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

學(xué)而優(yōu)教有方肥東縣綜合高中2022-2023學(xué)年第一學(xué)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(yùn)動(dòng)，其加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。則下列說法正確的是(

)

A.t0時(shí)刻，甲的速度小于乙的速度 B.t0時(shí)刻，甲的速度大于乙的速度

C.0～t0時(shí)間內(nèi)，甲的位移小于乙的位移3.如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)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(shí)速度v方向水平向左．現(xiàn)將該質(zhì)點(diǎn)以2v0的速度從斜面底端沿同樣方向拋出。則質(zhì)點(diǎn)兩次落到斜面上時(shí)(

A.落點(diǎn)不同，速度方向相同 B.落點(diǎn)相同，速度方向不同

C.落點(diǎn)相同，速度方向相同 D.落點(diǎn)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(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(zhuǎn)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(yùn)行周期小于地球自轉(zhuǎn)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(diǎn)電荷與均勻帶電薄板相距2d，點(diǎn)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(diǎn)的電場強(qiáng)度為零。下列說法正確的是(

)

A.薄板帶負(fù)電，電子在A點(diǎn)所具有的電勢能一定為零

B.B、O兩點(diǎn)間的電勢差與A、O兩點(diǎn)間的電勢差相等

C.電子在B點(diǎn)所具有的電勢能小于在A點(diǎn)所具有的電勢能

D.帶電薄板產(chǎn)生的電場在圖中B點(diǎn)的電場強(qiáng)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(qiáng)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(zhì)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2t0，則下列判斷中正確的是A.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑一定是(23-3)d

B.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)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(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)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(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為53I，則A.開關(guān)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(biāo)系x負(fù)半軸上的一點(diǎn)，空間有平行于xOy坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷置為q的帶正電粒子以初速度v0從a點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)過y正半軸上的b點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，則下列說法正確的是(

)A.若粒子在b點(diǎn)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(yùn)動(dòng)過程中在b點(diǎn)速度最小，則b點(diǎn)為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的電勢最低點(diǎn)

C.若粒子在b點(diǎn)速度大小也為v0，則a、b兩點(diǎn)電勢相等

D.若粒子在b點(diǎn)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(xiǎn)刺激，但也有多種措施保證了它的安全運(yùn)行。其中磁力剎車是為保證過山車在最后進(jìn)站前的安全而設(shè)計(jì)的一種剎車形式。磁場很強(qiáng)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(gè)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(tái)前的運(yùn)動(dòng)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(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知斜面與水平面的夾角為θ，過山車的總質(zhì)量為m，磁場區(qū)上下邊界間的距離也為L，磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)入磁場上邊界時(shí)，感應(yīng)電流的大小為10.如圖所示，在空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場，質(zhì)量為m、電荷量為+q的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度為g3，下落高度H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落h后到達(dá)最低點(diǎn)C，整個(gè)過程中不計(jì)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中，下列說法正確的是(

)A.該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為2mg3q

B.帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)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(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共15分）11.（7分）某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，讓小球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過A點(diǎn)正下方的光電門B時(shí)，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門時(shí)間t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。

(1)為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)還需要測量下列哪些物理量_________。A.小球的質(zhì)量mB.AB之間的距離HC.小球從A到B的下落時(shí)間tD.小球的直徑d(2)小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v?=_________(用題中所給的物理量表示)。(3)調(diào)整AB之間距離H，多次重復(fù)上述過程，作出隨H的變化圖象如圖所示，當(dāng)小球下落過程中機(jī)械能守恒時(shí)，該直線斜率k0=__________(4)在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)際繪出—H圖象的直線斜率為k(k<k0)，則實(shí)驗(yàn)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(dòng)汽車上常用的高能量密度電池，某實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)器材如下：A.廢舊三元鋰電池一節(jié)(電動(dòng)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(guān)、導(dǎo)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(dāng)于將電壓表的量程增加了__________V(2)閉合開關(guān)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(dòng)勢為E=_______V，內(nèi)阻r=________Ω；(結(jié)果均保留2(3)若要對(duì)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(shí)電路中需要串聯(lián)的分壓電阻為__________Ω四、計(jì)算題（本大題共4小題，共45分）13.（9分）如圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里。點(diǎn)A、C、O、D處于一條水平線上，且AC=CO=OD=r。A處有一個(gè)粒子源，豎直向上同時(shí)射出速率不同的同種帶電粒子，粒子經(jīng)過以O(shè)為圓心、r為半徑的圓周上各點(diǎn)。已知粒子質(zhì)量為m，電量的絕對(duì)值為q，不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用力，問：(1)粒子帶正電荷還是負(fù)電荷?到達(dá)C和到達(dá)D處的粒子的速率比v(2)求粒子到達(dá)圓周所需的最短時(shí)間tmin，及最先到達(dá)圓周的粒子的速度大小v314.（10分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一、三象限分別存在勻強(qiáng)電場E1、E2，電場E1的場強(qiáng)大小E=43×103V/m，方向與x軸負(fù)方向成60°角斜向下．電場E2的場強(qiáng)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(diǎn)由靜止釋放，粒子沿PO做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)O點(diǎn)的速度為104m15.（12分）如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物塊，放置在質(zhì)量M=2kg足夠長木板的中間，物塊與木板間的動(dòng)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(gè)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(duì)物塊有力的作用：Ⅰ作用區(qū)對(duì)物塊作用力方向水平向右，Ⅱ作用區(qū)對(duì)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(gè)過程中物塊不會(huì)滑離木板.取g=10m/s2．

(1)在物塊剛離開Ⅰ區(qū)域時(shí)，物塊的速度多大?16.（14分）如圖甲所示，平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=37°，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=1.5Ω的電阻，質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=0.5Ω的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)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(shí)間內(nèi)通過電阻R的電荷量q(3)從金屬桿開始運(yùn)動(dòng)到剛達(dá)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(shí)，對(duì)物塊進(jìn)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?。蝗绻鸉≥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(cuò)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(cuò)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(cuò)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(shí)刻，甲、乙兩車的速度相同，均為v1=v0+a0t03.A

【解析】若質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)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(zhì)點(diǎn)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(diǎn)位置不同；

故A正確，BCD錯(cuò)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(cuò)誤；

B.地球赤道上的隨地球一起自轉(zhuǎn)的石塊線速度比中軌道衛(wèi)星線速度小，故B錯(cuò)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(zhuǎn)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(diǎn)激發(fā)的電場強(qiáng)度方向向左，A點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，根據(jù)電場的矢量合成，薄板在A點(diǎn)激發(fā)的電場強(qiáng)度方向向右，指向薄板，知薄板帶負(fù)電，但零電勢點(diǎn)是人為規(guī)定的，故電子在A點(diǎn)所具有的電勢能不一定為零，故A錯(cuò)誤；

B、如果沒有正電荷q，B、O兩點(diǎn)間的電勢差與A、O兩點(diǎn)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(duì)稱，B、O兩點(diǎn)間的電勢差與A、O兩點(diǎn)間的電勢差不相等，故B錯(cuò)誤；

C、如果沒有正電荷q，電子在B點(diǎn)所具有的電勢能等于在A點(diǎn)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(diǎn)所具有的電勢能小于在A點(diǎn)所具有的電勢能，故C正確；

D、q在A點(diǎn)形成的電場強(qiáng)度的大小為：E1=kq9d2，方向向左；因A點(diǎn)場強(qiáng)為零，故薄板在A點(diǎn)的場強(qiáng)方向向右，大小也為kq9d2；由對(duì)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(yùn)動(dòng)，畫出粒子垂直AC邊離開磁場的軌跡如圖所示：

由幾何關(guān)系可知圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為90°，則垂直AC邊射出的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(shè)當(dāng)粒子的速度為v0時(shí)，有一個(gè)粒子的軌跡剛好與BC邊相切從A點(diǎn)離開磁場，設(shè)此時(shí)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(shí)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為180°，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，為2t0，由幾何關(guān)系可得r+rsin60°=d，可得r=237.ABC

【解析】設(shè)三個(gè)電阻的阻值均為R，由題意可知，開關(guān)S斷開時(shí)，原線圈兩端的電壓為U原=U-IR，當(dāng)開關(guān)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(diǎn)的速度方向水平向右可得：粒子運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；

B.粒子在b點(diǎn)速度最小，即動(dòng)能最小，那么，粒子在b點(diǎn)的電勢能最大，又有粒子帶正電，所以，電勢最高，故B錯(cuò)誤；

C.粒子在b點(diǎn)速度和在a點(diǎn)速度相等，動(dòng)能相等，電勢能相等，故電勢相等，故C正確；

D.粒子在b點(diǎn)速度為零，那么，從a到b的運(yùn)動(dòng)過程速度變化方向?yàn)関0的反方向，故加速度為v0的反方向，所以，電場力方向?yàn)関0的反方向，電場方向?yàn)関0的反方向，故D正確；9.ABD

【解析】AB、線框剛進(jìn)入磁場上邊界時(shí)，mgssinθ=12mv2，下邊框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

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(shí)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(jī)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