广东省清远市2022-2023学年高三上学期期末教学质量检测物理试题（Word版含答案）

清远市2022-2023学年高三上学期期末教学质量检测
物 理
本试卷满分100分，考试用时75分钟．
注意事项：
本试卷共6页，满分100分．考试时间75分钟．
注意事项：1．答题前，考生务必清楚地将自己的姓名、准考证号填写在规定的位置，核准条形码上的准考证号、姓名与本人相符并完全正确及考试科目也相符后，将条形码粘贴在规定的位置．
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用黑色墨水签字笔或钢笔作答，字体工整、笔迹清楚．
3．考生必须在答题卡各题目的规定答题区域内答题，超出答题区域范围书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效．
4．保持答题卡清洁、完整，不得折叠．严禁在答题卡上做任何标记，严禁使用涂改液和修正带．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得3分，选错得0分．
1．物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象，是观察、实验和物理思维相结合的产物，在物理概念建立的过程中，用到大量的科学方法，如“理想模型”、“控制变量”、“比值定义”等，建构以下物理概念用的科学方法与加速度不同的是（ ）
A．动摩擦因数 B．元电荷 C．电场强度 D．磁感应强度
2．某同学用手机程序phyphox中的速度传感器记录电动车直线运动的过程如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A．时电动车回到出发点 B．A、B两点电动车运动方向相反
C．A点的加速度大于B点 D．电动车运动的位移约
3．纸制“弹丸”跨过弹弓橡皮绳，用手拉动弹丸直到橡皮绳成角，如图所示．此时橡皮绳的张力为T，弹丸的重力可忽略不计，则（ ）
A．手对弹丸的拉力大小等于 B．松手瞬间弹丸所受合力为
C．松手前橡皮绳张力与角成反比 D．松手后在弹丸离开橡皮绳前，弹丸所受合力减小
4．跳伞运动员为安全着陆，会在适当的高度打开降落伞减速下落，如图所示．已知空气阻力随速度增大而增大，则下列说法正确的是（ ）
A．打开降落伞瞬间运动员向上运动 B．打开降落伞瞬间运动员处于失重状态
C．打开降落伞瞬间运动员处于超重状态 D．打开降落伞后运动员的加速度先减小后增大
5．图为交流发电机的模型图，下列说法正确的是（ ）
A．仅对调磁极N和S，发电机将输出直流电
B．仅增加线圈匝数，产生电动势将增大
C．仅提高线圈转速，输出电流频率不变
D．仅采用更粗的导线制作的线圈产生电动势更大
6．水上乐园的冲浪池示意图如图所示，波浪从深水区向浅水区传播．图中游客在波浪池中随波浪运动，则下列说法正确的是（ ）
A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动
C．波浪冲到浅水区波速增大 D．波浪传到浅水区频率增大
7．2022年1月17日清远市区出现三道彩虹横卧北江两岸的奇观，图为阳光射入球形雨滴经过折射形成彩虹的示意图．关于图中光线1和光线2说法正确的是（ ）
A．光线1的频率更小 B．光线1在真空中传播速度更小
C．光线2在雨滴中传播速度更小 D．光线1从雨滴进入空气时更容易发生全反射
3．微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的．其原理如图所示，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。下列说法正确的是（ ）
A．匀速运动时，电阻R中有电流
B．向前减速时，电容器所带电荷量减小
C．向前加速时，电流由a向b流过电流表
D．保持向前匀加速运动的过程中，MN之间的电场强度不变
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
9．北京冬奥会报道中利用“”技术，把全新的“时间切片”特技效果应用在直播中，精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间，给观众带来全新的视觉体验．“时间切片”是一种类似于多次“曝光”的呈现手法．图为我国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的“时间切片”特技图．忽略空气阻力的影响，其运动轨迹可近似为抛物线，a、c位置等高．已知起跳点a的速度大小为v，起跳点a与最高点b之间的高度差为h，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从b到c的时间为
B．运动员到达最高点时速度的大小为
C．运动员从a点到b点与从b点到c点的速度变化量不同
D．运动员做的是匀变速曲线运动
10．2022年11月30日，“神州十五号”载人飞船与中国太空站“天和核心舱”完成自主对接．对接前“神州十五号”在较低轨道运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，运行轨道如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．“神州十五号”和“天和核心舱”都处于平衡状态
B．“神州十五号”运行时的向心力比“天和核心舱”大
C．“神州十五号”运行的周期比“天和核心舱”小
D．“神州十五号”运行时的线速度比“天和核心舱”大
11．2020年6月23日北斗全球组网卫星的收官之星发射成功，其中“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟．氢原子的部分能级结构如图所示，则（ ）
A．氢原子的核外电子在离原子核较近的地方出现的概率较小
B．用的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C．用的光子照射处于激发态的氢原子，可以使之电离
D．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
12．半径为R的球形上、下两端点分别为О和．紧贴球面的半圆形导线和所在的平面相互垂直，其中与纸面平行，两导线均通以方向的电流I．整个空间中施加平行纸面向右的匀强磁场，磁感应强度为B．则下列说法正确的是（ ）
A．受到的安培力为 B．导线受到的安培力为
C．两导线受到的安培力方向相同 D．两导线受到的安培力方向相互垂直
三、实验（18分，每空2分）
13．（6分）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等．例如：
（1）数据分析．打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，纸带的一部分如图甲所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出．打点计时器接在频率为的交流电源上．则物体运动的加速度________（结果保留两位有效数字）．
（2）实验原理．用橡皮筋、细绳套和弹簧测力计完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验．A、B两同学根据实验数据分别作出的力的图示如图乙、丙所示．你认为哪位同学的实验过程有问题？请说明你的理由__________________．
（3）实验仪器．用螺旋测微器测某金属丝的直径，示数如图丁所示．则该金属丝的直径为________mm．
14．（12分）为节能减排，保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的工作要求（电源及电流表内阻不计），其示意图如图甲所示．
（1）声控开关和光控开关的连接方式为________（填“串联”或“并联”）．
（2）其中光控开关的结构如图乙所示，现用多用电表测量电磁继电器的等效电阻，将多用电表的选择开关置于“”挡，再将红，黑表笔________，调零后，测量的示数如图丁所示，则电磁继电器的等效电阻为________．光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为）的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照强度的增加，光敏电阻的阻值________．
（3）已知光控开关的电源电动势为，电阻箱的阻值为．若设计要求当流过电磁继电器的电流为时，光控开关闭合，则此时的照度约为________．为了节约用电，需要降低光照度阈值，应该把电阻箱的阻值调________．
四、解答题（38分）
15．（10分）某品牌酒精消毒液按压泵头结构图如图所示，它主要由进液阀门、弹簧、排气阀门、活塞组成，按下活塞，由于进液阀门小球的阻挡，两阀门间的空气只能从排气阀门排出；松开活塞，活塞将在弹簧的作用下抬起，同时排气阀门关闭，消毒液将进液阀门顶开，消毒液进入两阀门间的空间．每次按压活塞最多只能将两阀门间的体积减为原来的一半．（已知外界大气压强为，进液阀门小孔的有效横截面积为S，重力加速度大小为g，环境温度保持不变）
（1）请用文字说明为什么松开活塞后，消毒液可以进入两阀门间的空间．
（2）为使该按压头正常工作，进液阀门处小球的质量不能超过多少？
16．（12分）图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机．利用这个发电机给电阻和平行金属板电容器供电，如图乙所示．已知铜盘的半径为r，铜盘边缘和圆心之间的电阻为R，铜盘外接电阻也为R，加在盘上的匀强磁场的磁感应强度为，每块平行板长度为，板间距离为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场．若有一质量为m、带电量为q的带电微粒从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动刚好打在下极板的中点．（重力加速度大小为g）
（1）求微粒射入的速度v大小；
（2）求铜盘匀速转动的角速度．
17．（16分）2022北京冬奥会中的冰壶比赛令人印象深刻，冰壶比赛场地的示意图如图所示：运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O（圆垒的圆心）．为了使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷摩擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的阻力减小．已知未刷冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数，刷冰后，投掷线AB与O点的距离为．
（1）比赛中，若第一个冰壶以的速度被投出后，试判断如果不刷冰，冰壶能否停在圆垒中心O，如果不能请设计一个方案使冰壶刚好停在圆垒中心O．
（2）比赛中，为了使第一个冰壶恰好停在圆心O处，求冰壶被投出时初速度的最小值和最大值．
（3）在比赛中，黄队冰壶Q静止在图中虚线上O点的左侧处，红队冰壶P投出的初速度，沿中心线向冰壶Q滑去，两壶发生正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间Q获得的速度是Р碰前瞬间速度的，圆垒半径为，两冰壶材料，规格均相同且可视为质点．两冰壶均停止后，冰壶在圆垒内且到O点距离较小的一方获胜．求在P碰上Q前，红队运动员用毛刷擦拭冰面的长度应满足什么条件才能使冰壶Р碰后留在O点左侧并赢得比赛胜利？（Р碰上Q后，假设运动员不再擦拭冰面，结果保留一位小数）
高三物理参考答案
1．B 建构加速度的概念用到“比值定义法”，选项中元电荷用到理想模型法，其余均为比值定义法．
2．D phyphox软件绘制的实际上是图像，A，B两点的速度均为正，所以运动方向相同；加速度大小跟正负无关，只跟斜率的绝对值有关，A点加速度小于B；时电动车速度减为零，但位移等于曲线与时间轴围成的面积，考生可以通过数格子或者求面积的方法计算出电动车的位移约为．
3．D 对弹丸分析，其所受拉力的合力为；橡皮绳张力与橡皮绳的伸长量成正比；弹丸弹出时由于角度变大，拉力变小，则，即弹丸所受合力减小，故选D．
4．C 运动员打开降落伞后速度减小，但速度方向依然向下；运动员加速度向上，受到降落伞的拉力大于重力，故处于超重状态；运动员受到向上的阻力使运动员减速，因为减速所以阻力减小，由于，则加速度减小，当加速度减小到零后保持匀速下降，故选C．
5．B 集电环的结构可以实现将交流电转化为直流电，但通过磁极的对调只是实现了电流的方向改变；旋转线圈产生电动势峰值，增加匝数N产生的电动势自然会增大；由于，提高线圈的转速产生的交变电流频率增大；用更粗的导线制作的线圈能够减小线圈内阻，可以提高输出电压，但不影响电动势；故选B．
6．B 可把游客视为质点，由机械振动的知识可知，游客在水中上下运动，并不会随波浪冲到浅水区；结合水波传播的方向，此时游客正在向上运动；在水波传播过程中，其频率不变；波浪从深水区传播到浅水区，波速减小，利用，可以判断波浪进入浅水区时波长减小．
7．D 从光路图可以发现光线1的偏折更明显，说明其折射率更大，可知光线1的频率更大；不同频率的光在真空中传播速度是相同的；折射率越大越容易发生全反射，故光线1更容易发生全反射；光线在介质中传播速度等于光速除以折射率，即波长越短传播速度越慢，故光线1传播速度更小；故选D．
8．D 匀速运动时电容C不变，线路中无电流，故A错误；突然减速时，N板向前移动，d减小，由，故C增大，，Q增大；向前加速时，由于惯性N板向后移，d增大，C减小，Q减小，故有放电电流，电流b向a，故C错误．保持向前匀加速运动的过程，d不变，故MN之间的电场强度E不变，故选D．
9．ABD a与c等高，即ab间、bc间高度相等，从b到c在竖直方向看，是自由落体运动，利用，则，利用，a点到b点与从b点到c点的速度变化量相同；忽略空气阻力的影响，运动员仅所受重力，运动员做的是匀变速曲线运动．故选ABD．
10．CD 根据开普勒定律，越靠近中心天体线速度越大，周期越小；由于题目没有给出“天和核心舱”和“神州十五号”的质量关系，所以无法比较向心力大小，只能比较向心加速度大小；“神州十五号”及“天和核心舱”均做圆周运动．故均不是平衡状态；故选CD．
11．CD 氢原子的核外电子在离原子核近的地方，概率大；让基态的氢原子跃迁到激发态，至少需要的能量是，或者，不满足两能级间的差值，不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态；若使处于激发态的氢原子，光子的能量至少为，用的光子照射，可以使之电离；氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子运动到离原子核更远的地方，动能减小，原子的电势能增大．
12．BC 导线在垂直磁场方向的有效长度为，故受到的安培力为；导线有效长度为起点与终点的连线，受到的安培力为；两根导线虽然垂直，但其有效电流方向均竖直向下，磁场方向水平向右，受到的安培力均垂直纸面向外；故选BC．
13．（1）1.0（2分）
（2）A，与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以一定与橡皮筋共线；由于实验误差的存在，和合力不可能与橡皮筋共线．（2分）
（3）均给分（2分）
【解析】（1）读出B，C，D三点的读数，分别为、、．时间间隔为．
注意要保留两位有效数字．
（2）“探究两个互成角度的力的合成规律”实验过程如下：通过两把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至O点，记录两弹簧秤示数和两细绳方向，记录结点位置O；通过一把弹簧秤把细绳套和橡皮筋结点拉至相同位置O，记录弹簧秤示数和细绳方向．结合实验过程和给出的力的图示可知和为第一次操作时记录的数据，为第二次操作时记录的数据．与橡皮筋的拉力等大反向，二力平衡，所以一定与橡皮筋共线；由于实验误差的存在，和合力不可能与橡皮筋共线．
（3）螺旋测微器读数为固定刻度可动刻度．
14．（1）串联（2分）
（2）短接（2分） 或（2分） 减小（2分） （3）0.6（2分） 小（2分）
【解析】（1）因要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的要求，所以光控和声控开关必须是串联关系．
（2）多用电表测电阻的步骤是机械调零，选挡位，再欧姆调零，最后测量读数．所以选挡后应进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右侧零刻线上．欧姆表的读数可估读一位或不估读．观察丙图可知，随光照强度的增加，光敏电阻的阻值减小．
（3）由闭合电路欧姆定律有，解得，由图丙可知此时照度为；要降低光照度阈值，即要在低照度条件下才打开，光敏电阻阻值变大，要在继电器电流为时亮灯，由闭合电路欧姆定律可知，需调小电阻箱阻值．
15．解：（1）在活塞弹开过程中，内部气体压强小于大气压强，在大气压力作用下，消毒液进入进液阀门． 2分
（2）假设活塞松开前到松开后并完全抬起过程中，两阀门处于封闭状态，对封闭气体有：
松开活塞前：
活塞完全抬起时：，
由玻意耳定律： 2分
解得： 2分
此时内部气体压强小于大气压强，排气阀门在大气压力作用下关闭，假设成立．
对进液阀门小球，由受力平衡有： 2分
解得： 2分
16．解：（1）对微粒：做圆周运动的洛伦兹力充当向心力 2分
由几何关系得：（直接写：同样给分） 2分
解得：
（2）微粒做匀速圆周运动，电场力等于 2分
2分
由串联分压可知： 2分
解得： 1分
17．解：（1）设不刷冰时，冰壶运动距离为时，冰壶停下来
1分
解得： 1分
冰壶未运动到圆垒中心O就停下来．
要使冰壶停在圆垒中心O，必须刷冰，设刷冰的距离为S时，冰壶刚好落在圆垒中心：
2分
1分
其他方案（例如提高投壶初速度，并求出初速度大小），合理的都给分．
（2）当运动员一直擦冰面时，此时加速度一直最小，则通过相同的位移时需要的初速度最小，即 1分
解得 1分
同理当运动员一直没有擦冰面时，此时加速度一直最大，则通过相同的位移时需要的初速度最大，即： 1分
解得： 1分
（3）假设冰壶的质量为m，冰壶P碰上Q前瞬间的速度为v，碰后瞬间P的速度为，Q的速度为，由题意有．
P、Q碰撞过程，由动量守恒
解得： 1分
若冰壶P最终停在O点左侧，红队获胜，则必须冰壶Q停在O点右侧，且冰壶P到O点的距离小于Q到O点的距离，即
l分
1分
1分
代入， 1分
解得： 1分
假设红队用毛刷擦拭冰面的长度为s，P从起滑到与Q发生碰撞前的过程，有
1分
解得： 1分