2022-2023学年广东省茂名市电白区高三（上）期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年广东省茂名市电白区高三（上）期末物理试卷
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 台球又称桌球或者弹子球，其中含有丰富的物理知识，如图所示，某位台球爱好者在练习台球时，在点用杆击打台球，使台球获得一定的速度向右运动，台球碰撞球台右侧边框并立即反弹，之后又碰撞球台左侧边框，最终停在点，台球的运动路径可看作一条直线，且台球和左、右两侧边框各碰撞一次，则台球运动过程中的速度随时间变化的图像更符合实际的是( )
A. B.
C. D.
2. “儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”，阳春三月正是踏青放风筝的好时节。如图所示，在细线拉力的作用下，风筝静止在空中。关于气流对风筝的作用力，下列说法正确的是( )
A. 气流对风筝的作用力的方向水平向左
B. 气流对风筝的作用力的方向沿左上方
C. 气流对风筝的作用力与风筝受到的重力大小相等
D. 气流对风筝的作用力小于风筝受到的重力
3. 下列说法中正确的是( )
A. 图甲中，体操运动员着地时做屈膝动作的原因是为了减少动量的变化
B. 图乙中，描述的是多普勒效应，观察者接收到波的频率大于观察者接收到波的频率
C. 图丙中，使摆球先摆动，则三个摆的振动周期相等
D. 图丁中，光纤的外套的折射率大于内芯的折射率
4. 如图是嫦娥五号奔月挖“嫦娥石”的轨道示意图，探测器在近月点被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从点进入环月圆形轨道Ⅱ，则探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过点时( )
A. 动量相等 B. 动能相等 C. 加速度相等 D. 角速度相等
5. 如图所示为某款手机充电器，其铭牌标识如下：“输入：、、”，“输出：、、、、”，“电流：”，该充电器正常工作时，下列说法正确的是( )
A. 输入电压的最大值为，频率为
B. 充电器输出功率的变化范围为
C. 充电器内部变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数
D. 充电器内部变压器输入电压的频率大于输出电压的频率
6. 年月日，乌克兰切尔诺贝利核电厂的第号反应堆发生了爆炸。前苏联政府为了阻止核电站爆炸产生放射性核污染，建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑将核电站的第号反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓，被称为“切尔诺贝利核石棺”。这座“石棺”到年就会达到寿命极限，目前乌克兰已经完成核电站新防护罩建造工作，据乌克兰政府表示，“新棺”的用期计划达到年。核事故中辐射防护的主要对象是碘，放射性碘进入人体后对甲状腺造成损害，短期引起甲状腺功能减退，长期可引起癌变。碘的半衰期为天，其衰变方程为，以下说法正确的是( )
A. 通过加压或者是降温的方法，可以改变放射性物质的半衰期
B. 个碘核个经过天后还剩下个
C. 衰变发出的射线是波长很短的光子，电离能力很强
D. 衰变过程中质量数不变
7. 疫情防控形式下，为减少不必要的接触，很多餐厅里都配备了人工智能机器人进行送餐，如图所示。当机器人做直线运动送餐时，菜盘被放在水平托盘中央，加速、匀速、减速前进时托盘对菜盘的作用力大小分别为、、，下列关系式一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 多选如图所示，导体可在竖直的平行的金属导轨上自由滑动，匀强磁场垂直导轨平面，导轨上端电阻为，其他电阻均不考虑，由静止释放后，若要使下降的最大速度减少为原来的一半，可采取的方法有( )
A. 质量减为原来的一半 B. 导轨宽度减为原来的一半
C. 电阻减为原来的一半 D. 磁感应强度减为原来的一半
9. 如图所示，单色光Ⅰ和Ⅱ射到半圆形玻璃砖的圆心，从玻璃砖圆面上的同一位置离开玻璃砖，单色光Ⅰ与单色光Ⅱ相比( )
A. 在同种玻璃中单色光Ⅰ的折射率较大
B. 单色光Ⅰ的频率较大
C. 单色光Ⅰ的衍射本领较强
D. 照射到同一单缝，单色光Ⅰ的衍射中央亮纹宽度较大
10. 静电喷涂的基本原理是将高压静电发生器产生的负高压电缆引到喷枪，使油漆带上负电。带负电的油漆经压缩空气作用而雾化成很细的雾粒后移出喷枪，在电场力的作用下，被吸附到带正电接地的工件上，在工件表面形成均匀的漆膜，以达到喷涂目的。图为静电喷涂的简要示意图，某雾粒从点运动到点，忽略空气阻力、重力及雾粒间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 点电势高于点电势
B. 雾粒在点的电势能大于在点的电势能
C. 雾粒运动的轨迹一定与电场线重合
D. 静电喷涂能显著减少飞散在空气中的漆雾，改善喷漆工人的劳动条件，消除职业病，而且还可以节约油漆，提高工作效率
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 某课外兴趣小组对研究小球做平抛运动的实验装置进行了一定的创新，实验时将小钢球从半径为的四分之一圆弧轨道的最高点由静止释放，在圆弧轨道最低点处装有一光电门传感器和一压力传感器，右边的水平部分处装有一个压力传感器，各传感器与计算机相连。计算机记录到小钢球经过、两处时对传感器的压力大小分别为和，小钢球通过处的瞬时速度为，重力加速度大小已知并用表示，则小钢球的质量 ______ ，四分之一圆弧轨道的半径 ______ 均用题中给出的物理量符号表示；将处的压力传感器安装在左侧一小段距离处，则圆弧半径的测量值______ 选填“变大”、“变小”或“不变”。
12. 实验小组成员要测量一节未知电池的电动势和内阻。
先用多用电表量程粗测该电池的电动势，将多用电表的红表笔与电源的______填“正”或“负”极相连，黑表笔与电池的另一电极相连，多用电表的示数如图所示，则粗测电源电动势为______；
要精确测量电源的电动势和内阻，小组成员设计了如图所示的电路。闭合电键，调节滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数、，在坐标系中作出如图所示的图像，图像反映电压变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是______；
为了解决电压变化范围小的问题，实验小组成员找来了两个实验器材：阻值为的定值电阻，内阻为、量程为的电流表。请选用合适的器材，将原电路改装，将改装后的电路画在图的方框内标明选用的器材。根据改装的电路进行实验，实验测得多组电压、电流的值，仍在坐标系中描点作图，如图所示，由此测得电源的电动势______，电源的内阻______小数点后均保留两位。
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
13. 如图所示，左端封闭右端开口的导热气缸水平放置，横截面积为，用厚度不计的光滑活塞封闭了长为的理想气体，活塞距气缸开口端距离为，活塞的重力为。已知外界大气压强为，热力学温度为。现在给气缸缓慢加热，活塞恰好移到气缸右端口气缸仍然封闭。
此时封闭气体的温度是多少；
如果再把气缸开口向上竖直放置，封闭气体的长度仍为，此气体的温度变为多少。
14. 在现代技术应用中，经常利用磁场来控制带电粒子的运动轨迹。如图所示为某种显像管的工作原理图。质量为，电荷量为的电子，可由静止经电压为的电场加速后，对准圆心方向射入半径为的圆形磁场区域，磁场方向垂直于纸面，其大小及方向可以根据需要调整。在垂直于电子进磁场时的速度方向放置一块荧光屏，荧光屏与磁场边界的最近距离为。当磁感应强度为时，电子打在荧光屏上的位置记为。若在圆形区域内加入方向垂直于纸面向里，磁感应强度的匀强磁场时，求：
电子进入磁场的速度大小；
电子打在荧光屏上的位置距离的距离。
15. 如图所示，动物园猴山左边的光滑水平轨道与竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道在点相切，质量的猴子抓住轻绳的一端，从猴山上与轻绳的固定端同一高度处由静止摆下，当猴子到达最低点时松手，猴子水平飞出落在静止于水平轨道点的滑板上，设猴子落在滑板上立即与滑板一起沿着轨道运动并恰好能到达点后返回，已知绳长为，绳子的固定端到地面的距离为，滑板的质量，不计空气阻力，猴子和滑板可看成质点，重力加速度，求：
点与轻绳的固定端的水平距离；
圆弧轨道的半径。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：由题可知若台球初速度的方向为正，图线的斜率不变，台球开始向右做匀减速直线运动，在碰撞右侧边框后并立即反弹，反弹后的速度方向与初速度方向相反，之后继续向左做匀减速直线运动，再与左侧边框发生碰撞后并反弹，反弹后的速度方向与初速度方向相同，接着向右做匀减速运动，最后停在点。故A正确，BCD错误。
故选：。
在图象中，图象的斜率表示加速度，速度的正负表示速度方向，由此分析。
本题考查对图象的认识，对于图象，要明确速度的正负表示速度方向。
2.【答案】
【解析】解：、对风筝受力分析，风筝受重力，细线的拉力和气流的作用力，处于平衡状态，如图所示
重力方向竖直向下，细线的拉力方向斜向右下方，气流对风筝的力与重力和拉力的合力等大反向，方向一定斜向左上方，故B正确，A错误；
、重力和拉力的夹角为锐角，则气流对风筝的作用力一定大于风筝受到的重力，故CD错误；
故选：。
对风筝受力分析，根据共点力平衡判断气流对风筝的作用力大小和方向。
本题考查共点力平衡，解题关键是对风筝做好受力分析，根据三力平衡条件判断即可。
3.【答案】
【解析】解：、图甲中，根据动量定理，可知体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间，从而可以减小地面对运动员的作用力，不是减小地面对运动员的冲量，故A错误；
B、根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在远离点移动，处的观察者接收到波的频率小于波源发出的频率，故B错误；
C、摆球先摆动，摆球、接着做受迫振动，根据受迫振动的周期与驱动力的周期相同，即摆球、的振动周期与摆球相同，故C正确；
D、根据发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，故D错误。
故选：。
根据动量定理判断；根据多普勒效应产生的原因判断；根据受迫振动的周期与驱动力的周期相同判断；根据发生全反射的条件判断。
本题考查了动量定理、多普勒效应、受迫振动和光的全反射现象等基础知识，主要是考查对几种现象的熟悉程度，要熟记几种现象的规律，题目难度不大。
4.【答案】
【解析】解：探测器在近月点被月球俘获进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从点进入环月圆形轨道Ⅱ，根据变轨原理，进入轨道Ⅱ需要减速，故探测器动量、动能、角速度的大小都变小，但同一位置的受力相同，故探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动经过点时的加速度相等。故ABD错误，C正确；
故选：。
本题根据变轨知识，即可解答。
本题解题关键是分析出进入椭圆轨道Ⅰ，经调整制动后，又从点进入环月圆形轨道Ⅱ，速度变小。
5.【答案】
【解析】解：根据铭牌标识可知输入电压的有效值为，则最大值为；频率为，故A错误；
B.由输出功率，且由题干中“输出：、、、、”，“电流：”，代入数据得当输出电压为，电流为时输出功率最小，当输出电压为，电流为时输出功率最大。代入数据得，故B正确；
C.根据原副线圈的匝数之比等于原副线圈电压值比，即，原线圈中输入电压值大于副线圈的输出电压值，所以原线圈匝数大于副线圈匝数，故C错误；
D.由变压器的原理可知，输入电压的频率等于输出电压的频率，故D错误。
故选：。
交流电电压标识为有效值；根据输出电压与输出电流计算电功率；根据变压器的原理分析。
该题考查交流电以及变压器的原理，知道变压器的原理，知道铭牌标识的交流电的数值为有效值即可。
6.【答案】
【解析】解：、衰变速度与外界因素无关，只与原子核内部因素有关，通过加压或者是降温的方法，不能改变放射性物质的半衰期，故A错误；
B、半衰期是一个统计规律，对少数或个别原子核不适用，故B错误；
C、衰变发出的射线是波长很短的光子，穿透能力很强、电离能力很差，故C错误；
D、根据核反应过程中质量数守恒可知，衰变过程中质量数不变，故D正确。
故选：。
半衰期与外界因素无关，半衰期是一个统计规律，衰变发出的射线是波长很短的光子，穿透能力很强，衰变过程中质量数不变。
本题考查了衰变规律和射线的特点，了解衰变产生的粒子和衰变的本质是关键。
7.【答案】
【解析】解：以向左的方向为正，当向左加速、匀速或减速时，受力如图所示，
在竖直方向上，均有：，
水平方向上有： 或
所以加速时，
比较以上三式显然有：，，故A正确，BCD错误。
故选：。
分别对菜盘进行受力分析，分别求出托盘对菜盘的作用力，再比较三种情况下作用力的大小。
本题是菜盘在水平方向加速、匀速、减速的三种情况的对比，要注意的是托盘对菜盘的作用力是两个的合力，即支持力和摩擦力的合力，要用合成法求合力。
8.【答案】
【解析】解：当导体受到的安培力与重力这二力平衡时，下降的速度达到最大，此时有，即，，由以上几式得最大速度表达式为从可知，要使最大速度减半，可将质量减为原来的一半或电阻减为原来的一半，若导轨宽度或磁感应强度减为原来的一半，由上式可知最大速度变为原来的倍，
故AC正确。BD错误。
故选：。
金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到，即安培力等于重力时，速度达到最大．由平衡条件和安培力与速度的关系式结合，得到最大速度表达式，再进行分析．
解决本题的关键能够结合牛顿第二定律分析出金属棒的速度最大临界条件，熟练推导出安培力与速度的关系，也可以根据重力的功率等于电功率求解．
9.【答案】
【解析】解：由图可知，单色光Ⅰ的偏折角比单色光Ⅱ的大，则玻璃砖对单色Ⅰ光的折射率比单色Ⅱ光的大，所以单色Ⅰ光的频率较大，故AB正确；
单色光Ⅰ的折射率比单色光Ⅱ的大，则单色光Ⅰ的频率比单色光Ⅱ的大，由可知，单色光Ⅰ的波长比单色光Ⅱ的小，则单色光Ⅱ更容易发生明显的衍射现象，照射到同一单缝单色光Ⅱ的中央亮纹更宽，故CD错误。
故选：。
根据光线的偏折程度，利用折射定律比较光的折射率大小，从而得出频率、波长、波速的大小关系，再根据发生明显衍射的条件和发生光电效应的条件进行判断。
本题的关键要光的偏折程度分析折射率关系，再根据频率、波长跟折射率关系，分析全反射、衍射、光电效应等现象。
10.【答案】
【解析】解：
A、由于点带负电，带正电，所以点电势低于点电势，故A错误。
B、带负电的雾粒在电场力的作用下从到，电场力做正功，所以电势能减小，点的电势能大于在点的电势能，故B正确。
C、粒子由于具有惯性，运动轨迹不一定沿受力方向，也就是说不一定沿电场线方向，故C错误。
D、静电喷涂能显著减少飞散在空气中的漆雾，改善喷漆工人的劳动条件，消除职业病，而且还可以节约油漆，提高工作效率，故D正确。
故选：。
电场线从正极指向负极，沿电场线方向电势降低，据此可以判断电势高低。根据电场力做功的正负判断电势能的变化。曲线运动轨迹一定与电场线不重合。根据静电喷涂的优点判断选项描述的正误。
考察带电粒子在电场中的运动。根据最基本结论，如电场力做正功电势能减小，沿电场线方向电势降低等来判断带电粒子的相关物理量的变化。
11.【答案】 不变
【解析】解：小球经过点时，竖直方向上受重力、支持力，两个力平衡，而压力等于支持力，有：，解得小钢球的质量：；
在点，根据牛顿第二定律得：，
解得：；
将处的压力传感器安装在左侧一小段距离处，小球的质量不变，可知的测量值不变，根据的表达式知，的测量值不变。
故答案为：，，不变。
在点，小球所受支持力和重力平衡，结合在点压力的大小求出小球的质量；在点，根据牛顿第二定律，结合径向的合力提供向心力求出半径的大小；抓住压力是否变化，判断圆弧半径测量值是否变化。
本题考查了牛顿第二定律在圆周运动的基本运用，知道小球在水平面上时重力和支持力相等，在圆弧最低点，支持力和重力的合力提供向心力。
12.【答案】正 电源的内阻太小
【解析】解：由于多用表内部红表笔与表头正接线柱相连，所以用多用表测电源电动势时，红表笔接电池正极；用多用电表量程粗测该电池的电动势时；图中示数为。
由图可以看出，电流的变化范围较大，而电压的变化范围较小，根据闭合电路欧姆定律可知，这是由于电源的内阻太小造成的。
改装后的电路图如图所示；图像的纵截距表示电源的电动势，由图可知，电源的电动势；
图像的斜率表示电源的内阻及电流表内阻之和，所以。
故答案为：正；。
电源的内阻太小。
电路图见解析；；。
根据多用表的内部结构和电压表的使用作答；根据多用表的读数规则作答；根据闭合电路的欧姆定律进行分析；根据图像结合电路结构进行分析求解。
本题考查了多用表的使用及电源电动势及内阻的测定及误差原因分析，综合性较强。
13.【答案】解：活塞恰在气缸右端口时，设密闭气体的温度为，
气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：
解得：
气缸竖直放置时，设密闭气体的温度为，压强为
对活塞，由平衡条件得：
气体发生等容变化，由查理定律得：
解得：
答：此时封闭气体的温度是；
如果再把气缸开口向上竖直放置，封闭气体的长度仍为，此气体的温度变为。
【解析】气体发生等压变化，应用盖吕萨克定律求解。
气体发生等容变化，应用查理定律求解。
根据题意分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用盖吕萨克定律与查理定律即可解题。
14.【答案】解：电子在加速电场中运动时，根据动能定理可得：
解得：；
设电子在磁场中运动半径为，根据洛伦兹力提供向心力可得：
解得：
电子在磁场中运动轨迹如图所示；
根据几何关系可得：
解得：。
答：电子进入磁场的速度大小为；
电子打在荧光屏上的位置距离的距离为。
【解析】电子在加速电场中运动时，根据动能定理求解速度大小；
电子在磁场中运动中，根据洛伦兹力提供向心力求解半径大小，根据几何关系求解电子打在荧光屏上的位置距离的距离。
本题主要是考查带电粒子在电场中的加速和在磁场中的匀速圆周运动。对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量。
15.【答案】解：猴子抓绳做圆周运动到达最低点这一阶段的运动中，根据动能定理可得
猴子接下来做平抛运动，此阶段水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，即
解得：；
猴子落在滑板上的瞬间，猴子与滑板组成的系统在水平方向动量守恒，规定向左为正方向，有
解得
之后猴子与滑板组成的系统恰好能到达点后返回，则根据点到点系统机械能守恒可得
解得圆弧轨道的半径
答：点与轻绳的固定端的水平距离为；
圆弧轨道的半径为。
【解析】根据动能定理与平抛运动规律可解得；
根据动量守恒定律结合机械能守恒定律解答。
本题考查动能定理、动量守恒定律、平抛运动以及功率公式的应用，要注意正确分析各物理过程，明确物理规律的应用．
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