2023江苏省苏北四市高三上学期期末考试物理含答案

这是一份2023江苏省苏北四市高三上学期期末考试物理含答案，共9页。

(满分：100分 考试时间：75分钟)
2023．1
一、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项最符合题意．
1. 关于热现象，下列说法正确的是( )
A. 固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力
B. 液体分子的无规则运动称为布朗运动
C. 气体吸热，其内能一定增加
D. 0 ℃水结成冰的过程中，其分子势能增加
2. 扩大核能应用是减少碳排放的必要手段，我国目前拥有的22座核电站均采用核裂变的链式反应获取能量，下列说法正确的是( )
A. 核反应前后，电荷量和质量均守恒
B. 核裂变比核聚变效率更高，更清洁安全
C. 用慢化剂将“快中子”减速为“慢中子”有利于裂变反应的发生
D. 裂变反应后生成的新核的比结合能小于反应前原子核的比结合能
3. 如图所示，一晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的轻质斜杆垂直，两斜杆间的夹角为θ，当θ缓慢增大时，每根斜杆受到地面的( )
A. 支持力增大 B. 支持力减小
C. 摩擦力增大 D. 摩擦力减小
4. 如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光．下列说法正确的是( )
A. 玻璃对b光的折射率比c大
B. 在玻璃中，b光的传播速度比c大
C. b光的光子能量比c小
D. 逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射
5. 2022年10月9日，我国太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，在距离地球表面约720千米低轨道上绕地心视做匀速圆周运动，该卫星始终以相同的角度面对太阳，并保持在晨昏分界线上．与距离地球表面约为36 000千米的地球同步卫星相比，“夸父一号”的( )
A. 轨道平面可能与地球同步卫星轨道平面重合 B. 运行线速度比地球同步卫星大
C. 运行角速度比地球同步卫星小 D. 运行周期比地球同步卫星大
6. 如图所示，两根完全相同的四分之一圆弧绝缘棒分别放置在第一、二象限，其端点在两坐标轴上．两棒带等量同种电荷且电荷均匀分布，此时O点电场强度大小为E.撤去其中一棒后，O点的电场强度大小变为( )
A. eq \f(E,2) B. eq \f(\r(2),2) E C. E D. eq \r(2) E
7. 1892年狄塞尔为描述内燃机热力学过程建立了定压加热循环(狄塞尔循环)，如图所示为描述狄塞尔循环的pV图像，A→B和C→D为绝热过程， 若一定质量的某种理想气体经历了A→B→C→D→A循环过程，下列说法正确的是( )
A. A→B气体的内能不变
B. B→C气体向外界放热
C. C→D气体的内能增加
D. 一个循环过程，气体从外界吸收热量
8. 随着经济发展，加之寒冬来临，用电需求增加，当火力发电供应紧张时，通过远距离调度方式，会及时将其他地区的风力发电、太阳能发电并入电网保障电力供应．如图所示为远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器．当用户用电器增加(假设所有用电器均可视为纯电阻)，电网中数据发生变化，下列说法正确的是( )
A. 降压变压器的输出电流I4减小
B. 输电线上损失的功率减小
C. 升压变压器的输出电压U2增大
D. 发电厂输出的总功率增大
9. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，如图甲所示．以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是 0.5 Hz，下列说法正确( )
A. 该时刻P点的位移为10 eq \r(3) cm
B. 再经过0.25 s, P点到达平衡位置
C. 该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
D. 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为y＝20sin (πt＋π)cm
10. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面体A放在光滑的水平面上，已知A的质量为2m，高为h.质量为m的细长直杆B，受固定的光滑套管C约束，只能在竖直方向上自由运动．初始时，A在水平推力F作用下处于静止状态，此时B杆下端正好压在A的顶端．现撤去推力F，A、B便开始运动，重力加速度为g.则( )
A. 推力F的大小为mg sin θ
B. 运动过程中，A对B不做功
C. A、B组成的系统，水平方向上动量守恒
D. 当杆的下端刚滑到斜面底端时，斜面体的速度大小为 eq \r(\f(2gh,2＋tan2θ))
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. (15分)某同学测量一段粗细均匀金属丝的电阻率，器材如下：金属丝Rx，电源E(电动势3 V、内阻不计)，电流表(量程为0～0.6 A、内阻0.5 Ω)，电压表(量程为0～3 V、内阻约3 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值15 Ω)，毫米刻度尺，开关S及导线若干．实验步骤如下：
(1) 首先用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度l＝50.00 cm，再用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，金属丝直径的测量值d＝________mm.
(2) 为减小误差，应选用图乙中的________(选填“a”或“b”)连接线路．
(3) 实验过程中，改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两电表的读数，作出如图丙所示的UI图像，可得金属丝的电阻R＝________Ω，电阻率ρ＝________Ω·m.(结果均保留2位有效数字)
(4) 电路保持闭合，若测量时间较长，会使电阻率的测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
12. (8分)如图所示，半径为L的半圆形光滑导体框架MN垂直放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，长为L的导体杆OP绕圆心O以角速度ω匀速转动，N、O间接阻值为R的电阻，杆OP的电阻为r，框架电阻不计，求杆沿框架转动过程中：
(1) 电阻R两端电压；
(2) 电阻R消耗的电功率．
13.(8分)如图所示，光电管的阴极K用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时，产生了光电流．移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为U，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常数为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c.求：
(1) 激光在真空中的波长λ；
(2) 激光光源单位时间内产生的光子数N.
14. (14分)如图所示，质量m＝1 kg的小球用长L＝1 m的轻绳悬挂在固定点O上，足够长的木板C置于光滑水平地面上，两物块A、B放置在C上，A置于C的左端，B与A相距0.5 m.现将小球拉至与竖直方向成37°由静止释放，小球在最低点与A发生弹性碰撞，一段时间后，A与B碰撞后粘在一起，两次碰撞时间均可忽略．已知A与C、B 与C间动摩擦因数μ＝0.2，A、B、C的质量mA＝mB＝mC＝1 kg，重力加速度g取10 m/s2, sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，不计空气阻力．求：
(1) 与A碰撞前瞬间，小球所受轻绳的拉力；
(2) 与B碰撞前瞬间，A的速度大小；
(3) 整个装置在全过程中损失的机械能．
15. (15分)如图所示，真空中四个1/4绝缘圆弧柱面彼此相切，垂直纸面固定放置，圆弧半径为R，其中柱面1中间位置开一条狭缝．在装置中心O处有一粒子源，无初速释放质量为m、电荷量为＋q的粒子．在O与狭缝之间加一电压为U的加速电场．在圆形区域内设计合适的匀强磁场可使离开狭缝的粒子做逆时针方向的循环运动．已知粒子与柱面的碰撞为弹性碰撞，碰撞过程中电荷量没有损失，不计粒子重力及粒子间相互作用．求：
(1) 粒子在磁场中运动的速度大小；
(2) 四个圆形区域所加磁场的磁感应强度最小值及方向；
(3) 在(2)的情境下，若仅同步调整圆形区域2、3、4内的磁场，试导出磁感应强度的所有可能值．
2022～2023学年高三年级模拟试卷(苏北四市)
物理参考答案及评分标准
1. A 2. C 3. C 4. A 5. B 6. B 7. D 8. D 9. B 10. D
11. (每空3分，共15分)(1) 0.500(0.499～0.501) (2) a (3) 4.0(3.9～4.1) 1.6×10－6 (4) 偏大
12. (8分)解：(1) 设杆末端的速度为v，则v＝ωL(1分)
杆绕O点匀速转动产生的感应电动势为E＝BLv＝ eq \f(1,2) BL2ω (1分)
则R两端电压U＝ eq \f(E,R＋r) R＝ eq \f(BL2ωR,2（R＋r）) (2分)
(2) 回路中电流I＝ eq \f(E,R＋r) ＝ eq \f(BL2ω,2（R＋r）) (2分)
消耗的电功率P＝I2R＝ eq \f(B2L4ω2R,4（R＋r）2) (2分)
13. (8分)解：(1) 由光电效应方程：Ek＝hν－W0(1分)
由动能定理－eU＝0－Ek(1分)
解得λ＝ eq \f(hc,eU＋W0) (2分)
(2) 由N＝ eq \f(p×1,ε) ，其中ε＝ eq \f(hc,λ) (或者写成ε＝eU＋W0)(2分)
解得N＝ eq \f(p,eU＋W0) (2分)
14. (14分)解：(1) 由机械能守恒定律得mgl(1－cs 37°)＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,0) (1分)
由向心力公式得F－mg＝m eq \f(v eq \\al(2,0) ,L) (1分)
解得F＝14 N (1分)
(2) 小球与A发生弹性碰撞
mv0＝mv1＋mvA(1分)
eq \f(1,2) mv eq \\al(2,0) ＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,A) (1分)
解得vA＝2 m/s(1分)
对A：μmg＝maA＝2 m/s2 (1分)
对B、C：μmg＝2maBC
解得aBC＝1 m/s2(1分)
vAt－ eq \f(1,2) aAt2－ eq \f(1,2) aBCt2＝l (1分)
代入数据解得t＝ eq \f(1,3) s，t＝1 s(舍去)(1分)
v′A＝vA－aAt
解得v′A＝vA－aAt＝ eq \f(4,3) m/s(1分)
(3) 取A、B、C为一系统，系统动量守恒得mAvA＝(mA＋mB＋ mC)v共
解得v共＝ eq \f(2,3) m/s(1分)
整个装置在全过程中损失的机械能
ΔE＝ eq \f(1,2) mAv eq \\al(2,A) － eq \f(1,2) (mA＋mB＋mC)v eq \\al(2,共) ＝ eq \f(4,3) J (2分)
15. (15分)解：(1) 粒子从O点开始加速到达狭缝过程，由动能定理得qU＝ eq \f(1,2) mv2 (2分)
即v＝ eq \r(\f(2qU,m)) (1分)
(2) 粒子要做逆时针方向的循环运动，磁场方向必须垂直纸面向里(1分)
由qvB＝m eq \f(v2,r) 知r＝ eq \f(mv,qB) (1分)
可得磁感应强度最小值对应轨迹半径的最大值．
作出临界情况下的轨迹如图所示，
由几何关系得r＋r cs 45°＝R sin 45°
解得rmax＝( eq \r(2) －1)R (1分)
由qvBmin＝m eq \f(v2,rmax) 得Bmin＝ eq \f(mv,qrmax) 代入已知量可得 (1分)
Bmin＝(2＋ eq \r(2) ) eq \f(1,R) eq \r(\f(mU,q)) (1分)
(3) 满足题意的各种情况中，除第一象限外，另外三个象限轨迹半径的最大值为R，轨迹弦长对应的磁场圆的圆心角为 eq \f(π,2) .
若粒子与柱面2碰撞一次，则上述圆心角为 eq \f(1,2) · eq \f(π,2) ，粒子与柱面2碰撞两次则上述圆心角为 eq \f(1,3) · eq \f(π,2)
若粒子与柱面2碰撞n次，则上述圆心角为 eq \f(1,n＋1) · eq \f(π,2) .(2分)
由几何关系得rn＝R tan eq \f(π,4（n＋1）) (1分)
由qvBn＝m eq \f(v2,rn) 得Bn＝ eq \f(mv,qrn) 代入已知量得(2分)
Bn＝ eq \f(1,R tan \f(π,4（n＋1）)) eq \r(\f(2mU,q)) (n＝0、1、2、…)(2分)