【期中真题】辽宁省本溪市高级中学2022-2023学年高三上学期期中测试物理试题.zip

2022年高三年级期中II考试物理科试卷

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 物理学的发展推动了社会的进步。关于物理学上一些事件和科学方法，下列说法正确的是（　　）

A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫等效替代法

B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了微元法

C. 伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是采用了极限思维法

D. 电场强度和电流强度都是利用比值法得到的定义式

【答案】B

【解析】

【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，A错误；

B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了微元法，B正确；

C．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律，是采用了实验与逻辑推理相结合方法，C错误；

D．电场强度为比值定义法得到的定义式，电流的定义式为，D错误。

故选B。

2. 如图所示，直杆弯折成90°固定在竖直面内，OA段竖直，OB段水平，绕过光滑滑轮C的不可伸长的细线两端D、E分别固定在OA、OB上，质量为m的小球吊在滑轮下，静止时，DC段细线与竖直方向的夹角，不计滑轮及细线的重力，重力加速度为g，则（　　）

A. 细线上的拉力大小为

B. 仅将D端缓慢沿杆向上移，细线上拉力变小

C. 仅将E端缓慢沿杆向左移，细线上拉力增大

D. 仅将D端缓慢沿杆向下移，滑轮C接触到杆OA之前，不可能出现DC段细线水平的情况

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据力的平衡，设细线上的拉力为T，则

解得

故A错误；

B．仅将D端缓慢沿杆向上移，根据几何关系可知，细线与竖直方向的夹角不变，因此拉力大小不变，故B错误；

C．仅将E端缓慢沿杆向左移，细线与竖直方向的夹角变小，因此拉力减小，故C错误；

D．仅将D端缓慢沿杆向下移，在滑轮到达D端前，由于滑轮两边细线与竖直方向的夹角总是相等，因此段细线始终不可能变成水平，故D正确。

故选D。

3. 用细绳拴一个质量为m的光滑小球，小球将一固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴连），弹簧劲度系数为k，如图所示。将细绳剪断后（　　）

A. 小球立即获得的加速度 B. 小球的运动轨迹为抛物线

C. 小球落地的速度大于 D. 小球落地的时间小于

【答案】C

【解析】

【详解】A．细绳剪断前小球受重力、弹力和拉力的作用，处于平衡状态，故弹力和重力的合力为

剪断细线瞬间，弹力和重力不变，则两力的合力不变，根据牛顿第二定律有

解得：

A错误；

B．平抛运动只受重力；将细绳烧断后，小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，所以不是平抛运动，轨迹不是抛物线，B错误；

D．小球竖直方向只受重力，竖直分运动是自由落体运动，根据自由落体运动规律有

故小球落地的时间

D错误；

C．如果不受弹簧弹力，小球做自由落体运动，根据自由落体运动规律有

解得落地速度

由于水平方向有弹簧弹力作用，则水平方向会加速，从而获得水平速度，而竖直方向的速度不变，所以落地速度大于，C正确。

故选C。

4. 2022年9月1日，神舟十四号航天员乘组在问天实验舱圆满完成首次出舱任务，问天实验舱对接天和核心舱的过程可简化为如图情景：问天实验舱经椭圆轨道I转移到圆形轨道II后，与圆形轨道上的天和核心舱对接，轨道II离地高度约为400km（同步卫星轨道离地约为36000km），下列说法正确的是（　　）

A. 问天实验舱与天和核心舱对接时，若以地面为参考系，则问天实验舱静止不动

B. 问天实验舱在轨道I上机械能等于其在轨道II上的机械能

C. 问天实验舱在轨道II上运行速率在7.9km/s到11.2km/s之间

D. 问天实验舱在轨道II上的向心加速度大于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于对接点所在轨道II离地高度约为，低于静止卫星的高度，所以实验舱相对地面是运动的，故A错误；

B．实验舱在轨道I上需要在A点加速才能变轨到轨道II上，变轨过程中机械能增加，所以问天实验舱在轨道I上机械能小于其在轨道II上的机械能，故B错误；

C．环绕地球做圆周运动的最大速度为第一宇宙速度，轨道越高，运行速度越小，故C错误；

D．物体绕地运行的加速度为

可知，半径越大，加速度越小，所以实验舱在轨道II上的向心加速度大于地球静止卫星的加速度，又由公式

可知，由于地球静止卫星与赤道上的物体做圆周运动的角速度相同，但地球静止卫星的运动半径更大，所以地球静止卫星比赤道上物体做圆周运动的加速度大，综上可知，实验舱在轨道II上的向心加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度，故D正确。

故选D。

5. 一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的波形如图甲所示，其中某质点P的振动图像如图乙所示。则（　　）

A. 波沿x轴正方向传播，波速大小为60m/s

B. 当时质点P的加速度方向指向y轴正向

C. 在内，质点P运动的路程为12cm

D. 在内，质点P一直向y轴负方向运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．质点P在时刻向下振动，由上下坡法可知，波沿x轴负方向传播，大小为

故A项错误；

B．由图乙可得，当时质点P在y轴负方向，则加速度方向指向y轴正方向，故B项正确；

C．在时间内半个周期，质点P运动的路程为

故C项错误；

D．由图乙可得在时间内，质点P先向y轴负方向运动，后向y轴正方向运动，故D项错误。

故选B。

6. 如图所示，直流电路中，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小。当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止。现用强光照射电阻时（　　）

A. 电源的输出功率减小 B. A板的电势降低

C. 液滴向上运动 D. 中有向右的瞬间电流通过

【答案】C

【解析】

【详解】A．当电路外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大；用强光照射电阻时，的阻值减小，电路外电阻变小，由于不清楚外电阻与电源内阻的具体关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故A错误；

BC．用强光照射电阻时，的阻值减小，干路电流增大，与电容器串联，稳定后相当于断路，对电路无影响，故电容器两端电压等于两端电压，由于下极板接地，由

可知，电容器两端电压增大，即A板的电势升高；极板间场强为

可知场强增大，液滴受到向上的电场力增大，故液滴向上运动，故B错误，C正确；

D．根据

由于电容器电压增大，可知电容器电荷量增大，由于下极板带负电，则中有向左的瞬间电流通过，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，球的内接正六面体，在球心O处固定放置一带电量为的点电荷，下列描述正确的是（　　）

A. A、B两点的电场强度相同

B. 线段AC上的所有点中，AC中点的电势最高

C. 将一负检验电荷从沿直线移动到B点，该检验电荷的电势能先减小再增大

D. 将一正检验电荷从A沿球面移动到B点，该检验电荷的电势能不变

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于A、B两点到场源电荷的距离一样大，根据点电荷场强公式

可知A、B两点的场强大小相等，但方向不同，故A错误；

B．线段上的所有点中，中点与负点电荷的距离最小，则电势最低，故B错误。

C．距离负点电荷越近电势越低，将一负检验电荷从沿直线移动到B点，电势先减小再增加，由电势能公式

可知负检验电荷的电势能先增大再减小，故C错误；

D．球面上的点到的距离相等，球面为等势面。所以将一正检验电荷从A 沿球面移动到B点，电势能不变，故D正确。

故选D。

8. 如图所示，图像可能是甲、乙两质点运动的速度时间（v－t）图像，也可能是甲、乙两质点运动的位移时间（x－t）图像。已知时刻，两个质点刚好相遇。关于两质点在时间内的运动，下列说法正确的是（    ）

A. 若图像是v－t图像，则两质点的运动方向先相反后相同

B. 若图像是v－t图像，则两质点间的距离一直增大

C. 若图像是x－t图像，则两质点间的距离先增大后减小

D. 若图像是x－t图像，则当甲的速度为零时，两质点间的距离最大

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．若图像是v－t图像，两质点的速度方向都是正方向，t1时刻，两个质点刚好相遇，速度图像中图形面积不是位移，由图像可知，t1~t2时间内，图形面积的差距越来越大，则两质点间的距离不断增大；故A错误，B正确；

C．若图像是x－t图像，则两图线同一时刻的纵坐标表示两质点的距离，可知两质点间的距离先增大后减小，故C正确；

D．如果是x-t图像，x-t图像切线的斜率表示质点的速度，则在t1~t2时间内的某一时刻甲质点相对于乙质点的速度为零；当两质点相对速度为零时，两质点相距最远，故D错误。

故选BC。

9. 一质量为0.06kg、长为0.1m的金属棒MN用两根长度相等的绝缘细线悬挂于天花板的两点，现在在空间加一竖直向下的磁感应强度大小为的匀强磁场，当在金属棒中通有恒定的电流后，金属棒摆动起来，当金属棒摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角为60°，已知一切阻力可忽略不计，。下列说法正确的是（　　）

A. 金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能先增加后减少

B. 金属棒在摆动到最高点的过程中，机械能一直增加

C. 通入金属棒中的电流为2A

D. 通入金属棒中的电流为6A

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．通电导体在磁场中受到安培力，金属棒在摆动到最高点的过程中，安培力做正功，则机械能一直增大，故A错误，B正确；

CD．金属棒受到的安培力为

设绳子长度为，根据动能定理可得

联立解得通入金属棒中的电流为

故C正确，D错误。

故选BC。

10. 霍尔元件是一种重要的磁传感器，可用在多种自动控制系统中。长方体半导体材料厚为a、宽为b、长为c，以长方体三边为坐标轴建立坐标系xyz，如图所示。半导体中有电荷量均为e的自由电子与空穴两种载流子，空穴可看作带正电荷的自由移动粒子，单位体积内自由电子和空穴的数目分别为n和p。当半导体材料通有沿方向的恒定电流后，某时刻在半导体所在空间加一沿方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，于是在z方向上很快建立稳定电场，称其为霍尔电场，已知电场强度大小为E，沿方向，不计载流子的重力。则关于这种霍尔材料认识正确的是（　　）

A. 刚加磁场瞬间，两种载流子在z方向上受到的洛伦兹力方向相反

B. 建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向形成的电流大小相等、方向相反

C. 建立稳定霍尔电场后两种载流子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力方向相同

D. 若自由电子定向移动在沿方向上形成的电流为，自由电子在z方向上受到的洛伦滋力和霍尔电场力合力大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由题意，恒定电流沿方向，则自由电子沿方向，空穴沿方向，根据左手定则知电子受到的洛伦兹力方向向上，空穴受到洛伦兹力方向向上，所以电子产生电流方向沿z轴负方向，空穴产生电流沿z轴正向。设时间内运动到导体上表面的自由电子数和空穴数分别为、，设两粒子沿z轴方向的速度为、，则有

则霍尔电场建立后，半导体z方向上表面电荷量不再发生变化，即

即在相等时间内运动到导体上表面的自由电子数和空穴数相等，则两种载流子在z方向形成的电流大小相等、方向相反，故B正确，A错误；

C．因为电子受到的洛伦兹力方向向上，空穴受到洛伦兹力方向向上，霍尔电场沿z轴负方向，所以电子受到霍尔电场的电场力向上，即电子在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力向上且不为零。而空穴受到霍尔电场的电场力方向向下，且小于所受的洛伦兹力，故空穴在z方向上受到洛伦兹力和霍尔电场力的合力向上且不为零，故C正确；

D．设自由电子沿x轴方向的速度为，则满足

所以自由电子受到洛伦兹力大小为

又因为霍尔电场力为

所以自由电子在z方向上受到的洛伦滋力和霍尔电场力合力大小为

故D错误。

故选BC。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某学习小组通过下图实验装置来验证动量守恒定律．A是固定在光滑水平桌面上的光滑斜槽．斜槽末端与水平桌面平行，B是气垫导轨，C是光电门，D是带由小孔的滑块（孔内粘有胶带，小球进入小孔即粘在胶带上），滑块上方有一个很窄的挡光片．实验前将斜槽固定在水平桌面上，调整气垫导轨的高度，使滑块小孔下方与斜槽末端在同一高度处，同时调整气垫导轨水平，多次改变小球释放高度h，得到挡光片每次通过光电门的时间t，做出h图象，已测出小球质量为m、滑块总质量为M、挡光片宽度为d、重力加速度为g，小球由斜面进入水平面时没有机械能损失．

（1）若测得某次挡光片通过光电门的时间为t1，则可知此次滑块通过光电门的速度为v1＝_____．

（2）只要满足关系式h＝_____（用题中所给的物理量来表示），就可以说明碰撞过程动量守恒．

（3）如果实验中做出的图象是一条过原点的_____（填写“倾斜直线”或“抛物线”）同样可以验证动量守恒．

【答案】    ①.     ②.     ③. 倾斜直线

【解析】

【详解】（1）小球与滑块碰撞后在气垫导轨上做匀速运动，平均速度等于瞬时速度，则v1；

（2）根据动能定理得：mgh

得小球下滑到斜面底端的速度v0

小球与斜槽碰撞时动量守恒：mv0＝（m+M）v

又小球与斜槽通过光电门的速度v1

解得：h；

（3）由（2）分析可知h与成正比，所以图象是一条倾斜直线，同时可以验证动量守恒．

12. 现要按图甲所示的电路测量一节旧干电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（约20Ω），可供选择的器材如下：电流表、（量程均为，内阻约为500Ω），滑动变阻器R（阻值0~100Ω，额定电流1.0A），定值电阻（阻值约为100Ω），电阻箱、（阻值均为0~999.9Ω），开关、导线若干。由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此先将电流表改装（扩大量程），然后再按图甲所示电路进行测量。

（1）首先按图乙电路测量的内阻，以下给出了实验中必要的操作：

A.断开

B.闭合、

C.按图乙连接电路，将滑动变阻器R的滑片调至最左端，调至最大

D.调节，使的示数为，记录的值

E.断开，闭合

F.调节滑动变阻器R，使、的指针偏转适中，记录的示数

请按合理顺序排列实验步骤（填序号）：________。

（2）接下来，将电流表（较小）改装成电流表A（较大量程），如果（1）中测出的内阻为468.0Ω。现用将改装成量程为20mA的电流表A，应把调为________Ω与并联，改装后电流表A的内阻为________Ω。（结果均保留三位有效数字）

（3）最后，按图甲所示电路，利用改造后的电流表以及电阻箱，测电池的电动势和内阻。实验时，改变的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组、I的数据，然后作出图像。若电流表的内阻用表示，则该图像中，图线的斜率为________；图线的纵截距的大小为________。（用物理量符号E、r、表示）

【答案】    ①. CBFEDA    ②. 12.0    ③. 11.7    ④. E    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]为了保证实验的安全，在操作中要求滑动变阻器要放在使电流最小的位置，该电路图中，变阻器的滑片开始时放在最左边是正确的；为了电路的安全，电阻箱的电阻值调到最大时，电流的电流最小，所以需要调到最大；等效替代法测电阻的核心是“效果相同”，本题中体现为使A1的示数相同，所以需要先接通开关S2，同时断开开关S3，调节滑动变阻器时电流表A1有适当的示数，然后接通开关S3，同时断开开关S2，调节电阻箱的电阻值，使电流表A1的示数与上一次相同，记录电阻箱的电阻即为所求。所以实验步骤为CBFEDA。

（2）[2]改装大量程电流表需要并联电阻分流，则有

解得

[3]改装后电流表A的内阻为

（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可得

可得

可知图像的斜率为

图像的纵截距的大小为

13. 如图所示，轻绳绕过定滑轮，一端连接物块A，另一端连接在滑块C上，物块A下端用弹簧与放在地面上的物块B连接，A、B两物块的质量均为5kg，开始时绳连接滑块C部分处于水平，绳刚好拉直且无弹力，滑轮到杆的距离为3米，用手控制滑块C，使其沿杆缓慢下滑，当C下滑4米时，释放滑块C，结果滑块C刚好处于静止，此时B刚好要离开地面，不计一切摩擦，重力加速度为。

（1）求C的质量；

（2）若从开始位置（绳连接滑环C部分处于水平时）由静止释放滑块C，求当物块B刚好要离开地面时，滑块C的速度大小。

【答案】（1）8kg；（2）

【解析】

【详解】（1）开始时绳连接滑块C部分处于水平，滑轮到杆的距离为3米，当C下滑4米时，由几何关系可得绳与竖直方向的夹角为

当B刚好要离开地面时，所以绳的拉力

T=2mAg

对C受力分析得

mCg=Tcosθ

解得

mC=8kg

（2）设弹簧的劲度系数为k，开始时弹簧的压缩量为

当B刚好要离开地面时，弹簧的伸长量为

由几何关系可得A上升的距离为

设由静止释放滑块C，求当物块B刚好要离开地面时，C的速度为v，则

A、B两物块质量相等，弹簧的压缩量等于伸长量，弹性势能不变，根据机械能守恒定律有

解得

14. 如图所示，两金属板A、B水平放置，间距为3d。距离A下方2d处有一水平放置的金属网G，A、B、G的尺寸相同，G接地，A、B的电势均为。今有一带电粒子从金属网G的左侧正上方P点以初速度水平射入电场，P点到G的距离为d。粒子穿越金属网过程中与金属网不接触，已知带电粒子的质量为m、电荷量为，粒子重力忽略不计。求：

（1）粒子第一次到达G所需的时间t；

（2）若粒子恰好沿水平方向飞离电场，求金属板的长度L。

【答案】（1）；（2）（，2，3……）

【解析】

【详解】（1）粒子在竖直方向做匀加速直线运动，第一次到达G所需的时间为t，则有

联立解得

（2）若粒子恰好沿水平方向飞离电场，即粒子在竖直方向速度为0，粒子在竖直方向先做匀加速运动t加速到v，后做匀减速运动减到0，再接着反向加速加到v，然后减速运动t减到0，竖直方向可能做周期性这种运动下去，但是水平方向一直做匀速直线运动，则粒子恰好沿水平方向飞离电场的时间为

（，2，3……）

金属板长度为

（，2，3……）

15. 质谱仪是利用电场和磁场分析带电粒子性质的仪器，某同学设计的一种质谱仪结构如图所示。一对平行金属板的板间距为，板间电压为，上极板带正电，右端紧挨着上板垂直放置一足够大的荧光屏。两平行板间区域为Ⅰ，区域为Ⅱ，。两区域均分布有垂直纸面向里，磁感应强度为的匀强磁场。以下问题中均不考虑带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用。

（1）某带电粒子沿两板间中线射入后沿直线运动进入区域Ⅱ，恰好垂直边界射出，判断带电粒子的电性，求出粒子的比荷以及粒子在区域Ⅱ中的运动时间；

（2）仅将（1）问中的粒子电性改变，而且将大量这样的粒子从两极板左端口从上到下均匀排列，沿平行极板方向源源不断地射入板间。求某时刻击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比值；

（3）在（2）问中若屏上某点接收到粒子流形成的电流为Ⅰ，假设粒子击中屏后速度变为零，求粒子对屏的平均撞击力大小。

【答案】（1）负电，，；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）带电粒子恰好垂直PQ边界射出，根据左手定则可知粒子带负电，粒子在区域Ⅰ中做直线运动，则有

解得

设粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的轨迹半径为，如图所示

由几何关系得

根据牛顿第二定律可得

联立解得粒子的比荷为

又粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的周期为

已知=53°，可得粒子在区域Ⅱ中的运动时间

解得

（2）粒子电性改变，在区域Ⅰ中做依然做直线运动。设从Q1点射入区域Ⅱ的粒子在区域Ⅱ中运动的轨迹恰好与边界PQ相切，如图所示

由题意可知，粒子的运动轨迹半径仍为R，则在MQ1之间射入区域Ⅱ的粒子均可以击中荧光屏，设轨迹圆的圆心为Q2，由几何关系可得

击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比

联立各式得

（3）设一段时间内击中荧光屏上某点的粒子个数为，根据动量定理有

根据电流定义式，得

联立解得

由牛顿第三定律知，粒子对屏的平均撞击力大小为