湖北省宜昌市二中2023年物理高三第一學(xué)期期末綜合測試試題含解析

湖北省宜昌市二中2023年物理高三第一學(xué)期期末綜合測試試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于A．棒的機械能增加量 B．棒的動能增加量 C．棒的重力勢能增加量 D．電阻R上放出的熱量2、如圖所示為氫原子的能級圖，用光子能量為的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，激發(fā)后的氫原子可以輻射出幾種不同頻率的光，則下列說法正確的是（）A．氫原子最多輻射兩種頻率的光B．氫原子最多輻射四種頻率的光C．從能級躍遷到能級的氫原子輻射的光波長最短D．從能級躍遷到能級的氫原子輻射的光波長最短3、已知長直導(dǎo)線中電流I產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度分布規(guī)律是B=（k為常數(shù)，r為某點到直導(dǎo)線的距離）。如圖所示，在同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長直導(dǎo)線甲和乙，兩導(dǎo)線通有大小分別為2I和I且方向相反的電流，O點到兩導(dǎo)線的距離相等?，F(xiàn)測得O點的磁感應(yīng)強度的大小為。則甲導(dǎo)線單位長度受到的安培力大小為（）A． B． C． D．4、在如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，副線圈接有阻值為10的定值電阻R，原線圈接有如圖乙所示的正弦交變電壓。下列分析正確的是A．變壓器原線圈通過的電流為B．變壓器副線圈通過的電流為C．電阻R兩端的電壓為10VD．電阻R消耗的功率為40W5、一質(zhì)量為m的物體放在傾角為且足夠長的光滑固定斜面上，初始位置如圖甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由靜止開始沿斜面運動，運動過程中物體的機械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示。其中0~x1過程的圖線是曲線，x1~x2過程的圖線是平行于x軸的直線，x2~x3過程的圖線是傾斜的直線，則下列說法正確的是（）A．在0~x1的過程中，物體向上運動B．在0~x1的過程中，物體的加速度一直增大C．在x1~x2的過程中，物體的速度大小不變D．在0~x3的過程中，物體的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下6、2019年4月21日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射第44顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。若組成北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的這些衛(wèi)星在不同高度的轉(zhuǎn)道上都繞地球做勻速圓周運動，其中低軌衛(wèi)星離地高度低于同步衛(wèi)星。關(guān)于這些衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．低軌衛(wèi)星的環(huán)繞速率大于7.9km/sB．地球同步衛(wèi)星可以固定對一個區(qū)域拍照C．低軌衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的速率相同D．低軌衛(wèi)星比同步衛(wèi)星的向心加速度小二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、在科幻電影《流浪地球》中，流浪了2500年的地球終于圍繞質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的比鄰星做勻速圓周運動，進入了“新太陽時代”。若“新太陽時代”地球公轉(zhuǎn)周期與現(xiàn)在繞太陽的公轉(zhuǎn)周期相同，將“新太陽時代”的地球與現(xiàn)在相比較，下列說法正確的是A．所受引力之比為1：8B．公轉(zhuǎn)半徑之比為1：2C．公轉(zhuǎn)加速度之比為1：2D．公轉(zhuǎn)速率之比為1：48、如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)依次經(jīng)過狀態(tài)、和后再回到狀態(tài)。其中，狀態(tài)和狀態(tài)為等溫過程，狀態(tài)和狀態(tài)為絕熱過程。在該循環(huán)過程中，下列說法正確的是__________。A．的過程中，氣體對外界做功，氣體放熱B．的過程中，氣體分子的平均動能減少C．的過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增加D．的過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增加E.在該循環(huán)過程中，氣體內(nèi)能增加9、阿列克謝·帕斯特諾夫發(fā)明的俄羅斯方塊經(jīng)典游戲曾風(fēng)靡全球，會長自制了如圖所示電阻為R的導(dǎo)線框，將其放在光滑水平面上，邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直于水平面向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。已知L>3l，現(xiàn)給金屬框一個向右的速度（未知）使其向右穿過磁場區(qū)域，線框穿過磁場后速度為初速度的一半，則下列說法正確的是A．線框進入磁場的過程中感應(yīng)電流方向沿abcdaB．線框完全進入磁場后速度為初速度的四分之三C．初速度大小為D．線框進入磁場過程中克服安培力做的功是出磁場的過程中克服安培力做功的五分之七10、一列橫波沿水平方向傳播，質(zhì)點A平衡位置位于處，質(zhì)點P平衡位置位于處，質(zhì)點A的振動圖像如圖甲所示，如圖乙所示是質(zhì)點A剛振動了1．1s時的波形圖，以下說法正確的是（）A．波速B．波源的最初振動方向向上C．時波傳到P點D．當(dāng)質(zhì)點P點處于波峰位置時，A質(zhì)點處于波谷位置三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實驗小組為了測量某微安表G（量程200μA，內(nèi)阻大約2200Ω）的內(nèi)阻，設(shè)計了如下圖所示的實驗裝置。對應(yīng)的實驗器材可供選擇如下：A．電壓表（0~3V）；B．滑動變阻器（0~10Ω）；C．滑動變阻器（0~1KΩ）；D．電源E（電動勢約為6V）；E．電阻箱RZ（最大阻值為9999Ω）；開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干。其實驗過程為：a．將滑動變阻器的滑片滑到最左端，合上開關(guān)S，先調(diào)節(jié)R使電壓表讀數(shù)為U，再調(diào)節(jié)電阻箱（此時電壓表讀數(shù)幾乎不變），使微安表指示為滿偏，記下此時電阻箱值為；b．重新調(diào)節(jié)R，使電壓表讀數(shù)為，再調(diào)節(jié)電阻箱（此時電壓表讀數(shù)幾乎不變），使微安表指示為滿偏，記下此時電阻箱值（如圖所示）為R2；根據(jù)實驗過程回答以下問題：（1）滑動變阻器應(yīng)選_______（填字母代號）；（2）電阻箱的讀數(shù)R2=________；（3）待測微安表的內(nèi)阻_________。12．（12分）把電流表改裝成電壓表的實驗中，所用電流表G的滿偏電流Ig為200μA，內(nèi)阻估計在400~600Ω之間。(1)按圖測定電流表G的內(nèi)阻Rg，需要選用合適的器材，現(xiàn)有供選用的器材如下：A．滑動變阻器（阻值范圍0~200Ω）B．滑動變阻器（阻值范圍0~175Ω）C．電阻箱（阻值范圍0~999Ω）D．電阻箱（阻值范圍0~99999Ω）E.電源（電動勢6V，內(nèi)阻0.3Ω）F.電源（電動勢12V，內(nèi)阻0.6Ω）按實驗要求，R最好選用__________，R′最好選用___________，E最好選用___________(填入選用器材的字母代號)。(2)根據(jù)以上實驗測得的電流表內(nèi)阻值比真實值________________（選填“大”或“小”）。(3)假定由上述步驟已測出電流表內(nèi)阻Rg=500Ω，現(xiàn)在通過串聯(lián)一個24.5kΩ的電阻把它改裝成為一個電壓表，此電壓表的量程為_____________________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.4m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的局部勻強磁場，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計。（已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，局部勻強磁場全部覆蓋導(dǎo)體棒ab，但未覆蓋電源）（1）求靜止時導(dǎo)體棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大??；（2）若將導(dǎo)體棒質(zhì)量增加為原來兩倍，而磁場則以恒定速度v1=30m/s沿軌道向上運動，恰能使得導(dǎo)體棒勻速上滑，（局部勻強磁場向上運動過程中始終覆蓋導(dǎo)體棒ab，但未覆蓋電源）求導(dǎo)體棒上滑速度v2；（3）在問題（2）中導(dǎo)體棒勻速上滑的過程，求安培力的功率P安和全電路中的電功率P電。14．（16分）如圖所示，MN、PQ是間距為L的平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌電阻不計，置于磁感強度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強磁場中，P、M間接有一阻值為R的電阻。一根與導(dǎo)軌接觸良好，阻值為的金屬導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置，ab的質(zhì)量為m。ab在與其垂直的水平恒力下作用下，在導(dǎo)線在上以速度v做勻速運動，速度v與恒力方向相同；導(dǎo)線MN始終與導(dǎo)線框形成閉合電路，已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)線的長度恰好等于平行軌道的間距L，忽略摩擦阻力和導(dǎo)線框的電阻。求：(1)金屬棒以速度v勻速運動時產(chǎn)生的電動勢E的大小；(2)金屬棒以速度v勻速運動時金屬棒ab兩端電壓Uab；(3)金屬棒勻速運動時。水平恒力F做功的功率P。15．（12分）如圖所示，在xOy平面坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)的某區(qū)域存在勻強磁場，在第二象限內(nèi)存在沿x正方向的勻強電場，電場強度的大小為E=5×103V/m。曲線OC上分布著大量比荷為=105C/kg的正電荷，曲線OC上各點的坐標(biāo)滿足y2=k|x|，C點的坐標(biāo)為(－0.1，0.2)。A點在y軸上，CA連線平行于x軸，D點在x軸上且OD=OA?，F(xiàn)所有正電荷由靜止釋放，在第一象限內(nèi)磁場的作用下都沿垂直x軸方向通過了D點。不計正電荷所受的重力及電荷間的相互作用力。求：(1)正電荷通過y軸時的速度與縱坐標(biāo)的關(guān)系；(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小和方向；(3)勻強磁場區(qū)域的最小面積。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解析】

棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，F(xiàn)做正功，安培力做負功，重力做負功，動能增大．根據(jù)動能定理分析力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和．【詳解】A．棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用．由動能定理：WF+WG+W安=△EK得WF+W安=△EK+mgh即力F做的功與安培力做功的代數(shù)和等于機械能的增加量．故A正確．B．由動能定理，動能增量等于合力的功．合力的功等于力F做的功、安培力的功與重力的功代數(shù)和．故B錯誤．C．棒克服重力做功等于棒的重力勢能增加量．故C錯誤．D．棒克服安培力做功等于電阻R上放出的熱量．故D錯誤【點睛】本題運用功能關(guān)系分析實際問題．對于動能定理理解要到位：合力對物體做功等于物體動能的增量，哪些力對物體做功，分析時不能遺漏．2、D【解析】

AB．基態(tài)的氫原子吸收的能量后會剛好躍遷到能級，大量氫原子躍遷到的能級后最多輻射種頻率的光子，所以AB均錯誤；CD．由公式以及，知能級間的能量差越大，輻射出的光子的頻率越大，波長就越短，從到能級間的能量差最大，輻射的光波長最短，C錯誤，D正確。故選D。3、C【解析】

設(shè)兩導(dǎo)線間距為d，根據(jù)右手螺旋定則知，甲導(dǎo)線和乙導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強度方向均為垂直紙面向里，根據(jù)矢量疊加有乙導(dǎo)線在甲導(dǎo)線處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小則甲導(dǎo)線單位長度受到的安培力大小C正確，ABD錯誤。故選C。4、B【解析】

由原線圈接的正弦交變電壓的u-t圖像可讀出最大值為，可得輸入電壓的有效值為；，由理想變壓器的電壓比等于匝數(shù)比，有：可得副線圈的兩端的電壓為：AB．對副線圈的電路由歐姆定律可得副線圈的電流為：結(jié)合電流比等于匝數(shù)的反比，可得原線圈流過的電流為：故A項錯誤，B項正確；C．電阻R并聯(lián)在副線圈兩端，則電壓即為副線圈兩端的電壓為，故C錯誤；D．電阻R消耗的功率為：，故D項錯誤。故選B。5、B【解析】

A．物塊機械能由重力勢能和動能構(gòu)成，所以拉力做功影響物塊機械能的改變，即則所以圖線的斜率表示拉力，在過程中物體機械能在減小，則拉力在做負功，拉力方向沿斜面向上，所以物體的位移方向向下，即物體在沿斜面向下運動，A錯誤；B．在過程中圖線的斜率逐漸減小到零，可知物體的拉力逐漸減小到零，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度可知加速度一直增大，B正確；C．在的過程中，拉力，機械能守恒，物體向下運動，重力勢能減小，速度增大，C錯誤；D．在的過程中，拉力沿斜面向下，結(jié)合C選項分析可知物體一直沿斜面向下加速運動，D錯誤。故選B。6、B【解析】

AC．根據(jù)萬有引力提供向心力，則有解得可知軌道半徑越大，運行的速度越小，低軌衛(wèi)星軌道半徑大于近地衛(wèi)星的半徑，故低軌衛(wèi)星的環(huán)繞速率小于7.9km/s，低軌衛(wèi)星軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑，故低軌衛(wèi)星的環(huán)繞速率大于同步衛(wèi)星的環(huán)繞速率，故A、C錯誤；B．同步衛(wèi)星的周期與地球的周期相同，相對地球靜止，可以固定對一個區(qū)域拍照，故B正確；D．根據(jù)萬有引力提供向心力，則有可得低軌衛(wèi)星軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑，低軌衛(wèi)星向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度，故D錯誤；故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】

AB．地球繞行中心天體做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力：解得：，“新太陽時代”的地球的軌道半徑與現(xiàn)在的軌道半徑之比：萬有引力：所以“新太陽時代”的地球所受萬有引力與現(xiàn)在地球所受萬有引力之比：A錯誤，B正確；C．萬有引力提供加速度：所以“新太陽時代”的地球公轉(zhuǎn)加速度與現(xiàn)在地球加速度力之比：C正確；D．萬有引力提供向心力：所以“新太陽時代”的地球公轉(zhuǎn)速率與現(xiàn)在地球公轉(zhuǎn)速率力之比：D錯誤。故選BC。8、BCD【解析】

A．A→B過程中，體積增大，氣體對外界做功，溫度不變，內(nèi)能不變，氣體吸熱，故A錯誤；B．B→C過程中，絕熱膨脹，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B正確；C．C→D過程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確；D．D→A過程中，絕熱壓縮，外界對氣體做功，內(nèi)能增加，故D正確；E．循環(huán)過程的特點是經(jīng)一個循環(huán)后系統(tǒng)的內(nèi)能不變。故E錯誤。故選BCD。9、BCD【解析】

A．由右手定則可知，線框進磁場過程電流方向為adcba，故A錯誤；B．將線框分為三部分，其中左右兩部分切割邊長同為2l，中間部分切割邊長為l，由動量定理可得其中由于線框進、出磁場的過程磁通量變化相同，故速度變化兩相同，故故線框完全進入磁場后的速度為故B正確；C．根據(jù)線框形狀，進磁場過程中，對線框由動量定理解得故C正確；D．線框進、出磁場的過程中克服安培力做功分別為故，故D正確；故選BCD。10、AD【解析】

A．由題圖甲知，由題圖乙知，波速A正確；B．結(jié)合圖甲、圖乙可判斷，該波沿軸正方向傳播，根據(jù)題圖乙知時，波源的振動傳到處，可知波源最初振動方向向下，B錯誤；C．波從處傳到處需要，此時，C錯誤；D．質(zhì)點A、P平衡位置間距為1m，等于2.5λ，去整留零相當(dāng)于1.5λ，當(dāng)質(zhì)點P點處于波峰位置時，質(zhì)點A處于波谷位置，D正確。故選AD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、B46532170【解析】

(1)[1]．滑動變阻器用分壓電路，則為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇B；

(2)[2]．由圖示電阻箱可知，電阻箱示數(shù)為R2=4×1000Ω+6×100Ω+5×10Ω+3×1Ω=4653Ω(3)[3]．根據(jù)實驗步驟，由歐姆定律可知U=Ig（Rg+R1）解得Rg=2170Ω12、DCF小5V【解析】

(1)[1][2][3]圖中電路為經(jīng)典的半偏法測電流表內(nèi)阻，采用半偏法測量電流表內(nèi)阻時，電源電動勢越大，越有利于減小誤差，所以電動勢應(yīng)選擇較大的F，為了保證電流表能夠滿偏，根據(jù)閉合電路歐姆定律粗算全電路總電阻大?。核噪娮柘溥x用阻值較大的D，電阻箱用來和電流表分流，所以二者電阻相差不多，所以選擇C；(2)[4]實驗原理可以簡述為：閉合，斷開，調(diào)節(jié)使電流表滿偏，保持和不變，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)使電流表半偏，此時的電阻即為電流表的內(nèi)阻。事實上，當(dāng)接入時，整個電路的總電阻減小，總電流變大，電流表正常半偏，分流為斷開時總電流的一半，而通過的電流大于斷開時總電流的一半，根據(jù)歐姆定律可知的電阻示數(shù)小于電流表真實的內(nèi)阻；(3)[5]根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律：解得改裝后電壓表的量程：。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）0.3N，0.06N；（2）7.5m/s；（3）4.5W，27W?！窘馕觥?/p>

（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I=由左手定則，導(dǎo)體棒受的安培力平行導(dǎo)軌平面向上，其大小F安=BIL=0.30N導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力為：F1=mgsin37°=0.24N由于F1小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f，根據(jù)共點力平衡條件，有mgsin37°+f=F安解得摩擦力f=0.06N（2）當(dāng)導(dǎo)體棒質(zhì)量加倍后，使其勻速運動需要的安培力也應(yīng)該加倍F安′