重庆市西南大学附中2022-2023学年高三上学期期末物理试题(含答案)

这是一份重庆市西南大学附中2022-2023学年高三上学期期末物理试题(含答案)，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说法正确的是( )
A.夏至时地球公转的速度最大
B.冬至到夏至，地球公转的速度逐渐减小
C.从冬至到春分的时间大于地球公转周期的四分之一
D.从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间
2、舞中幡是中国传承千年的杂技项目之一，小西观看央视春晚杂技节目《龙跃神州》中的抛幡表演，并用手机录下一段视频，利用视频编辑功能逐帧回看了如下过程，杂技演员站在地上，将中幡从胸口处竖直向上抛起，1.5s后，在自己的胸口处开始接幡，并下蹲缓冲，经过0.5s，将幡接稳在手中。小西同学查资料发现，一根中幡质量约为20kg，重力加速度。假设忽略幡运动过程中所受的空气阻力，杂技演员接幡过程中，幡对手的平均作用力为( )
A.300NB.500NC.600ND.800N
3、如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻( )

A.O点的磁感应强度方向垂直于cf向下
B.b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向沿aO，由a指向O
C.c导线所受安培力方向沿Oc指向c
D.a导线所受安培力为2.5F
4、在x轴上和处固定电量绝对值分别为的两个点电荷，x轴上两电荷之间各点电势φ随位置坐标x变化关系如图所示，在处电势最低，将另一正点电荷Q由处静止释放，则( )
A.带正电，带负电
B.
C.正点电荷Q可能到达处
D.正点电荷Q运动到达处的过程中，电场力的功率先增加后减小
5、风力发电将为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为ρ，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则( )
A.单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为
B.经升压变压器后，输出交变电流的频率高于mn
C.变压器原、副线圈的匝数比为
D.高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好
6、如图甲所示，倾斜传送带正以恒定的速度v沿顺时针方向运动，传送带的倾斜角为。一质量的物块以某一初速度，从传送带的底部A处冲上传送带并沿传送带运动，其运动的图如图乙所示，物块运动到达顶端B处时，速度恰好为零。，，。则( )
A.物块与传送带间的动摩擦因数为
B.物块在传送带上留下划痕的长度为6m
C.物块上升过程中，机械能先增加后减小
D.由于传送物体，电动机需要对传送带先做负功后做正功
7、如图所示两根相距为L的光滑导轨水平放置，在导轨的左端连接有阻值为R的电阻和理想电压表，在MN和PQ间存在竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场，磁场区域宽度为d，一个“”形工件，在外力作用下，以速度v匀速通过磁场区域，工件ab、cd、ef边是长为L，电阻为R的金属细杆，IH、HG边是长为d的绝缘棒，不计其余部分电阻和金属细杆的宽度，则在工件通过磁场的过程中( )
A.电压表的示数为B.电阻R消耗的电功率为
C.外力所做的功D.每一根金属细杆的发热量
二、多选题
8、除夕夜无人机表演方阵中，一架无人机从大剧院广场启动，由静止开始，竖直向上加速运动的过程中，其加速度a随上升高度h关系，如图所示，取竖直向上为正方向，无人机的质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力，则无人机上升的过程中( )
A.无人机先加速后匀速运动
B.上升时，无人机的速度为
C.上升时，无人机发动机的功率为
D.上升过程中，无人机机械能增加量为
9、如图所示，光滑的水平绝缘轨道AB和半径的竖直半圆光滑绝缘轨道BCD相切于B点。半圆轨道直径BD的右侧有垂直轨道水平向里匀强磁场和竖直方向的匀强电场（电场未画出），磁感应强度。M、N为两相同的绝缘球，质量均为，N球带电量为，M球不带电。初始时N球静止在轨道B处，M球以向右运动。M与N碰撞后，N球恰好能沿半圆轨道做匀速圆周运动且对轨道无压力，若整个过程两球的带电情况不发生变化，。则( )
A.碰后N球的速度大小为1m/s
B.M、N两球碰撞损失的机械能为
C.碰后M球能运动到D点
D.匀强电场竖直向上，电场强度大小为5N/C
10、如图甲所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为m，某次小孩从最低点弹起，以小孩运动的最低点为坐标原点，竖直向上为x轴正方向，小孩与杆整体的动能与其坐标位置的关系如图乙所示，图象之间为曲线，为其最高点，为直线，不计弹簧质量和空气阻力的影响，重力加速度。则( )
A.弹簧劲度系数B.小孩和杆的最大加速度
C.在处的速度为D.在处的弹性势能为
三、实验题
11、某实验小组利用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验.该实验以质量为M的小车为研究对象，认为小车所受合力等于细线对它的拉力F，且近似等于托盘与砝码的总重力mg（即）。
（1）实验时需要将木板右端垫高，使小车可以恰好匀速下滑.进行这一操作时，以下说法正确的是________。
A.需要挂上托盘和砝码
B.不需要挂上托盘和砝码
C.需要挂上托盘，不需要在托盘内放入砝码
D.不需要将纸带固定在小车上
（2）在实验所得的某条纸带上，依次取计数点O、A、B、C、D、E、F，如图乙所示，各计数点之间的距离已测量并标出.已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，相邻两计数点间均有四个点未画出，则可求出小车的加速度大小______（保留两位有效数字）。
（3）在小车质量M保持不变的情况下，逐渐向托盘中添加砝码进行实验，得到多条纸带并计算出多个加速度a，描出图象如图丙所示，某同学分析图象弯曲的原因后，对实验稍作改进，描出图象变成了如图丁所示的直线，则该同学所做的改变可能为________。
A.换用一块更为光滑的长木板，重新实验并描绘图象
B.在小车与细线间，固定一个力传感器，记录传感器示数F，重新描绘图象
C.换用一辆质量更小的小车，其他条件不变，重新实验并描绘图象
D.在托盘中加入更多的砝码，其他条件不变，重新实验并描绘图象
12、两位同学分别根据图甲和图乙中的某个电路图（不知具体哪位同学依据哪个电路图），测量两个完全相同电源的电动势和内阻。
（1）第一位同学根据实验测得的多组电压U和电流I数据做出图象如图丙中的图线①，他测出电源的电动势_________V。（结果保留三位有效数字）
（2）第二位同学的测量数据在下表中，他已在图丙中描出部分点，请你将表中第3组数据对应的点描在坐标系中，并帮他画出图象（此为图线②）________。
（3）其中一位同学经过分析；认为测出电流表A的内阻可以让他的测量更为准确，于是设计了如图丁所示的电路来测量电流表A的内阻.已知电流表A和的示数分别为0.40A、0.46A，定值电阻的阻值为10Ω，可测得电流表的内阻为_______Ω，这位同学测出的较为准确的电源内阻为________Ω。（结果均保留两位有效数字）
四、计算题
13、挥舞健身绳可锻炼臂力，某同学握住绳子一端周期性上下抖动，在绳上激发一列绳波（可视为简谐波），手开始抖动时刻记为，如图所示为距握手端1m处的质点的振动图象，求：
（1）该绳波的速度大小和波长；
（2）距握手端3.5m处的质点在时的位移。
14、如图所示，光滑水平地面上方CD处存在宽度、方向竖直向上，大小匀强电场区域。质量、长为的水平绝缘长木板静置于该水平面，且长木板最右侧与电场边界D重合。某时刻质量、带电量的可视为质点的滑块以初速度从长木板左端水平滑入，一段时间后，滑块离开电场区域。已知长木板与滑块的动摩擦因数，重力加速度大小为。求：
（1）滑块刚进电场时，长木板的速度大小；
（2）滑块在电场中的运动时间，及全过程的摩擦生热。
15、某种粒子诊断测量简化装置如图所示，竖直平面内存在边界为矩形CDEF、方向垂直纸面向内的匀强磁场，探测板HK的下端K在EF的右侧延长线上，该板平行于DF竖直放置，且能沿水平方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计的离子束持续从边界EF沿垂直EF方向射入磁场，a束离子在磁场中偏转143°后射出磁场，a、b束离子射入磁场的速度大小分别为、，b、c束离子在磁场中的运动时间均相同。已知a、b、c三束离子射入点距F的距离分别为1.8R、0.3R、0.2R，三束离子每束每秒射入磁场的离子数均为n，离子质量均为m、电荷量均为，探测板HK的长度为0.8R，不计离子重力及离子间的相互作用，离子在磁场内、外均不会相撞，。
（1）求磁感应强度B的大小和c束离子在磁场中的运动时间t；
（2）求无法探测到离子束时探测板与边界DF的最小距离；
（3）若打到探测板上的离子全部被吸收，探测板到DF距离为S，求粒子束对探测板的平均作用力的水平分量f。
参考答案
1、答案：B
解析：AB.根据题意，由图可知，夏至时地球在远日点，公转速度最小，冬至在近日点，公转速度最大，则冬至到夏至，地球公转的速度逐渐减小，故A错误，B正确；
CD.根据题意，由图可知，从冬至到夏至的运动时间为地球公转周期的一半，由于离太阳越近，地球公转的速度越大，则从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一，从春分到夏至的时间大于地球公转周期的四分之一，故CD错误。
故选B。
2、答案：B
解析：根据题意可知，由对称性可知，杂技演员开始接幡时幡的速度为
接幡过程中，设幡对手的平均作用力为，取向下为正方向，由动量定理有
代入数据解得
故选B。
3、答案：D
解析：A.根据安培定则，a、d两条导线在O点的磁感应强度等大反向，b、e两条导线在O点的磁感应强度等大反向，c、f两条导线在O点的磁感应强度等大反向，所以O点的磁感应强度为零，A错误；
BD.根据安培定则，b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向如图所示，设b在a处产生的磁感应强度大小为B，则f在a处磁感应强度大小为B，c、e在a处磁感应强度大小为，d在a处产生的磁感应强度大小为，根据磁感应强度的经加可知，b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向垂直于aO斜向左下，合磁感应强度大小为2.5B，方向垂直aO；根据左手定则和安培力公式可知，a受安培力方向为沿aO，由a指向O，大小为2.5F。B错误，D正确；
C.同理可得c导线所受安培力方向沿Oc，由c指向O，C错误.
故选D.
4、答案：D
解析：A.根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，电场方向沿x轴正方向，电场方向沿x轴负方向，则、均带正电，故A错误；
B.根据图象中斜率表示电场强度，由图可知，电场强度为零，由点电荷场强公式及电场叠加原理有
解得
故B错误；
C.根据题意可知，正电荷由处静止释放，在间电场力做正功，过了之后，电场力做负功，由于仅在电场力作用下，可知，当正电荷运动的最远位置时，电场力做功为零，则电荷能够运动最远位置的电势与处的电势相等，由图可知，正点电荷Q不可能到达处，故C错误；
D.根据题意可知，电荷在Q点时速度为零，电场力做功功率为零，在处，电场强度为零，电场力为零，则电场力做功功率为零，则正点电荷Q运动到达处的过程中，电场力的功率先增加后减小，故D正确。
故选D。
5、答案：C
解析：A.单位时间内冲击风轮机叶片气流的体积
气体质量
动能
故A错误；
B.发电机线圈转速为mn，则
频率
经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为mn，故B错误；
C.变压器原线圈两端电压最大值
有效值
则变压器原、副线圈的匝数比为，故C正确；
D.考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。
故选C。
6、答案：D
解析：A.由图示图象可知，0~1s内物块的加速度大小为
负号表示加速度方向与速度方向相反；由牛顿第二定律得
代入数据解得
选项A错误；
B.由图示图象可知，传送带速度为4m/s，物块先相对传送带上滑，相对位移为
后相对传送带下滑，相对位移为
则物块在传送带上留下划痕的长度为4m，B错误；
传送带底端到顶端的距离为
选项B正确；
C.物块上滑过程中，先受向下滑动摩擦力后受向上滑动摩擦力，摩擦力先做负功后做正功，故机械能先减小后增大，C错误；
D.物块上滑过程中，传送带先受向上摩擦力后受向下摩擦力，物块对传送带先做正功后做负功，要维持传送带速度不变，则电动机需要对传送带先做负功后做正功，D正确。
故选D。
7、答案：C
解析：A.当导体棒ab、cd、ef分别进入磁场时，ab、cd、ef切割磁感线分别充当电源，其余部分是并联结构，导体棒切割磁感线产生的电动势为
回路中的电流为
电压表的读数为
解得
A错误；
B.电阻R消耗的电功率为
B错误
C.外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热
解得：
C正确；
D.每一根金属细杆的发热量
解得
D错误。
故选C。
8、答案：BD
解析：A.根据题意，由图可知，无人机的加速度方向一直向上，无人机一直做加速运动，故A错误；
B.根据公式可知，图象中面积表示，设上升时，无人机的速度为，则有
解得
故B正确；
C.根据题意，设上升时，无人机的牵引力为F，由牛顿第二定律有
由图可知，上升时
解得
无人机发动机的功率为
故C错误；
D.根据题意可知，上升过程中，无人机机械能增加量为
故D正确。
故选BD。
9、答案：AD
解析：AD.依题意，碰后N球在复合场中做匀速圆周运动，有
解得
故AD正确；
B.两球碰撞过程动量守恒，可得
解得
则M、N两球碰撞损失的机械能为
故B错误；
C.碰后M球能运动到D点的临界速度满足
根据机械能守恒，可得
解得M球碰后的最小速度为
故C错误。
故选AD。
10、答案：BC
解析：由动能定理知图线切线的斜率表示合外力，由图象可以看出当时弹簧弹力减小为零。
A.有图象可得当时，整体的合外力为零，有
得
A错误；
B.当整体在最低点即时加速度最大，此时弹簧的压缩量为，由牛顿第二定律
B正确；
C.处动能等于处动能，时整体离开弹簧，过程中，由机械能守恒
得
C正确；
D.系统机械能守恒
得
D错误。
故选BC。
11、答案：（1）B（2）0.15（3）B
解析：（1）根据题意可知，本实验认为小车所受合力等于细线对它的拉力F，且近似等于托盘与砝码的总重力mg，则需要平衡摩擦力，包括纸带与打点计时器间的摩擦力，则平衡摩擦力时需将纸带固定在小车上，不需要挂上托盘和砝码。
故选B。
（2）由于电源频率为50Hz，相邻两计数点间均有四个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为
由逐差法有
代入数据解得
（3）根据题意可知，出现图丙所示的的原因是不满足托盘和砝码的质量远小于小车的质量
A.换用一块更为光滑的长木板，重新实验并描绘图象，没有解决不满足托盘和砝码的质量远小于小车的质量的问题，则图象不能出现图丁所示的图象，故A不符合题意；
B.若在小车与细线间，固定一个力传感器，记录传感器示数F，则不需要满足托盘和砝码的质量远小于小车的质量，可以出现图丁所示的图象，故B符合题意；
CD.换用一辆质量更小的小车或在托盘中加入更多的砝码，没有解决不满足托盘和砝码的质量远小于小车的质量的问题，则图象不能出现图丁所示的图象，故CD不符合题意。
故选B。
12、答案：（1）2.80V（2.78V~2.82V）
（2）
（3）1.5Ω；3.3Ω
解析：（1）[1]根据闭合电路欧姆定律可知
图象中纵坐标的读数等于电动势
即
（2）图象如图所示
（3）电流表A和的示数分别为0.40A、0.46A，则流过定值电阻的电流为0.06A，定值电阻的阻值为10Ω，所以电流表A两端的电压为
电流表的内阻为
在已知电流表内阻情况下，选用乙电路图测得电源内阻更加准确，由闭合电路欧姆定律可知
图象的斜率表示内阻
解得：
13、答案：（1）2m/s；4m（2）
解析：（1）根据题意，由图可知，该波的周期为
该波经0.5s传到处，则该波的波速为
由公式可得，波长为
（2）由图可知，振源的起振方向沿y轴负方向，则质点的振动方程为
该波经过
传播到处，则时，该处质点的振动时间为
可知，距握手端3.5m处的质点在时的位移为
14、答案：（1）1m/s（2）1.5s；6J
解析：（1）滑块刚进电场前，对长木板根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
对滑块根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
滑块进入电场前，对滑块有
解得滑块进入电场时的速度、滑行时间分别为
，
在时间内，对木板有
所以滑块刚进电场时，长木板的速度大小为1m/s。
（2）滑块进入电场后经过时间滑块与木板同速，设共同速度为v，滑块与木板组成的系统动量守恒，则有
解得
对滑块分析，由动量定理可得
解得
在时间和内滑块的总位移为
滑块与木板同速后一起匀速运动，滑块在电场中匀速运动的时间为
所以滑块在电场中的运动时间为
由能量守恒定律得，全过程中摩擦产生的热量为
15、答案：（1）；（2）（3）见解析
解析：（1）离子运动轨迹如图，没a、b、c圆周运动半径分别为，由几何知识，对a有
解得
a离子在磁场中运动有
可得
对b离子有
由几何知识
解得
b、c在磁场中运动时间相同，则有
c束离子在磁场中的运动时间为
（2）对c，由几何知识
解得
当c恰好打到HK的顶端时，HK离FD的距离为
得
当a恰好打在HK底部时，HK离FD的距离为
由子，所以
（3）当b恰好打到HK的顶端时，HK离FD的距离为
得
当时，a、b、c都可打在HK上，对c有
得
由动量定理
解得
当时，a、c打在HK上
得
当时，c打在HK上
得
数据组数
1
2
3
4
5
6
电压
2.58
2.10
1.60
1.12
0.65
0.15
电流
0.05
0.15
0.25
0.35
0.45
0.55