北京市顺义区2022-2023学年高三上学期物理期末试卷

更新时间：2023-02-22 浏览次数：34 类型：期末考试

一、单选题

1. (2023高三上·顺义期末) 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）

A . 赫兹预言了电磁波的存在 B . 均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场 C . 紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒 D . 无线电波、红外线、可见光、紫外线、 $\text{[math]}$ 射线、γ射线都是电磁波

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2. (2023高三上·顺义期末) 生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示，悬吊重物的细绳O点被一水平绳BO牵引，使细绳AO段与竖直方向成θ角。若悬吊物所受的重力大小为G，细绳AO所受拉力大小为F₁ ，水平绳BO所受拉力大小为F₂ ，下列关系正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2023高三上·顺义期末) 一带正电的点电荷只在电场力作用下沿电场线方向运动，下列说法正确的是（　　）

A . 速度一定减小 B . 加速度一定增大 C . 电势能一定减小 D . 所受静电力一定增大

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4. (2023高三上·顺义期末) 跳伞是一项勇敢者的运动，可以将跳伞运动分为加速下降和减速下降两个过程，在这两个过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 运动员始终处于失重状态 B . 空气阻力始终对运动员做负功 C . 任意相等的时间内运动员和降落伞整体重力势能的减小量相等 D . 运动员和降落伞整体所受重力做的功始终大于其重力势能的减小量

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5. (2023高三上·顺义期末) 一列简谐横波某时刻的波形如图所示，a、b、c是介质中的三个质点，下列说法正确的是（　　）

A . 此时刻b的速度最小 B . 此时刻a的加速度最小 C . 若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 D . 若波沿x轴正方向传播，此刻c向y轴正方向运动

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6. (2023高三上·顺义期末) 用恒力F使质量为 $\text{[math]}$ 的物体从静止开始，以 $\text{[math]}$ 的加速度匀加速上升，不计空气阻力，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，下列说法中正确的是（　　）

A . 前2s内恒力F做的功是400J B . 前2s内合力做的功为零 C . 前2s内物体克服重力做的功是560J D . 前2s内重力做的功是-400J

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7. (2023高三上·顺义期末) 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成θ角，上端接入阻值为R的电阻。导轨平面区域有垂直导轨平面向上磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好。不计导轨及金属棒ab的电阻，则金属棒ab沿导轨下滑过程中（）

A . 金属棒ab将一直做加速运动 B . 通过电阻R的电流方向为从Q到N C . 金属棒ab的最大加速度为gsinθ D . 电阻R产生的焦耳热等于金属棒ab减少的重力势能

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8. (2023高三上·顺义期末) 如图所示，在MNQP所围的区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，质量和电荷量都相等（电性可能不同）的带电粒子a、b，c以不同的速率从O点沿纸面并垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的运动轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力及带电粒子间的相互作用，下列说法中正确的是（　　）

A . 射入磁场时粒子a的速率最小 B . 粒子a带负电，粒子b、c带正电 C . 粒子a在磁场中运动的周期最小 D . 粒子c在磁场中运动的时间最长

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9. (2023高三上·顺义期末) 篮球运动深受广大同学们的喜爱，打篮球时某同学伸出双手接住传来的篮球，之后双手随篮球迅速收缩至胸前，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A . 该同学这么做的目的是减小篮球对手的冲击力 B . 该同学这么做的目的是缩短篮球和手的作用时间 C . 手对篮球的作用力与篮球对手的作用力是一对平衡力 D . 只有球静止后手对篮球的作用力才等于篮球对手的作用力

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10. (2023高三上·顺义期末) 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A . 该交流电的周期为2s B . 该交流电的频率为50Hz C . 该交变电动势的有效值为 $\text{[math]}$ D . 该电动势的瞬时值与时间的关系为 $\text{[math]}$

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11. (2023高三上·顺义期末) 已知火星质量约为地球质量的 $\text{[math]}$ ，火星半径约为地球半径的 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

A . 火星的密度约为地球密度的 $\text{[math]}$ 倍 B . 火星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的 $\text{[math]}$ 倍 C . 火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的 $\text{[math]}$ D . 卫星在火星表面附近环绕火星一周的时间约为卫星在地球表面附近环绕地球一周时间的 $\text{[math]}$

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12. (2023高三上·顺义期末) 如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（　　）

A . 充电宝输出的电功率为 $\text{[math]}$ B . 手机电池产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ C . 手机电池产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ D . 手机电池储存的化学能为 $\text{[math]}$

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13. (2023高三上·顺义期末) 静电除尘机原理如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向未标出）。实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹，A、B是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点，不考虑尘埃颗粒在迁移过程中的相互作用和电量变化，不计尘埃颗粒的重力，则下列说法中正确的是（　　）

A . A点电势高于B点电势 B . 该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速运动 C . 该尘埃颗粒在迁移过程中电势能先增大后减小 D . 该尘埃颗粒在A点的加速度小于在B点的加速度

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14. (2023高三上·顺义期末) 如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为 $\text{[math]}$ 的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，强磁铁不会做自由落体运动，而是非常缓慢地穿过铜管，在铜管内下落时的最大速度为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂，但我们不需要求解，却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析，强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（　　）

A . 若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动 B . 若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会快于自由落体运动 C . 图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率要小于m₀gv_m D . 如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为m₁的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度 $\text{[math]}$

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二、实验题

15. (2023高三上·顺义期末) 某实验小组用如图1所示的实验装置探究加速度与物体受力的关系。保持小车的质量不变，通过改变槽码盘中的槽码来改变小车所受的拉力F，通过处理纸带上打出的点来测量小车的加速度a。
1. （1）调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做运动，才可以进行下一步实验操作。
2. （2）图2是某次实验时得到的一条纸带，纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s，由图中数据可计算出小车的加速度大小为m/s²。
3. （3）本实验中小车所受的拉力可认为与槽码盘和槽码的总重力相等，其条件是：。
4. （4）某同学根据实验数据作出了a-F图像，如图3所示，该图线没有通过坐标原点的原因可能是：。
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16. (2023高三上·顺义期末) 某实验小组用电压表和电流表测定一电池组的电动势E和内电阻r，要求尽量减小实验误差。实验室中有电流表（0~0.6A，内阻约0.1Ω），待测电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω）、开关和导线若干，以及下列器材：
A．电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ）

B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

C．滑动变阻器（0~500Ω）

D．滑动变阻器（0~50Ω）
1. （1）实验中电压表应选用；滑动变阻器应选用。（选填相应器材前的字母）
2. （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的端（选填“a”或“b”）。
3. （3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表示数变化明显，但电压表示数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5.0Ω的定值电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图所示。则电池组的电动势为V，内电阻为Ω。
4. （4）如果本实验考虑电表内阻的影响，电流表内阻为R_A、电压表内阻为R_V ，推导电压表示数U随电流表示数I变化的表达式。
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三、解答题

17. (2023高三上·顺义期末) 质量为m的人造地球卫星，在距地面h高处绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M、半径为R，引力常量为G，求：
1. （1）卫星的向心加速度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）卫星做圆周运动的线速度大小 $\text{[math]}$ ；
3. （3）卫星做圆周运动的周期 $\text{[math]}$ 。
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18. (2023高三上·顺义期末) 如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B₁ ，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿中心线OʹO做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点进入磁感应强度为B₂ ，方向垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点，测得O、A两点间的距离为L，不计粒子重力，求：
1. （1）试判断金属板P和金属板Q哪板电势高；
2. （2）粒子在P、Q两板间做匀速直线运动的速度大小v；
3. （3）粒子的电荷量与质量之比 $\text{[math]}$ 。
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19. (2023高三上·顺义期末) 如图所示，在距水平地面高h=0. 80m的水平桌面右端的边缘放置一个质量m=1.60kg的木块B，桌面的左端有一质量M=2.0kg的木块A，以v₀=4.0m/s的初速度向木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生碰撞，碰后两木块都落到水平地面上，木块B离开桌面后落到水平地面上的D点。设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且D点到桌面边缘的水平距离x=0.60m，木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g取10m/s² ，求：
1. （1）两木块碰撞前瞬间木块A的速度大小v_A；
2. （2）木块B离开桌面时的速度大小v_B；
3. （3）碰撞过程中损失的机械能ΔE。
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20. (2023高三上·顺义期末) 某兴趣小组开展电磁弹射系统的设计研究，如图所示，用于推动模型飞机的动子（图中未画出）与线圈绝缘并固定，线圈带动动子，可在水平导轨上无摩擦滑动。线圈位于导轨间的辐向磁场中，其所在处的磁感应强度大小均为B。单刀双掷开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动模型飞机加速，模型飞机达到起飞速度时与动子脱离，此时S掷向2接通定值电阻R₀ ，在磁场力作用下，动子会逐渐停下来。若动子从静止开始运动，经过t=1.5s达到模型飞机起飞速度。已知恒流源输出的电流为I=15A，线圈匝数n=100匝，每匝周长L=1m，线圈总电阻 $\text{[math]}$ ，模型飞机的质量M=10kg，动子和线圈的总质量m=5kg，B=0.1T，定值电阻R₀=9.5Ω，导轨电阻不计且足够长，不计空气阻力和模型飞机起飞对动子运动速度的影响，求：
1. （1）当开关S与1接通时，线圈受到的安培力大小F_安；
2. （2）模型飞机起飞时的速度大小v；
3. （3） a.模型飞机起飞后动子和线圈继续向前运动的距离d；
  b. 推导模型飞机起飞后动子和线圈所受的安培力大小Fʹ_安与其运动距离x的函数关系，并画出Fʹ_安-x的函数图象（S掷向2接通时线圈位置作为起点）。
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