福建省十一校2023-2024学年高三上学期1月期末联考物理试题

这是一份福建省十一校2023-2024学年高三上学期1月期末联考物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，轻质细绳OA一端系在小球O上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，平衡时细绳OA垂直于天花板，弹簧恰好水平。将细绳OA剪断的瞬间，小球的加速度（ ）
A．竖直向下B．沿OB方向
C．沿AO方向D．等于0
2．北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（ ）
A．B．C．D．
3．光滑水平地面上的物体A沿直线运动时与静止的物体B发生正碰，其位移-时间图像如图所示。由图可知，物体A、B的质量之比为（ ）
A．1：6B．1：4C．1：3D．1：2
4．地球可看作半径为R的均匀球体，质量为m的物体在赤道处所受的重力大小为，在北极处所受的重力大小为，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．地球同步卫星离地心的距离为
B．地球同步卫星的运行周期为
C．地球的第一宇宙速度为
D．地球的平均密度为
二、多选题
5．如图所示，真空中有一长方体区域，棱的长均为，棱的长为。现将电荷量为的点电荷分别固定在棱的中点处，下列说法正确的是（ ）
A．两点的电场强度相同
B．两点的电场强度不同
C．棱和棱所在的直线均是等势线
D．两点的电势差等于两点的电势差
6．图为一理想自耦变压器，在A、B间输入电压有效值恒定的交变电流，起初滑片位于线圈CD的中点G，滑片位于滑动变阻器R的中点，电流表A1和为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变小
B．若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变大
C．若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变小
D．若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变大
7．处的振源做振幅为的简谐运动，形成一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示，轴上、两质点的坐标分别为和，时质点第一次处于波谷，下列说法正确的是（ ）
A．这列波的周期为
B．这列波的传播速度为
C．时，质点第一次到达波峰
D．当质点第一次到达波峰时，质点通过的路程为
8．如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框abcd，线框以速度v进入一个有明显边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到，下列说法正确的是（ ）
A．线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动
B．线框能全部穿出磁场
C．线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为8：1
D．线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为2：1
三、填空题
9．如图所示，某运动员用头颠球，质量为的足球从离运动员头顶高处自由落下，运动员用头将足球竖直向上顶起，足球与头作用的时间为，球离开头顶后竖直上升的最大高度为，取重力加速度大小，不计空气阻力，则足球与头作用讨程中动量的变化量大小为 ，足球对头的平均作用力大小为 N。（结果均保留一位小数）
10．某篮球运动员正在进行投篮训练，篮球的运动轨迹可简化为如图所示的曲线，其中是篮球的投出点，是运动轨迹的最高点，是篮球的投入点．已知篮球在点的速度方向与水平方向A的夹角为，在点的速度大小为，在点的速度方向与水平方向的夹角为，篮球可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度大小为，则篮球从点运动到点的时间为 ；、两点的高度差为 。
四、实验题
11．用如图所示的单摆测当地的重力加速度，在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为，用游标卡尺测得摆球的直径为，则该单摆的摆长 ，若实验中摆球的重心不在球心，当摆线长为时，测得单摆的周期为；仅将摆线长缩短为，单摆的周期变为．由这两组数据可得，当地的重力加速度大小 。
12．小明利用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。
（1）用螺旋测微器测得小球的直径为d。
（2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差h；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间t。则小球通过光电门时的速度大小v＝ （用题中的字母表示）。
（3）改变光电门的位置，重复实验，得到多组h、t，以为纵轴、h为横轴，作出的图像如图乙所示，则当地的重力加速度大小g＝ （用题中的字母表示）。
（4）小明查阅当地的资料发现测量的重力加速度偏小，则产生误差的原因可能为：① ；② 。（请写出两条原因）
13．某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为3V的电压表。
（1）小组同学先测量电流表的内阻，提供的实验器材有：
A．电流表（量程为1mA，内阻约为90Ω）；
B．电流表（量程为1.5mA，内阻约为400Ω）；
C．定值电阻（阻值为200Ω）；
D．定值电阻（阻值为20Ω）；
E.滑动变阻器R（阻值为0~10Ω）；
F.一节新的干电池E；
G.开关S及导线若干。
①图中的电阻应选用 （填“C”或“D”）；
②请画出实验电路的原理图；
③正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数和的示数，测得电流表的内阻为100Ω。
（2）给电流表串联一个阻值为 kΩ（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表改装成量程为3V的电压表V；
（3）用标准电压表与电压表V并联进行校准。当V0的示数为1.4V时，电流表的指针恰好半偏，则电压表V的实际量程为 V（结果保留两位有效数字）。
五、解答题
14．当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束单色光以入射角α＝45°射入空气中的球形水滴，折射出两条光线1、2（只考虑光在水滴内的第一次反射），已知入射光线与出射光线2之间的偏向角φ＝150°。求：
（1）水滴对单色光的折射率n；
（2）出射光线1、2的夹角θ。
15．如图所示，一个可视为质点、质量m＝1kg的小物块，从平台上的A点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从C点进入固定光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量M＝2kg的长木板，并恰好能到达长木板的左端。已知长木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，圆弧轨道的半径，圆弧轨道对应的圆心角为θ，小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取重力加速度大小，sinθ＝0.8。求：
（1）小物块滑上长木板时的速度大小；
（2）小物块与长木板间因摩擦产生的热量Q。
16．如图所示，平面直角坐标系xOy的第二象限内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，第一象限内一梯形区域中存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），点P处的质子源由静止释放的质子在电场力的作用下加速后，从Q点进入第一象限，经磁场偏转后从N点垂直x轴射入第四象限。已知P、Q、N三点的坐标分别为、、，质子的质量为m、带电荷量为e，不计质子受到的重力，求：
（1）质子的最大速度v；
（2）质子从P点运动到N点的时间t；
（3）第一象限内匀强磁场区域的最小面积S。
参考答案：
1．C
【详解】小球受重力、细绳OA斜向上的拉力及弹簧的弹力作用，细绳OA中的拉力大小为
将细绳剪断的瞬间重力及弹簧的弹力均不变，所以小球的加速度沿AO方向、大小为
故选C。
2．B
【详解】n个电子形成的电流为
故选B。
3．A
【详解】由图像的斜率表示速度，可推出碰撞前后的瞬时速度为
，
，
由动量守恒可得
代入数据解得
故选C。
4．C
【详解】AB．质量为m的物体在赤道处所受的重力大小为
在北极处所受的重力大小为
解得地球自转周期
即地球同步卫星的运行周期为
对同步卫星
解得地球同步卫星离地心的距离为
选项AB错误；
C．根据
解得地球的第一宇宙速度为
选项C正确；
D．地球的平均密度为
选项D错误。
故选C。
5．AC
【详解】AB．设等量异种点电荷的连线中心为O点，电场中关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相同，故两点电场强度相同，两点电场强度相同，故A正确，B错误；
C．等量异种点电荷的连线中垂面为等势面，棱和棱在等量异种点电荷的连线中垂面上，棱和棱所在的直线均是等势线，故C正确；
D．两点关于O点对称，则
两点在等势面上，则
可得
故D错误。
故选AC。
6．AC
【详解】AB．仅将滑片向上移，原线圈匝数增大，根据理想变压器的电压比等于匝数比可知，不变，则减小，根据可知副线圈电流减小，即的示数变小，再根据可知原线圈电流减小，即的示数变小，故A正确，B错误；
CD．因原副线圈匝数均不变且不变，根据理想变压器的电压比等于匝数比可知不变，仅将滑片向上移，接入电路的电阻阻值变大，根据可知副线圈电流减小，即的示数变小，再根据可知原线圈电流减小，即的示数变小，故C正确，D错误；
故选AC。
7．BD
【详解】AB．由题图可知时点第一次到达波谷，则波向右传播的距离为13m，则波速为
波的周期为
故A错误，B正确；
C．波向右传播的距离为3m时质点第一次到达波峰，则有
可知时点第一次到达波峰，故C错误；
D．当点第一次到达波峰时经过的时间为
而波传到质点的时间为
质点第一次到达波峰时质点振动了0.9s，由于
则质点通过的路程为
故D正确。
故选BD。
8．CD
【详解】A．线框进入磁场时与离开磁场时受安培力大小为
随着速度减小，安培力逐渐减小，加速度减小，所以线框进入磁场时与离开磁场时做变速直线运动，故A错误；
BD．假设线圈能全部穿出磁场，线圈刚全部进入磁场时速度为，刚离开磁场时速度为，线圈进入磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得：
通过线圈的电荷量
线圈离开磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得
通过线圈的电荷量
联立解得
所以线圈不能全部穿出磁场，则，代入上式可知
故B错误，D正确；
C．线圈进入磁场的过程，根据能量守恒定律有
线圈离开磁场的过程，根据能量守恒定律有
解得
故C正确；
故选CD。
9． 4.2 109.2
【详解】[1]足球与头接触前瞬间的速度大小为，则有
足球与头接触后瞬间的速度大小为，则有
以向上为正方向，可知足球与头作用讨程中动量的变化量大小为
[2]设足球对头的平均作用力大小为，以向上为正方向，根据动量定理可得
代入数据解得
10．
【详解】[1]篮球经过C点时，有
又
联立解得篮球从点运动到点的时间为
[2]篮球经过A点时，有
解得
则、两点的高度差为
11．
【详解】[1]该单摆的摆长
[2]根据
可得
联立解得
12． 测量小球的直径偏小 空气阻力的影响
【详解】（2）[1]小球挡住光的时间极短，则平均速度近似等于通过光电门的瞬时速度，有
（3）[2]小球做自由落体运动，有
变形可得
则有图像的斜率为
解得重力加速度为
（4）[3] [4]测量的重力加速度偏小，则产生误差的原因可能为测量小球的直径偏小，或空气阻力的影响等。
13． C 2.9 2.8
【详解】（1）①[1]当电流表、满偏时，电流表并联的电阻约为
故图中的电阻应选用C。
②[2]滑动变阻器变阻器阻值较小，需采用分压式接法，电流表与定值电阻并联可求出电流表两端的电压，电流表测量通过电流表与定值电阻的总电流，故实验电路的原理图如图所示。
（2）[3]根据电压表改装原理
给电流表串联一个阻值为
（3）[4]根据
电压表V的实际量程为
14．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知，第一次折射的折射角为
所以折射率为
（2）出射光线1、2的夹角
15．（1）；（2）
【详解】（1）小物块在C点的速度为
小物块从C点运动至D点，根据动能定理有
解得小物块滑上长木板时的速度大小为
（2）对小物块，根据牛顿第二定律有
对长木板，根据牛顿第二定律有
解得
，
设经历时间小物块与长木板共速，速度为，则
解得
小物块与长木板间的相对位移为
小物块与长木板间因摩擦产生的热量为
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）质子在电场力的作用下加速，根据动能定理有
质子的最大速度为
（2）质子从从Q点进入第一象限，经磁场偏转后从N点垂直x轴射入第四象限，画出轨迹如图所示。
质子在电场中运动有
质子做匀速直线运动的时间为
质子在磁场中运动的时间为
质子从P点运动到N点的时间为
（3）质子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力
则第一象限内匀强磁场区域的最小面积为