河北省石家莊二中2022-2023學年高三年級上冊期末模擬物理試題（含答案解析）

河北省石家莊二中2022-2023學年高三上學期期末模擬物理

試題

學校:姓名：班級：考號：

一、單選題

1.如圖所示為影視攝影區(qū)的特技演員高空速滑的圖片，鋼索與水平方向的夾角230。，

質量為團的特技演員（輕繩、輕環(huán)質量忽略不計），利用輕繩通過輕質滑環(huán)懸吊在滑索

下。在勻速下滑過程中，下列說法正確的是（）

C.鋼索對滑環(huán)的摩擦力為05微D.鋼索與滑環(huán)間的動摩擦因數(shù)為0.5

2.在信息技術迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常

是通過激光束來讀取的。若紅、藍激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介

質層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向，如圖所示。下列說法中正確的是（）

B.在光盤的透明介質層中，光束①比光束②傳播速度慢

C.若光束①、②先后通過同一雙縫干涉裝置，光束①的條紋寬度比光束②的寬

D.光束①比②更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

3.作為“一帶一路”中老友誼標志性工程的中老鐵路于2021年12月3日正式通車，昆

明到萬象之間的距離將縮短到10個小時車程，為研究某越高鐵的某段直線運動過程，

Y1

王同學繪制了如圖所示的弓■-?L圖像，但是沒有告知是處于加速還是減速狀態(tài)，則下列

Vt

說法正確的是（)

C.該車的加速度為大小為4m∕s?D.該車在前2秒的位移是96m

4.某同學用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象，開始時，滑動變阻器滑片C移在最右

端b點.用光子能量為4.2eV的光照射到光電管上，此時電流表G有讀數(shù).向左移動變

阻器的觸點c,當電壓表的示數(shù)大于或等于L5V時，電流表讀數(shù)為0,則以下說法正確

A.光電子最大初動能為2.7eV

B.光電管陰極的逸出功為1.5eV

C.當電流表示數(shù)為零時，斷開電鍵，電流表示數(shù)不再為零

D.將電源的正負極調換，變阻器滑片從人移到α,電流表的示數(shù)一直增大

5.如圖所示，一勁度系數(shù)為k的理想彈簧一端固定于天花板上，另一端固定連接一質

量為2,”的物塊A,物塊A的下方還有一質量為小的物塊B,A、B之間無粘連處理。

4

由靜止剛釋放后瞬間測得A、B組成的系統(tǒng)具有豎直向下大小為的加速度。現(xiàn)使A、

B回原位置靜止，釋放的同時在物塊B上作用一外力F,使該系統(tǒng)豎直向下做加速度大

小為α=gg的勻加速直線運動直到物塊A、B分離，則當兩物塊分離的瞬間（）

AL

B

試卷第2頁，共8頁

A.彈簧彈力大小為等B.外力F的大小為根g

C.物塊B的速度大小為g?杼D.整個過程中外力尸所做的功為期A

6.A、B兩顆衛(wèi)星在同一平面內沿同一方向繞地球做勻速圓周運動，它們之間的距離

隨時間變化的關系如圖所示.己知地球的半徑為0.8r,萬有引力常量為G,衛(wèi)星A的線

速度大于衛(wèi)星B的線速度,若不考慮A、B之間的萬有引力，則以下說法正確的是（）

B.地球的第一宇宙速度為次包

IT

D.衛(wèi)星A的加速度大小為黑

C,地球的密度為前彳

7.如圖所示，豎直平面內有三根輕質細繩，繩1水平，繩2與水平方向成60。角，。為

結點，繩3的下端拴接一質量為機、長度為/的導體棒，棒垂直于紙面靜止，整個空間

存在豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場?，F(xiàn)向導體棒通入方向向里、大小由零

緩慢增大到/。的電流，可觀察到導體棒緩慢上升到與繩1所處的水平面成30。角時保持

靜止。已知重力加速度為g。在此過程中，下列說法正確的是（）

A.繩1受到的拉力先增大后減小

B.繩2受到的拉力先增大后減小

C.繩3受到的拉力最大值為百,咫

D.導體棒中電流的值為叵里

IB

二、多選題

8.如圖所示，傾角為30。的絕緣粗糙斜面固定在水平面上，斜面上方有與斜面平行向上

的勻強電場，一帶正電的物塊（可視為質點）以一定的初速度沿斜面向上運動，加速度

大小為3m∕s2,方向沿斜面向下，重力加速度g=10m∕s2,則在物塊運動過程中，下列說

A.物塊的機械能和電勢能之和保持不變

B.物塊電勢能的減少量大于物塊克服摩擦力做的功

C.電場力做的功小于物塊克服摩擦力和重力做的功

D.物塊的機械能減少

9.一列簡諧橫波沿X軸傳播，圖甲是f=LOs時的波形圖，圖乙是x=3.0m處質點的振

動圖像，a、匕兩質點在X軸上平衡位置分別為Xa=O.5m、Xb=2.5m,下列說法正確的是

A.波沿X軸負方向傳播

B.波的傳播速度為0.5m∕s

C.f=1.5s時，a、〃兩點的速度和加速度均等大反向

D.從f=1.0s到f=1.5s質點α的路程為IoCm

10.如圖所示，電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌AB、CO以及直寬軌EEGH組合面

成，窄軌和寬軌均處于同一水平面內，AB,8等長且與E尺GH均相互平行，BE、

GO等長、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為自，寬軌間距為窄軌和寬軌之間均

2

有豎直向上的磁感強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒6始終與

導軌垂直且接觸良好，棒長為乙、質量為山、電阻為凡初始時b棒靜止于導軌E尸段

某位置,。棒從AB段某位置以初速度如向右運動，且a棒距窄軌右端足夠遠，寬軌EF、

GH足夠長。下列判斷正確的是（）

試卷第4頁，共8頁

3mR

2

B.經(jīng)過足夠長的時間，。棒的速度為

C.整個過程中通過回路的電荷量為粵

JBL

D.整個過程中匕棒產(chǎn)生的焦耳熱為5機片

三、實驗題

11.如圖甲所示是某研究性學習小組探究小車加速度與力關系的實驗裝置，長木板置于

水平桌面上，一端系有沙桶的細繩通過滑輪與固定的拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯

示繩中拉力F的大小，改變桶中沙的質量進行多次實驗。完成下列問題：

打點計時器小車細線力傳感電R

紙片占T工=^

/?U，

長木板水平實驗臺.?

沙桶

甲乙

(1)實驗時，下列操作或說法正確的是

A.需要用天平測出沙和沙桶的總質量

B.為減小誤差，實驗中一定要保證沙和沙桶的質量遠小于小車的質量

C.選用電磁打點計時器比選用電火花計時器實驗誤差小

D.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳

感器的示數(shù)

(2)實驗中得到一條紙帶，相鄰計數(shù)點間有四個點未標出，各計數(shù)點到A點的距離如

圖乙所示。電源的頻率為50Hz,則由紙帶可知小車的加速度大小為m/s2?(保留

三位有效數(shù)字)

(3)以拉力傳感器的示數(shù)尸為橫坐標，以小車加速度〃為縱坐標，畫出的〃一尸圖像可

能正確的是o

12.半導體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會隨壓力變化而改變。某實驗

小組想測量某一薄膜壓力傳感器在不同壓力下的阻值&，其阻值約幾十千歐，現(xiàn)有以

下器材：

壓力傳感器：

電源：電動勢6V

電流表A：量程250μA,內阻約為5（）Ω

電壓表V：量程3V,內阻約為2OkΩ

滑動變阻器R：阻值范圍O-IO0Ω

開關S,導線若干

（1）為了較精確的測量品，請在虛線框中設計電路圖_____,使用該電路得到的測量

（2）通過多次實驗測得其阻值RN隨壓力廠變化的關系圖像如圖甲所示，該學習小組利

用該壓力傳感器設計了如圖乙所示的自動分揀裝置，可以將質量大于0?16kg的物體和小

試卷第6頁，共8頁

于0.16kg的物體進行分揀，圖中心為壓力傳感器，網(wǎng)為滑動變阻器，電源電動勢為6V

（內阻不計）。分揀時質量不同的物體通過傳送帶運送到托盤上，OB為一個可繞。轉

動的杠桿，下端有彈簧，當控制電路兩端電壓大于等于2V時，杠桿水平，物體水

平進入通道1；當控制電路兩端電壓小于2V時，控制電路控制杠桿的B端下移，物體

下滑進入通道2,從而實現(xiàn)分揀功能。根據(jù)以上原理可知，N接入電路的阻值為

kΩ（重力加速度大小取IOm∕s"結果保留3位有效數(shù)字），質量為0?2kg的物體將進入_

（選填“通道1”或“通道2”）。

四、解答題

13.如圖，上端開口的豎直汽缸由大、小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒高均為L兩圓筒

中各有一個厚度不計的活塞，小活塞的橫截面積為S、質量為，〃，大活塞的橫截面積為

2S、質量為2m兩活塞用長為L的剛性桿連接，兩活塞間充有氧氣，大活塞下方充有

氮氣.小活塞的導熱性能良好，汽缸及大活塞絕熱.開始時，氮氣和外界環(huán)境的溫度均

為大活塞處于大圓筒的中間位置，且剛性桿上恰無彈力.重力加速度用g表示，外

界的大氣壓強恒為警，氧氣和氮氣均可看做理想氣體，則

氧氣

氮氣

（1）開始時氮氣的壓強是多少？

（2）若通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當大活塞上升!時，氮氣的溫度是多少？

4

（3）當?shù)獨獾臏囟壬仙?7b時，壓強多大？

14.如圖所示，兩小滑塊A和B的質量分別為a=Ikg和B=5kg,放在靜止于光滑

水平地面上的長為L=Im的木板C兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為〃=0.5,木

板的質量為機=4kg。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為%=3m∕s.

在滑塊B與木板C共速之前，滑塊A、滑塊B能夠相遇，重力加速度取g=10m∕s'。

（1）滑塊A、B相遇時木板C的速度多大?

（2）若滑塊A、B碰撞后不再分開，請通過計算說明滑塊A、B能否從木板C上滑下。

（3）整個過程中，由于滑塊A、B和木板C之間的摩擦產(chǎn)生的總熱量是多少？

BA

~~IA<-----1~~

C

///ZZZZZZZZZZZZZZZZ/////////////////

15.在芯片制造過程中，離子注入是其中一道重要的工序。如圖所示是離子注入工作原

理示意圖，離子經(jīng)加速后沿水平方向進入速度選擇器，然后通過磁分析器，選擇出特定

比荷的離子，經(jīng)偏轉系統(tǒng)后注入處在水平面內的晶圓（硅片）。速度選擇器、磁分析器

和偏轉系統(tǒng)中的勻強磁場的磁感應強度大小均為B,方向均垂直紙面向外；速度選擇器

和偏轉系統(tǒng)中的勻強電場場強大小均為E,方向分別為豎直向上和垂直紙面向外。磁分

析器截面是內外半徑分別為R/和用的四分之圓環(huán)，其兩端中心位置M和N處各有一個

小孔；偏轉系統(tǒng)中電場和磁場的分布區(qū)域是同一邊長為L的正方體，其底面與晶圓所在

水平面平行，間距也為L當偏轉系統(tǒng)不加電場及磁場時，離子恰好豎直注入到晶圓上

的。點（即圖中坐標原點，X軸垂直紙面向外）。整個系統(tǒng)置于真空中，不計離子重力，

打在晶圓上的離子，經(jīng)過電場和磁場偏轉的角度都很小。當α很小時，有

sina≈tanσ≈α,cosα≈o求

（1）離子通過速度選擇器后的速度大小V和磁分析器選擇出來離子的比荷；

（2）偏轉系統(tǒng)僅加電場時離子注入晶圓的位置，用坐標（x,y）表示；

（3）偏轉系統(tǒng)僅加磁場時離子注入晶圓的位置，用坐標（x,y）表示。

離廣源

試卷第8頁，共8頁

參考答案:

I.C

【詳解】A?特技演員勻速下滑，加速度為0,即不超重，亦不失重，A錯誤；

B.特技演員勻速下滑，加速度為0,即繩子對人的作用力與演員重力大小相等，B錯誤;

CD.對演員、輕繩、輕環(huán)整體進行受力分析如圖所示

N=mgcosθ,mgSine=/=μN

解得

f=U5mg,μ=-

3

C正確，D錯誤。

故選C。

2.B

【詳解】A.由圖可知介質對①光的折射率比對②光的折射率大，所以①光的頻率高于②光

的頻率，故圖中光束①是藍光，光束②是紅光，故A錯誤；

B.根據(jù)

c

V=-

n

可知，折射率大，波速小，故在光盤的透明介質層中，光束①比光束②傳播速度慢，故B

正確；

C.根據(jù)

?x--λ

d

可知，通過同一雙縫干射裝置，波長短，條紋間距窄。因為①光的頻率高于②光的頻率，故

①光的波長小于②光的波長，即光束①的條紋寬度比光束②的窄，故C錯誤；

D.因為①光的波長小于②光的波長，所以②光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D錯誤。

故選B。

3.B

答案第1頁，共15頁

【詳解】ABC.由勻變速直線運動規(guī)律

1，

x=^t+~ar

可得

4=^÷-?

t2t2

Y11

可知=-?L圖像斜率表示四,與縱軸的截距表示:;。，由圖可得出

t~t2

4.01,

vn=—，-α=-4

00.12

解得

vo=40m∕s,a=-8m∕s2

所以該車處于減速狀態(tài)，初速度為40m∕s,加速度大小為8m∕s2,故AC錯誤，B正確；

D.將%=40m∕s,α=-8m∕s2帶入位移公式可得

X=40/-4/2

則前2秒的位移

X=64m

故D錯誤。

故選B。

4.C

【詳解】AB.根據(jù)題意有遏止電壓

C∕c=1.5V

則光電子的最大初動能

Ek≈eUc=1.5eV

根據(jù)愛因斯坦光電方程

Wa=hv-Ek=4.2eV-1.5eV=2.7eV

故AB錯誤：

C.當電流表示數(shù)為零時，斷開電鍵，這時沒有反向遏止電壓，電流表示數(shù)不為零，故C項

正確；

D.將電源的正負極調換，變阻器滑片從6移到α,當光電流達到飽和電流后，電流表的示

數(shù)就不再變，故D項錯誤。

答案第2頁，共15頁

故選c。

5.C

【詳解】A.初始時刻由于A、B整體加速度大于g,則在豎直方向上有

4

%+3mg=3m?-g=4/ng

。=mg

方向豎直向下，彈簧處于壓縮狀態(tài)。在B上作用外力F后，整體向下做加速度為α=∕g的

勻加速運動，在分離時刻，A、B之間無相互作用力，此時對A,有

2ιng-F1=2m-；g

此時彈簧彈力

F?=mg

方向豎直向上，彈簧處于拉伸狀態(tài)，A錯誤;

B.兩物塊分離的瞬間對B,有

L1

mg—r=-tng

則此時外力大小為g，"g,B錯誤；

C.從開始到分離，系統(tǒng)向下運動的位移為

卜=蟹+幽=目

kk」

由勻加速運動的基本規(guī)律，有

2；"=說

解得兩物塊分離的瞬間物塊B的速度大小為

C正確;

D.整個過程中彈簧的彈性勢能不變，故由動能定理得

3mg'h+Wv=~3∕nvθ

解得

Wf=-^γ-

整個過程中外力尸做負功，D錯誤。

答案第3頁，共15頁

故選c。

【詳解】A.設衛(wèi)星A的軌道半徑為RΛ,衛(wèi)星B的軌道半徑為Rs,結合圖像有

,

RB-ΛA=3Γ

RB+(=5r

解得

RA=「

Rli=4r

設衛(wèi)星A繞地球做勻速圓周的周期為TA,則有

1m4/

G-LnM

解得

T1LNGM

設衛(wèi)星B繞地球做勻速圓周的周期為TB,則有

CM加4/4

(4r)2

解得

“唇=81

由圖像可知每經(jīng)過

t=T

兩衛(wèi)星再一次相距最近,則有

(―-—)?7'=2Λ?

TN"

聯(lián)立解得

7

T=-T

A8

則地球質量為

答案第4頁，共15頁

..4//25612/

M--------=-----------

GTl49GT2

A錯誤；

B.設地球的第一宇宙速度為小則有

2

GMm_wv1

(0.8r)2一礪

解得

I2563

v=IGM「1G49GV=8&r

I-V0.8/-^V0.8/--IT

B正確；

C.設地球密度為p,則有

4

M-p?-Λ?(0.8r)3

解得

375萬

P=----------7

49G7,2

C錯誤；

D.設衛(wèi)星A的加速度大小為”,則有

CMm

G——=ma

解得

2563

_GM_49GT2_256/r

'r~r--49T2

D錯誤。

故選B。

7.D

【詳解】AB.對整體分析，重力大小和方向不變，繩1、2彈力方向不變，根據(jù)左手定則,

安培力水平向右逐漸增大，有平衡條件得

水平方向

耳=BCoS60。+B//

豎直方向

o

F2sin60=mg

答案第5頁，共15頁

電流逐漸變大，則年增大、鳥不變，故AB錯誤；

C.當電流增大到/0時，安培力與重力的合力最大，即繩3的拉力最大

sin30。=超

δ

最大值為

鳥=2mg

故C錯誤；

D.對導體棒受力分析得

tan30。=儂

得

，0=~W

故D正確。

故選D。

8.BC

【詳解】A.物體受摩擦力，所以機械能和電勢能之和減小，A錯誤；

BC.設物體質量為膽，電場力為受到的摩擦力為力根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin0+f-Fl,l=ma

代入數(shù)據(jù)可得

Λ∣i-∕=2∕n

所以

F電>.f,mgsin6>+f>F也

做功公式

W=Fx

故電場力與摩擦力做功的關系有

>fa

摩擦力和重力做的功與電場力做的功的關系有

(mgsinθ+f)x>Fl^x

答案第6頁，共15頁

電勢能的減少量等于電場力做的功，B,C正確；

D.物體受到的外力中，電場力大于摩擦力，整體做正功，所以整體機械能增加，D錯誤;

故選BCo

9.AC

【詳解】A.由圖乙可知f=1.0s時x=3.0m處質點沿），軸正方向運動，此時該質點應位于波

傳播方向波形的下坡，所以波沿X軸負方向傳播，故A正確；

B.由圖甲讀出波長為4=4m,由圖乙讀出周期為T=2s,則波速為

V=—λ=2Cm∕,s

T

故B錯誤；

C.因為°、6兩質點平衡位置間的距離為

-

Δx=Xbxa=2m=

所以f=1.5s時，a、〃兩質點的速度和加速度均等大反向，故C正確；

D.f=LOs到f=1.5s所經(jīng)歷的時間為

△/=0.5S=-T

4

但由于/=LOs時質點“不在平衡位置或最大位移處，所以該段時間內質點”通過的路程不

等于10cm,故D錯誤。

故選ACo

10.AC

【詳解】A.“棒剛開始運動時，產(chǎn)生的感應電動勢為

E=B?g%*BL%

感應電流為

/=EB/

R+1R3R

2

b棒受到的安培力

K=BIL=四巡

3R

加速度為

a.Fl)_B心。

bm3mR

A正確;

答案第7頁，共15頁

B.經(jīng)過足夠長的時間，穿過回路的磁通量不變，回路中無感應電流，此時兩棒勻速運動,

勻速運動時，兩棒切割產(chǎn)生的電動勢大小相等，有

BgVa=BLVb

解得末速度

%=2%

對“棒根據(jù)動量定理可得

_L

-BI—Δ/=mva—

對b棒根據(jù)動量定理可得

BI?L?Nt=mvb

聯(lián)立解得

24

%=”，VII=MV(I

B錯誤；

C.對b棒根據(jù)動量定理可得

Bl-L-At=mvb

即

BLq=mvb

解得

C正確：

D.根據(jù)能量守恒定律可得整個過程中回路中產(chǎn)生的焦耳熱為

根據(jù)焦耳定律可得整個過程中b棒產(chǎn)生的熱量為

CRC2CI2

Qi,=—j—Q&=WQ總=77mvo

R+-R5I’

2

D錯誤.

故選AC。

答案第8頁，共15頁

11.D1.48A

【詳解】（I）[1]AB.有拉力傳感器測小車受到的拉力，不需要用天平測出沙和沙桶的總質

量，也不用保證沙和沙桶的質量遠小于小車的質量，AB錯誤；

C.電磁打點計時器并不比電火花計時器誤差小，C錯誤；

D.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器

的示數(shù)，D正確。

故選D。

（2）[2]電源的頻率為50Hz,相鄰計數(shù)點間有四個點未標出，則相鄰計數(shù)點時間間隔為

T=OJs

根據(jù)逐差法

CE-AC22.56-2?8.32

o102m∕s21.48m∕s2

4T24,0.12

（3）[3]因長木板置于水平桌面，未平衡摩擦力，則有一定的拉力時才會產(chǎn)生加速度，而本

實驗通過拉力傳感器測力，則〃一尸圖像是一條直線。

故選At,

12.大于14.0通道1

【詳解】（1）口]利用伏安法測電阻，題中待測電阻是大電阻，采用電流表內接法，其阻值

遠大于滑動變阻器最大阻值，滑動變阻器采用分壓式接法，實驗電路如圖所示

I-----------?---------

Ji—

[2]由歐姆定律可知

u_

RN

電路中因為電流表分壓，導致電壓表讀數(shù)大于&兩端實際電壓，故RN測量值大于真實值。

答案第9頁，共15頁

（2）[3]質量為0.16kg的物體對RN的壓力為

F=Ing=1.6N

由圖甲可知，此時RN=28.0kC,由閉合電路歐姆定律可得

E=U+IRN

且

1

聯(lián)立可得

Λ0=14.OkΩ

[4]由甲圖可知，壓力變大，RN阻值變小，故電路中電流變大，R'兩端電壓變大，大于2V,

故物體將進入通道1。

13.（1）幽（2）月Z,（3）曬

S80S

【詳解】（1）氧氣的壓強為：

_4mgmg_5mg

p'~~s~+~s^~~s~

氮氣的壓強為：

PJ=P,+駟=酶

1125S

（2）對于氧氣，溫度不變，初狀態(tài)：

P尸饕,V1=^L.2S+^L.S=I-LS

末狀態(tài)設壓強為P2,體積為

135

V=-L2S+-L?S=-LS

2444

根據(jù)玻意耳定律知：p1V1=p2V2

代入數(shù)據(jù)解得：

Stng

此時桿出現(xiàn)彈力，處于拉伸狀態(tài)，對上面的小活塞受力分析得

p（）S+mg+F=p?S

解得桿的彈力為

F=Ing

答案第IO頁，共15頁

對于氮氣分析初狀態(tài):

Pf=P日黑=整，iγ=T。,V1^L.IS=LS

加熱后，

設溫度為：T2',體積為：