2022-2023学年江苏省扬州市高邮市高三上学期期末学情调研测试物理试题 含解析

扬州市高邮市2022-2023学年高三上学期期末学情调研测试物理试题

注意事项：

1、本试卷共5页，满分为100分，考试时间75分钟。

2、答题前，请务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。

3、作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上指定位置作答，在其他位置作答一律无效。

4、如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 关于核衰变和核反应的类型的表述正确的是（　　）

A. ，是α衰变 B. ，是β衰变

C. ，是重核裂变 D. ，是轻核聚变

【答案】B

【解析】

【详解】A．是轻核聚变，A错误；

B．是β衰变，B正确；

C．是α衰变，C错误；

D．是原子核的人工转变，D错误。

故选B。

2. 如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，则（　　）

A. a光具有波动性，不具有粒子性

B. a光折射率大于b光的折射率

C. 从水射入空气中发生全反射时，a光的临界角较大

D. a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹，a光的条纹间距小

【答案】C

【解析】

【详解】A．光既有波动性，也具有粒子性，A错误；

B．由图可知，a光的偏折角小，则a光的折射率小于b光的折射率，B错误；

C．a光的折射率小，由临界角公式知，从水射入空气中发生全反射时，a光的临界角较大，C正确；

D．a光的折射率较小，频率较小，波长较长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，所以a光的条纹间距较大，D错误。

故选C。

3. 下列选项正确的是（　　）

A. 液体温度越高，悬浮颗粒越大，布朗运动越剧烈

B. 若物体表现为各向同性，则该物体一定是非晶体

C. 单晶硅中原子排列成空间点阵结构，因此其他物质分子不能扩散到单晶硅中

D. 液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列

【答案】D

【解析】

【详解】A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈A错误；

B．若物体表现为各向同性，则该物体可能是多晶体或是非晶体。B错误；

C．单晶硅中原子排列成空间点阵结构，单晶硅中原子间也有空隙，其他物质分子能扩散到单晶硅中。C错误；

D．液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列。D正确。

故选D。

4. 现代战争中反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，则该无线电波（　　）

A. 和机械波一样须靠介质传播

B. 不可能产生干涉和衍射现象

C. 可以利用多普勒效应测量飞机的速度

D. 和声波一样不会发生偏振现象

【答案】C

【解析】

【详解】A．无线电波是电磁波，可以在真空中传播，不需要靠介质传播，A错误；

B．干涉和衍射是所有波特有的现象，该无线电波可以产生干涉和衍射现象，B错误；

C．该无线电波可以利用多普勒效应测量飞机的速度，原理是无线电波等振动源与观测者以相对速度运动时，观测者所受到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同，C正确；

D．无线电波是电磁波，会发生偏振现象，D错误。

故选C。

5. 一个等边三角形金属线框abc由3根相同规格的金属棒组成，每根长度均为L，整个线框固定在与线框平面垂直的匀强磁场中，现给线框通入图示电流，若ab段金属棒受到安培力为F，则（　　）

A. 直线ac中的电流是折线abc中的电流的2倍

B. 直线ac中的电流等于折线abc中的电流

C. 折线abc所受安培力方向向下

D. 整个线框所受安培力大小为2F

【答案】A

【解析】

【详解】AB．电路中，金属棒ab和bc串联后再与ac并连，由于规格相同，每根棒的电阻相同，因此直线ac中的电流是折线abc中的电流的2倍，A正确，B错误；

C．ab段金属棒受到安培力为F，根据左手定则可知，所受安培力垂直导线斜向左上方，同理bc段金属棒受到安培力也为F，安培力垂直导线斜向右上方，两个力夹角为120o，合力为F，方向竖直向上，C错误；

D．ac段金属棒受到安培力为2F，方向竖直向上，因此整个线框所受安培力大小为3F，方向竖直向上，D错误。

故选A。

6. 如图所示，一定质量的理想气体经历的等压过程，的等容过程，再由c回到a，状态a和状态c气体温度相同，则（　　）

A. 由气体对外界放出的热量等于外界对气体做的功

B. 由气体内能增大

C. 由气体温度逐渐降低

D. 由外界对气体做正功

【答案】B

【解析】

【详解】A．由为等压过程，气体体积减小，即外界对气体做功，且

由公式

可知，温度降低，所以内能减少，即

由热力学第一定律有

结合之前分析可知，气体放的热量大于外界对气体做的功，故A项错误；

B．由过程为等容过程，根据

可知，气体的温度升高，所以理想气体的内能增加，故B项正确；

C．理想气体从状态c到状态a过程，由题意可知及理想气体状态方程可知

由图像可知，，所以气体对外界做功，又因为，，又因为在图像中的等温线是一条反比例函数，又a，c两点在同一条等温线上，多画几条等温线，可知，离原点越远的等温线温度越高，所以从c到a温度先升高后减低，故C项错误

D．因为图像与坐标轴围成的面积表示气体做功的情况，整个过程气体对外界做的功大于外界对气体做的功，所以外界对气体做负功，故D项错误。

故选B。

7. 如图所示，空间站在圆轨道2上运行，天舟五号飞船在椭圆轨道1上运行，两轨道相切与P点，Q是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则（　　）

A. 天舟五号飞船在轨道1上经过P点时的速度大于7.9km/s

B. 天舟五号飞船可在进入轨道2后不断加速追上空间站组合体实现对接

C. 天舟五号飞船在轨道1上从Q点向P点运动过程中，重力势能逐渐增大，机械能保持不变

D. 天舟五号飞船在轨道1上P点受到的万有引力等于空间站在轨道2上P点受到的万有引力

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

可得

可知轨道半径越大，运行速度越小，地球表面的运行速度为7.9km/s。天舟五号飞船在轨道2上经过P点时的速度小于7.9km/s。天舟五号飞船在轨道1上经过P点时经加速才能变轨到轨道2上，天舟五号飞船在轨道1上经过P点时的速度小于7.9km/s。A错误；

B．若载人飞船在到达轨道2后不断加速，则会做离心运动，从而远离轨道2，不会追上空间站从而不能实现对接，B错误；

C．天舟五号飞船在轨道1上从Q点向P点运动过程中，只有万有引力做负功，重力势能逐渐增大，机械能保持不变。C正确；

D．因天舟五号飞船和空间站的质量大小未知，由万有引力定律得可知无法比较天舟五号飞船在轨道1上P点受到的万有引力和空间站在轨道2上P点受到的万有引力大小关系。D错误。

故选C。

8. 合肥工业大学科研团队成功研制出兼具自修复性和高导电性的弹性导体，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示，电压表和电流表是理想电表，a、b两点之间连接一弹性导体。在中间悬挂重物后，下列说法不正确的是（　　）

A. 弹性导体电阻变大

B. 定值电阻R的功率变小

C. 电压表示数变大

D. 弹性导体消耗的功率一定变大

【答案】D

【解析】

【详解】A．弹性导体受拉力作用，长度变大，截面积减小，则电阻变大，选项A正确；

B．电路电阻变大，则总电流减小，则根据P=I2R可知，定值电阻R的功率变小，选项B正确；

C．电路总电流减小，则电源内阻和定值电阻R上的电压减小，则弹性导体的电压变大，即电压表示数变大，选项C正确；

D．将定值电阻R等效为电源的内阻，则当弹性导体的电阻等于R+r时，弹性导体消耗的功率最大，因不明确弹性电阻的阻值与R+r的阻值关系，则当弹性电阻的阻值变大时，其消耗的功率不一定变大，选项D错误。

此题选择不正确的选项，故选D。

9. 云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为、速度为的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b，如图所示，a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧，半径之比，相同时间内的径迹长度之比，不计重力及粒子间的相互作用力（　　）

A. 粒子a电性为正

B. 粒子a、b质量之比

C. 粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比

D. 粒子b的动量大小

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图中轨迹结合左手定则可知，粒子a电性为负，故A错误；

B．相同时间内的径迹长度之比，可知粒子a、b的速率之比为

根据洛伦兹力提供向心力有

可得

由于粒子a、b的电荷量大小相等，半径之比，则有

联立可得

故B错误；

C．根据周期表达式

可得粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比

故C错误；

D．根据动量守恒可得

又

联立可得粒子b的动量大小为

故D正确。

故选D。

10. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定两个等量正点电荷A和B，O点为AB连线的中点，C、D为AB连线上关于O点对称的两个点，且CO=OD=L，一带负电的可视为点电荷的小球以初速度v0从C点运动到D点，取无穷远处的电势φ=0，以C点为坐标原点，向右为x轴的正方向，下列关于电势φ、电场强度E、小球的电势能Ep及动能Ek随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】AC．从C点到D点，电场线方向先向右后向左，则电势先降低后升高，且电势都大于零，并关于O点对称。小球带负电所以小球的电势能先增大后减小，小球在C、D两点处的电势能相同，故A正确，C错误；

D．由于小球的电势能先增大后减小，在C、D两点处的电势能相同，由能量守恒定律得知，动能先减小后增大，在C、D两点处的动能相同，故D错误；

B．设AC＝BD＝r，点电荷A和B的电荷量大小为Q，则当位移为x时，场强为

由数学知识得知E与x是非线性关系，图像是曲线，故B错误。

故选A。

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. 某同学通过调节手机拍摄功能中的感光度和快门时间，拍摄出质量较高的频闪照片。图1是该同学拍摄的小球自由下落部分运动过程中频闪照片，用来验证机械能守恒定律。该同学以小球释放点为原点O，并借助照片背景中的刻度尺测量各时刻的位置坐标为x1、x2、x3、x4、x5，刻度尺零刻度与原点O对齐。已知手机连拍频率为f，当地重力加速度为g，小球质量为m。

（1）如图2所示，从起点O下降到下x2位置小球的位移大小为___________cm

（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是___________；

A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.选择体积大的小球

C.小球实际下落过程中动能增量大于重力势能减少量

（3）小球在x3位置时的瞬时速度v3=___________（用题中所给的物理量符号表示）

（4）取小球从O到x4的过程研究，则机械能守恒定律的表达式为___________（用题中所给物理量的符号表示）；

（5）该同学利用测得的数据，算出小球经过各点的速度v，并作出了如图3所示的图线。测得图线的斜率k明显小于g，是由于存在阻力的影响，则小球受到的阻力大小F阻=___________。

【答案】    ①. 6.20（6.15-6.25均可）    ②. A    ③.     ④. 或    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]由于刻度尺的最小刻度为mm，因此估读到mm的下一位，从起点O下降到下x2位置小球的位移大小

x2=62.0mm=6.20cm

（2）[2]A．由于小球做自由落体运动，为了测量小球下落的距离，刻度尺应固定在竖直平面内，A正确；

B．为了减小空气阻力，一般选择体积较小的小球，B错误；

C．由于空气阻力的影响，.小球实际下落过程中动能增量小于重力势能减少量，C错误。

故选A。

（3）[3] x3位于x2到x4的中间时刻，因此小球在x3位置时的瞬时速度等于从x2到x4的平均速度

（4）[4]机械能守恒定律的表达式

而

两边消去小球的质量m，整理得

（5）[5] 根据牛顿第二定律

而在图像中，斜率k表示小球下落的加速度a的大小，因此小球受到的阻力大小

12. 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。取3.14，求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值；

（2）电阻R的电功率及线圈从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）由图像可知

，

交流发电机产生的电动势的最大值为

（2）电动势有效值为

电路中电流的有效值为

电阻R的电功率为

从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量为

13. 氢原子的能级图如图1所示，大量处于能级的氢原子向基态跃迁辐射出光子，用这些光子照射如图2电路中光电管的阴极金属K，得到光电流与电压的关系如图3所示，已知阴极金属的逸出功为W0，元电荷数值为e，普朗克常量为h，各能级能量分别为E1、E2、E3、E4……，求：

（1）辐射光子的最大频率；

（2）电压为U1时，光电子到达阳极A处的最大动能Ekm。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）辐射光子从第4能级向第一能级跃迁时辐射光子的频率最大，设该光子的频率为，有

解得

（2）氢原子从第4能级向第1能级跃迁时辐射的光子照射金属K时，逸出光电子的动能最大，设该最大初动能为，有

KA之间加正向电压，有

解得

14. 如图所示，平面直角坐标系第二象限充满沿y轴负方向的匀强电场，在y轴右侧以C（R，0）点为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。现将带电量大小为q，质量为m的粒子，从第二象限的S点（-R，R）以速度v0沿x轴正方向射入匀强电场，经电场偏转后第一次经过y轴的坐标为（0，R），粒子在磁场中的运动轨迹关于x轴对称。带电粒子重力不计，求：

（1）带电粒子的电性和匀强电场E的大小；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）粒子从电场中S点出发到第二次到达y轴所用的时间。

【答案】（1）正电，；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子运动的轨迹如图；

粒子带正电，设电场强度为E，运动时间为t1，有

Eq=ma

解得

（2）速度偏角

解得

或30°

设DC连线与x轴负方向的夹角为θ2，则

解得

或30°

故粒子恰好沿磁场圆的半径方向射入磁场，粒子在磁场中，设轨迹半径为r，则由几何关系可知

r=Rtanθ

解得

设粒子离开电场时速度为v，则

解得

（3）设在无场区域、磁场中运动的时间分别为2t2、t3总时间为t，有

解得

15. 如图所示，弹簧左端系于A点，右端与质量为m的小球接触但不连接。现用外力推动小球将弹簧压缩至P点保持静止，此时弹性势能为Ep= Kmg（K为一已知常量），P、B之间的距离为2.5K。小球与水平轨道的动摩擦因数为µ = 0.1。DEF是固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端D点的切线水平，圆心O与轨道下端F的连线与竖直墙面的夹角为127°。静止释放小球，小球进入圆弧轨道后恰好能沿着轨道DEF运动，一段时间后从轨道下端F处脱离，已知重力加速度为g，求：

（1）小球运动到B点的速度大小；

（2）轨道DEF的半径R；

（3）在F点下方整个空间有水平向左、大小为F0= 0.75mg的恒定风力，求小球从F点运动到O点正下方时的动能。

【答案】（1）；（2）；（3）Ek = 5.65mgK

【解析】

详解】（1）根据功能关系

解得

（2）在B点由牛顿第二定律

解得

（3）在F点及其下方，小球受水平向左的风力F0 = 0.75mg和竖直向下的重力mg，由角度关系可知，小球所受合力方向沿着小球速度方向，即沿F点切线方向。从D点到O点正下方由动能定理可得

解得

Ek = 5.65mgK