河北省部分学校2022-2023学年高三物理上学期11月期中联考试题（Word版附解析）

高三年级11月期中考试

物理

本试卷满分100分，考试用时75分钟

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 天然放射性矿物质一般会放出、、三种射线，一块含铀的矿物质发出的、、三种射线在磁场中的偏转情况如图所示。已知铀的半衰期为45亿年，下列说法正确的是（　　）

A. 图中的①是射线 B. 这块矿物质在90亿年后将不再含铀238

C. 衰变的实质是原子核外电子跃迁 D. 铀238发生一次衰变后，生成的新核中有90个质子

【答案】D

【解析】

【详解】A． 射线是高速运动的电子流,带负电荷，由于负电荷运动方向与电流方向相反，所以根据左手定则，若图中的①是射线，则受到的洛伦兹力方向应该向右，而图中的①朝左偏转，受到的洛伦兹力方向朝左，故A错误；

B．放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期，在物理学上，一个放射性同位素的半衰期是指一个样本内，其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间，原子核的衰变规律是

其中：是指初始时刻（t=0）时的原子核数，t为衰变时间，T为半衰期，N是衰变后留下的原子核数；可知铀 238的半衰期为45亿年，这块矿物质在90亿年后，刚好经历两个半衰期，则未发生衰变的铀238质量应该为原来的四分之一，故B错误；

C． 衰变的实质就是原子核自发的放射出电子转变成另一种原子核的过程，是原子核内一个中子转化为一个质子和电子，核的质量数不变，但核电荷数增加，故C错误；

D．铀238原子序数为92，即原子核中有90个质子，离子即氦核，有2个质子；铀238发生一次衰变后， 因此铀238放出一个离子后，质子数变为90，原子序数为90，故D正确。

故选D。

2. 新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道，飞船绕月球运行多圈后，在环月圆轨道上的点实施变轨，进入椭圆轨道，由距月面的近月点再次变轨落月，如图所示。关于飞船的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 飞船在点的加速度大于在点的加速度

B. 飞船在圆轨道上的周期大于在椭圆轨道上的周期

C. 飞船在椭圆轨道上点的速度大于在点的速度

D. 在点月球对飞船中的航天员的万有引力大于在点月球对飞船中同一航天员的万有引力

【答案】B

【解析】

【详解】A．由牛顿第二定律可得

因为，所以

故A错误；

B．由开普勒第三定律

可知，由于环月圆轨道的半径大于椭圆轨道的半长轴，所以飞船在圆轨道上的周期大于在椭圆轨道上的周期，故B正确；

C．飞船从点到点的过程中，月球对飞船的引力做正功，动能增加，故飞船在椭圆轨道上点的速度小于在点的速度，故C错误；

D．由万有引力定律可得

由于，所以

故D错误。

故选B。

3. 如图所示，“凸”形绝热汽缸被a、b两轻质绝热活塞分成A、B、C三部分，a、b两活塞用轻杆连接，活塞稳定时A、B、C三个部分内的气体温度均相同。现设法使C中的气体温度缓慢升高，则在两活塞缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（   ）

A. A中气体温度升高 B. A中气体压强增大

C. B中气体压强增大 D. C中气体所有分子的动能均增大

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．以C中气体为研究对象，体积不变根据

可知C中气体温度升高，压强增大；以活塞和连杆整体为研究对象，受到向上和向下气体的压力p2SA和p2SB，因为SA < SB，则有

p2SA < p2SB

可知活塞和连杆合力向下，竖直向下运动，A中气体体积增大，压强减小，对外做功，根据

U = W＋Q

气缸绝热Q = 0，内能减小，温度降低；B中气体体积变小，压强增大，C正确，AB错误；

D．C中气体温度升高，分子的平均动能增大，D错误。

故选C。

4. 如图所示，倾角为30°的直角三角形光滑绝缘斜面固定于水平地面上，斜边的长度为，一电荷量为的带负电小球1固定在点，将一质量为的带电小球2置于斜面的中点时，恰好处于平衡状态，取重力加速度大小，静电力常量，两小球均视为质点，则小球2所的电荷量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】对小球受力分析，列平衡方程，则有

可解得

C

故选C。

5. 如图所示，一质量为的小球（视为质点）被长为、不可伸长的轻绳悬挂在点，给小球一水平初速度，小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。重力加速度大小为，小球在最低点时绳上的拉力与小球在最高点时绳上的拉力大小之差为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点时

从最高点到最低点，由动能定理

小球在最低点时

联立解得

故选D。

6. 传送带是物料搬运系统机械化和自动化的传送用具，可以替代人工搬运，节省人力物力。一水平传送带两端相距，物料与传送带间的动摩擦因数为。物料从一端轻放上传送带，被传送至另一端。当传送带分别以和的速度大小匀速运动时，取重力加速度大小，物料通过传送带的时间差为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】物料在传送带加速运动时的加速度为

当传送带以的速度大小匀速运动时，物料加速过程的时间为

加速过程的位移为

匀速过程的时间为

物料通过传送带的时间为

当传送带以的速度大小匀速运动时，设物料在传送带上一直做匀加速直线运动，则有

解得

物料离开传送带的速度为

假设成立，故物料通过传送带的时间差为

故选A。

7. 在如图所示的平面内，存在宽为的匀强磁场区域（足够长、边界上有磁场），匀强磁场的磁感应强度大小为，左侧边界上有一离子源，可以向纸面内各方向发射质量为、带电荷量为、速度大小为的离子。不计离子受到的重力和空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 离子在磁场中运动的最长时间为

B. 离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动最短时间为

C. 离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为

D. 离子从左侧边界离开磁场时，射入点与射出点间的最大距离为

【答案】B

【解析】

【详解】AD．由

得

则垂直左边界运动的离子恰与右边界相切，运动半个圆周，在磁场中运动的最长时间为

此时，离子从左边界离开磁场，射入点与射出点间的距离最大，大小为2L，AD错误；

B．当离子圆周运动的弦长最短时，圆心角最小，运动时间最短，则最短弦长为L，由几何关系，此时圆心角为，此过程时间最短

B正确；

C．离子初速度沿左边界向下时，离子做四分之一的圆周运动，此时有最大弦长，则离子从右侧边界离开磁场时，在磁场中运动的最长时间为

C错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示，A、B两只小鸭（均视为质点）在平静的河道内靠近岸边戏水，在水面上引起两列稳定的水波，小鸭A形成的水波在垂直河岸方向上最多恰好有5个波峰，小鸭B形成的水波在垂直河岸方向上最多恰好有3个波峰，已知P点为两小鸭所处位置连线的中点，则下列说法正确的是（　　）

A. 小鸭A产生的水波的传播速度与小鸭B产生的水波的传播速度大小相等

B. 小鸭B产生的水波振幅一定大

C. P始终是振动加强点

D. 小鸭A与小鸭B产生的水波的周期不同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．机械波在同一种介质中传播，速度相等，故A正确；

B．振幅和波长、波速无关，所以小鸭B产生的水波振幅不一定大，故B错误；

C．P点为两波源中点，波的传播速度相等，所以两列波同时传播到P点，根据波的叠加原理可知P点不是始终加强点，故C错误；

D．由题可知，两列水波的波长不同，根据波长与波速的关系可知，两列波的周期不同，故D正确。

故选AD。

9. 风力发电有清洁、可再生等优点，某风力发电厂输出有效值恒定的正弦式交变电流。如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通过理想交流电流表A接入该正弦式交变电流，副线圈两端接阻值为的电阻，已知电流表的示数为，下列说法正确的是（　　）

A. 电阻R中的电流的最大值为

B. 原线圈接入的正弦式交变电流的电压的有效值为

C. 电阻R消耗的电功率为

D. 当通过电流表的电流增大时，通过电阻R的电流减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．因为是理想变压器，所以有

因为电流表的示数为，所以电阻R中的电流为，但是因为电流表中显示的是有效值，所以最大值为

故A项错误；

B．电阻R两边的电压有效值为

根据理想变压器有

解得

故B项正确；

C．电阻R消耗的功率为

故C项正确；

D．因为是理想变压器，所以有

整理有

因为电流表示数变大，即变大，所以通过电阻R电流也增大，故D项错误。

故选BC。

10. 如图所示，、、、、、为圆的六等分点，圆处在与圆平行的匀强电场（未画出）中，圆的半径为，将大量质量为、电荷量为的带正电粒子（不计受到的重力）从点沿不同方向（在该圆面内）以大小为的速度抛出后，再次与圆相交时，通过点的粒子速度最大，且为，不计粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（　　）

A. 匀强电场的方向由点指向点 B. 匀强电场的电场强度大小为

C. 通过点时，粒子的速度大小为 D. 通过点时，粒子的速度大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由题意可知从到过程，电场力做功最大，则点到圆周上各点中，、两点距离沿电场方向距离最大，故电场方向与过点的切线垂直，如图所示

粒子从到过程，根据动能定理可得

解得

故A错误，B正确；

CD．粒子从到过程，根据动能定理可得

解得

故C正确，D错误。

故选BC。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 为了探究质量一定时，物体的加速度与所受合力的关系，某同学设计了一个实验，所用装置如图甲所示。已知小车的质量为，小车用细线栓住，通过轻质滑轮与左侧砂桶连接，打点计时器所接的交流电频率。其实验步骤如下：

①将器材按图甲所示安装好；

②调节长木板的倾角，在砂桶内放入适量的砂，沿长木板向下轻推小车，使小车做匀速直线运动；

③取下细线和砂桶，用弹簧测力计测出砂桶（含砂）受到的重力大小；

④先接通电源，后由静止释放小车，打出一条纸带，由打出的纸带求得小车的加速度大小；

⑤改变长木板的倾角，重新挂上细线和砂桶，重复②~④步骤，测得多组砂桶（含砂）受到的重力大小和小车的加速度大小。

回答下列问题：

（1）下列实验操作或实验要求正确是______。

A.砂桶（含砂）的质量应远小于小车的质量

B.滑轮右侧的细线应与长木板平行

C.长木板的倾角应大于45°

D.为了减小摩擦，轻推小车让小车匀速运动前，小车后不应装上纸带，且不应接通电源

（2）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度大小______。（结果保留两位有效数字）

（3）某同学据测出的多组和，作出图像如图丙所示，则图线斜率与小车的质量的关系为______。

【答案】    ①. B    ②. 0.88    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．小车匀速运动时砂桶（含砂）的重力大小等于细线对小车的拉力大小，没必要远小于小车的重力，故A错误；

B．砂桶（含砂）重力等于细线沿木板向上的对小车的拉力，滑轮右侧的细线应与长木板平行，故B正确；

C．长木板的倾角不一定大于45°，故C错误；

D．轻推小车让小车匀速运动前，小车后应装上纸带，且应接通电源，故D错误。

故选B。

（2）[2]计数点间时间间隔为

由逐差法得小车的加速度大小

（3）[3] 砂桶（含砂）受到的重力大小等于小车匀加速运动的合力，则

可得

所以图线斜率与小车的质量的关系为

12. 小李同学计划测量一未知型号电池的电动势和内阻。

（1）小李先用多用电表直流电压挡直接接在该电池两极粗测电池的电动势，多用电表的示数如图甲所示，则该电池的电动势为______。

（2）为了精确测量该电池的电动势和内阻，小李从实验室里借到了以下实验器材：

A．电流表A1，量程为，内阻；

B．电流表A2，量程为，内阻；

C．滑动变阻器；

D．定值电阻；

E．定值电阻；

F．定值电阻；

G．开关一个、导线若干。

为了较准确地测量该电池的电动势和内阻，小李设计了如图乙所示的实验电路。

①与电流表A2串联的电阻应当选择______（填“”或“”）。

②闭合开关，调整滑动变阻器的滑片位置，把电流表A1的示数记作、电流表A2的示数记作，记录多组实验数据，利用数据作出图像如图丙所示。

根据图丙，可知该电池的电动势______，内阻______。（结果均保留两位小数）

【答案】    ①. 3.91##3.90##3.92    ②.     ③. 3.46    ④. 0.29

【解析】

【详解】（1）[1]直流电压5V挡测量时，分度值0.1V，由图甲示数可知电源电动势为3.91V。

（2）[2]电流表A2若与串联，其串联后的总电压最大为

比电源电动势小太多；电流表A2若与串联，其串联后的总电压最大为

比电源电动势稍大，所以电流表A2应与串联；

[3]由闭合电路欧姆定律可知

整理可得

利用图像斜率和截距可知

解得

，

13. 如图所示，一长方形玻璃砖长为、宽为，在玻璃砖上表面中点A的正上方的点有一激光笔，、A两点间的距离为，激光笔发出的激光束在竖直平面内以点为圆心以一定的角速度沿逆时针方向匀速转动，激光束在玻璃砖上表面形成的光斑沿上表面移动到B点（未知）时的速度大小是在A点时的速度大小的2倍，此时光束通过折射进入玻璃砖后恰好从右下侧顶点射出，不计激光笔的大小，求：

（1）光斑在B点时，光束与玻璃砖上表面的夹角；

（2）玻璃砖的折射率。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设激光束转动的角速度大小为，则光斑在A点时的速度大小

设光斑在B点时的速度大小为，有

由于

解得

即。

（2）光斑在B点时，光束的入射角

由几何关系可知

折射角的正切值

玻璃砖的折射率

解得

14. 如图所示，两平行导轨、固定在水平绝缘桌面（图中未画出）上，间距为，轨道右侧通过导线分别与阻值为（共中未知）的电阻、阻值为的电阻连接，开关和电动势为的电源相连，与导轨垂直的虚线左侧存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场，虚线到的距离为，质量为、电阻不计的导体棒静止于虚线左侧足够远处的导轨上，质量为导体棒的2倍的绝缘棒置于虚线右侧的导轨上。现闭合开关，导体棒向右运动，当导体棒运动到虚线位置时，断开开关，已知导体棒到达前已经做匀速直线运动，两棒运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度大小为，绝缘棒与导轨间的动摩擦因数为，、两棒发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，不计导体棒与导轨间的摩擦和电源内阻，不计导轨的电阻，求：

（1）开关断开瞬间，导体棒的速度大小；

（2）导体棒离开磁场时的速度大小；

（3）绝缘棒在导轨上运动的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由于不计导体棒与导轨间的摩擦，当导体棒匀速运动时，棒上的感应电动势与两端电压相等，有

解得

（2）当导体棒的速度大小为时，所受的安培力大小

由动量定理有

其中

从到的过程中，有

解得

（3）导体棒离开磁场后做匀速运动与绝缘棒发生弹性碰撞，有

，

解得碰撞后瞬间，绝缘棒的速度大小

由功能关系有

解得

15. 如图所示，轻质弹性绳一端被固定在点，另一端与质量为的中空小球相连，点右侧与点等高处有一定滑轮，、间的距离恰好等于弹性绳的原长，滑轮右侧一定距离处有一竖直滑杆，将小球套在滑杆上，当小球处在与点等高的A点时，弹性绳对小球的弹力大小为，将小球从A点由静止释放，小球下落到点时的速度恰好为零。已知A、两点间的距离为，重力加速度大小为，小球与滑杆间的动摩擦因数，弹性绳始终在弹性限度内且遵循胡克定律，求：

（1）从A点到点的运动过程中，小球克服摩擦力做的功；

（2）弹性绳的劲度系数；

（3）从A点到点的运动过程中，小球的最大动能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球处在A点时，弹性绳的弹力大小

设小球处在A、两点间的某位置时，弹性绳的伸长量为，则有弹力

设弹性绳与杆的夹角为，则弹力在水平方向的分量大小

由几何关系可知

所以摩擦力大小

克服摩擦力做的功

解得

（2）弹性绳的弹力在竖直方向的分量大小

设小球下滑的距离为，由几何关系可知

弹性绳的弹力在竖直方向的分量大小与下滑的距离成正比，弹力做的功

当时

由能量守恒定律有

解得

（3）据（2）的分析，由动能定理可知，小球在A、两点间某处有

即

当时，动能有最大值，且最大值