2024年黑龙江省高三寒假物理水平提升测试试题试卷

这是一份2024年黑龙江省高三寒假物理水平提升测试试题试卷，共15页。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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。
1、三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I1、I2、I3表示，方向如图。现在O点垂直纸面固定一根通有电流为I0的直导线，当时，O点处导线受到的安培力大小为F。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（ ）
A．当时，O点处导线受到的安培力大小为4F
B．当时，O点处导线受到的安培力大小为
C．当时，O点处导线受到的安培力大小为
D．当时，O点处导线受到的安培力大小为2F
2、如图所示，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（ ）
A．弹簧的弹力先增大后减小
B．外力一直增大
C．外力对小球做功为
D．弹簧弹力对小球做功为
3、如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体。这种现象叫做空气的“击穿”。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV，阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104V/m时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为（ ）
A．1.1mB．1.6mC．2.1mD．2.7m
4、如图，光滑斜劈A上表面水平，物体B叠放在A上面，斜面光滑，AB静止释放瞬间，B的受力图是（ ）
A．B．C．D．
5、如图所示，一物块相对木板向右从板上A点滑至板上B点，木板上A、B两点间距离为5米，同时木板在地面上向左滑行3米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，在此过程中物块受到木板对它的滑动摩擦力大小为20N，则物块所受的摩擦力做功为（ ）
A．-160J
B．-100J
C．100J
D．-40J
6、如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x= 0.5m处的质点，Q是平衡位置在x =2m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播B．这列波的传播速度为2m/s
C．t=0.15s，P的加速度方向与速度方向相同D．从t=0.10s到t=0.15s，P通过的路程为10cm
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。
7、下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动的激烈程度跟温度有关，但布朗运动不是热运动
B．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能
C．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，但温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多
D．相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与水的饱和气压之比
E.雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用
8、两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2×10-5 C，质量为1 g的小物块在水平面上从C点静止释放，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是（ ）
A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=100 N/C
B．由C点到A点电势逐渐减小
C．由C到A的过程中物块的电势能先变大后变小
D．A、B两点间的电势差UAB=－500 V
9、2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心“一箭三星”发射成功。 现假设三颗星a、b、c均在在赤道平面上绕地球匀速圆周运动，其中a、b转动方向与地球自转方向相同，c转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗星的周期分别为Ta =6h、Tb =24h、Tc=12h，下列说法正确的是（ ）
A．a、b每经过6h相遇一次
B．a、b每经过8h相遇一次
C．b、c每经过8h相遇一次
D．b、c每经过6h相遇一次
10、在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，做成了一个霍尔元件，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，M、N间的电压为UH．已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁场的方向如图所示，下列说法正确的有（ ）
A．N板电势高于M板电势
B．磁感应强度越大，MN间电势差越大
C．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变
D．将磁场和电流分别反向，N板电势低于M板电势
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。
11．（6分）某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25 m、开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示．
（1）由此图线可得出的结论是____________．
（2）弹簧的劲度系数为_______N/m，弹簧的原长l0＝_______m.
12．（12分）如图所示是研究电源电动势和电路内、外电压关系的实验装置。电池的两极A、B与电压表V2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压表V1相连，R是滑动变阻器，电流表A测量通过滑动变阻器的电流，置于电池内的挡板向上移动可以使内阻减小。当电阻R的滑臂向左移动时，电压表V2的示数_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若保持滑动变阻器R的阻值不变，将挡板向上移动，则电压表V1的示数变化量ΔU1与电流表示数变化量ΔI的比值_______________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
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。
13．（10分）一根套有光滑轻质小环、不可伸长的轻线，线的一端系在固定点O1，另一端跨过固定的小滑轮O2。在轻质小环上挂质量为的物体甲，在线的自由端系有质量为m的物体乙，物体乙的下面有一根细线固定，使物体甲、乙保持静止状态，且夹角α＝然后剪断细线由静止释放物体甲、乙，物体甲竖直下降，当夹角α变为某一角度α0时有最大速度。重力加速度取g，忽略滑轮、小环的质量，不计摩擦。求：
(1)剪断前细线所受的拉力；
(2)物体甲有最大速度时，物体乙的加速度；
(3)物体甲从静止下降到最低位置，甲、乙两物发生位移之比。
14．（16分）如图所示，匀强电场中相邻竖直等势线间距d =10cm，质=0.1kg、带电荷量为q =-1×10-3C的小球以初速度=10m/s抛出，初速度方向与水平线的夹角为45°，重力加速度g取10m/s2，求:
（1）小球加速度的大小;
（2）小球再次回到图中水平线时的速度和抛出点的距离.
15．（12分）如图所示，用折射率n=的玻璃做成内径为R、外径为R'=R的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外表面，且与中心对称轴OO′平行，不计多次反射。求球壳内部有光线射出的区域？（用与OO′所成夹角表示）
参考答案
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。
1、C
【解析】
根据安培定则画出在O点的磁感应强度的示意图如图所示
当时，三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为，根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为
此时O点处对应的导线的安培力
AB．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当时，则有
，
根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为
此时O点处对应的导线的安培力
故AB错误；
C．当时，有
，
如图所示
根据磁场叠加原理可知
此时O点处对应的导线的安培力
故C正确；
D．当时，有
，
如图所示
根据磁场叠加原理可知
此时O点处对应的导线的安培力
故D错误。
故选C。
2、B
【解析】
AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；
CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。
故选B。
3、A
【解析】
根据U=Ed可得安全距离至少为
dmin＝m＝1.1m
故选A。
4、B
【解析】
物体A释放前，物体B受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体A释放后，由于物体A上表面是光滑的，则物体B水平方向不受力，物体B在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态，在竖直方向由于A的加速度小于重力加速度g，所以B受到向上的支持力，故B正确，ACD错误．
故选B
5、D
【解析】
物块所受的摩擦力做的功为：
W=Fxcsθ=-20×(5-3)=-40J．
A．-160J，与结论不相符，选项A错误；
B．-100J，与结论不相符，选项B错误；
C．100J，与结论不相符，选项C错误；
D．-40J，与结论相符，选项D正确；
故选D．
【点睛】
本题主要考查了恒力做功公式的直接应用，知道功是力与力的方向上的位移的乘积．
6、C
【解析】
A．分析振动图像，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向，根据波动规律结合图甲可知，该波沿x轴负方向的传播，故A错误；
B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为
故B错误；
C．从t=0.10s到t=0.15s，质点P振动了，根据波动规律可知，t=0.15s时，质点P位于平衡位置上方，速度方向沿y轴负方向振动，则加速度方向沿y轴负方向，两者方向相同，故C正确；
D．在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程
s≠A=10cm
故D错误。
故选C。
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。
7、ACE
【解析】
A．布朗运动反映的是分子热运动，但布朗运动本身不是热运动，选项A正确；
B．机械能可能全部转化为内能，内能无法全部用来做功从而转化成机械能，选项B错误；
C．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能变大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多，选项C正确；
D．相对湿度定义为空气中水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和气压之比，D错误；
E．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用，使水不能渗过小孔，选项E正确；
故选ACE.
8、ABD
【解析】
A．根据v—t图象可知物块在B点的加速度最大
所受的电场力最大为
故B点的场强最大为
故A正确；
B．根据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点电势逐渐减小，B正确；
C．根据v—t图象可知C到A的过程中物块的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故C错误；
D．由A到B根据动能定理可得
又因
故
故D正确。
故选ABD。
9、BC
【解析】
AB．a、b转动方向相同，在相遇一次的过程中，a比b多转一圈， 设相遇一次的时为， 则有
解得，所以A错误，B正确。
CD．b、c转动方向相反，在相遇一次的过程中，b、c共转一圈，设相遇次的时间为，则
有
解得，故C正确，D错误。
故选BC。
10、AB
【解析】
A、根据左手定则，电流的方向向里，自由电荷受力的方向指向N端，向N端偏转，则N点电势高，故A正确；B、设左右两个表面相距为d，电子所受的电场力等于洛仑兹力，即：
设材料单位体积内电子的个数为n，材料截面积为s，则 ①;I=nesv ②; s=dL ③;由①②③得：,令，则 ④;所以若保持电流I恒定，则M、N间的电压与磁感虑强度B成正比，故B正确；C、将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则带电粒子不会受到洛伦兹力，因此不存在电势差，故C错误；D、若磁场和电流分别反向，依据左手定则，则N板电势仍高于M板电势，故D错误．故选AB.
【点睛】解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下平衡．
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。
11、在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比 100 0.15
【解析】
试题分析：（1）[1] 根据图象结合数学知识可知：在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；
（2）[2][3]根据胡克定律F与的关系式为：
，
从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为
，
由
，
于是：
考点：考查了胡可定律
【名师点睛】
找到各个物理量之间的关系，然后根据胡克定律列方程，是解答本题的突破口，这要求学生有较强的数学推导能力．
12、变小 不变
【解析】
[1]根据题意，电压表测量是电源的内电压，电压表测量是路端电压，由闭合电路欧姆定律：
可知，当电阻的滑臂向左移动时外电阻减小，总电流增大，由：
可知内电压变大，故电压表2的示数变小；
[2]因电源电动势等于电源内外电路之和，故电压表1和电压表2的示数之和不变；若保持滑动变阻器的阻值不变，将挡板向上移动，则电源的内电阻将减小，根据
结合数学推理可知：
所以电压表1的示数变化量与电流表示数变化量的比值大小等于电源的内阻，由于挡板向上运动时，液体的横截面积变大，根据电阻定律：
可知内电阻减小，故比值变小。
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。
13、 (1)；(2)；(3)
【解析】
(1)当时，设与环接触的轻线受力为，对环研究有
解得
设乙下面的细线受力为，对乙研究
解得
(2)当夹角为，设轻线受力为，对环研究有
设乙物体所受合力为，对乙研究有
解得
(3)物体甲在最低位置处时
，
由系统机械能守恒得出
解得
14、（1）（2） 速度与水平方向夹角的正切值为，水平距离为20m
【解析】
（1）根据图象可知，电场线方向向左，电场强度大小为：
合力大小为：，方向与初速度方向垂直；
根据牛顿第二定律可得加速度大小为：；
（2）小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，
小球再次回到图中水平线时的时间为：，
此过程中与抛出点的距离为：x=v0cs45°t+t2=20m，
在此过程中重力做功为零，根据动能定理可得：
qEx=mv2−mv02
代入数据解得：v=10m/s．速度与水平夹角为，.
15、以OO'为中心线，上、下（左、右）各60°的圆锥球壳内均有光线射出。
【解析】
设光线a′a射入外球面，沿ab方向射向内球面，刚好发生全反射，则有：
sinC=
可得C =45°
在△Oab中，Oa=R，Ob=R
由正弦定理得=
解得：r=30°
由=n，得 i=45°
又因为∠O′Oa=i，
∠θ=C-r=45°-30°=15°
所以∠O′Ob=i+θ=45°+15°=60°
当射向外球面的入射光线的入射角小于i=45°时，这些光线都会射出内球面。因此，以OO'为中心线，上、下（左、右）各60°的圆锥球壳内均有光线射出。