河北省石家庄市部分学校2022-2023学年高三物理上学期期末试题（Word版附解析）

高三物理考试

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．医学上常用碘标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠作为肝、胆和肾等检查的扫描显像剂。已知发生的是衰变，下列说法正确的是

A．原子核内有131个中子

B．能发生衰变说明核内存在电子

C．发生衰变的方程为

D．玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的的半衰期可能不相等

2．如图所示，攒尖式屋顶是我国古代建筑的一种智慧，它集美感和实用于一身，没有正脊，只有垂脊。一只猫沿着垂脊从A点缓慢爬到B点，下列说法正确的是

A．垂脊给猫的摩擦力逐渐减小      B．垂脊给猫的支持力逐渐减小

C．垂脊给猫的作用力逐渐减小      D．猫受到的合力逐渐减小

3．沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，平衡位置在处的质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是

A．该波沿x轴正方向传播

B．该波的传播速度为

C．时刻，质点Q处于波峰位置

D．时刻，平衡位置在处的质点处于平衡位置

4．火星大气经人类改造后，火星可成为适宜人类居住的星球。已知火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的十分之一，地球上男子跳高的世界纪录为。把地球和火星均看作质量分布均匀的球体，忽略地球和火星的自转及空气阻力，假设男子离地时的速度大小不变，则在火星上，男子跳高的世界纪录大约为

A．     B．     C．     D．

5．如图甲所示，倾角为的斜面与水平面在O点通过一段小圆弧平滑连接，一可视为质点的滑块从斜面上某处由静止释放，经过O点滑到水平面上后减速至零，该过程中滑块的速率随时间变化的规律如图乙所示。已知斜面和水平面由同种材料构成，则滑块与接触面间的动摩擦因数为

A．    B．    C．    D．

6．一透明体的横截面如图所示，四分之一圆弧对应的半径为R，，，一单色光从面上的D点垂直射入透明体，经面反射后恰好在圆弧上的E点发生全反射，最终从上的F点（未标出）射出。已知弧长为，则透明体对该单色光的折射率为

A．     B．     C．2    D．

7．如图所示，滑块A、B上装有相同宽度的挡光片，在相碰的端面装有轻质弹性架，使得滑块A、B碰撞时无能量损失。开始时，滑块B静置于水平放置的气垫导轨上的两个光电门之间，当滑块A被弹射装置弹出后，数字计时器显示挡光片通过光电门1的时间为，碰撞后两滑块均向右运动，挡光片先、后通过光电门2的时间分别为和，则、和之间满足

A．        B．

C．        D．

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。

8．2022年夏天我国南方地区持续高温，用户用电量激增，使用户端电压有所降低。远距离输电的示意图如图所示，发电厂的输出电压保持不变，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，输电线总电阻一定，当用户用电量增加时，下列说法正确的是

A．升压变压器的输出电压降低

B．降压变压器的输出电流增加

C．输电线上损失的功率不变

D．发电厂的输出功率增加

9．如图所示，O为正方形的中心，N是正方形边的中点。现在M点固定一带负电的点电荷，已知A、B、C、D四点到M点的距离相等且，下列说法正确的是

A．A、B、C、D四点的电势相等

B．A、B、C、D四点的电场强度相同

C．N点和D点的电场强度大小之比为

D．带正电的试探电荷在O点的电势能小于在C点的电势能

10．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨、水平固定放置，导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完全相同的金属棒、垂直放置在导轨上，两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。时刻对金属棒施加一个水平向右的恒力F，此后两金属棒由静止开始运动，金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好，两金属棒的速度大小分别记为、，加速度大小分别记为、，金属棒两端的电压记为，闭合回路消耗的电功率记为P，电路中除金属棒以外的电阻均不计，下列关系图像可能正确的是

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11．（6分）某兴趣小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。进行了如下操作：

①用刻度尺测出直尺的总长度L；

②让直尺下端刚好处于光电门处（恰好未挡光）并由静止释放，直尺运动过程中尺身始终处于竖直方向且直尺通过光电门的过程中下端未触地；

③记录直尺通过光电门的时间t。

（1）若可供选用的直尺是长度相同的一把钢尺和一把塑料尺，为减小实验误差应选择____________（填“钢尺”或“塑料尺”）完成该实验。

（2）直尺上端经过光电门瞬间的速度大小为____________（用L、t表示）。

（3）若直尺通过光电门的过程机械能守恒，则当地的重力加速度大小____________（用L、t表示）。

（4）通过处理数据发现，直尺动能的增加量大于直尺重力势能的减少量，造成这种结果的原因可能是____________（填正确答案标号）。

A．把实验选用的直尺的量程当作直尺的长度

B．由静止释放直尺时直尺下端处于光电门的上方

C．直尺下落过程中存在空气阻力

12．（9分）某实验小组同学要测量阻值约为的定值电阻，现备有下列器材：

A．电流表（量程为，内阻约为）；

B．电压表（量程为，内阻约为）；

C．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）；

D．定值电阻（阻值为）；

E．直流电源E（电动势为，内阻不计）；

F．开关S和导线若干。

（1）实验小组设计了如图甲、乙所示的两种测量电路，电阻的测量值可由计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数，则图____________（填“甲”或“乙”）所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。

（2）若采用（1）中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则由此组数据可得待测电阻的测量值____________，若所用电压表和电流表的内阻分别按和进行计算，则由此可得待测电阻的真实值____________。（计算结果均保留三位有效数字）

（3）相对误差定义为%，则（2）中的测量及计算结果的____________（计算结果保留两位有效数字）。

（4）小组内一同学用所给的器材组成如图丁所示的实验电路来测量电压表的内阻，实验记录电压表、电流表的示数分别为U、I，则电压表的内阻____________（用题中所给字母表示）．

13．（11分）一横截面积为S的圆柱形汽缸水平固定，开口向右，底部导热，其他部分绝热。汽缸内的两绝热隔板a、b将汽缸分成I、II两室，隔板可在汽缸内无摩擦地移动。b的右侧与水平弹簧相连，初始时弹簧处于原长，两室内均封闭有体积为、温度为的理想气体。现用电热丝对II室缓慢加热，使b隔板缓慢向右移动。已知大气压强恒为，环境的热力学温度恒为，弹簧的劲度系数为，求：

（1）a隔板向左移动的距离；

（2）加热后II室内气体的热力学温度T。

14．（12分）如图甲所示，一质量的木板A静置在足够大的光滑水平面上，时刻在木板上作用一水平向右的力F，力F在内随时间均匀变大，之后保持不变，如图乙所示。在时将质量的滑块B轻放在木板A右端，最终滑块B恰好没有从木板A左端掉落。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数，重力加速度大小，求：

（1）内力F对木板A做的功W；

（2）木板A的长度L。

15．（16分）如图所示，平面直角坐标系的第四象限存在垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为一的粒子从y轴上的P点以速度垂直y轴射入磁场，从x轴上的M点射出磁场时，立即在第一象限内施加一与粒子速度方向垂直的匀强电场（电场方向与x轴的夹角为），使粒子在第一象限内做类平抛运动并垂直y轴从N点射出电场，不计粒子受到的重力。

（1）求粒子在第四象限内运动的轨道半径R；

（2）求N点的纵坐标y与的关系；

（3）当取多少时，粒子在第一象限内运动的时间最长？

高三物理考试参考答案

1．C【解析】本题考查衰变，目的是考查学生的理解能力。碘—131原子核内有53个质子，核子数为131，可知核内有78个中子，选项A错误；衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子，电子从核内释放出来，但核内并不存在电子，选项B错误；发生衰变的方程为，选项C正确；放射性元素的半衰期与原子核所处的化学状态和外部环境均无关，玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的的半衰期相等，选项D错误。

2．A【解析】本题考查物体的平衡，目的是考查学生的推理能力。对猫的受力分析如图所示，可知，，猫沿垂脊从点运动到点的过程中，逐渐减小，所以支持力逐渐增大，摩擦力逐渐减小，选项A正确、B错误；由于猫缓慢爬动，因此猫受到的合力始终为零，垂脊给猫的作用力始终与重力等大反向，选项C、D均错误。

3．B【解析】本题考查机械波，目的是考查学生的推理能力。根据质点的振动图像可知，时刻，质点沿轴正方向振动，则该波沿轴负方向传播，选项A错误；该波的波长，周期，由可得，该波的传播速度，选项B正确；时刻，质点偏离平衡位置的位移大小为，选项C错误；平衡位置在处的质点的振动方程为，当时，可得，即时刻，平衡位置在处的质点恰好又回到处，选项D错误。

4．D【解析】本题考查万有引力，目的是考查学生的推理能力。根据，可得，，则，把跳高看作竖直上抛运动，由，可得，解得，选项D正确。

5．C【解析】本题考查牛顿第二定律的应用，目的是考查学生的推理能力。滑块在斜面上运动时有，滑块在水平面上运动时有，由题图乙知滑块的加速度大小满足，解得，选项C正确。

6．C【解析】本题考查光学的折射，目的是考查学生的推理能力。根据已知条件作出的光路图如图所示，设，结合几何关系有，，解得，选项C正确。

7．B【解析】本题考查动量守恒定律，目的是考查学生的分析综合能力。设挡光片的宽度为，则有，，，由动量守恒及能量守恒有，，解得，，解得，选项B正确。

8．BD【解析】本题考查理想变压器，目的是考查学生的推理能力。发电厂的输出电压不变，所以升压变压器的输出电压不变，选项A错误；降压变压器的输出电压降低，根据电压比等于匝数比，可得降压变压器的输入电压降低，因为升压变压器的输出电压不变，所以输电线上的电压损失增大，输电电流增大，输电线上损失的功率增加，选项C错误；根据降压变压器的电流比等于匝数的反比，因匝数比不变，可知用户端电流增加，选项B正确；根据升压变压器电流比的关系，可知发电厂的输出电流增加，则发电厂的输出功率增加，选项D正确。

9．AD【解析】本题考查点电荷产生的电场，目的是考查学生的推理能力。由题意可知，四点处在以点为球心的同一个球面上，各点的电势相等，电场强度大小相等、方向不同，选项A正确、B错误；根据点电荷的电场强度公式和几何关系可知，点的电场强度大小，点的电场强度大小，可得点和点的电场强度大小之比为4：3，选项C错误；、两点之间的距离小于、两点之间的距离，由带正电的试探电荷距离负点电荷越近，电势能越小，可知带正电的试探电荷在点的电势能小于在点的电势能，选项D正确。

10．AD【解析】本题考查电磁感应的综合应用，目的是考查学生的分析综合能力。金属棒在恒力的作用下由静止开始加速，此时加速度，，之后回路中出现感应电流，金属棒受到的安培力与恒力反向，金属棒的加速度减小，金属棒在安培力的作用下开始加速，金属棒与金属棒的速度差逐渐增大，回路中的电动势逐渐增大，安培力逐渐增大，金属棒的加速度减小，金属棒的加速度增大，当时，不再变化，回路中的电流不再变化，但是两金属棒的速度仍在增大，图像如图甲所示，选项A正确、B错误；系统达到稳定之前，随时间逐渐增大，系统达到稳定后，因回路中电流不变，则，随着的增大而均匀增大，如图乙所示，选项C错误；闭合回路消耗的电功率，在开始阶段随回路中电流的增大，电功率逐渐增大，当系统稳定后回路中的电流不变，电功率不再变化，选项D正确。

11．（1）钢尺

（2）

（3）

（4）B

【解析】本题考查验证机械能守恒实验，目的是考查学生的实验能力。

（1）钢尺的密度大，空气阻力的影响小，所以选钢尺。

（2）直尺做自由落体运动，在时间内的位移大小为，设直尺末端经过光电门瞬间的速度大小为，则有，解得。

（3）若满足机械能守恒定律，则有，解得。

（4）直尺动能的增加量大于重力势能的减少量，即，若把实验选用的直尺的量程当作直尺的长度，则偏小，有，选项A错误；若静止释放直尺时直尺下端处于光电门的上方，直尺经过光电门时具有一定初速度，则直尺通过光电门的时间偏小，有，选项B正确；若直尺下落过程中存在空气阻力，则重力势能的减少量大于动能的增加量，选项C错误。

12．（1）乙

（2）320    358

（3）11

（4）

【解析】本题考查伏安法测电阻实验，目的是考查学生的实验能力。

（1）因为，而，故电流表分压更明显，故采用题图乙所示电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。

（2）由题图丙可知电压表的示数，电流表的示数，可得待测电阻的测量值，因，解得。

（3）相对误差。

（4）根据实验原理，被测电压表的内阻。

13．【解析】本题考查理想气体状态方程，目的是考查学生的推理能力。

（1）I、II两室气体的压强始终相等，II室气体发生等温变化，设最终两室气体的压强为，则有

解得。

（2）设加热后II室气体的体积为，则有

解得。

14．【解析】本题考查动量、动能定理的应用，目的是考查学生的推理能力。

（1）设内力对木板的冲量大小为，时木板的速度大小为，结合动量、动能定理有

解得。

（2）滑块在木板上滑动时，、间的滑动摩擦力大小，此后木板做匀速直线运动，设滑块在木板上滑动的时间为，则有

解得

15．【解析】本题考查带电粒子在复合场中的运动，目的是考查学生的分析综合能力。

（1）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，有

解得。

（2）设匀强电场的电场强度大小为，粒子离开电场时的速度大小为，有

沿轴方向有

沿轴方向有

解得。

（3）沿轴方向有

整理得

令，显然为第一、二象限内单位圆上的点与定点连线的斜率的相反数，如图所示，易得的最大值为，此时

即当时，粒子在第一象限内运动的时间最长。