安徽省合肥市肥東縣綜合高中2022-2023學年高三上學期1月期末考試物理試題

學而優(yōu)教有方肥東縣綜合高中2022-2023學年第一學期期末考試高三物理一、單選題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）1.如圖所示，楔形物塊a固定在水平地面上，在其斜面上靜止著小物塊b。現(xiàn)用大小一定的力F分別沿不同方向作用在小物塊b上，小物塊b仍保持靜止。則a、b間的靜摩擦力一定增大的是(

)

A. B.

C. D.2.甲、乙兩車在同一直線車道上，均以相同的初速度向正方向運動，其加速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示。則下列說法正確的是(

)

A.t0時刻，甲的速度小于乙的速度 B.t0時刻，甲的速度大于乙的速度

C.0～t0時間內(nèi)，甲的位移小于乙的位移3.如圖所示，一質點以某一速度v0從斜面(斜面足夠長)底端斜向上拋出，落到斜面上時速度v方向水平向左．現(xiàn)將該質點以2v0的速度從斜面底端沿同樣方向拋出。則質點兩次落到斜面上時(

A.落點不同，速度方向相同 B.落點相同，速度方向不同

C.落點相同，速度方向相同 D.落點不同，速度方向不同4.“北斗來了不迷路”，從跟跑到并跑，隨著中國北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)最后一顆、也就是第55顆組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)終于來到了和世界其他系統(tǒng)并肩前行的位置.北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段由35顆衛(wèi)星組成，包括5顆靜止軌道衛(wèi)星、27顆中地球軌道衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星.其中中地球軌道衛(wèi)星離地高度約2.1萬千米，靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星離地高度均約為3.6萬千米.以下說法正確的是(

)A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星線速度相同

B.地球赤道上的隨地球一起自轉的石塊線速度比中地球軌道衛(wèi)星線速度要大

C.中地球軌道衛(wèi)星的運行周期小于地球自轉周期

D.靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度一定要超過7.9km/s，中地球軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度可以小于7.9km/s5.如圖所示，電荷量為+q的點電荷與均勻帶電薄板相距2d，點電荷到帶電薄板的垂線通過板的幾何中心O，圖中AO=OB=d，A點的電場強度為零。下列說法正確的是(

)

A.薄板帶負電，電子在A點所具有的電勢能一定為零

B.B、O兩點間的電勢差與A、O兩點間的電勢差相等

C.電子在B點所具有的電勢能小于在A點所具有的電勢能

D.帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點的電場強度為8kq6.如圖所示，在直角三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，AB邊長度為d，∠C=π6，現(xiàn)垂直AB邊以相同的速度射入一群質量均為m、電荷量均為q的帶正電粒子(不考慮電荷間的相互作用)，已知垂直AC邊射出的粒子在磁場中運動的時間為t0，運動時間最長的粒子在磁場中的運動時間為2t0，則下列判斷中正確的是A.粒子在磁場中運動的軌道半徑一定是(23-3)d

B.粒子在磁場中運動的速度一定是π(23-3)d2t0

C.二、多選題（本大題共4小題，共16分。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）7.如圖所示，電路的a、b端接有電壓有效值為U的正弦交流電，變壓器為理想變壓器，電路中電阻R1，R2和R3的阻值均相同，電流表為理想電表。當開關S斷開時，電流表的示數(shù)為I，當開關S閉合時，電流表的示數(shù)為53I，則A.開關S閉合后，副線圈兩端的電壓降低 B.流過電阻R?3的電流將變小

C.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1 D.R8.如圖所示，a為xOy坐標系x負半軸上的一點，空間有平行于xOy坐標平面的勻強電場，一個質量為m、電荷置為q的帶正電粒子以初速度v0從a點沿與x軸正方向成θ角斜向右上方射入電場。粒子只在電場力作用下運動，經(jīng)過y正半軸上的b點(圖中未標出)，則下列說法正確的是(

)A.若粒子在b點速度方向沿x軸正方向，則電場方向可能平行于x軸

B.若粒子運動過程中在b點速度最小，則b點為粒子運動軌跡上的電勢最低點

C.若粒子在b點速度大小也為v0，則a、b兩點電勢相等

D.若粒子在b點的速度為零，則電場方向一定與v9.如圖甲所示，游樂園中的過山車雖然驚險刺激，但也有多種措施保證了它的安全運行。其中磁力剎車是為保證過山車在最后進站前的安全而設計的一種剎車形式。磁場很強的釹磁鐵安裝在軌道上，剎車金屬框安裝在過山車底部。簡化為圖乙所示的模型，將剎車金屬框看作為一個邊長為L，總電阻為R的單匝正方形線框，則過山車返回水平站臺前的運動可以簡化如下：線框沿著足夠長的光滑斜面由某位置靜止下滑，下邊框進入勻強磁場時恰好做勻速直線運動。已知斜面與水平面的夾角為θ，過山車的總質量為m，磁場區(qū)上下邊界間的距離也為L，磁感應強度大小為B，方向垂直斜面向上，重力加速度為g。則下列說法正確的是(

)A.開始下滑位置到磁場上邊界的距離s=m2gR2sinθ2B4L4

B.線框剛進入磁場上邊界時，感應電流的大小為10.如圖所示，在空間中存在豎直向上的勻強電場，質量為m、電荷量為+q的物塊從A點由靜止開始下落，加速度為g3，下落高度H到B點后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達最低點C，整個過程中不計空氣阻力，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則帶電物塊在由A點運動到C點過程中，下列說法正確的是(

)A.該勻強電場的電場強度為2mg3q

B.帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減少量為mg(H+h)3

C.彈簧的彈性勢能的增加量為mg(H+h)3

三、實驗題（本大題共2小題，共15分）11.（7分）某同學設計出如圖所示的實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”，讓小球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過A點正下方的光電門B時，光電計時器記錄下小球通過光電門時間t，當?shù)氐闹亓铀俣葹間。

(1)為了驗證機械能守恒定律，該實驗還需要測量下列哪些物理量_________。A.小球的質量mB.AB之間的距離HC.小球從A到B的下落時間tD.小球的直徑d(2)小球通過光電門時的瞬時速度v?=_________(用題中所給的物理量表示)。(3)調整AB之間距離H，多次重復上述過程，作出隨H的變化圖象如圖所示，當小球下落過程中機械能守恒時，該直線斜率k0=__________(4)在實驗中根據(jù)數(shù)據(jù)實際繪出—H圖象的直線斜率為k(k<k0)，則實驗過程中所受的平均阻力f與小球重力mg的比值=?_______________(用k、k0表示12.（8分）三元鋰電池是電動汽車上常用的高能量密度電池，某實驗小組利用圖1所示的電路測量一節(jié)廢舊三元鋰電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材如下：A.廢舊三元鋰電池一節(jié)(電動勢約4?V，內(nèi)阻約2?Ω)B.電壓表V(量程3?V，內(nèi)阻RC.定值電阻R0(D.電阻箱R(最大阻值為999.9?Ω)E.開關、導線若干回答下列問題：(1)電路圖中將電壓表V和定值電阻R0串聯(lián)，相當于將電壓表的量程增加了__________V(2)閉合開關S，改變電阻箱R的阻值，得到多組電壓表示數(shù)U和電阻箱阻值R的值，由此作出1U-R的圖像如圖2所示，則該鋰電池的電動勢為E=_______V，內(nèi)阻r=________Ω；(結果均保留2(3)若要對工作電壓為6?V、工作電流為0.5?A的用電器供電，則要使該用電器正常工作，至少需要__________節(jié)這樣的鋰電池串聯(lián)在一起，此時電路中需要串聯(lián)的分壓電阻為__________Ω四、計算題（本大題共4小題，共45分）13.（9分）如圖，磁感應強度大小為B勻強磁場垂直紙面向里。點A、C、O、D處于一條水平線上，且AC=CO=OD=r。A處有一個粒子源，豎直向上同時射出速率不同的同種帶電粒子，粒子經(jīng)過以O為圓心、r為半徑的圓周上各點。已知粒子質量為m，電量的絕對值為q，不計粒子重力和粒子間相互作用力，問：(1)粒子帶正電荷還是負電荷?到達C和到達D處的粒子的速率比v(2)求粒子到達圓周所需的最短時間tmin，及最先到達圓周的粒子的速度大小v314.（10分）如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一、三象限分別存在勻強電場E1、E2，電場E1的場強大小E=43×103V/m，方向與x軸負方向成60°角斜向下．電場E2的場強大小未知，方向與x軸正方向成30°角斜向上．比荷為1.0×105C/kg的帶正電粒子從第三象限的P點由靜止釋放，粒子沿PO做勻加速直線運動，到達O點的速度為104m15.（12分）如圖所示，質量為m=1kg的物塊，放置在質量M=2kg足夠長木板的中間，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.1，木板放置在光滑的水平地面上.在地面上方存在兩個作用區(qū)，兩作用區(qū)的寬度均為1m，邊界距離為d，作用區(qū)只對物塊有力的作用：Ⅰ作用區(qū)對物塊作用力方向水平向右，Ⅱ作用區(qū)對物塊作用力方向水平向左.作用力大小均為3N.將物塊與木板從圖示位置(物塊在Ⅰ作用區(qū)內(nèi)的最左邊)由靜止釋放，已知在整個過程中物塊不會滑離木板.取g=10m/s2．

(1)在物塊剛離開Ⅰ區(qū)域時，物塊的速度多大?16.（14分）如圖甲所示，平行的金屬導軌MN和PQ平行，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=37°，勻強磁場磁感應強度B=2.0T，方向垂直于導軌平面向上，MP間接有阻值R=1.5Ω的電阻，質量m=0.5kg，電阻r=0.5Ω的金屬桿ab垂直導軌放置，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2(1)恒力F的大小及金屬桿的速度為0.4m(2)在0～1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量q(3)從金屬桿開始運動到剛達到穩(wěn)定狀態(tài)，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。

答案和解析1.D

【解析】不加力F時，對物塊進行受力分析，將重力分解，根據(jù)平衡條件得出：f=mgsinθ，方向沿斜面向上；

A.如果F<mgsinθ，則f=mgsinθ-F，則摩擦力變??；如果F≥mgsinθ，則f=F-mgsinθ。由于不知道F的大小，所以摩擦力變化不確定，f可能增大，可能減小，也可能大小不變，故A錯誤；

B.與A相似，摩擦力變化不確定，f可能增大，可能減小，也可能大小不變，故B錯誤；

C.受力如圖，

根據(jù)平衡條件得出：f=mgsinθ，故摩擦力不變，故C錯誤；

2.C

【解析】AB、由Δv=aΔt知，a-t圖像中圖線與t軸所圍的面積表示速度變化量，由圖知，在0～t0內(nèi)甲、乙兩車速度的變化量相同，均為a0t02，由于甲乙的初速度v0相同，則t0時刻，甲、乙兩車的速度相同，均為v1=v0+a0t03.A

【解析】若質點做平拋運動落在斜面上，速度方向與水平方向的夾角正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，由于位移方向不變，則速度方向不變；將該質點以2v0的速度從斜面底端沿同樣方向拋出，根據(jù)該推論知，速度方向相同，由于初速度不同，則落點位置不同；

故A正確，BCD錯誤。故選A4.C

【解析】A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星線速度大小相同，方向不同，故A錯誤；

B.地球赤道上的隨地球一起自轉的石塊線速度比中軌道衛(wèi)星線速度小，故B錯誤；

C.由T=2πr3GM可知，中軌道衛(wèi)星周期小于地球同步衛(wèi)星周期，而同步衛(wèi)星周期等于地球自轉周期，故C正確；

D.各衛(wèi)星發(fā)射速度均大于7.95.C

【解析】A、正電荷q在A點激發(fā)的電場強度方向向左，A點的電場強度為零，根據(jù)電場的矢量合成，薄板在A點激發(fā)的電場強度方向向右，指向薄板，知薄板帶負電，但零電勢點是人為規(guī)定的，故電子在A點所具有的電勢能不一定為零，故A錯誤；

B、如果沒有正電荷q，B、O兩點間的電勢差與A、O兩點間的電勢差相等，現(xiàn)在有正電荷q，空間電場線等勢面分布不在對稱，B、O兩點間的電勢差與A、O兩點間的電勢差不相等，故B錯誤；

C、如果沒有正電荷q，電子在B點所具有的電勢能等于在A點所具有的電勢能，現(xiàn)在疊加正電荷q的電場，電子由A到B電場力做正功，電勢能減小，故電子在B點所具有的電勢能小于在A點所具有的電勢能，故C正確；

D、q在A點形成的電場強度的大小為：E1=kq9d2，方向向左；因A點場強為零，故薄板在A點的場強方向向右，大小也為kq9d2；由對稱性可知，薄板在6.C

【解析】C.帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，畫出粒子垂直AC邊離開磁場的軌跡如圖所示：

由幾何關系可知圓弧對應的圓心角為90°，則垂直AC邊射出的粒子在磁場中運動的時間是14T，即14T=t0，則得周期T=4t0，由T=2πmqB得：B=2πmqT=πm2qt0，故C正確；

AB.設當粒子的速度為v0時，有一個粒子的軌跡剛好與BC邊相切從A點離開磁場，設此時粒子的軌跡半徑為r，畫出軌跡如圖中所示黑色軌跡：

則可知此時粒子在磁場中運動的軌跡對應的圓心角為180°，運動時間最長，為2t0，由幾何關系可得r+rsin60°=d，可得r=237.ABC

【解析】設三個電阻的阻值均為R，由題意可知，開關S斷開時，原線圈兩端的電壓為U原=U-IR，當開關S閉合后，原線圈兩端的電壓則為U'原=U-53IR，所以原線圈兩端的電壓降低，由理想變壓器變壓公式U1U2=n1n2可知，副線圈兩端的電壓也降低，則流過R8.CD

【解析】A.根據(jù)粒子在b點的速度方向水平向右可得：粒子運動過程中y方向的加速度不為零，故電場力沿y方向的分力不為零，所以，電場不可能平行于x軸，故A錯誤；

B.粒子在b點速度最小，即動能最小，那么，粒子在b點的電勢能最大，又有粒子帶正電，所以，電勢最高，故B錯誤；

C.粒子在b點速度和在a點速度相等，動能相等，電勢能相等，故電勢相等，故C正確；

D.粒子在b點速度為零，那么，從a到b的運動過程速度變化方向為v0的反方向，故加速度為v0的反方向，所以，電場力方向為v0的反方向，電場方向為v0的反方向，故D正確；9.ABD

【解析】AB、線框剛進入磁場上邊界時，mgssinθ=12mv2，下邊框進入勻強磁場時恰好做勻速直線運動。

E=BLv，聯(lián)立得F安=BIL=mgsinθ，可得I=mgsinθBL，s=m210.AC

【解析】A.物體靜止開始下落時的加速度為13g，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-qE=ma，解得：E=2mg3q，故A正確；

B.從A到C的過程中，除重力和彈力以外，只有電場力做功，電場力做功為：W=-qE(H+h)=-2mg(H+h)3，可知帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能減小量為2mg(H+h)11.(1)BD;

(2)dt；

(3)212.(1)1.5；(2)3.6；2.4；(3)3；2.4。

【解析】(1)電路圖中將電壓表V和定值電阻R0串聯(lián)，將電壓表的量程改為