河北省高碑店市崇德实验中学2022-2023学年高三上学期期末考试物理试题

学而优教有方-2023学年度第一学期高三年级期末考试物理试题考试时间：75分钟注意事项：1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、单选题（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，只有一个选项符合题意）1.ETC(ElectronicTollCollection)，又称自动道路缴费系统，该系统的推行，有效的缓解了高速公路收费站的拥堵现象．若某汽车在高速上正常行驶速度为30m/s，沿该平直公路通过收费站ETC通道时，其速度随时间变化的关系如图所示，则ETC通道对该车行驶产生的时间延误为()A．8sB．20sC．26sD．40s2.如图所示，一倾角为θ的斜面体固定在水平地面上．一质量为m的长木板B静止在斜面上，质量也为m的物块A静止在长木板上，A与B间、B与斜面间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给长木板B一沿着斜面向上的拉力F，把长木板B从物块A的下面抽出，重力加速度为g.则拉力F应大于()A．mgsinθ＋μmgcosθB．mgsinθ＋2μmgcosθC．4μmgcosθD．4mgsinθ3.图中虚线是某电场中的一簇等势线．两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示，若粒子仅受静电力的作用，下列说法中正确的是()A．两粒子的电性相同B．a点的电势高于b点的电势C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大4.如题图所示，水平向右且范围足够大的匀强电场空间内，一质量为m的带电小球，通过一长度为l的不可伸长的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上O点，静止时轻绳与竖直方向夹角为θ，此时小球处于A点．现用外力将小球缓慢移到O点正下方B点，然后撤去外力，将小球由静止开始无初速度释放．小球运动过程中轻绳始终绷直，已知θ为锐角，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确是()A．外力对小球做功为0B．小球运动到A点时机械能最大C．小球到达最高点时轻绳的拉力大小为mgD．小球运动过程中速度最大值为eq\r(2gl1－cosθ)5.如图所示，长为2m的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形，并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为1T．当在导线中通以1A的电流时，该导线受到的安培力大小为()A．1NB.eq\f(\r(3),2)NC.eq\r(3)ND．2N6.在如图所示的电路中，平行板电容器两金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均未损坏，则下列说法正确的是()A．电流表读数变小，电压表的读数变大B．电源内阻消耗的功率变大C．液滴将向下运动D．电容器带的电荷量变大7.如图甲，有一个原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器，图中的电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，其中Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R为定值电阻．下列说法正确的是()A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′＝18sin50πt(V)B．t＝0.01s时电压表V2的示数为0C．变压器原、副线圈中的电流之比为2∶1D．Rt处温度降低时，电流表的示数变小，电压表V2的示数不变二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）8.北京冬奥会在2022年2月4日至2022年2月20日在北京和张家口联合举行，这是北京和张家口历史上第一次举办冬季奥运会．如图，某滑雪运动员从弧形坡面上滑下沿水平方向飞出后又落回到斜面上．若斜面足够长且倾角为θ.某次训练时，运动员从弧形坡面先后以速度v0和3v0水平飞出，飞出后在空中的姿势保持不变．不计空气阻力，则()A．运动员先后落在斜面上所用时间之比为1∶3B．运动员先后落在斜面上位移之比为1∶3C．运动员先后落在斜面上动能的变化量之比为1∶3D．运动员先后落在斜面上动量的变化量之比为1∶39.如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ水平放置，轨道间距为L.现有一个质量为m，长度为L的导体棒ab垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，导体棒和轨道电阻均可忽略不计．有一电动势为E、内阻为r的电源通过开关S连接到轨道左端，另有一个定值电阻R也连接在轨道上，且在定值电阻右侧存在着垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.现闭合开关S，导体棒ab开始运动，则下列叙述中正确的有()A．导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当速度达到最大时导体棒中无电流B．导体棒所能达到的最大速度为eq\f(ER,R＋rBL)C．导体棒稳定运动时电源的输出功率eq\f(E2R,R＋rB2L2)D．导体棒稳定运动时产生的感应电动势为E10．在如图所示电路中，电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是()A．A1示数变大B．A2示数变大C．V1示数变大D．V2示数变大第II卷（非选择题共54分）三、实验题（本题共2个小题，共14分）11.(6分)如图甲所示的装置叫做“阿特伍德机”，它是早期英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名的力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，取重力加速度为g＝9.8m/s2，部分实验步骤如下：(1)将质量均为M＝500g的重物A(含遮光条)、B(含挂钩)用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，整个装置处于静止状态．测量出遮光条中心到光电门中心的竖直距离h＝50cm；(2)用游标卡尺测出遮光条的宽度d＝0.50cm；(3)在B的下端挂上质量为m＝100g的钩码C，让系统(重物A、B以及钩码C)中的物体由静止开始运动，光电门记录遮光条挡光的时间为Δt；(4)写出本实验验证机械能守恒定律的表达式：________________(用上面测量出的物理量的符号和g表示)；(5)某次实验中，测得遮光条挡光的时间为Δt＝5.5×10－3s，重物A经过光电门的速度大小为________m/s，系统减小的重力势能为________J，系统由于存在阻力损失的机械能为________J；(计算结果均保留2位小数)(6)该同学不断增加钩码的数量，重复进行实验，记录下所加钩码的个数n，以及遮光条对应的挡光时间Δt，作出________图像，如果所得图线是一条直线，也可以验证机械能守恒定律．A．(Δt)2－eq\f(1,n)B．(Δt)2－nC．n－eq\f(1,Δt2)D．n－(Δt)212．(8分)导电玻璃是制造LCD的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件，上面标有“3V”的字样，主要步骤如下，完成下列问题．(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图甲所示，则直径d＝________mm.(2)然后用欧姆表×100挡粗测该导电玻璃的电阻，表盘指针位置如图乙所示，则导电玻璃的电阻约为________Ω.(3)为精确测量导电玻璃的电阻Rx在额定电压时的阻值，且要求测量时电表的读数不小于其量程的eq\f(1,3)，滑动变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材，设计了一个方案，请在答题卡上对应的虚线框中画出电路图，标出所选器材对应的电学符号．A．电流表A1(量程为60mA，内阻RA1约为3Ω)B．电流表A2(量程为2mA，内阻RA2＝15Ω)C．定值电阻R1＝747ΩD．定值电阻R2＝1985ΩE．滑动变阻器R(0～20Ω)一只F．电压表V(量程为10V，内阻RV＝1kΩ)G．蓄电池E(电动势为12V，内阻很小)H．开关S一只，导线若干(4)由以上实验可得该导电玻璃电阻率ρ＝___________(用字母表示，可能用到的有长度L、直径d、电流表A1、A2的读数I1、I2，电压表读数U，电阻值RA1、RA2、RV、R1、R2)．四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分，共40分）13.(10分)如图所示，纸面内直角三角形BCD区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，∠BCD＝60°，S1、S2分别为两平行金属板A、B上正对的小孔，S2C＝L，两金属板间接有大小为U0的电压．一质量为m、电荷量为e的电子(初速度视为零，电子所受重力不计)从小孔S1飘入板间电场，经电场加速后从小孔S2进入磁场中，射出磁场时速度方向恰好与CD垂直．求磁场的磁感应强度大小B.14．(14分)如图所示，固定光滑平行轨道abcd的水平部分处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度为2d，cd段轨道宽度为d，bc段轨道和cd段轨道均足够长，将质量分别为2m、m，有效电阻分别为2R、R的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且均与轨道垂直，金属棒Q原来处于静止状态．现让金属棒P从距水平轨道高为h处无初速度释放，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直，不计其他电阻及空气阻力，重力加速度大小为g，求：(1)金属棒Q的最大加速度am；(2)回路中产生的总焦耳热Qm；15．(16分)利用电场来加速和控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用．如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，两板间所加电压为U0，金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，两板间加有恒定的偏转电压．现有一质子(eq\o\al(1,1)H)和α粒子(eq\o\al(4,2)He)从小孔S1处先后由静止释放，经加速后穿过小孔S2水平向右进入偏转电场．已知α粒子的质量为m，电荷量为q.(1)求α粒子进入偏转电场时的速度大小；(2)请判断质子和α粒子在偏转电场中的运动轨迹是否相同，并说明理由．(3