高中试卷答案网德化县第八高级中学2022-2023学年高三下学期3月阶段测试（三）物理试题
（考试时间：75分钟 总分：100分）
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图（a）中，分别用频率为和的光照射同一光电管，电流表均有示数，调节滑动变阻器的触头P，使微安表示数恰好为零，分别读出电压表对应的示数和，已知电子电量为，可以推导出普朗克常量的计算式
B．图（b）中，一个氢原子吸收能量从基态向的能级跃迁时，最多可以吸收3种不同频率的光
C．图（c）中，铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，两个铀238必定有一个发生衰变
D．图（d）中，氘核的核子平均质量小于氦核的核子平均质量
2．近年来，国产新能源汽车的销量得到大幅增长。为检测某新能源汽车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，测得汽车在某次刹车过程中速度与位移的关系如图所示，设刹车过程中汽车做匀减速直线运动，已知时刻汽车速度为，重力加速度取下列说法正确的是
A．刹车过程汽车的加速度大小为
B．路面与车轮之间的动摩擦因数为0.4
C．时，汽车的速度大小为
D．内，汽车的位移大小为
3．如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是
A．指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线
B．指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线
C．没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像
D．手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射
4．如图（a），边长为的单匝正方形导线框固定在水平纸面内，线框的电阻为。虚线MN恰好将线框分为左右对称的两部分，在虚线MN左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图（b）。虚线MN右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为。下列说法正确的是
A．时刻，线框中产生的感应电动势大小为
B．时刻，线框所受安培力的合力为0
C．时刻，线框受到的安培力大小为
D．在。内，通过线框导线横截面的电荷量为
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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。）
5．如图所示，虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道，其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度7.9km/s对应的近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道，a、b、c三点分别位于三条轨道上，b点为轨道Ⅱ的远地点，b、c点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍，则（ ）
A．卫星在轨道Ⅰ上处于平衡状态
B．卫星在a点的加速度大小为在c点加速度大小的4倍
C．卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ周期的倍
D．质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能
6．我国“洛神”号潜艇研制已经取得了重大突破，开始进入试车定型阶段，该潜艇应用了超导磁流体推进器。如图是超导磁流体推进器原理图，推进器浸没在海水中，海水由前、后两面进出，左、右两侧导体板连接电源，与推进器里的海水构成回路，由固定在潜艇上的超导线圈（未画出）产生垂直于海平面向下的匀强磁场，磁感应强度为。已知左、右两侧导体板间海水的体积为，垂直于导体板方向单位面积上的电流为（导体板外电流不计）。下列说法正确的是
A．要使潜艇前进，左、右两侧导体板所接电源的正、负极应与图示方向相同
B．同时改变超导线圈中电流的方向和海水中电流的方向，潜艇受磁场力的方向将反向
C．潜艇所受磁场力的大小为
D．若导体板间海水的电阻为，其两端的电压为，则潜艇在海水中匀速前进时，海水中的电流小于
7．如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），R为滑动变阻器，D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），真空中水平放置的平行板电容器，上下极板Y和Y'相距d，A为两极板左侧中点，AB线段与两极板等长，到两板距离相等。在开关S闭合后，质量为m、带电荷量为+q的粒子（不计重力），以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出电场，偏转位移为y。则（ ）
A．粒子飞出电场时，速度方向的反向延长线一定交于AB线段中点
B．只将变阻器R的滑动触头P向上移动，则偏转位移y将减小
C．只将上极板Y向上稍微移动，粒子穿过电场过程中，电场力做功不变
D．只将热敏电阻R0升温，粒子穿过电场过程中，粒子的动量变化量不变
8．如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点构成的直角三角形，，，DE是三角形的中位线，AB边长为质量为的一价正离子从D点以垂直于AD的速度方向射入电场，正离子在运动过程中经过B点，已知A、C、E点的电势分别为、、，电子电量为。下列说法正确的是
A．D点的电势为
B．正离子从D点运动到B点过程中，静电力做功8eV
C．匀强电场的场强方向由D点指向A点，大小为8V/m
D．正离子从D点射入的速度大小为
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、非选择题（共60分。考生根据要求作答。）
9．（4分）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置分别位于x1＝1.5m和x2＝4.5m处，t＝0时刻，P、Q两质点离开平衡位置的位移相同，质点P比质点Q振动滞后0.2s，则波沿x轴 （填“正向”或“负向”）传播；质点P振动的周期T＝ s。
10．（4分）一定质量理想气体的压强体积（P﹣V）图像如图所示，其中a到b为等温过程，b到c为等压过程，c到a为等容过程。已知气体状态b的温度Tb＝297K、压强Pb＝1×105Pa、体积Vb＝24L，状态a的压强P a＝3×105Pa。则气体状态a的体积为Va= L，状态c的温度T c= K。
11．（4分）某实验小组用如图（a）所示装置测量重力加速度。将小球和手机分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的软绳两端。打开手机的软件，令小球和手机静止，细绳拉紧，然后释放小球和手机，通过软件测得手机的加速度随时间变化的图线如图（b），实验室提供的物理量有：小球的质量，手机的质量，当地实际重力加速度。
（1）实验测得的重力加速度大小为 。（结果保留两位有效数字）
（2）有同学提出本实验还可以研究机械能是否守恒，在小球上方距离为h处安装光电门和配套的数字计时器。令小球和手机静止，细绳恰好拉紧，然后释放小球和手机，测得小球A的直径为d，数字计时器记录小球通过光电门的时间为，则需要验证的原理式为 （用实验室提供的物理量和测量得到的数据符号表示）。
12．（8分）如图（a）所示实验器材，小明同学将一量程为、内阻为的微安表改装成量程为的电压表，经计算后将电阻与该微安表连接进行改装，然后用标准电压表对改装后的电压表进行检测。
（1）实验要求电压从零开始检测，请完成图（a）实物连线。
（2）调节的滑片位置，当标准电压表的示数为时，微安表的指针位置如图（b），由此可以推测出所改装的电压表量程是 V；
（3）若产生（2）中所述问题的原因是所接电阻的阻值错误，其所接电阻的阻值为 ；
（4）要实现改装后电压表的量程是，只需要在电阻两端并联一个阻值为 的电阻即可。
13．（10分）随着私家车的普及，德化的许多道路出现了让人头疼的拥堵问题。如图所示为高峰时段德化某一街道十字路口，在一个单行道上红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直的一列，最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，汽车长均为L＝4.5m，前面汽车尾部与后面相邻汽车的前端相距均为d1＝2.0m。为了安全，前面汽车尾部与后面相邻汽车的前端相距至少为d2＝3.0m才能开动，若汽车都以a＝2m/s2的加速度做匀加速直线运动，加速到v＝12.0m/s后做匀速运动。该路口一次绿灯持续时间t＝20.0s，时间到后直接亮红灯。另外交通规则规定：红灯亮起时，车头已越过停车线的汽车允许通过。绿灯亮起瞬时，第一辆汽车立即开动，求：
（1）第一辆车尾部与第二辆车前端的最大距离。
（2）通过计算，判断第13辆汽车能否在第一次绿灯期间通过路口？
14．（14分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ、Ⅳ象限内有一半径为R的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点O处，圆弧内有方向沿y轴正方向的匀强电场，圆弧外足够大的范围内有磁感应强度大小为B，方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场。现从O点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经电场加速后进入磁场，并从圆弧与x轴的交点P返回电场，不计粒子受到的重力。
（1）求匀强电场的电场强度大小E；
（2）求粒子从O点运动到P点的时间t；
（3）求粒子经过P点后从y轴离开电场时的坐标，以及离开电场时的速度大小v。
15．（16分）两等高的长木板M、N放在光滑水平面上，两木板相邻但不粘连，木板N固定在水平面上，右侧固定有半径R＝0.45m的光滑半圆轨道，半圆轨道最下端与长木板N的上表面相切，长木板N上放着质量mA＝1kg的物块A与质量mB＝2kg的物块B，A与B均可视为质点，用一轻质细绳连接，且在A、B间夹一被压缩的轻质弹簧（弹簧与A、B均不拴接），细绳长度小于弹簧原长。烧断细绳后A水平向左、B水平向右运动，之后B冲上半圆轨道，经过轨道的最低点时对轨道的压力大小是60N；A滑上长度为L＝2m的木板M。木板N的上表面光滑，物块A和木板M上表面间的动摩擦因数为μ＝0.4，木板M的质量m＝1kg，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）最初压缩的轻质弹簧的弹性势能；
（2）A滑离M瞬间的速度大小；
（3）为了使A不滑离M，从A刚滑上M开始，对M施加一个水平向左的拉力F，求拉力F大小的取值范围。
物理参考答案
一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。）
1、A 2、C 3、B 4、C
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。）
5、BD 6、CD 7、AC 8、AD
三、非选择题（共60分。考生根据要求作答。）
9、（4分） 负向 0.8
10、（4分） 8 99
11、（4分）（1）9.4； （2）
12、（8分）（1）见右图解析；（2）1.75；（3）6600；（4）36960
13、（10分）解：（1）因前面汽车尾部有后面相邻汽车的前端相距至少为d2＝3.0m才能开动，即前面汽车启动后向前运动Δx＝1m后车才能启动；
此时前面车已经运动了； 2分
若设后面的车运动时间t后两车距离最大，则此时两车共速，即后车刚好达到最大速度12m/s，而此时前车速度早就到达了12m/s，则运动时间为： 此时前车运动了7s，
则最大距离为：sm＝d1+vΔt＝2.0m+12×1m＝14m 2分
（2）第13辆车前端与停止线的距离为：
x1＝12（L+d1）＝12×（4.5+2）m＝78m 1分
汽车达加速到最大速度的时间为：； 1分
此时的位移为：； 1分
则剩下的位移需要的时间为：； 1分
后一辆汽车开动时比前一辆汽车晚行驶的时间为1s，则从绿灯刚亮起到第13辆车刚开动需要的时间为：
t3＝12s 1分
从绿灯刚亮起到第13辆车前端与停止线平齐所需最短时间为：
t′＝t1+t2+t3＝6s+3.5s+12s＝21.5s则第13辆车不能通过停止线。 1分
14、（14分）解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，在A点进入磁场时速度为v0，由A到P粒子做匀速圆周运动，其运动轨迹为圆周，可得运动半径r＝R，由洛伦兹力提供向心力得：
qv0B＝m解得：v0＝； 1分
粒子在电场中由O到A做匀加速直线运动运动，设其加速度为a，由牛顿第二定律得：
qE＝ma 1分
由运动学公式得：2aR＝v02 1分
联立解得：E＝； 1分
（2）设粒子由O到A的时间为t1，则有：R＝v0t1解得：t1＝ 2分
粒子磁场中的运动周期为T＝＝
粒子由A到P的运动轨迹为圆周，则此过程的时间：t2＝T＝ 1分
粒子从O点运动到P点的时间：t＝t1+t2＝+＝； 1分
（3）假设粒子经过P点后一直在电场中运动之后从y轴离开电场，则粒子在电场中做类平抛运动，
沿﹣x方向做匀速直线运动，则有：v0t3＝R 1分
沿+y方向做匀加速直线运动，则有：y＝at32 1分
联立解得：y＝故粒子经过P点后从y轴（0，）离开电场 1分
在y轴方向有：2ay＝vy2 1分
又有：v2＝vy2+v02 1分
联立解得：v＝. 1分
15、（16分）解：
解：（1）设弹簧释放后A的速度大小为vA，B的速度大小为vB，最初压缩的轻质弹簧的弹性势能为Ep。
根据牛顿第三定律知，B经过半圆轨道的最低点时受到的支持力大小FN＝60N
B经过半圆轨道的最低点时，由牛顿第二定律得FN﹣mBg＝mB 1分
代入数据解得：vB＝3m/s
烧断细绳弹簧释放过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得mAvA﹣mBvB＝0 1分
由机械能守恒定律得Ep＝mAvA2+mBvB2 1分
联立解得：vA＝6m/s，Ep＝27J 1分
（2）设A滑离M瞬间A与M的速度大小分别为v1和v2。A在M上滑行过程，取向左为正方向，根据两者组成的系统动量守恒得mAvA＝mAv1+mv2 2分
根据能量守恒定律得mAvA2＝μmAgL+mAv12+mv22 2分
联立解得：v1＝4m/s 1分
（3）为了使A刚好不从M的左端滑离M，设对M施加的最小拉力为F1，此时对应M向左的加速度大小为a1，A向右的加速度大小为μg。
当A滑到M的最左端时，二者的速度刚好相等，结合相对运动的知识有
﹣2（a1+μg）L＝0﹣vA2 1分
对木板M有F1+μmAg＝ma1 1分
解得：F1＝1N 1分
为了使A不从M的右端滑离M，当A和M共速后，
物块A向左的最大加速度满足：μmg＝ma2 1分
对A和M整体，最大拉力F2＝（m+mA）a2 1分
解得：F2＝8N 1分
故为了使A不滑离M，拉力F大小的取值范围为1N≤F≤8N。 1分
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