江苏省南京市金陵中学2022-2023学年高三物理上学期期中试题（Word版附解析）

2023届高三期中学业质量监测试卷物理

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分.每题只有一个选项最符合题意。

1. 很多高层建筑都会安装减震阻尼器，当大楼摆动时，悬挂在大楼上方的阻尼器跟随摆动来消减强风或地震导致的振动，阻尼器振动时会减小大楼振动的（　　）

A. 固有频率 B. 固有周期 C. 振动周期 D. 振动幅度

【答案】D

【解析】

【详解】AB．大楼振动的固有频率与固有周期只由大楼本身决定，与振动源无关，选项AB错误；

C．大楼振动的周期等于振源的振动周期，与阻尼器无关，选项C错误；

D．大楼上方的阻尼器跟随摆动来消减强风或地震导致的振动幅度，选项D正确。

故选D。

2. 如图所示，小蚂蚁从一半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬，则下列说法正确的是（　　）

A. 蚂蚁可以爬到碗口 B. 蚂蚁受到的摩擦力越来越大

C. 蚂蚁受到的合外力越来越大 D. 蚂蚁对碗的作用力越来越大

【答案】B

【解析】

【详解】A．蚂蚁依靠摩擦力向上运动，在接近碗口处，蚂蚁对碗的压力接近于零，最大静摩擦力也接近于零，所以蚂蚁爬不到碗口，故A错误；

BC．在蚂蚁向上缓慢爬的过程中，蚂蚁处于平衡状态，所受合外力为零，沿着碗壁切线方向的重力分力和摩擦力相互平衡，随着蚂蚁越爬越高，重力沿碗壁切线方向的分力越来越大，摩擦力也越来越大，故B正确、C错误；

D．蚂蚁处于平衡状态，蚂蚁受到碗对它的作用力与蚂蚁的重力等大反向，由于蚂蚁的重力大小不变，所以蚂蚁受到碗对它的作用力也不变，根据牛顿第三定律可知，蚂蚁对碗的作用力也不变，故D错误。

故选B。

3. 如图，两宇航员在空间站用绳子进行拔河比赛，两人同时发力，先到达空间站固定中线者获胜。可以判断获胜一方（　　）

A. 质量大 B. 拉绳子力大 C. 获得的动能大 D. 获得的动量大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，两人受到了等大反向的相互作用力，质量较小的一方将产生较大的加速度，根据

可知，质量较小的一方速度更快，位移更大，将先到达固定中线，所以获胜的一方是质量小的一方，故A、B错误；

C．从开始拉动到出现获胜者的这段过程中，获胜的一方位移更大，根据动能定理

可知，获胜的一方获得的动能更大，故C正确；

D．从开始拉动到出现获胜者的这段过程中，两人受到的作用力等大反向，力的作用时间相等，所以两人获得的动量大小相等，故D错误。

故选C。

4. “用单摆测量重力加速度”实验中，下列说法正确的是（　　）

A. 固定摆线的横杆必须水平

B. 可以在摆线水平状态下测摆长

C. 若摆线质量不可忽略，则测得重力加速度值偏大

D. 摆球连续n次通过最低点时间为t，则摆球周期

【答案】C

【解析】

【详解】A．只要能够将摆线固定，则横杆不一定要水平，故A错误；

B．摆长等于摆线长加上小球的半径，故应在摆线竖直状态下测摆长，故B错误；

C．当细绳的质量不可忽略时，摆球重心升高，所以摆长的测量值偏大，根据

可得

可知重力加速度的测量值比真实值大，故C正确；

D．摆球连续n次通过最低点时间为t，则摆球周期

故D错误。

故选C。

5. 内阻为r的电动机与阻值为R的电阻串联接入电路，电动机正常工作.此时电动机两端的电压与电阻两端电压均为U，电路中的电流为I，电动机消耗的电功率为，电路的总功率为。则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】AB．电动机消耗功率为

又

联立解得

故A错误，B正确；

CD．电路的总功率为

又

，

则有

故CD错误。

故选B。

6. 一带负电的小球固定在平行板电容器内部。通过先控制开关的通断，再上下调节极板的位置（如图所示），能使小球的电势能增大的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，上极带正电，下极板接地，将上极板下移到虚线位置，则两极板间的距离减小，开关保持闭合，则电容器两端的电压不变，根据

可知电场强度增大，由于电荷所在位置与下极板的距离不变，则有

可知电荷所在位置与下极板的电势差增大，故电荷所在位置的电势增大，根据

可知负电荷电势能减小，故A错误；

B．由图可知，上极带正电，下极板接地，将下极板下移到虚线位置，则两极板间的距离增大，开关保持闭合，则电容器两端的电压不变，上、下极板的电势不变，根据

可知电场强度减小，由于电荷所在位置与上极板的距离不变，则有

可知上极板与电荷所在位置的电势差减小，故电荷所在位置的电势增大，根据

可知负电荷的电势能减小，故B错误；

C．由图可知，开关保持断开，则电容器的电量不变，将上极板上移到虚线位置，则两极板间的距离增大，根据

，，

联立解得

因电量不变，改变距离d，不会改变电场强度，由于电荷所在位置与下极板的距离不变，则有

可知电荷所在位置与下极板的电势差不变，故电荷所在位置的电势不变，根据

可知负电荷的电势能不变，故C错误；

D．由图可知，开关断开，则电容器的电量不变，将下极板上移到虚线位置，则两极板间的距离减小，根据

，，

联立解得

因电量不变，改变距离d，不会改变电场强度，由于电荷所在位置与下极板的距离减小，则有

可知电荷所在位置与下极板的电势差减小，故电荷所在位置的电势减小，根据

可知负电荷的电势能增大，故D正确。

故选D。

7. 网球运动员在O点训练发球。第一次发球时，球直接垂直击中A墙壁上的P点；第二次发球时，球先与B墙壁弹性碰撞后垂直击中A墙壁上的P点。则（　　）

A. 两球在空中飞行时间 B. 两球击中P点时速度

C. 两球在空中速度的变化量 D. 两球发出时速度与水平方向夹角

【答案】A

【解析】

【详解】A．将两次球在空中运动的逆过程看做平抛运动，打到B墙壁上的球的轨迹与虚线轨迹等效，则两球下落的竖直高度相同，则运动时间相等，即，选项A正确；

B．两球平抛的水平距离不等，则从P点抛出时的初速度不等，即两球击中P点时速度不等，选项B错误；

C．根据

可知两球竖直方向速度改变量相等；但是由于打到B墙壁上球水平速度方向改变，可知两球在空中速度的变化量不相等，选项C错误；

D．根据

竖直速度相同，水平速度不同，则两球发出时速度与水平方向夹角不相等，选项D错误。

故选A。

8. 如图，三根均匀带电的绝缘棒a、b、c围成等边三角形，a、b棒带等量同种电荷。此时三角形的中心O点产生的电场强度大小为。若仅撤去c棒，O点的场强大小为；若仅将棒a叠于棒b处，则O点场强大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设a、b棒带等量同种正电荷，由题知，若仅撤去c棒，O点的场强大小由变成，说明c棒带等量负电荷，且在O点产生的电场强度与带等量同种电荷的a、b棒在O点产生的合场强相等，设a棒在O点产生的电场强度为E，b棒在O点产生的电场强度也为E，根据平行四边形定则，则有

解得

若仅将棒a叠于棒b处，电量变为原来的两倍，则两棒在O点产生的电场强度为

根据余弦定律，可得三根据棒在O点场强大小为

故选B。

9. 如图所示，足够长的倾斜传送带以恒定速率顺时针运行。质量为m木块以初动能从传送带的底端滑上传送带。木块在传送带上运动全过程中，关于木块的动能随路程s变化关系的图像不可能的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．设木块动能为E0时对应的速度为v1；当v1＜v0，且木块重力沿传送带向下的分力大于木块与传送带间的滑动摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向下滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向上，而合外力沿传送带向下，木块做匀减速运动，速度减为零后，继续相对传送带向下滑动，所以合外力不变，加速度不变，木块速度开始反向增大，根据对称性可知木块返回传送带下端时速度为－v1，木块动能仍为E0，故A不可能；

B．当v1＜v0，且木块重力沿传送带向下的分力小于木块与传送带间的滑动摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向下滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向上，合外力沿传送带向上，木块做匀加速运动，当木块速度增大至v0时，由于木块与传送带之间的最大静摩擦力也一定大于重力沿传送带向下的分力，所以木块将随传送带一起以v0运动，此时木块的动能为，以后保持不变，故B可能；

C．当v1＞v0，且木块重力沿传送带向下的分力大于木块与传送带间的最大摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向上滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向下，合外力沿传送带向下，木块做匀减速运动（设加速度大小为a1），当木块速度减小至小v0时，摩擦力变为沿斜面向上，但是木块继续向上减速只是加速度比原来更小（设加速度大小为a2<a1），直到速度减为零，动能减为零；然后木块下滑，加速度仍为a2，动能一直增加，直到回到底端，则选项C有可能；

D．当v1＞v0，且木块重力沿传送带向下的分力不大于木块与传送带间的最大摩擦力时，木块滑上传送带后先相对传送带向上滑动，所受滑动摩擦力沿传送带向下，合外力沿传送带向下，木块做匀减速运动，当木块速度减小至v0时，将随传送带一起以v0运动，此时木块的动能为保持不变，故D可能。

本题选不可能的，故选A。

10. 如图，带正电的小球A固定在光滑绝缘斜面底端，轻弹簧的一端连接带负电的小球B，另一端固定于挡板，两小球的球心在弹簧的轴线上，弹簧原长时处于O点。将球B由O点静止释放，小球沿斜面运动至M点时加速度为零。则下列说法正确的是（　　）

A. 球B做简谐运动

B. 球B运动后不可能静止在斜面上

C. 球B运动至M点时一定有最大速度

D. 球B在M点和O点的机械能可能相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．球B向下运动过程中，弹簧弹力增加，库仑力增加，若库仑力不变，则沿斜面的合外力可以提供回复力而做简谐运动，故A错误；

B．若沿斜面向上的弹簧弹力，沿斜面向下的重力下滑分力，库仑力达到平衡，小球才可以静止在斜面上，故B错误；

C．M点之后，弹簧弹力增大，库仑力也增大，可能还有加速阶段，不能保证M点时最大速度，故C错误；

D．整个系统机械能守恒，球B由O→M，弹簧的弹性势能增加，球的电势能减小，若两者相等，则球在M点和O点的机械能相等，可能存在这种情况，故D正确。

故选D。

二、非选择题：共5题，共60分.其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 实验小组做“测量合金丝的电阻率”实验。

（1）用毫米刻度尺测出合金丝AB的长度，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图1所示，则金属丝直径的测量值______mm；

用欧姆表“×10”挡粗测合金丝AB的电阻，多用电表指针指示如图2所示，则合金丝电阻值为______Ω；

（2）实验室提供下列器材：电源（）

电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）

电流表（量程0~60mA，内阻为20Ω）

滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）

滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）

开关、导线若干；

为了调节方便、测量准确，滑动变阻器应选用______；（选填相应的电阻）

（3）将合金丝AB全部接入电路，使用图3中的器材测量合金丝的电阻，请用笔画线代替导线，在图3中将实物电路图连接完整______；

（4）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，记录两电表的测量数据，在坐标纸上描点作出如图4所示的图像，则合金丝AB的电阻______Ω（结果保留1位小数），由电阻R求得合金的电阻率；

（5）若通过改变合金丝接入电路的长度来测其电阻率，需要扩大电流表的量程。将阻值为的电阻与电流表并联，用金属夹P改变合金接入电路的长度L，测得多组合金丝接入电路的长度L及两电表的读数：电压U、电流I，作出图像的斜率为k，则该合金丝的电阻率______（用符号d、k表示）。

【答案】    ①. 0.360    ②. 60    ③.     ④.     ⑤. 63.3    ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器的精度为0.01mm，其读数为固定刻度与可动刻度示数之和，所以

d=0mm+36.0×0.01mm=0.360mm

[2]欧姆表的示数为指针示数与倍率的乘积，所以合金丝电阻

Rx=6×10Ω=60Ω

（2）[3]为了调节方便、测量准确，故滑动变阻器采用分压接法，则应选择最大值较小的；

（3）[4]由于合金丝电阻较小，故电流表采用外接法，滑动变阻器采用分压接法，则完整的实物连接图，如图所示

（4）[5]根据图像的斜率表示电阻，则可得

（5）[6]将阻值为的电阻与电流表并联，扩大电流表的量程，则有

即量程变成了原来的三倍；根据电阻定律有

又

，

联立解得

可知图像的斜率为

解得

12. 质量为的木块A放在光滑水平面上，右侧有一固定挡板，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球B。现将B球拉起使细线水平伸直，并由静止释放B球。重力加速度，求

（1）B球第一次到达最低点时细线的拉力大小F；

（2）B球第一次上升的最大高度h。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）A右侧有固定的挡板，B球第一次到达最低点时速度为，此过程中机械能守恒，则有

对B球受力分析，有

解得

（2）B球第一次越过最低点后，A、B系统动量守恒，A、B速度相同时，B球有最大高度，则有

A与B系统能量守恒，则有

解得

13. 在x轴上和处有两持续振动的振源A、B，从时同时开始振动，在同一介质中形成沿x轴相向传播的两列波，时刻波形如图所示。求：

（1）由振源B形成波的波长；

（2）处的质点N处于正向最大位移的时刻t。

【答案】（1）；（2）（）

【解析】

【详解】（1）同一介质中波的传播速度相同，由图及题意可知，振源A形成的波的波长为0.4m，周期为2s，故有

由图及题意可知振源B形成波的周期为2s，故根据

可得

（2）根据

故N点为振动减弱点；由图可知，2s时B波的波峰正好位于1.3m处，将此时的振动形式传至N点所需时间为

则首次处于正向位移，所需时间

故根据波周期性的特点可得，质点N处于正向最大位移的时刻为

（）

【点睛】掌握波速的计算公式，理解机械波的速度与介质的关系。注意波发生干涉的条件是两列波频率相等。

14. 某同学设计贯通地球的弦线列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，为隧道的中点，与地心O的距离为，地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g。已知，质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，P点到的距离为x，不计空气阻力与摩擦。求：

（1）列车在隧道中A点的合力F；

（2）列车运动到P点时的加速度a；

（3）列车运动过程中的最大速度v。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设列车在A时，，列车在A点受到地球的引力

列车在A点受到合力

根据几何关系有

解得

（2）设地球的质量为M，列车运动到P点距地心为r，，根据几何关系有

列车运动到P点加速度

地球为均匀球体

又

解得

（3）列车在隧道内距的距离x时合力，F随x均匀变化，列车在点有最大速度，则有

解得

15. 如图甲，一对平行金属板，板间距离为d，虚线为两板间的中轴线。两板间加电压随时间变化如图乙所示，其变化周期为T，正向电压为U（U未知），反向电压为。带正电的某种粒子从O点沿虚线方向以速度连续均匀射入两板间，粒子从板间飞出所需要的时间为T。（粒子的重力以及粒子间的相互作用力不计）

（1）若，所有粒子恰好都能从板间飞出，求粒子飞出位置离点的最小距离l；

（2）若，在的时间段内哪些时刻射入的粒子可以从两板间的点射出；

（3）若，射入粒子的质量为m、电荷量为，其中只有50%的粒子能从板间飞出，求U值。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在板间飞行时间为T，时射入粒子在板间y方向加速位移，匀速位移，有

时射入粒子射出的位置距有最小距离为

（2）时粒子的加速度大小为，时粒子的加速度大小为a，若时刻进入的粒子能够由中轴线以下区域从点射出板间，则

由上述可得

即时刻进入的粒子能够由两板中轴线以下区域从点射出。

（3）假设在前半个周期内时间内进入板间的粒子刚好能够穿出电场区域则

下边界

上边界

由对称性可知

由上述可得