安徽省芜湖市第十二高级中学校2022-2023学年高三上学期期末摸底物理试题（Word版含答案）

芜湖市第十二高级中学校2022-2023学年高三上学期期末摸底
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题所给选项中，第1~6题只有一个选项符合要求；第7~10题有多项符合要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分.
1.放射性同位素在工农业生产、医疗和现代科技中有广泛的应用，医生常利用放射性同位素放出的射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到肿瘤所在处；（2）能在较长时间内提供较稳定的辐射强度.则下列说法正确的是（ ）
A.治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的γ射线
B.治疗肿瘤应该用半衰期长的元素放出的γ射线
C.治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的β射线
D.治疗肿瘤应该用半衰期长的元素放出的β射线
2.如图为某质点从静止开始运动的加速度一时间图像，取向右为正方向，则关于该质点0~3s内运动的描述正确的是（ ）
A.时，质点的速度为2 B.时，物体的运动方向向左
C.时，物体回到出发位置 D.时，物体离出发位置最远
3.半坡起步是汽车驾驶中可能会遇到的问题.假设一辆质量为2000的汽车，在倾角的足够长斜坡上由静止开始以大小为0.5的恒定加速度启动，行驶过程中汽车受到的空气和摩擦阻力之和恒为1000N，重力加速度g取10，汽车发动机的额定输出功率为60.则汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率过程中，汽车发生的位移大小为（ ）
A.25m B.30m C.50m D.60m
4.2020年7月23日，“天问一号”探测器成功发射，开启了探测火星之旅.截至2022年4月，“天问一号”已依次完成了“绕、落、巡”三大目标.假设地球近地卫星的周期与火星近火卫星的周期比值为k，地球半径与火星半径的比值为n.则下列说法正确的是（ ）
A.地球质量与火星质量之比为
B.地球密度与火星密度之比为
C.地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度之比为
D.如果地球的某一卫星与火星的某一卫星轨道半径相同，则两卫星的加速度之比为
5.如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器，两质量均为2的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器，当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数，重力加速度g取10，不计空气阻力，则（ ）
A.箱子静止时，底部压力传感器显示示数
B.当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲
C.当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起
D.若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为30N
6.如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表.闭合开关，滑动变阻器的触头向右滑动过程中，则（ ）
A.电流表的示数减小、电流表的示数不变、电压表V的示数减小
B.电流表示数变化量的绝对值比电流表示数变化量的绝对值小
C.电阻消耗的功率一直减小，电源的效率一直增大
D.电容器C两极板的电场强度减小
7.相同质量的同种理想气体分别充满甲、乙两汽缸，两汽缸中气体的温度分别为、，两汽缸中气体的压强分别为、，已知、.则下列说法正确的是（ ）
A.甲汽缸中气体的分子平均动能大于乙汽缸中气体的分子平均动能
B.甲汽缸中每个气体分子的动能均大于乙汽缸中每个气体分子的动能
C.甲汽缸中动能大的分子一定比乙汽缸中动能大的分子多
D.乙汽缸中气体分子的热运动一定比甲汽缸中气体分子的热运动剧烈
8.如图甲所示的交流电路中，变压器为理想变压器，电流表、电压表均为理想电表.已知变压器原、副线圈的匝数比，电阻.当原线圈输入如图乙所示的交流电压，开关S断开时，通过的电流为，则（ ）
A.通过的电流是 B.图乙中x的值为60
C.开关S断开时，原线圈输入功率为20W D.开关S闭合时，通过的电流为
9.如图所示的正四棱锥，正方形底面的边长为1m，棱，空间中有匀强电场，一带电荷量的正试探电荷由o到a的过程中电势能减少，该试探电荷由a到b与由b到c的过程中电势能的变化均为零.则下列说法正确的是（ ）
A.电场方向由o指向a
B.电场强度大小为
C.o点与中点间的电势差为10V
D.该试探电荷由o点移动到的中点，电势能减少
10.如图所示，两水平虚线1、2之间存在垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，释放瞬间边与虚线平行且距虚线1的间距为h，导体框的质量为m、总电阻为r，重力加速度为g.已知边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导体框整个过程中不会发生转动.则下列说法正确的是（ ）
A.导体框的边与虚线1重合时克服安培力做功的功率大小为
B.两虚线之间的距离为
C.导体框在穿过磁场的过程中，导体框产生的焦耳热为
D.导体框从边与虚线1重合到边与虚线1重合所用的时间为
二、非选择题：本题共5小题，共60分.
11.（6分）某实验小组利用如图甲所示的装置完成“验证机械能守恒定律”实验.将气垫导轨沿倾斜方向固定在水平桌面上，倾角为.将光电门固定在气垫导轨上，带有挡光条的滑块从光电门上方由静止释放.
（1）实验时，该小组的同学利用游标卡尺测量了挡光条的宽度，如图乙所示，该游标卡尺的读数为________.
（2）已知挡光条的宽度为d，释放点到光电门的距离为L，挡光条经过光电门的挡光时间为t，重力加速度为g，若滑块下滑过程中机械能守恒，则关系式________________成立（用题中所给物理量符号表示）.
（3）改变释放点到光电门的距离L，多次实验，并记录滑块每次经过光电门时的挡光时间t，该小组的同学利用图像法验证机械能守恒定律.坐标系以L为纵轴，为了便于验证，应以_________（填“t”“”或“”）为横轴，若图线的斜率为k，重力加速度__________时滑块下滑过程中的机械能守恒.
12.（10分）晓宇利用如图甲所示的电路图测量某电源的电动势和内阻，其中定值电阻（阻值约为10），电阻箱R的调节范围为0~99.9Ω，电压表、的量程分别为3V、6V，两电表的内阻很大.实验时晓宇完成了如下的操作：
（1）组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，电键闭合，调节电阻箱使电压表的指针指到满偏，再增大电阻箱的阻值，读出两电压表、的示数、，反复调节记录多组实验数据.
（2）为了准确测量的阻值，晓宇利用（1）中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，则图像与纵轴的交点应为___________；电路图甲中定值电阻的阻值___________Ω（结果保留两位有效数字）
（3）晓宇又利用（1）中的数据建立如图丙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电源的电动势为__________V，内阻为__________Ω；内阻r的测量值与真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）.（结果均保留两位有效数字）
13.（12分）如图所示，足够宽的水槽下面有一与水平方向夹角的平面镜，一束光从水槽左壁水平向右射出，在平面镜上O点反射后打在右壁P点，现向水槽中注入某种透明液体，光经液体折射后打在右壁M点，此时液面与右壁相交于N点，测得、，O点到右壁水平距离为1.5m.已知光在真空中的传播速度为，求：（结果可保留根号）
（1）该透明液体的折射率n；
（2）加入透明液体后，光从O点传播到M点所用的时间.
14.（14分）在光滑水平面上，并排放着质量分别为1.5m和m的滑块Ａ和B（均可视为质点），A、B之间有少量粘合剂，能提供的最大粘合力为.一轻弹簧的两端分别与墙壁和滑块A相连接.O为水平面上一点，以O为坐标原点，水平向右为位移x的正方向，建立如图1所示的坐标系.轻弹簧上的弹力F与坐标x的关系如图2所示，其中、为已知量（图像中，“面积”代表功）.现用外力向左推至口处（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放.求：
（1）B与A分离时的坐标位置；
（2）B与A分离之前，弹簧弹性势能的减少量；
（3）不计A、B分离过程中的能量损失，假设滑块B与挡板C碰撞前后速率不变，且滑块B刚好在A、B分离处与A相向碰撞并粘在一起（此后不再分离），求两物块再次将弹簧压缩到最短时弹簧具有的弹性势能.
15.（18分）如图所示，在竖直平面内存在两个相邻且相互垂直的场区Ⅰ和Ⅱ.场区Ⅰ是两平行金属板形成的匀强电场，平行金属板长、与水平方向的夹角.场区Ⅱ宽度且足够长，场区Ⅱ内有垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场（图中未画出），电场强度大小，磁感应强度大小.现有一个带电量、质量的带正电小球以的速度垂直电场方向射入场区Ⅰ，小球恰好能做直线运动，重力加速度g取10，不计空气阻力.求：（结果可保留根号）
（1）场区Ⅰ电场强度的大小E和小球离开场区Ⅰ时的速度大小v；
（2）小球从射入场区Ⅰ至第二次进入场区Ⅱ的时间.
高三物理参考答案、提示及评分细则
1.B 应用于放疗使用γ射线穿透能力强，半衰期长，能在较长时间内提供稳定的辐射强度，选项B正确.
2.D 图像与坐标轴围成的面积代表速度的变化，时，速度大小为4，选项A错误；在1~3s，物体向右匀减速运动，加速度为，该过程物体速度减小4，时，物体的速度恰好减速为零，因此时，速度方向依然向右，选项B错误；物体一直向右运动，因此时，物体离出发位置最远，选项C错误、D正确.
3.A 汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率过程中，对汽车进行受力分析，由牛顿第二定律有，又，由运动学有，联立并带入数据解得，选项A正确.
4.A 近地卫星环绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力，则由得.又，，整理得，由以上可知、，选项A正确、B错误；又由得，则，选项C错误；如果环绕地球与火星的卫星轨道半径相同，则由得，整理得，选项D错误.
5.D 当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知：，得下面压力传感器显示示数，对上面物体：，得，选项A错误；当时，对上面物体：，所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子开始站起，选项B错误；当时，，加速度方向向下，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子开始下蹲，选项C错误；当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为，则应有，弹簧长度没变，所以两个压力传感器的示数均为30N，选项D正确.
6.B滑动变阻器的滑动触头向右滑动，的阻值减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，即电压表示数U减小，R电压增大，、并联电压减小，通过的电流减小，即示数减小，而总电流I增大，则流过的电流增大，即示数增大，选项A错误；因，，则，则，即电表示数变化量的绝对值小于电表示数变化量，选项B正确；当减小时，通过的电流减小，由可知，消耗的功率在减小，电源的效率，则当外电路电阻减小时，电源的效率减小，选项C错误；因R电压增大，则电容器两端电压变大，电容器C两极板的电场强度变大，选项D错误.
7.AC 分子的平均动能取决于温度，温度越高，分子的平均动能越大，但对于某一个气体分子来说并不成立，选项A正确、B错误；分子的动能也应遵从统计规律，即“中间多、两头少”，温度较高时，动能大的分子数一定多于温度较低时动能大的分子数，选项C正确；温度越高，分子的无规则热运动越剧烈，平均速率越大，选项D错误.
8.BC 电流表、电压表读数皆为交流电的有效值，，所以通过的电流，选项A错误；对于理想变压器有、、，联立解得，，选项B正确；，选项C正确；开关S闭合，，，选项D错误.
9.BD 由于试探电荷由a到b、由b到c的过程电势能的变化均为零，则说明a、b、c三点的电势相等，则底面为等势面，由电场方向与等势面垂直，则电场方向沿竖直方向，又正试探电荷由o到a的过程中电势能减少，则由公式得，o点的电势比a点的电势高，所以电场方向由o点指向正方形的中心，选项A错误；由几何关系可知o点到正方形中心的距离为、则电场强度的大小为，选项B正确；由公式可知o点与中点间的电势差为20V，选项C错误；同理o点到的中点电势差为，则该试探电荷由o点移动到中点电场力做功为，则该电荷电势能减少，选项D正确.
10.BD 导体框的边与虚线1重合时的速度大小为，此时边产生的感应电动势大小为，导体框中的感应电流为，边所受的安培力大小为，导体框的与虚线1重合时克服安培力做功的功率大小为，整理得，选项A错误；由题意，根据导体框进出磁场过程中运动的对称性可知，边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度大小均为，设两虚线之间的距离为H，导体框全部位于磁场中时下落的加速度大小为g，根据运动学公式有，解得，选项B正确；设导体框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q，对导体框从开始下落到穿过磁场的过程，根据能量守恒定律有，解得，选项C错误；设导体框通过磁场上边界所用时间为t，线框中的平均感应电流为I，则由动量定理可得，根据电流的定义可知t时间内通过线框某一截面的电荷量为，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律综合分析可知，联立解得，故选项D正确.
11.（1）9.30（1分） （2）（2分） （3）（1分） （2分）
解析：（1）由游标卡尺的读数规则可知，该游标卡尺的精确度为0.05，则读数为.
（2）滑块经过光电门时的速度为，若滑块下滑过程中的机械能守恒，则由机械能守恒定律得，整理得.
（3）由得，则，解得.
12.（2）1.0（2分） 8.0（2分） （3）6.0（2分） 4.0（2分） 偏小（2分）
解析：（2）串联电路电流处处相等，由图甲所示电路图可知：，则，当时，，所以图像在纵轴的截距为1.0；则图像的斜率，解得.
（3）由图甲所示电路图可知，由可得，结合图像可知，电源电动势，电源内阻；由于电压表分流的作用，实验等效外接伏安法测电源电动势和内阻，内阻r的测量值比真实值偏小.
13.解：（1）液体注入后光沿传播，光在发生折射，
在中，， （1分）
由题意知 （1分）
由几何关系，可知是的角分线
即有（入射角度）、（折射角度） （1分）
根据折射定律可知 （3分）
（2）由几何关系知，， （2分）
则光从O→M传播的时间 （2分）
解得 （2分）
14.解：（1）B与A分离时，设弹簧拉力为F，两者加速度相等， （1分）
对整体有 （1分）
对B有最大拉力 （1分）
解得弹簧拉力为，结合图像可知，B与Ａ分离时的坐标位置 （2分）
（2）B与A分离之前，由F-x图像可知弹簧弹性势能的减少量
（2分）
（3）B与A分离时，A、B的速度相等，大小设为，
对整体，由动能定理得 （2分）
当两者又一次各自到达分离处，根据各系统的能量守恒可知，速度大小还是.
设碰后A、B的共同速度为，由碰撞时动量守恒可知 （2分）
从碰后到弹簧再次被压缩到最短时，由能量守恒定律得 （2分）
解得 （1分）
15.解：（1）由小球恰好做直线运动可知
（2分）
得 （1分）
（1分）
（1分）
解得， （1分）
（2）小球在场区Ⅰ中运动时： （1分）
解得 （1分）
小球在场区Ⅱ中运动时：
（1分）
所以小球在Ⅱ区做匀速圆周运动
由，得 （1分）
由几何关系可知小球， （1分）
所以小球将水平向右离开场区Ⅱ
， （2分）
解得（1分）
小球第一次离开场区Ⅱ后做平抛运动 （1分）
解得 （1分）
然后第二次进入场区Ⅱ
综上可知小球从射入场区Ⅰ至第二次进入场区Ⅱ的时间 （2分）