河北省沧州市普通高中2022-2023学年高三上学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2023-01-05 类型：期末考试

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一、单选题

1. 某人乘坐上海回北京的动车a，某时刻动车a后面追上一列动车b，两动车互相追赶，如图甲所示。两动车运动的v−t图像如图乙所示， $t = 0$ 时刻两动车车头刚好并排行驶，下列说法正确的是（　　）

A、前30s两动车平均速度相等 B、图乙中动车a的最大速度为80.8m/s C、0~36s内，两车头相距最远为65.6m D、两车头在36s末再次并排行驶

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2. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路，实验过程中李辉两手分别握住红黑表笔的金属杆，刘伟为了使李辉操作方便，也用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量；测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路；最后李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离。在测量的整个过程中，他们二人中有人突然“哎哟”惊叫起来，觉得有电击感。下列说法正确的是（　　）

A、觉得有电击感的人是刘伟，是因为变压器初次级间的电磁感应作用升高了电压 B、发生电击时，多用电表的电流很大 C、发生电击是在李辉用多用电表红黑表笔的金属杆分别接触线圈裸露的两端时 D、发生电击的前后，流过刘伟的电流大小及方向都发生了变化

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3. 如图所示，某学校运动员正在进行原地纵跳摸高训练，以提高自己的弹跳力。某运动员原地静止站立（不起跳）摸高为1.90m，纵跳摸高训练过程中，该运动员先由静止下蹲，重心下降0.4m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.45m的高度。若将该运动员起跳的过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，已知该运动员的质量 $m$ =60kg，取 $g$ =10m/s²。则下列说法正确的是（　　）

A、该运动员从起跳到上升至最高点的过程中一直处于超重状态 B、该运动员起跳过程的加速度小于重力加速度 C、该运动员离地时的速度大小为 $\sqrt{19} m / s$ D、起跳过程中该运动员对地面的平均压力为1425N

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4. 一个质量为m的环套在一根倾角为 $θ$ 的滑杆上，一个质量为M的小球通过细线吊在环上，先将两者约束到一定的位置，再以相同的初速度释放，在此后的运动过程中，环和小球保持相对静止。四套这样的装置在运动过程中分别形成①、②、③、④所示的情境。只不过把它们画在如图所示的同一幅画面中。情境②中，细线处于竖直状态；情境③中，细线处于与杆垂直的状态。对这几种情况，下列分析正确的是（　　）

A、情境①，环一定沿杆向下运动的，环与杆之间的动摩擦因数 $μ < \tan θ$ B、情境②，环一定沿杆向下运动的，环与杆之间的动摩擦因数 $μ = \tan θ$ C、情境③，环一定沿杆向下运动的，环与杆之间的动摩擦因数 $μ = 0$ D、情境④，环一定沿杆向上运动的，环与杆之间的动摩擦因数 $μ > \tan θ$

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5. 如图所示，正三棱柱 $A B C - A^{'} B^{'} C^{'}$ 的A点固定一个电荷量为 $+ Q$ 的点电荷， $C$ 点固定一个电荷量为 $- Q$ 的点电荷， $D$ 、 $D^{'}$ 点分别为 $A C$ 、 $A^{'} C^{'}$ 边的中点，取无穷远处电势为零。下列说法中正确的是（）

A、 $B$ 、 $B^{'}$ 两点的电场强度相同 B、将一负试探电荷从 $A^{'}$ 点移到 $C^{'}$ 点，其电势能增加 C、将一正试探电荷沿直线从 $B$ 点移到 $D^{'}$ 点，电场力做正功 D、若在 $A^{'}$ 点和 $C^{'}$ 点分别再固定电荷量为 $+ Q$ 和 $- Q$ 的点电荷，则 $D$ 点的场强方向指向 $B$ 点

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6. 如图所示，A、B为平行板电容器的两个金属极板，C为静电计，开始时闭合开关S，静电计张开一定角度。不考虑静电计引起的电荷量变化，则下列说法不正确的是（　　）

A、保持开关S闭合，将两极板间距减小，板间场强减小 B、保持开关S闭合，将R的滑片向左移动，静电计指针张开角度不变 C、断开开关S后，紧贴下极板插入金属板，静电计指针张开角度减小 D、断开开关S后，将两极板间距增大，板间电压增大

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二、多选题

7. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，外接电源使通过霍尔元件电流I向左，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U（前表面的电势低于后表面的电势）。下述正确的有（）

A、根据车轮半径，脉冲周期，可算车速大小 B、图乙中霍尔元件中的自由电荷带正电 C、若电流I变大，则霍尔电势差U变大 D、若自行车的车速越大，则霍尔电势差U越大

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8. 如图所示，边长为 $\sqrt{3} L$ 的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q。粒子速度大小为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（　　）

A、磁感应强度大小为 $\frac{2 m v}{q L}$ B、磁感应强度大小为 $\frac{4 m v}{q L}$ C、若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为 $\frac{π L}{12 v}$ D、若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为 $\frac{π L}{6 v}$

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9. 在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M=0.6kg，m=0.2kg的两个小球，中间夹着一个被压缩的具有E_p=10.8J弹性势能的轻弹簧（弹簧与两球不相连），原来处于静止状态。现突然释放弹簧，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道，如图所示。g取10m/s²。则下列说法正确的是（）

A、球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·s B、弹簧弹开过程，弹力对m的冲量大小为1.8N·s C、若半圆轨道半径可调，则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小 D、M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s

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10. 如图，间距为 $1 m$ 的足够长平行导轨固定在水平面上，导轨左端接阻值为 $2Ω$ 的电阻。导轨之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 $1 T$ 。一质量为 $1 kg$ 的金属杆从左侧水平向右以 $2 m/s$ 的速度进入磁场，在水平外力控制下做匀减速运动， $1 s$ 后速度刚好减为零。杆与导轨间的动摩擦因数为0.1，忽略杆与导轨的电阻，重力加速度g取 ${10 m/s}^{2}$ 。杆从进入磁场到静止过程中，下列说法正确的是（　　）

A、通过电阻的电荷量为 $0 .5 C$ B、整个过程中安培力做功为 $- 1 J$ C、整个过程中水平外力做功为零 D、水平外力对金属杆的冲量大小为 $0 .5 N \cdot s$

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三、实验题

11. 2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒，粗糙导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm，两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录时间为0.040s，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为0.060s，A、B质量未知。
质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律 $F = m a$ 可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。

(1)、如图，假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B滑块一个恒力F，此时压力传感器示数为 $N_{1}$ 。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为 $N_{2}$ 。据此可知A、B两滑块的质量之比 $m_{A} ： m_{B} =$ 。（用 $N_{1}$ 、 $N_{2}$ 表示）

(2)、在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，从而计算出加速度a=（用x、t表示）。

(3)、若测出左侧A滑块质量为100g，A滑块 $m_{1} v_{1}$ 的大小为kg·m/s，右侧B滑块质量为150g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和 $m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2} =$ kg·m/s。

(4)、对于在天宫二号完成这个实验，下列说法正确的是______。
A．可以用天平测出

A、B物块的质量 B、因导轨粗糙，验证碰撞中的动量守恒，先要平衡摩擦力 C、这个实验可以估算出弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} m_{1} v_{1}^{2} + \frac{1}{2} m_{2} v_{2}^{2}$ D、两滑块的质量与速度乘积的矢量和 $m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2}$ 式中的 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ 都是速度的大小

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12. 在学校社团活动中，某实验小组欲将一只量程为 $0 ~ 250 μ A$ 的微安表头G改装为量程为0~15V的电压表，首先利用如图所示的电路测量微安表的内阻，可供选择的实验器材有：

A．待改装的微安表头G（量程为 $0 ~ 250 μ A$ ，内阻约为几百欧姆）

B．微安表 $G_{1}$ （量程为 $0 ~ 300 μ A$ ）

C．滑动变阻器 $R_{1}$ （ $0 ~ 10 k Ω$ ）

D．滑动变阻器 $R_{2}$ （ $0 ~ 50 k Ω$ ）

E.电阻箱 $R$ （ $0 ~ 9999 Ω$ ）

F.电源E（电动势约为9V）

G.开关、导线若干

(1)、为顺利完成实验，变阻器1应选择，变阻器2应选择（填器材前序号）；

(2)、实验时，除了微安表 $G_{1}$ 的示数 $I_{1}$ 和微安表G的示数 $I_{2}$ ，还需要记录的数据是；

(3)、改装完成后，实验小组利用电流表A和改装后的电压表V，用伏安法测量某未知电阻的阻值，测量时电流表的示数为0.2A，改装的电压表指针指在原 $200 μ A$ 处，则该电阻的测量值为 $Ω$ 。

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四、解答题

13. 如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 $M =3kg$ 的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以 $v =3m/s$ 的速度逆时针转动。装置的右边是一段光滑的水平台面连接的光滑曲面，质量 $m = 1kg$ 的小物块B从其上距水平台面 $h = 1 .0m$ 处由静止释放。已知物块B与传送带之间的摩擦因数 $μ = 0.3$ ，传送带的长度 $L = 2m$ 。设物块A、B之间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态，取 $g = {10m/s}^{2}$ 。

(1)、求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；

(2)、通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上。

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14. 如图所示，粗细均匀的正方形导线框abcd放在倾角为 $θ = 30 °$ 的绝缘光滑斜面上，通过轻质细线绕过光滑的定滑轮与木块相连，细线和线框共面、与斜面平行。距线框cd边为 $L_{0}$ 的MNQP区域存在着垂直于斜面、大小相等、方向相反的两个匀强磁场，EF为两个磁场的分界线， $M E = E P = L_{2}$ 。现将木块由静止释放后，木块下降，线框沿斜面上滑，恰好匀速进入和离开匀强磁场。已知线框边长为 $L_{1} (L_{1} < L_{2})$ 、质量为 $m$ 、电阻大小为R，木块质量也为 $m$ ，重力加速度为g，试求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度B；

(2)、导线框通过匀强磁场过程中线框中产生的焦耳热Q。

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15. 两金属板MN平行放置，金属板右侧的矩形区域abcd内存在垂直纸面向里的匀强磁场，P、Q分别为ad边和bc边的中点，ab=3L，ad=2L，金属板与矩形区域的轴线PQ垂直，如图所示。质量为m、电荷量为q的粒子在M板附近自由释放，经两板间电压加速后，穿过N板上的小孔，以速度v沿轴线PQ进入磁场区域，并由b点离开磁场。不计粒子重力，求：

(1)、加速电压U的大小；

(2)、矩形磁场中磁感应强度的大小；

(3)、若在矩形磁场右侧，分布着另一个一条边平行于ab边的矩形磁场区域efgh（未画出），粒子经过efgh偏转后恰好回到出发位置，求矩形磁场efgh的最大磁感应强度及对应的面积。（cos $37^{°}$ =0.8，sin $37^{°}$ =0.6）

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