北京市2023-2024学年高三上学期期末物理试卷
试卷更新日期：2024-01-15 类型：期末考试
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
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1. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图所示，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在近地点的加速度为a1 ， 线速度为v1 ， 环绕周期为T1 ， 东方红二号的加速度为a2 ， 线速度为v2 ， 环绕周期为T2 ， 固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3 ， 自转线速度为v3 ， 自转周期为T3 ， 则a1、a2、a3 ， v1、v2、v3 ， T1、T2、T3的大小关系为（ ）
A、T1>T2=T3 B、a1>a2>a3 C、a3>a1>a2 D、v1>v3>v22. 一质点以初速度v0沿x轴正方向运动，已知加速度方向沿x轴正方向，当加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中，该质点（ ）A、速度先增大后减小，直到加速度等于零为止 B、位移先增大，后减小，直到加速度等于零为止 C、位移一直增大，直到加速度等于零为止 D、速度一直增大，直到加速度等于零为止3. 如图所示，箱子中固定有一根轻弹簧，弹簧上端连着一个重物，重物顶在箱子顶部，且弹簧处于压缩状态。设弹簧的弹力大小为F，重物与箱子顶部的弹力大小为FN。当箱子做竖直上抛运动时（ ）
A、F=FN=0 B、F=FN≠0 C、F≠0，FN=0 D、F=0，FN≠04. 如图甲所示，一倾角θ＝30°的斜面体固定在水平地面上，一个物块与一轻弹簧相连，静止在斜面上。现用大小为F＝kt（k为常量，F、t的单位均为国际标准单位）的拉力沿斜面向上拉轻弹簧的上端，物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2 ， 则下列判断正确的是（ ）
A、物块的质量为2.5kg B、k的值为1.5N/s C、物块与斜面间的动摩擦因数为 D、时，物块的动能为5.12J5. 如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。t=0时刻，悬线的拉力为F。CD为圆环的直径，CD=d，圆环的电阻为R。下列说法正确的是（ ）
A、时刻，圆环中有逆时针方向的感应电流 B、时刻，C点的电势低于D点 C、悬线拉力的大小不超过 D、0~T时间内，圆环产生的热量为6. 如图所示，放在光滑水平桌面上的 、 木块之间夹着一被压缩的弹簧。现释放弹簧， 、 木块被弹开后，各自在桌面上滑行一段距离飞离桌面。 的落地点到桌左边的水平距离为 ， 的落地点到桌右边的水平距离为 ，则（ ）
A、 、 离开弹簧时的速度大小之比为1∶2 B、 、 离开弹簧时的速度大小之比为2∶1 C、 、 质量之比为1∶2 D、 、 质量之比为1∶1二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
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7. 如图所示，用粗细均匀、总电阻为的导线围成一个边长为的等边三角形闭合线框，线框以速度匀速穿过一个水平方向宽度为 ， 竖直方向足够长的磁场区域，该磁场的磁感应强度为。线框在匀速穿过磁场区域过程中边始终与磁场边界（图中虚线所示）平行，则下列说法正确的是（ ）
A、导线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势为 B、导线框从刚进入磁场到导线框完全离开磁场过程中，导线框不受安培力作用的时间为 C、导线框边刚进入和刚离开磁场时两间的电势差相等 D、导线框从边进入磁场的水平距离为时刻开始到导线框完全离开磁场过程中通过线框的电荷量为8. 一定质量的理想气体的状态变化图像如图所示，它由状态a经过状态b到状态c。关于这一过程的说法，正确的是____
A、理想气体的体积先增大后保持不变 B、理想气体的体积一直增加 C、理想气体的内能先增大后保持不变 D、理想气体对外做功，吸收热量 E、外界对理想气体做功，理想气体放出热量9. 如图所示，一磁感强度为B的匀强磁场垂直纸面向里，且范围足够大。纸面上M、N两点之间的距离为d，一质量为m的带电粒子（不计重力）以水平速度v0从M点垂直进入磁场后会经过N点，已知M、N两点连线与速度v0的方向成 角。以下说法正确的是（ ）
A、粒子可能带负电 B、粒子一定带正电，电荷量为 C、粒子从M点运动到N点的时间可能是 D、粒子从M点运动到N点的时间可能是10. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为 ， 质量为、边长为的正方形线框斜向穿进磁场，当刚进入磁场时，线框的速度为 ， 方向与磁场边界成 ， 若线框的总电阻为 ， 则（ ）
A、线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为 B、刚进入磁场时线框中感应电流为 C、刚进入磁场时线框所受安培力大小为 D、此进两端电压为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
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11. 某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：
物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。
(1)、现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=。(2)、已知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是（用相应的文字及字母表示）。(3)、利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是。(4)、改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内，若k= ， 则验证了机械能守恒定律。12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中：A．
B． 
C． 
D． 
(1)、纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是.(2)、实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是 ． (填字母代号)
(3)、若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、 S3、 S4 ， 当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp= ， 重锤动能增加量ΔEk= ． 在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
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13. 如图甲所示，水平足够长的平行金属导轨MN、PQ间距L＝0.3 m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R＝0.8 Ω的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m＝0.01 kg、电阻r＝0.4 Ω的金属杆cd，整个装置处于磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨平面的外力F沿水平方向拉金属杆cd，使之由静止开始运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示。求：
(1)、在t＝4 s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；(2)、4 s内金属杆cd位移的大小；(3)、4 s末拉力F的瞬时功率。14. 如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14cm，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76cmHg的压强。
(1)、当空气柱温度为T1=273K，长为l1=8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也是2cm，则右边水银柱总长是多少?(2)、当空气柱温度升高到多少时，左边水银恰好全部进入竖直管AB内?(3)、当空气柱温度为490K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？15. 如图所示，两内壁光滑、长为2L的圆筒形气缸A、B放在水平面上，A气缸内接有一电阻丝，A气缸壁绝热，B气缸壁导热．两气缸正中间均有一个横截面积为S的轻活塞，分别封闭一定质量的理想气体于气缸中，两活塞用一轻杆相连．B气缸质量为m，A气缸固定在地面上，B气缸与水平面间的动摩擦因数为 ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．开始两气缸内气体与外界环境温度均为T0 ， 两气缸内压强均等于大气压强p0 ， 环境温度不变，重力加速度为g，不计活塞厚度．现给电阻丝通电对A气缸内气体加热，求：
(1)、B气缸开始移动时，求A气缸内气体的长度；(2)、A气缸内活塞缓慢移动到气缸最右端时，A气缸内气体的温度TA ．