小油滴A（视为球体）在t时间内匀速下落了h。这时给两极板加上电压（上极板接电源正极），适当调节电压，发现经过一段时间后，油滴A向上匀速运动，在t时间内同样上升了h，此时两板间的电压为U。已知油滴的密度为 $ρ$ ，运动中受到的空气阻力大小恒为 $f = k r v$ （k为比例系数，v为运动速率），则（）

A、比例系数 $k = \frac{4 π r^{3} ρ t}{3 h}$ B、油滴的电荷量为 $- \frac{8 π r^{3} ρ g d}{3 U}$ C、油滴由向下变为向上的过程中，受到的电场力恒为 $\frac{4 π r^{3} ρ g}{3}$ D、油滴匀速上升的过程中，电场力对油滴做功的功率为 $\frac{4 π r^{3} ρ g h}{3 t}$

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二、多选题

9. 如图所示，矩形abcd中， $a b > b c$ ，电荷量为 $q (q > 0)$ 的点电荷固定在a点。下列说法正确的是（）

A、沿bcd从b点到d点，电势先升高后降低 B、沿bcd从b点到d点，电场强度的大小逐渐增大 C、负试探电荷在cd上任意一点的电势能总大于在d点的电势能 D、将正试探电荷从b点沿bcd移动到d点，电场力做的总功小于0

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10. 关于太阳、地球以及月球的一些信息如下表

一年约为365天	地球半径约为6400km，自转周期为一天
一个月约为30天，一天约24小时	太阳与地球间的距离约1.5亿公里
引力常量为G	地球与月球的距离约为地球半径的60倍

根据以上信息，我们能估算出的物理量有（）

A、太阳的质量 B、地球的质量 C、月球的质量 D、地球同步卫星的轨道高度

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11. 如图所示，同种材料制成的倾斜粗糙轨道MO和ON底端平滑对接于O，固定在同一竖直平面内，与水平面间的夹角分别为 $α$ 和 $β$ ， $α > β$ 。现将一小滑块从M端由静止释放，小滑块沿轨道可上升到ON上的P点， $O P > O M$ 。不计小滑块经过O点的时间和速率变化，以a，E分别表示小滑块沿轨道运动的加速度大小和机械能，t表示时间，x为路程。则在小滑块由M端释放至第一次上升到ON上至P点的过程中，下列图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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12. 如图所示，空间有竖直向上的匀强电场E。将一质量为m的带电小球从斜面上的A点以速率 $v_{0}$ 水平向左抛出，小球落到斜面上的B点。若撤去电场，将该小球以 $\frac{v_{0}}{2}$ 的速率从A点水平向左抛出，小球恰好落到AB的中点。不计空气阻力，下列说法中正确的是（）

A、小球的电荷量为 $\frac{m g}{E}$ B、小球的电荷量为 $\frac{m g}{2 E}$ C、前、后两次小球落到斜面上时的动能之比为 $2 ： 1$ D、前、后两次小球落到斜面上时的动能之比为 $4 ： 1$

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三、实验题

13. 某同学用图甲的装置验证机械能守恒定律。大小相同的两小球P、Q分别固定在轻杆两端，轻杆可绕固定于中点O的光滑水平轴在竖直面内转动，O点正下方有一光电计时器，小球通过计时器时其球心恰好与光电门等高。已知小球的直径为d，两球球心间的距离为L，P球质量是Q球质量的2倍，重力加速度为g。现将轻杆拉至水平位置并由静止释放，当P球第一次通过光电门时，计时器显示的遮光时间为 $Δ t$ 。回答下列问题：

(1)、用游标卡尺测量d时如图乙所示，则 $d =$ cm；

(2)、小球P经过光电门时速度的表达式为 $v =$ （用已知和测得量的符号表示）；

(3)、若此过程中P、Q构成的系统机械能守恒，则需要验证的关系式为（用已知和测得量的符号表示）。

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14. 通过查阅资料，实验小组得知总容量为 $75 kW \cdot h$ 的汽车动力电池是采用数千节磷酸铁锂电池组合而成，其中每节电池的电动势在3.6~4.2V之间。为探究该电池的特性，小组购得一节相同的电池，通过实验测量其电动势E和内电阻r。
实验主要器材有：定值电阻 $R_{0}$ （ $7.16 Ω$ ），电流表A（0~0.5A，内阻 $R_{g}$ 未知），电阻箱R（ $0 ~ 99.99 Ω$ ）。实验主要操作如下：（计算结果均保留两位小数）

(1)、先用欧姆表测量电流表A的内阻。如图甲所示，已知欧姆表内部电源的电动势为3.0V，表盘中央刻线示数为“15”。欧姆表选取“ $\times 1$ ”挡位时，发现欧姆表示数很小无法准确读数，而此时电流表的示数为0.19A，可知电流表的内阻 $R_{g} =$ $Ω$ ；

(2)、之后，再用图乙的电路测量E和r。闭合开关，调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应电流表的示数I，根据记录的数据，作出 $\frac{1}{I} - R$ 图像如图丙所示。则可求得该电池的电动势 $E =$ V，内电阻 $r =$ $Ω$ ；

(3)、以上实验产生误差的原因可能是（答出一条即可）。

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四、解答题

15. 2022年11月3日，“中国空间站”梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。已知“中国空间站”在距地面高度为H的圆形轨道运行。若地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球的自转。

(1)、求“中国空间站”做圆周运动的周期。

(2)、若实验舱转位过程的时间为t，求空间站在该段时间通过的路程。

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16. 某滑雪场滑道的示意图如图所示，质量为60kg的运动员（含装备）从助滑道的A点由静止开始自由滑下，到达B点时沿与水平方向成 $θ = 37 °$ 的方向离开跳台，恰沿与竖直方向成 $θ = 37 °$ 角的方向落在下方雪道上的C点。已知A、B两点的高度差为48m，B、C两点的高度差为35m，将运动员视为质点，取 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $g = 10 {m/s}^{2}$ ，忽略空气阻力的作用。求：

(1)、运动员到达B点速度的大小；

(2)、运动员从A点滑到B点的过程中损失的机械能。

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17. 如图所示，光滑绝缘的 $\frac{3}{4}$ 圆弧轨道ABCD，AC、BD为直径，固定在竖直平面内，其圆心为O、轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道相切与A点，整个轨道处于水平向右的匀强电场中。若将一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块，从水平轨道上与A点距离为R的P点由静止释放，滑块恰好能滑到与O等高的B点；若将小滑块从水平轨道上的Q点（未画出）由静止释放，滑块恰能沿圆轨道做圆周运动。已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，滑块运动过程中的电荷量保持不变，重力加速度为g。求：

(1)、电场强度的大小；

(2)、滑块离开D点时速度的大小及QA间的距离。

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18. 如图所示，长 $L_{1} = 4.0 m$ 、高 $h = 0.8 m$ 的小车静止在光滑水平地面上，小车右端与固定薄挡板（高度略低于小车）的距离为 $L_{2} = 3.0 m$ 。现有一滑块（可视为质点）以 $v_{0} = 6 m/s$ 的初速滑上小车左端，小车到达挡板处时与挡板碰撞并立即被粘在挡板上停止运动，滑块则继续运动后从小车的右端水平飞出。已知滑块的质量为小车质量的2倍，滑块与小车上表面的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，不计空气阻力，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。求：

(1)、小车经多长时间与挡板相碰；

(2)、滑块落地点与挡板的距离。

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