黑龙江省大庆铁人中学2022-2023学年高三上学期期末阶段考试物理试题(含答案)

铁人中学2020级高三上学期期末阶段考试 物理试题

考试时间：90分钟    总分：110分

一、选择题（单选题8道题，每道题4分，多选题9-12题，每道题5分，选不全3分）

1．在平直公路上行驶的车和车，其位移-时间图像分别为图中直线和曲线，已知车的加速度恒定且，时直线和曲线刚好相切。下列说法正确的是（    ）

A．车的速度大小为     B．时，车和车的距离为

C．时，车在车前方处   D．内，车比车多行驶

2．如图所示，斜面放置于粗糙水平地面上，物块通过跨过光滑定滑轮的轻质细绳与物块连接，系统处于静止状态，现对施加一水平力使缓慢地运动，使绳子偏离竖直方向一个角度（与斜面均保持静止），在此过程中（    ）

A．地面对斜面的摩擦力一直增大    B．绳对滑轮的作用力不变

C．斜面对物块的摩擦力一直增大    D．地面对斜面的支持力一直增大

3．如图空间存在水平方向的匀强电场（场强大小处处相等，方向处处相同），某同学用绝缘细线将质量为、带电荷量为的金属球悬于点，稳定后，细线与竖直方向的夹角。现用个与完全相同的不带电金属球同时与球接触后移开，球再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为，则的值为（    ）

A．1     B．2     C．3     D．4

4．如图所示，置于竖直面内的光滑细圆环半径为，质量为的小球套在环上，一原长为的轻弹簧一端系于球上，另一端系于圆环最低点，圆环绕竖直直径转动，重力加速度为。若角速度由零开始缓慢增大，下列说法正确的是（    ）

A．当时，小球仅受两个力的作用   B．当时，弹簧恰好处于原长状态

C．当时，弹簧一定处于压缩状态  D．当足够大时，小球能够到达与圆心等高的位置

5．我国计划2030年左右进行载人登月计划，载人登月计划的核心技术是“绕、落、回”，先绕月球运行，然后软着陆到月球表面，最后从月球表面返回地球。已知月球的质量只有地球质量的，月球半径为地球半径的，地球表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是（    ）

A．月球表面的重力加速度约为    B．登月火箭的发射速度应大于

C．飞船从高轨道变轨到低轨道时，机械能增大 D．若知道飞船近月环绕的周期，就可以求出月球的密度

6．如图，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高处的平台上，平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在处，货物随皮带到达平台。货物在皮带上相对滑动时会留下划痕。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为。若皮带的倾角、运行速度和货物质量都可以改变，但始终满足。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力（    ）

A．当速度一定时，角越大，运送时间越短

B．当倾角一定时，改变速度，运送时间不变

C．当倾角和速度一定时，货物质量越大，皮带上留下的痕迹越长

D．当倾角和速度一定时，货物质量越大，货物和皮带因摩擦产生的热量越多

7．在轴上有两点电荷和，如图所示为轴上各点电势随变化的关系，则以下说法正确的是（    ）

A．与为等量异种电荷

B．点电场强度与点的电场强度方向相反

C．将一负点电荷从点移动至点，电场力先减小后增大

D．将一负点电荷从点移动至点，电场力先做负功后做正功

8．如图所示的电路中，电源电动势、内电阻为，水平放置的平行板电容器与二极管连接，在两板间一带电液滴恰好处于静止状态。灯的电阻保持不变且等于，，滑动变阻器的最大值为，若的滑片向上滑动时，下列判断正确的是（    ）

A．液滴将向下加速运动  B．电源输出的功率减小

C．灯泡变亮     D．通过 的电流减小

9．一轻质弹簧两端分别连着木块和，静止于光滑的水平面上。木块被水平飞行的初速度为的子弹射中并镶嵌在其中，已知木块的质量为，的质量是的，子弹的质量是的，则（    ）

A．子弹击中木块后，与的共同速度为

B．子弹击中木块后，与的共同速度为

C．弹簧压缩到最短时的弹性势能为

D．弹簧压缩到最短时的弹性势能为

10． 如图所示，电源电动势、内阻，电动机的内阻，闭合开关后，标有“”的灯泡恰能正常发光，则（    ）

A．图中理想电流表示数为     B．电源的输出功率为

C．内电动机产生的热量为    D．电动机的机械功率为

11．实验室常用的电流表是磁电式仪表，其结构示意图如图甲所示，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀地辐向分布，如图乙所示。当线圈通以如图乙所示的电流时（端电流方向为垂直纸面向外），下列说法不正确（    ）

A．根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的大小

B．线圈在转动过程中，它的磁通量在发生变化

C．线圈中电流增大时，螺旋弹簧被扭紧，阻碍线圈转动

D．当线圈转到如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿逆时针方向转动

12．应用霍尔效应可以测量车轮的转动角速度，如图所示为轮速传感器的原理示意图，假设齿轮为五齿结构，且均匀分布，当齿轮凸起部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场增强，凹陷部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场减弱。工作时，通过霍尔元件上下两面通入电流，前后两面连接控制电路。下列说法正确的是（    ）

A．若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，则前表面比后表面的电势低

B．增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压变大

C．控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凹陷部分在靠近霍尔元件

D．若控制电路接收到的信号电压变化周期为，则车轮的角速度为

二、实验题（13题10分、14题6分，实验题总分16分）

13．色环电阻是在电阻表面涂上一定颜色的色环来代表这个电阻的阻值，不同颜色代表的数字如图甲。四环电阻的第一环以及第二环分别表示电阻阻值的第一位和第二位有效值，第3环表示倍率，也就是第二位有效值后面零的个数，第四环表示阻值的误差。

（1）某同学找来一个四环电阻，发现第一色环颜色模糊无法辨别。于是用欧姆表粗测电阻的阻值，进而判断第一色环的颜色。该同学将选择开关置于“”挡位测量待测电阻的阻值，发现指针偏转角度很大。于是，该同学重新正确调整了倍率，再次测量，指针偏转位置如图丙所示。图中指针位置的读数为________；由此可以推断第一色环的颜色为_________色。

（2）为了较准确测量的阻值，有以下一些器材可供选择。

电流表（量程，内阻约）；

电流表（量程，内阻约）；

电压表（量程，内阻很大）；

电源（电动势约为，内阻约为）；

定值电阻（，允许通过的最大电流为）；

滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）；

滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）；

单刀单掷开关一个，导线若干。

实验时要求测量范围尽可能大，测量结果尽可能准确。

①电流表应选_________，滑动变阻器应选_________（填器材的元件符号）。

②请在图丁的线框内画出测量电阻的实验电路图。（电路图中要标清楚器材元件符号）

③按照上述实验原理操作，获取多组数据后作出电压表示数和电流表示数的关系图像如图戊所示。由图可知待测电阻的阻值________．（结果保留1位小数）

14．某实验小组利用如图所示装置验证系统机械能守恒，跨过定滑轮的轻绳一端系着物块，另一端穿过中心带有小孔的金属圆片与物块相连，和质量均为，的质量为。铁架台上固定一圆环，圆环处在的正下方。开始时，与圆环间的高度为，、、由静止开始运动，当穿过圆环时，被搁置在圆环上。在铁架台、处分别固定两个光电门，、之间的距离为，由数字计时器测出从运动到所用的时间为，已知承力加速度为。

（1）穿过圆环后可以视为做_________直线运动；

（2）为了验证系统机械能守恒，该系统应选择_________

（选填“和”或“、和”），则只需等式

_____________________________成立，即可验证系统机械

能守恒。（用题中所测物理量的符号表示）

三、计算题（15题10分、16题15分，17题17分）

15．如图所示，一质量的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道和水平粗糙轨道组成，与相切于，所对圆心角，长。质量的小物块从某一高度处的点以的速度水平抛出，恰好沿切线方向自点进入圆弧轨道，滑到点时刚好与小车达到共同速度。取，，忽略空气阻力。

（1）求、间的水平距离；

（2）求小物块从滑到所用时间；

16．电磁阻尼技术经常用于列车刹车过程，某同学设计了如图装置研究电磁阻尼，某光滑金属导轨由水平平行轨道和竖直四分之一圆轨道组成，水平平行轨道、相距，轨道左端用阻值的电阻相连。水平轨道的某区域内有方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场。现有一根质量、电阻的金属杆以的初速度沿水平导轨从左端冲入磁场，离开磁场后沿竖直圆轨道上升的最大高度，设金属杆与轨道接触良好，并始终与导轨垂直，导轨电阻忽略不计，且不考虑返回情况，重力加速度取。求：

（1）金属杆刚进入磁场时，通过金属杆的电流大小和方向；

（2）整个过程电阻上产生的焦耳热；

（3）磁场区域的长度。

17．如图所示，在平面直角坐标系的第二、第三象限内有一垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场区域，点坐标为，点坐标为，点坐标为．在直角坐标系的第一象限内，加上方向沿轴正方向、场强大小为的匀强电场，在处垂直于轴放置一平面荧光屏，其与轴的交点为．粒子束以相同的速度由、间的各位置垂直轴射入，已知从轴上的点射入磁场的粒子在磁场中的轨迹恰好经过点．忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力．

（1）求粒子的比荷；

（2）求粒子束射入电场的纵坐标范围；

（3）从什么位置射入磁场的粒子打到荧光屏上距点最远？求出最远距离．

铁人中学2020级高三上学期期末阶段考试

物理参考答案

一、选择题

二、实验题（每空2分，总分16分）

13题：17    棕            16.3

14题：（1）匀速    （2）、和   

三、计算题（详细答案附后）

15．【答案】解：（1）导体棒刚进入磁场时，切割磁感线产生的电动势；

感应电流：

由右手定则知感应电流方向从沿杆流向；

（2）导体棒整个运动过程，根据能量守恒定律：

得：

所以电阻产生的焦耳热；

（3）设通过磁场时的电量为，在磁场中运动的距离为，刚离开磁场时的速度为，

离开磁场运动到最高点的过程中，根据动能定理：

得：

在磁场中的运动过程，根据动量定理：

又因为：

解得。

16．【答案】解：（1）小物块做平抛运动，由平抛运动的规律得：，，

代入数据解得：；

（2）物块在小车上段滑动过程系统动量守恒，

由动量守恒定律得：，

由能量守恒定律得：

对物块，由动量定理得：

代入数据解得：；

（3）有销钉时滑块的机械能守恒，由机械能守恒定律得：

由几何关系得：

、间的水平距离：

由动能定理得：，

若拔掉销钉，小车向左运动达最大位移时，速度为0，此时物块速度为

对系统，由能量守恒定律得：，

代入数据解得：；

答：（1）、间的水平距离为；

（2）小物块从滑到所用时间为；

（3）小车向左运动到最大位移年时滑块离小车左端的水平距离为。

17．【答案】【小题1】

由题意可知，粒子在磁场中的轨迹半径为

由牛顿第二定律得

故粒子的比荷

【小题2】

能进入电场中且离点上方最远的粒子在磁场中的运动轨迹恰好与边相切，设粒子运动轨迹的圆心为点，如图所示．

由几何关系知

则

即粒子离开磁场进入电场时，离点上方最远距离为

所以粒子束从轴射入电场的范围为

【小题3】

假设粒子没有射出电场就打到荧光屏上，有

所以，粒子应射出电场后打到荧光屏上

粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中的运动时间为，竖直方向位移为，水平方向位移为，则

水平方向有

竖直方向有

代入数据得

设粒子最终打在荧光屏上的点距点为，粒子射出电场时与轴的夹角为，则

有

当时，即时，有最大值

由于，所以的最大值，粒子射入磁场的位置为