北京市昌平区2022-2023学年高三物理上学期期末质量检测试题（Word版附答案）

昌平区2022-2023学年第一学期高三年级期末质量抽测

物理试卷

2023.1

本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上。在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。

第一部分

本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1.2022年10月，中国科学院近代物理研究所使用兰州重离子加速器与中国超重元素研究加速器装置，成功合成了新核素锕204（），锕204的中子数为

A.115 B.89 C.204 D.293

2.小明同学将手中的苹果竖直向上抛出，经过时间，苹果又重新落回手中，不计空气阻力。用表示苹果运动的位移、表示苹果运动的速度、表示苹果运动的加速度、表示苹果所受合力，以苹果离开手的时刻作为计时起点，图1所示的四个图像与上述过程相符的是

A. B. C. D.

3.截至2022年9月底，我国高铁运营总里程超过4万公里，稳居世界第一。高铁车厢的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取10m/s2。若书相对桌面不滑动，该高铁的最大加速度是（）

A. B. C. D.

4.如图2所示，两同学用同样大小的力和共同提起一桶水，和之间的夹角为。保持水桶静止，下列说法正确的是

A.当减小时，和的合力变大 B.当增大时，水桶所受合力变大

C.当减小时，两同学更省力 D.当增大时，两同学更省力

5.如图3所示，在半径为的洗衣机圆桶内，有一件质量为的衣服紧贴着圆桶的竖直内壁随圆桶以角速度做匀速圆周运动。滚筒转轴沿竖直方向，重力加速度为。下列说法不正确的是

A.衣服对圆桶内壁的压力大小为

B.圆桶内壁对衣服的静摩擦力大小为

C.若圆桶的转速增大，则衣服对圆桶内壁的压力也增大

D.若圆桶的转速增大，则圆桶内壁对衣服的静摩擦力也增大

6.运动员将质量为400g的足球踢出后，某人观察它在空中飞行情况，估计上升的最大高度是5.0m，在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力，取。运动员踢球时对足球做的功约为

A.100J B.80J C.60J D.20J

7.2022年10月12日下午，“天宫课堂”第三课在中国空间站问天实验舱开讲。中国航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲演示了微重力环境下毛细效应实验、水球变“懒”实验、太空趣味饮水、会调头的扳手等趣味实验。在太空中，水球呈现标准的球形并可以自由地悬浮，这表明水球

A.所受地球引力近似为零

B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零

C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等

D.随飞船运动所需向心力的大小大于在地球表面上所受引力的大小

8.图4为一列简谐横波在时刻的波形图，此时处的质点的振动方向向上；再经0.2s，质点第1次回到平衡位置。下列说法正确的是

A.该波沿轴负方向传播

B.该波的传播速度为10m/s

C.时，质点的速度和加速度均最大

D.在任意0.1s内，质点通过的路程均为4cm

9.如图5所示，长直导线和矩形线框被固定在竖直平面内，线框的、两条边与导线平行。当导线中电流逐渐增大时，下列说法正确的是

A.线框中感应电流沿方向

B.线框整体受到的安培力方向水平向右

C.线框的、两条边不受安培力作用

D.线框的、两条边所受安培力大小相等、方向相反

10.粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图6所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是

A.粒子1带正电

B.粒子2带负电

C.若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的点

D.若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的点

11.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队以2分37秒348的成绩夺冠。在交接区域，“交棒”运动员猛推“接棒”运动员一把，使“接棒”运动员向前快速冲出，如图7所示。在此过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，全科免费下载公众号《高中僧课堂》下列说法正确的是

A.两运动员的加速度一定相同

B.两运动员相互作用力做的总功一定等于零

C.两运动员相互作用力的总冲量一定等于零

D.两运动员组成的系统动量和机械能均守恒

12.利用热敏电阻在通以恒定电流（实验设定恒定电流为）时，其阻值随温度的变化关系（如图8甲所示）可以制作电子温度计。把恒压直流电源、热敏电阻、可变电阻、电流表、电压表连成如图8乙所示的电路。用热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是

A.电压较高时表示温度也较高

B.该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的

C.当热敏电阻的温度升高时，应将的阻值调大

D.每升高相同的温度，热敏电阻的阻值变化均相等

13.2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图9所示，电场强度大小为，磁感应强度大小为。若某电荷量为的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，不计离子重力，则

A.电场力的瞬时功率为 B.该离子受到的洛伦兹力大小为

C.与的比值不断变大  D.该离子的加速度大小不变

14.在实际情况中，物体做抛体运动时总会受到空气阻力的影响。如图10所示，虚线是炮弹在忽略空气阻力情况下计算出的飞行轨迹；实线是炮弹以相同的初速度和抛射角射出在空气中实际的飞行轨迹，这种曲线叫作弹道曲线。由于空气阻力的影响，弹道曲线的升弧和降弧不再对称，升弧长而平伸，降弧短而弯曲。炮车的大小可以忽略。当炮弹做弹道运动时，结合学过的力学知识，分析判断下列说法正确的是

A.炮弹上升的时间一定等于下降的时间

B.炮弹在最高点时的加速度等于重力加速度

C.炮弹在上升阶段损失的机械能大于在下降阶段损失的机械能

D.炮弹在上升阶段重力势能的增加量大于在下降阶段重力势能的减少量

第二部分

本部分共6题，共58分。

15.（8分）利用“打点计时器+纸带”装置，可以完成不同实验。

（1）某同学利用如图11所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验。长木板水平放置，打点计时器所接交流电源的频率为50.0Hz。图12是打出纸带的一部分，以计数点为位移测量起点和计时起点，则打下计数点时小车位移大小为__________cm。由图13中描绘小车运动的数据点，求得小车的加速度大小为__________m/s2（计算结果保留3位有效数字）。

（2）该同学继续用图11所示装置做“探究加速度与力的关系”的实验，需做出调整的是（多选）__________。

A.换成质量更小的车 B.调整长木板的倾斜程度 C.调整定滑轮使细绳与长木板平行

（3）利用“打点计时器+纸带”组合装置，还可以完成哪个实验？简要说明实验原理。

16.（10分）用图14所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为2V，内阻比较小，为保护电阻。

（1）现有蓄电池、电流表（量程0～0.6A）、滑动变阻器（）、开关、导线若干，以及下面的器材：

A.电压表（0～3V） B.电压表（0～15V） C.定值电阻（） D.定值电阻（）

实验中电压表应选用__________；应选用__________（选填相应器材前的字母）。

（2）图15是实验器材实物图，已连接了部分导线。请根据图14，补充完成其他连线。

（3）某位同学根据实验记录的数据作出如图16所示的图像。根据图像可知，该蓄电池的电动势__________V，内阻__________（计算结果保留2位有效数字）。

（4）采用图14电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是__________。

A.电流表的分压作用  B.电压表的分流作用

（5）某同学按图14连接好电路，闭合开关后发现：无论怎样移动滑片，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近2V不变。已知所用导线都完好。有同学说，因为电流表没有示数，所以一定是电流表损坏了。你认为该同学的说法是否正确？简要说明理由。

17.（9分）一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处。不计空气阻力，取。求：

（1）运动员在刚接触网瞬间和刚离开网瞬间的速度大小和；

（2）运动员与网作用过程中速度变化量的大小和方向；

（3）运动员与网作用过程中所受合力的冲量大小。

18.（9分）某一质谱仪工作原理如图17所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为；Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，两极板间距离为；Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为。现有一质量为、电荷量为的正粒子（不计重力），由静止开始经加速后获得一定速度，恰能匀速通过速度选择器。粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：

（1）粒子离开加速器Ⅰ时的速度大小；

（2）速度选择器Ⅱ两极板间电压为多大？

（3）粒子在偏转分离器Ⅲ中做匀速圆周运动的半径为多大？

19.（10分）微元累积法是物理学的一种重要的思想方法，是微积分思想解决物理问题的应用和体现。

（1）当物体做匀变速直线运动时，其图像为一条倾斜的直线。如果把物体的运动分成6小段，如图18甲所示，在每一小段内，可粗略认为物体做匀速直线运动。如果以这6个小矩形的面积之和代表物体在整个过程中的位移，计算的结果要_________（选填“小于”或“大于”）物体实际的位移。如果把运动过程划分为更多的小段，如图18乙所示，这些小矩形的面积之和就更_________（选填“接近”或“远离”）物体的实际位移。对于非匀变速直线运动，_________（选填“能”或“不能”）用图像与轴所围的面积来表示物体的位移。

（2）某摩天大楼中有一部直通高层的客运电梯，已知电梯在时由静止开始上升，电梯运行时的加速度随时间变化的图像如图19所示。求10s末电梯的速度大小。

（3）半径为、均匀带正电荷的球体在空间产生球对称的电场，场强大小沿半径分布如图20所示，图中已知，曲线下部分的面积等于部分的面积。求质量为、电荷量为的负电荷在球面处需至少具有多大的速度才能刚好运动到处？

20.（12分）传感器让我们的生活变得更加便利，其基本工作原理是把非电学量转换为电学量，从而方便进行测量、传输和控制。

（1）为了测量储罐中某种不导电液体液面的高度，某同学利用平行板电容器制作了一个“液位监测仪”，如图21所示，将两块平行金属板竖直插入到该液体中，液体填充在两极板之间。两极板分别用导线接到数字电容表上，数字电容表可显示出电容器的电容，从电容的变化就可以知道容器中液面高度的变化。当数字电容表示数增大时，液面高度是上升还是下降？简要说明理由。

（2）如图22所示为大型电子地磅电路图。不称物体时，滑片在端，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下滑片下滑，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电流增大。将电流表的电流刻度转换成对应的重力刻度，就可以读出被称物体的重力。已知电源电动势为，内阻不计；滑动变阻器、间距离为，最大阻值等于定值电阻的阻值；两根弹簧的总弹力大小与形变量成正比，比例系数为；电流表内阻不计。请推导所称重物的重力的大小与电流的关系式。

（3）利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图23甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度为0，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点，当霍尔元件沿方向移动时，同时通有如图23乙所示的恒定电流，由于不同位置处磁感应强度不同，在、表面间产生的电势差不同。在小范围内，两磁极间磁感应强度的大小与位移的大小成正比，比例系数为。已知该霍尔元件长为，宽为，厚为，单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为。请推导霍尔元件、表面间的电势差与位移的关系式。