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高三物理 试 卷 2023.4
考生注意：
1．答题前，务必在答题纸上填写姓名、学校、班级，并将条形码贴在规定位置处。
2．试卷满分100分，考试时间60分钟，共6页。
3．本考试分设试卷和答题纸。试卷包括三大部分，第一部分为单项选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。
4．作答必须涂或写在答题纸上相应的位置，在试卷上作答一律无效！
一、单项选择题（共40分，1-8小题，每题3分；9-12小题，每题4分。每小题只有一个正确选项。）
1．恒星的寿命取决于它的 （ ）
A．质量 B．温度 C．亮度 D．结构
2．原子核发生β衰变后，新核与原来的核相比， （ ）
A．核子数减少 B．核子数不变
C．电荷数减少 D．中子数不变
3．一定质量的水， （ ）
A．凝结为冰时，分子平均动能增加 B．凝结为冰时，分子势能增加
C．蒸发为水蒸气时，分子势能增加 D．升温时，每个水分子运动的速率均增大
4．太赫兹波是频率介于微波与红外线之间的电磁波，其 （ ）
A．光子的能量比红外线更多
B．比红外线更加容易发生衍射现象
C．由真空进入玻璃介质时波长不变
D．与微波在真空中的传播速度不同
5．一束红光经过狭缝在光屏上得到如图所示的图样，由此可知 （ ）
A．该图样属于红光的干涉图样
B．狭缝宽度必远大于红光波长
C．光沿直线传播只是近似规律
D．换用紫光照射，条纹间距变宽
6．冰壶甲以速度v0被推出后作匀变速直线运动，滑行一段距离后与冰壶乙碰撞，碰撞后冰壶甲立即停止运动。以下图像中能正确表示冰壶甲运动过程的是图像 （ ）
7．在空中悬停的无人机因突然失去动力而下坠。在此过程中，其所受空气阻力与下坠速度成正比，则无人机下坠过程中，
（ ）
A．机械能守恒
B．可能一直在加速
C．必做匀速直线运动
D．所受合外力先做正功后做负功
8．如图，钢架雪车比赛中，雪车以速率v通过截面为四分之一圆弧的弯道，弯道半径为R，不计雪车受到冰面摩擦力。在此情况中， （ ）
A．运动员和雪车所受合外力为零
B．轨道对雪车的弹力为其转弯的向心力
C．若仅增大v，则雪车离轨道底部更高
D．若仅增大R，则雪车离轨道底部更高
9．如图，条形磁铁悬挂在绝缘橡皮筋的下端。将磁铁向下拉到某一位置后由静止释放，磁铁上下做简谐运动。将一铜制容器P置于磁铁正下方且不与磁铁接触，不计空气阻力及散热，则 （ ）
A．铜制容器的温度不变
B．铜制容器的温度会升高
C．系统的机械能守恒，磁铁振动的振幅减小
D．系统的机械能守恒，磁铁振动的振幅不变
10．探测器“夸父A”在距地球约150万公里的拉格朗日L1点，与地球一起以相同的公转周期绕太阳做匀速圆周运动，用以监测太阳活动的发生及其伴生现象，则 （ ）
A．“夸父A”处于平衡状态
B．在相同时间内，“夸父A”的位移相同
C．“夸父A”、地球绕太阳公转的向心加速度相同
D．“夸父A”绕太阳公转的加速度小于地球公转的加速度
11．雨滴落在平静水面上的S处，形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B两点与S在同一条直线上，C、S在另外一条直线上。图示时刻，A在波谷，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B连线在水平方向的距离为a。则 （ ）
A．水波的波长为a
B．A点振动频率为
C．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
D．从图示时刻起，经过的时间，B、C之间的距离增大了2a
12．摆球质量为m的单摆做简谐运动，其动能Ek随时间t的变化关系如图所示，则该单摆
（ ）
A．摆长为
B．摆长为
C．摆球向心加速度的最大值为
D．摆球向心加速度的最大值为
二、填空题（共20分）
13．卢瑟福用α粒子轰击氮核，首次实现原子核的人工转变，其核反应方程为：+→+________________。布拉凯特从两万多张云室照片上发现：四十多万条α粒子径迹中八条产生了分叉。该现象表明：α粒子遇到氮核并引发核反应的机会________________（选填“较大”、“较小”或“非常小”）。
14．等边三角形导线框abc垂直于匀强磁场放置，线框中通有图示方向的恒定电流。若ab边受到磁场力大小为F，则ac、bc边受到磁场力合力的大小为________________，方向为________________。
15．图（a）为“研究共点力的合成”实验装置图，A为固定的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。根据记录的数据，在图（b）中画出了力的图示，则F与F′中，________________（选填“F”或“F′”）是依据等效性测得的合力。实验中，若将细绳OC换成橡皮筋，则实验结果_________________（选填“发生变化”或“不受影响”）。
16．图（a）电路中的电源为化学电池，a、b为电池的正、负极。已知化学电池的电极附近存在化学反应薄层，薄层内的正电荷在化学力（非静电力）的作用下从低电势移动到高电势处，沿电流方向形成图（b）所示的电势“跃升”（c、d之间为电源内阻）。闭合电键S，a、b两点之间电势差为U1，一电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为W1；断开电键S，a、b两点之间电势差为U2，电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为W2，则U1________________U2，W1________________W2（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。
17．如图，半径为R的半球面上均匀分布一定量的正电荷，经过半球顶点与球心建立坐标轴Ox。图中A、B、C三点距离球心均为0.5R，则A点电势________________B点电势（选填“高于”、“低于”、“等于”）。已知均匀带电球壳内部的电场强度处处为零，则C点电场强度的方向________________。
三、综合题（共40分）
要求：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18．（10分）图（a）装置可以研究物体质量一定时，其加速度与合外力的关系。实验时，气垫导轨水平放置，右侧适当位置的上方固定光电门，调整定滑轮的高度，使滑块与滑轮间的细绳水平。
（1）测量前，力传感器________________调零（选填“需要”、“不需要”）。
（2）在右侧吊篮中放入砝码，将滑块由静止释放，力传感器测得细绳中的拉力F，光电门测得宽度为d的档光片的挡光时间Δt。保持滑块质量不变，逐渐增加吊篮中砝码的个数，再将滑块由静止释放，测得多组拉力F和对应的挡光时间Δt。建立图（b）所示的坐标系，若希望从图像方便而又准确地得出加速度与合外力的关系，则每次滑块________________（选填“必须”、“不必”）从相同位置释放，档光片宽度________________改变（选填“可以”、“不可以”）。
（3）某同学依据采集的数据绘出图（b）所示的图线，并得出图线的斜率k，从轨道标尺上读出滑块释放位置与光电门之间的距离x，则滑块与档光片的总质量M=________________（用k、x、d表示）。
（4）为了提高实验的准确度，可以采取的措施有______________________________________。
（不少于2条措施）
19．（15分）如图，一足够长的光滑细杆与水平面成θ角固定放置，杆上套有一质量为m的小球。对小球施加一沿杆向上的恒定拉力，使其从杆底端O点由静止起匀加速上升。以O点所在水平面为重力零势能面，在此过程中小球的动能与重力势能始终相等。小球上升到某位置时撤去拉力，此前拉力共做功W。（重力加速度为g）
（1）求撤去拉力前，小球的加速度a；
（2）求拉力大小F；
（3）通过计算证明：撤去拉力后，小球在继续上升的过程中机械能守恒。
（4）求小球动能为W时的重力势能Ep。
20．（15分）如图（a），边长l=0.2m、单位长度电阻r0=1Ω/m的正方形导线框abcd处于匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直。以b为原点，沿bc边建立坐标轴Ox。不计电阻的导体棒ef平行于ab放置，与线框接触良好。在外力作用下，导体棒以v=0.6m/s的速度沿x轴正方向匀速运动，通过导体棒的电流I随导体棒位置坐标x的变化关系如图（b）所示。
（1）求磁感应强度大小B；
（2）求I随x变化的表达式；
（3）估算导体棒从x1=0运动到x2=0.2m的过程中，导线框产生的焦耳热Q。
10虹口区2022学年度第二学期期中学生学习能力诊断测试
高三物理 参考答案暨评分标准
一、单项选择题（共40分，1至8题每小题3分，9至12题每小题4分。每小题只有一个正确选项。）
1至8题，每小题3分：
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8
答 案 A B C B C A B C
9至12题，每小题4分：
题 号 9 10 11 12
答 案 B D C C
二、填空题（共20分。每小题4分，每空均2分）
13．答案：，非常小
14．答案：F，垂直ab向下
15．答案：F，不受影响
16．答案：小于，等于。
17．答案：高于，平行于Ox轴向右（或“沿x轴正方向”）。
三、综合题（共40分。）
18．（10分）答案：
答案：（1）需要（2分）； （2）必须，不可以（2分，1分）； （3）（3分）；
（4）选择宽度较小的档光片，适当增大滑块释放位置与光电门之间的距离x（2分）。
19．（15分）解答与评分标准：
（1）设小球沿杆向上移动距离为x，因Ek=Ep，
即=mgxsinθ，解出v2=2gxsinθ， （1分）
结合匀变速公式可以得到加速度a=gsinθ，沿斜面向上。 （2分）
（2）小球受到三个力的作用，如图。 （1分）
牛顿第二定律：F-mg·sinθ=ma， （2分）
解出F=2mg·sinθ。 （1分）
（3）设撤去拉力时小球的速度为v1，小球沿杆已经上升距离s1。
则此时机械能E1=+mgs1·sinθ。 （1分）
撤去拉力后，牛顿第二定律：-mg·sinθ=ma′，a′=-gsinθ，沿斜面向下。
此后，小球继续沿杆上升任意距离s时的速度v2==。 （1分）
动能Ek2==-mgs·sinθ，
机械能总量E2=Ek2+Ep2=(-mgs·sinθ)+mg·(s1+s)sinθ=+mgs1·sinθ=E1 （1分）
由于距离s任意，所以，撤去拉力后，小球在任意位置的机械能总量都保持不变，
该过程中，杆对小球的弹力与运动方向垂直，不做功，仅有重力做功。由此可以得出结论：撤去拉力后，小球在继续上升的过程中，只有重力做功，机械能守恒。 （1分）
（4）撤去拉力前，动能和重力势能始终相等，故Ep=W。 （2分）
撤去拉力时小球获得机械能为W。
撤去拉力后，机械能守恒：Ep=W-Ek=W。 （2分）
20．（15分）解答与评分标准：
（1）从图像得知：当x=0.5l=0.1m时，I=0.3A。 （1分）
此时R总=0.2Ω， （1分）
E=IR总=0.3×0.2V=0.06V， （1分）
B===0.5T。 （2分）
（2）电动势E=Blv=0.06V， （1分）
R总====Ω，（2分）
棒中电流I===A （2分）
（或I=A）。
（3）ef从x1=0运动到x2=0.2m的过程中，安培力F=BIl先减小后增大，
在Δx→0的微小过程中，克服安培力做功ΔW克=BIl·Δx=Bl(I·Δx)，
故全过程，克服安培力做的总功W克=∑(ΔW克)=Bl·∑(I·Δx)， （1分）
∑(I·Δx)则对应图线与x轴包围的“面积”， （1分）
该“面积”约为(20×15+30)×0.02×0.01A·m=6.60×10-2A·m， （1分）
克服安培力做功W克=Bl·∑(I·Δx)=0.5×0.2×(6.60×10-2)=6.60×10-3J， （1分）
回路产生电能，并全部转化为线框中的焦耳热约为6.60×10-3J。 （1分）
（方法正确，且结果在6.50×10-3J～6.70×10-3J的，均可给分。）
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