山东省德州市2022-2023学年高三上学期物理1月期末试卷

更新时间：2023-02-24 浏览次数：33 类型：期末考试

一、单选题

1. (2023高三上·德州期末) 如图所示，通有恒定电流 $\text{[math]}$ 的直导线附近有一正在运动的电子，某时刻其速度方向恰好与电流 $\text{[math]}$ 的方向相同，不计电子的重力，则此后该电子将做（　　）

A . 匀速直线运动 B . 匀加速直线运动 C . 匀速圆周运动 D . 速度大小不变的曲线运动

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2. (2023高二下·西宁期末) 如图所示，一束由绿、橙、蓝三种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，在右侧光屏M、N、P处各呈现一亮线，不计光在三棱镜中的多次反射，以下说法正确的是（　　）

A . 光屏上的三条亮线由上到下的顺序是蓝、绿、橙 B . 光屏上的三条亮线是光的干涉条纹 C . 三种色光相比，照射到P处的色光在三棱镜中传播的时间最长 D . 三种色光相比，照射到P处的色光最容易发生明显衍射

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3. (2023高三上·德州期末) 两列频率、振幅、相位均相同的简谐横波在水平面上传播，某时刻的干涉图样如图所示，实线代表波峰，虚线代表波谷，M、N、P三质点的平衡位置在同一直线上，以下说法正确的是（　　）

A . 质点N正在向上运动 B . 再经过半个周期，质点P运动至M处 C . 质点M到两波源的路程差为半波长的奇数倍 D . 图示时刻质点N的机械能小于质点P的机械能

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4. (2023高三上·德州期末) 如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B，正方形导线框在磁场中以大小为ω的角速度绕着其一边 $\text{[math]}$ 匀速转动， $\text{[math]}$ 与磁场垂直。已知导线框的边长为L，总电阻为R，则线框转动一周的过程中，除安培力以外的力对线框做的功为（　　）

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

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5. (2023高三上·德州期末) 远距离输电的模拟电路如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为 $\text{[math]}$ ，输电线的电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数比为n，降压变压器副线圈连接多个并联的灯泡。电路工作时交流电源的输出电压不变，升压变压器原线圈两端的电压为 $\text{[math]}$ ，其中的电流为 $\text{[math]}$ ；降压变压器副线圈两端的电压为 $\text{[math]}$ ，其中的电流为 $\text{[math]}$ 。以下说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 若增加并联灯泡的个数， $\text{[math]}$ 会增大 D . 若增加并联灯泡的个数， $\text{[math]}$ 会减小

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6. (2023高三上·德州期末) 如图所示，三棱柱的棱长为L，两个底面均为等边三角形，两方向相同的无限长直电流分别经过 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，电流的大小均为I， $\text{[math]}$ 段直电流受到的安培力大小为F，则三棱柱的另一条棱 $\text{[math]}$ 上各点的磁感应强度大小为（　　）

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

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7. (2023高二下·珙县期末) 如图甲所示，正方形虚线框为匀强磁场区域的边界，取垂直纸面向里为正方向，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。匝数为n、半径为r的导线圈恰好处于虚线框的外接圆上，导线圈与电阻箱 $\text{[math]}$ 、定值电阻 $\text{[math]}$ 组成回路，回路中的其它电阻不计。以下说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 中的电流方向先向左，再向右 B . 回路中的电动势为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时刻，回路中的电流为0 D . $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 消耗的电功率最大

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8. (2023高三上·德州期末) 某课题组要测量某金属材料的电阻率，他们先取适量该金属材料切割成如图所示的长方体，长方体的三条边长分别为a、b、c，长方体上、下表面与电流传感器用导线相连，导线左端紧贴长方体上、下表面。虚线框左侧有垂直于长方体前、后表面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。使匀强磁场以大小为v的速度向左运动时（长方体全部处于磁场中），电流传感器显示回路中的电流大小为I。不计电流传感器及导线的电阻，则该金属材料的电阻率为（　　）

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

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二、多选题

9. (2023高三上·德州期末) 如图所示，摆钟正常工作时其摆锤的运动可看做简谐运动，摆锤每摆动半个周期，表盘上的分针就会向前微小跃动一次，分针每次向前跃动的距离不变。以下说法正确的是（　　）

A . 摆锤摆动的振幅越大，摆钟计时越准 B . 要使摆钟走的慢些，可通过缩短它的摆长来实现 C . 若把摆钟置于正在运行的“天宫”空间站，其摆锤不会正常摆动 D . 在南极和赤道分别用完全相同的摆钟计时，在赤道的摆钟走的慢些

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10. (2023高三上·德州期末) 某电动玩具车的简化电路如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，电动机的内阻为R。某段时间内，该电动玩具车在水平路面匀速行驶，受到的阻力大小恒为 $\text{[math]}$ ，电动机两端的电压为U，回路中的电流为I，该过程中（　　）

A . 电源的效率为 $\text{[math]}$ B . 电动机两端的电压 $\text{[math]}$ C . 电动机的输入功率为 $\text{[math]}$ D . 电动玩具车的行驶速度为 $\text{[math]}$

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11. (2023高三上·德州期末) 如图所示，竖直虚线左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。对矩形导线框 $\text{[math]}$ 施加合适的力，使其沿着与 $\text{[math]}$ 垂直的方向匀速进入磁场。导线框运动至图示位置时，其对角线 $\text{[math]}$ 恰好与虚线边界重合。已知导线框的边长 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，导线框粗细均匀，总电阻为R，运动的速度大小为v，则（　　）

A . 导线框进入磁场过程中回路中的最大电流为 $\text{[math]}$ B . 导线框运动至图示位置时 $\text{[math]}$ 两端的电势差为 $\text{[math]}$ C . 导线框运动至图示位置时受到的安培力大小为 $\text{[math]}$ D . 导线框进入磁场过程中，对其施加力的竖直分力一直等于其重力

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12. (2023高三上·德州期末) 某学习小组设计了如图所示的简易粒子加速器，两水平平行虚线上、下两侧有垂直纸面且范围足够大的匀强磁场，平行板电容器两极板上有正对着的小孔，两极板都恰好处于磁场的水平虚线边界。平行板电容器接通电源后两极板间的电压大小恒为U，将质量为m、带电量为 $\text{[math]}$ 的带电粒子自静止开始释放，释放位置在电容器的上极板小孔正下方，且紧靠上极板小孔，此后粒子经过多次加速，当动能达到所需要的 $\text{[math]}$ 后立即将磁场撤去。已知两虚线间的距离为d，粒子始终没碰到电容器极板，不计粒子重力和两极板的厚度，以下说法正确的是（　　）

A . 平行板电容器必须接交流电源 B . 平行虚线两侧磁场的磁感应强度必须相同 C . 粒子转过的圈数至少为 $\text{[math]}$ D . 粒子在电容器中运动的总时间为 $\text{[math]}$

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三、实验题

13. (2023高三上·德州期末) 如图甲所示装置中的光源发出某种单色光，某实验小组用该装置观察光的干涉图样，然后进一步测量其波长。
1. （1）对图甲中a、b两处各自放入的光学器件，以下说法正确的是__________。
  
  A . a处放单缝，b处放双缝 B . a处放双缝，b处放单缝 C . 单缝和双缝都放在a处 D . 单缝和双缝都放在b处
2. （2）他们把测量头安装好，通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线不平行，如图乙所示。若要使两者平行，该同学应如何调节__________。
  
  A . 仅旋转透镜 B . 仅旋转单缝 C . 仅旋转双缝 D . 仅旋转测量头
3. （3）装置所用双缝间的间距为0.2mm，双缝与毛玻璃屏的距离为80cm，转动手轮，使分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定义为第1条亮条纹，此时手轮上的读数如图丙所示，读数为mm，然后继续转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的读数如图丁所示。
4. （4）此单色光的波长为nm（结果保留三位有效数字）。
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14. (2023高三上·德州期末) 某实验小组用图甲所示的电路探究某灯泡的电阻和功率随电压变化的规律，该灯泡在25℃时的电阻约为2.5Ω，所加电压为3V时的电阻约为6.5Ω。图甲中其它部分器材的参数如下：
电源（电动势为4V，内阻不计）；

电压表（量程为3V时内阻约为3KΩ，量程为15V时内阻约为15KΩ）；

电流表（量程为0.6A时内阻约为0.1Ω，量程为3A时内阻约为0.02Ω）。
1. （1）将图甲所示的实验电路补充完整，要求灯泡两端的电压自零开始调节；
2. （2）闭合开关之前，图甲中滑动变阻器的滑片应处于最（选填“左”或“右”）端；
3. （3）电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，调整滑动变阻器滑片位置，得到多组U、I数据，根据得到的U、I数据画出的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示，由图像可得灯泡在 $\text{[math]}$ 时的电阻为Ω，由于实验存在系统误差，该测量值比真实值（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）；
4. （4）如图丙所示，将该灯泡与另一电源、开关、定值电阻连成电路，其中电源的电动势为3V，内阻为1Ω；定值电阻的阻值为1.5Ω，则灯泡消耗的功率为W。
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四、解答题

15. (2023高三上·德州期末) 某课题组要研究某光导纤维的传输规律，他们垂直截取了如图所示长为L的一段直光导纤维，让一单色光线射向右侧截面某点，缓慢减小入射角 $\text{[math]}$ ，发现减小至 $\text{[math]}$ 时便不再有光从长侧面逸出。已知光在真空中的传播速度为c， $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）该光导纤维对这种单色光的折射率；
2. （2）入射角 $\text{[math]}$ 时，此单色光在这段光导纤维中的传播时间。
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16. (2023高三上·德州期末) 如图所示为波源O做简谐运动的振动图像， $\text{[math]}$ 时振动开始向外传播，已知沿着波的传播方向O、M两质点平衡位置间的距离为5m， $\text{[math]}$ 时质点M偏离平衡位置的位移第一次为10cm，求：
1. （1）自 $\text{[math]}$ 时起，经过多长时间波源O的位移第一次为10cm；
2. （2）该简谐波的波速和波长；
3. （3）自 $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ 质点M通过的路程。
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17. (2023高三上·德州期末) 舰载机电磁弹射是现在航母最先进的弹射技术，我国在这一领域已达到世界先进水平。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）与线圈绝缘并固定在一起，线圈带动动子，可在水平导轨上滑动。线圈始终位于导轨间的辐向磁场中，其所经过位置的磁感应强度大小均为 $\text{[math]}$ 。开关S与1接通，恒流源与线圈连接，动子从静止开始推动飞机匀加速直线运动，经过 $\text{[math]}$ 的时间，飞机达到起飞速度并与动子脱离；此时S掷向2，使定值电阻 $\text{[math]}$ 与线圈连接，同时再对动子施加合适的外力F（未知），使动子开始做匀减速直线运动，又经过 $\text{[math]}$ 的时间，动子的速度减为0。已知恒流源接通时通过它的电流会保持 $\text{[math]}$ 不变，线圈匝数 $\text{[math]}$ 匝，每匝周长 $\text{[math]}$ ，飞机的质量 $\text{[math]}$ ，动子和线圈的总质量 $\text{[math]}$ ，线圈总电阻 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ ，不计摩擦力和空气阻力，求
1. （1）飞机的起飞速度大小；
2. （2）将飞机达到起飞速度时做为0时刻，取动子的运动方向为正方向，通过计算得出动子减速过程所施加的外力F随时间t变化的关系式；
3. （3）动子减速过程通过电阻 $\text{[math]}$ 的电荷量。
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18. (2023高三上·德州期末) 在如图所示的空间直角坐标系中，y轴正方向竖直向上，在 $\text{[math]}$ 平面上方存在匀强电场，方向沿y轴负方向；在 $\text{[math]}$ 平面下方存在匀强磁场，方向可以调整。某时刻一质量为m，带电量为q的带正电粒子自y轴上的M点射出，初速度大小为 $\text{[math]}$ ，方向沿x轴正方向。已知M点与坐标原点O的距离为d，粒子第一次到达 $\text{[math]}$ 平面时与坐标原点O的距离也为d， $\text{[math]}$ 平面下方磁场的磁感应强度大小始终为 $\text{[math]}$ ，不计粒子的重力。
1. （1）求粒子第一次到达 $\text{[math]}$ 平面时的速度大小；
2. （2）若 $\text{[math]}$ 平面下方的磁场沿y轴正方向，要使粒子到达该区域后做直线运动，可以在该区域再叠加一匀强电场，求该匀强电场电场强度的大小和方向；
3. （3）若 $\text{[math]}$ 平面下方的磁场沿z轴正方向，求粒子运动轨迹与 $\text{[math]}$ 平面交点的x坐标；
4. （4）若 $\text{[math]}$ 平面下方的磁场沿x轴正方向，求粒子第N次到达 $\text{[math]}$ 平面时的坐标。
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