2022-2023学年北京市通州区高三上学期期末摸底考试物理试卷word版含答案

    通州区2022—2023学年高三年级摸底考试物理试卷本试卷共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，请将答题卡交回。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. 在物理学中，常常用两个物理量之比来定义新的物理量。例如电场强度E是用试探电荷在电场中某点受到的静电力F与试探电荷的电荷量q的比值定义的，即。以下物理量不属于这种定义方法的是（　　）A.  B.  C.  D. 2. 如图所示，在正点电荷形成的电场中有a、b两点，它们到该点电荷的距离分别为和，且。用和分别表示a、b两点的电场强度大小，用和分别表示a、b两点的电势。下列说法正确的是（　　）A  B.  C.  D. 3. 一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P是介质中处的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）A. 该波的振幅为8cm B. 该波的波速为0.5m/sC. 该波沿x轴正方向传播 D. 经过一个周期，质点P通过的路程为4m4. 某理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，电表均为理想电表。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最上端往下滑的过程中，全科免费下载公众号《高中僧课堂》下列说法正确的是（　　）A. 电流表的示数增大 B. 电压表的示数为11VC. 副线圈输出电压的频率为100Hz D. 变压器的输入功率减小5. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中观察到某带电粒子的轨迹，其中a和b是运动轨迹上的两点。该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，重力忽略不计。下列说法正确的是（　　）A. 粒子带正电 B. 粒子先经过a点，再经过b点C. 粒子运动过程中洛仑兹力对其做负功 D. 粒子运动过程中所受洛伦兹力逐渐减小6. 如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合后，某同学发现将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动，电流计指针向右偏转。由此可以推断（　　）A. 断开开关的瞬间，电流计指针向左偏转B. 开关闭合后，线圈A向上移动，电流计指针向右偏转C. 开关闭合后，滑动变阻器的滑片P向右减速滑动，电流计指针向右偏转D. 开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度7. 电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　）A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差C. 图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理8. 为了研究电荷之间的作用力，库仑设计了一个十分精妙的实验（扭秤实验）。如图所示，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个小球A，另一端通过物体B使绝缘棒平衡。把另一个与A完全相同的带电金属小球C插入容器并使它接触A，从而使A与C带同种电荷。将C与A分开，再使C靠近A，A和C之间的作用力使A远离。扭转悬丝，使A回到初始位置并静止，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，进而可以找到力F与距离r和电荷量的关系。下列说法正确的是（　　）A. 实验中不需要精确测量小球的电荷量 B. 实验中一定要使A、B球带等量异种电荷C. 小球A和C的半径大小对实验结果无影响 D. 小球C所带电荷量越大，悬丝扭转的角度越小9. 如图所示为回旋加速器工作原理示意图，置于真空中的两D形金属盒间的缝隙很小，带电粒子穿过缝隙的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速电压为U。下列说法正确的是（　　）A. 要增大粒子的最大动能，可增大加速电压UB. 要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度BC. 粒子在磁场中运动周期是电压变化周期的2倍D. 由于被加速，粒子在磁场中做圆周运动的周期越来越小10. 在如图所示的电路中，干电池、开关和额定电压为1.5V的灯泡组成串联电路。当闭合开关时，发现灯泡不发光。为了检验故障，某同学在开关闭合的情况下，用多用电表的电压挡对电路进行检测。检测结果如下表所示，已知电路仅有一处故障，由此做出的判断中正确的是（　　）测试点A、CA、DA、EA、F多用表示数00约1.5V约1.5VA. D、E间导线断路 B. B、F间导线断路 C. 灯泡断路 D. A、C间导线断路11. 图甲为用传感器在计算机上观察电容器充、放电现象的电路图，E表示电源（忽略内阻），R表示电阻，C表示电容器。先使开关S与a端相连，稳定后再将开关S与b端相连，得到充、放电过程中电路中的电流I、电容器两极板间电压U与时间t的关系图像，如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）A. 时间内，电容器在充电B. 时间内，电容器极板的电量减少为零C. 时间内，电路中的电流逐渐减小D. 时间内，图线与t轴围成的图形面积表示电容器放电过程放出的电荷量12. 甲同学用多用电表的欧姆挡判断一个变压器线圈是否断路。同组的乙同学为方便甲同学测量，没有注意操作的规范，用双手分别握住裸露线圈的两端让甲同学测量。测量完成后，甲同学把多用电表的表笔与测量线圈脱离。关于该组同学在实验中可能出现的情况，下列说法正确的是（　　）A. 测量时，由于线圈会发生自感现象导致多用电表的指针不发生偏转B. 测量时，多用电表中的电源会让乙同学有“触电”的感觉C. 当多用电表的表笔与线圈两端脱离时，乙同学和线圈中流过的电流大小相等D. 该实验不能判断出线圈是否存在断路13. 密立根油滴实验装置如图所示。两块水平放置相距为d金属板A、B分别与电源正、负两极相接。从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量。当两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P在重力和阻力的作用下，以速度向下做匀速运动；这时给金属板施加电压U，经过一段时间后，发现油滴P以速度向上做匀速运动。已知油滴所受阻力大小与速度大小成正比，比例系数为k。下列说法正确的是（　　）A. 油滴P带正电B. 油滴P所带电荷量的值为C. 从施加电压U开始，油滴P做加速度逐渐减小的加速运动D. 施加电压U后，当油滴P上升h高度的过程中，其电势能的变化量14. 图甲为某电源的图线，图乙为某元件的图线，下列说法中正确的是（　　）A. 该电源内阻为B. 该元件的电阻随着其两端电压的增大而减小C. 当该元件两端的电压为0.75V时，它的电阻约为D. 把电源和该元件组成闭合回路，它的功率约为0.3W第二部分本部分共6题，共58分15. 在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中，（1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图1所示，则该金属丝的直径______mm。（2）该同学先用多用电表欧姆挡粗测金属丝的电阻。将选择开关置于“”挡，欧姆调零后，将金属丝接在两表笔间，指针所指位置如图2所示，则金属丝的阻值约为______。（3）现要进一步精确测量其阻值，该同学在实验室找到以下器材：A. 电流表（量程0.6A，内阻约）    B. 电压表（量程3V，内阻约）C. 滑动变阻器（，3A）    D. 电池组（电压为3V，内阻不计）E. 开关一个，导线若干若要使得金属丝电阻的测量值更接近真实值，请用笔画线表示导线，在图3中补全实验的电路图_______。16. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。（1）下列最合理的装置是______A. B. C. D. （2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是______A. 测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长B. 在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动C. 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大D. 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。①该图像的斜率为______A. g       B.     C.     D. ②由此得出重力加速度的测量值为______。（取3.14，计算结果保留三位有效数字）（4）重力加速度是一个重要的物理量，其在力学、热学、电学和天文学等方面都有广泛应用。请你利用已学过的知识设计另外两种测量重力加速度的实验方案，并写出需要测量的物理量，以及重力加速度的表达式。________________________________________________17. 质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，电压为U；区域Ⅱ为偏转分离器，磁感应强度为B。今有一质量为m、电荷量为＋q的粒子（不计重力），初速度为零，经粒子加速器加速后，该粒子由O点沿垂直于磁场方向进入匀强磁场，并打到照相底片的P点。求：（1）粒子经过加速后的速度大小v；（2）粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径R；（3）粒子在偏转分离器中运动的时间t。18. 如图所示，长度为l的绝缘轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为＋q的小球。现加一水平向右的匀强电场，当绝缘轻绳处于与竖直方向成角的位置A处时，小球刚好处于静止状态（已知重力加速度为g，，，不计小球受到的空气阻力）。求：（1）匀强电场的电场强度大小E；（2）若轻绳被剪断，则绳剪断瞬间小球的加速度a；（3）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放，求小球通过最低点时速度大小v。19. 如图所示，半径为l、电阻不计的金属圆环水平放置，圆心O处及圆环边缘通过导线分别与阻值为R的电阻相连。圆环区域内分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。圆环上放置一根长度为l，阻值为r的金属棒OA，其一端在圆心O处，另一端A恰好搭在圆环上，可绕圆心转动，且始终与金属圆环接触良好。某同学查阅资料发现，当金属棒以角速度匀速转动时，产生的感应电动势可表示为，依据此表达式可获得以下相关量。（1）若金属棒转动方向如图所示，求通过电阻的电流I的大小及方向；（2）若各接触点及转轴摩擦均可忽略不计，求金属棒以角速度匀速转动一圈外力做功W；（3）请你通过所学知识证明金属棒以角速度匀速转动时，产生的感应电动势为。20. 简谐运动是一种最基本的振动。（1）一个质点做机械振动，如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，而且方向与位移方向相反，就能判定它是简谐运动。如图1所示，将一个劲度系数为k的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的一端固定，另一端接一质量为m的小球。现将小球沿杆拉开一小段距离后松开，小球将以O为平衡位置往复运动。请你据此证明，小球所做的运动是简谐运动。（2）简谐运动还具有一些其他特征。简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。请你证明，图1中小球的运动也满足上述关系，并说明其关系式中的a与哪些物理量有关。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。（3）有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。现在请你结合（2）中简谐运动的特征，从能量的角度证明如图2所示的LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律）。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为，式中C为电容器的电容，U为电容器两端的电压。（不计电磁波的辐射）           通州区2022—2023学年高三年级摸底考试物理试卷1.【答案】D2.【答案】C3.【答案】C4.【答案】A5.【答案】D6.【答案】B7.【答案】D8.【答案】A9.【答案】B10.【答案】A11.【答案】B12.【答案】C13.【答案】B14.【答案】D第二部分本部分共6题，共58分15. 在测定一根粗细均匀金属丝的电阻率的实验中，（1）某学生用螺旋测微器测定该金属丝的直径时，测得的结果如图1所示，则该金属丝的直径______mm。（2）该同学先用多用电表欧姆挡粗测金属丝的电阻。将选择开关置于“”挡，欧姆调零后，将金属丝接在两表笔间，指针所指位置如图2所示，则金属丝的阻值约为______。（3）现要进一步精确测量其阻值，该同学在实验室找到以下器材：A. 电流表（量程0.6A，内阻约）    B. 电压表（量程3V，内阻约）C. 滑动变阻器（，3A）    D. 电池组（电压为3V，内阻不计）E. 开关一个，导线若干若要使得金属丝电阻的测量值更接近真实值，请用笔画线表示导线，在图3中补全实验的电路图_______。【答案】    ①. 3.706##3.704##3.705##3.707##3.708    ②. 6    ③. 16. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。（1）下列最合理的装置是______A. B. C. D. （2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是______A. 测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长B. 在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动C. 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大D. 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时（3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。①该图像的斜率为______A. g       B.     C.     D. ②由此得出重力加速度的测量值为______。（取3.14，计算结果保留三位有效数字）（4）重力加速度是一个重要的物理量，其在力学、热学、电学和天文学等方面都有广泛应用。请你利用已学过的知识设计另外两种测量重力加速度的实验方案，并写出需要测量的物理量，以及重力加速度的表达式。________________________________________________【答案】    ①. D    ②. BC##CB    ③. C    ④. 9.86    ⑤. 见解析17. 质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，电压为U；区域Ⅱ为偏转分离器，磁感应强度为B。今有一质量为m、电荷量为＋q的粒子（不计重力），初速度为零，经粒子加速器加速后，该粒子由O点沿垂直于磁场方向进入匀强磁场，并打到照相底片的P点。求：（1）粒子经过加速后的速度大小v；（2）粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径R；（3）粒子在偏转分离器中运动的时间t。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理可得解得（2）粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，故洛伦兹力提供向心力，则解得（3）该粒子由O点沿垂直于磁场方向进入匀强磁场，则根据对称性可知，垂直磁场方向出磁场，故在磁场中转动半个周期，则根据周期公式可知粒子在偏转分离器中运动的时间为18. 如图所示，长度为l的绝缘轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m，电荷量为＋q的小球。现加一水平向右的匀强电场，当绝缘轻绳处于与竖直方向成角的位置A处时，小球刚好处于静止状态（已知重力加速度为g，，，不计小球受到的空气阻力）。求：（1）匀强电场的电场强度大小E；（2）若轻绳被剪断，则绳剪断瞬间小球的加速度a；（3）现把小球置于图中位置B处，使OB沿着水平方向，轻绳处于拉直状态。小球从位置B无初速度释放，求小球通过最低点时的速度大小v。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球处于静止状态，受重力G，电场力F，轻绳拉力T，如图由共点力平衡条件可知解得匀强电场的电场强度大小（2）轻绳被剪断，小球重力G、电场力F作用，小球受到的合力由牛顿第二定律得则绳剪断瞬间小球的加速度（3）小球从位置B无初速度释放到最低点的过程中，根据动能定理得解得小球通过最低点时的速度大小19. 如图所示，半径为l、电阻不计的金属圆环水平放置，圆心O处及圆环边缘通过导线分别与阻值为R的电阻相连。圆环区域内分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。圆环上放置一根长度为l，阻值为r的金属棒OA，其一端在圆心O处，另一端A恰好搭在圆环上，可绕圆心转动，且始终与金属圆环接触良好。某同学查阅资料发现，当金属棒以角速度匀速转动时，产生的感应电动势可表示为，依据此表达式可获得以下相关量。（1）若金属棒转动方向如图所示，求通过电阻的电流I的大小及方向；（2）若各接触点及转轴的摩擦均可忽略不计，求金属棒以角速度匀速转动一圈外力做功W；（3）请你通过所学知识证明金属棒以角速度匀速转动时，产生的感应电动势为。【答案】（1），方向是由a到b；（2）；（3）证明过程见解析【解析】【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，通过电流R的电流根据右手定则可知通过电阻R的电流方向是由a到b；（2）金属棒匀速转动一圈的时间金属棒匀速转动一圈产生的总电能根据功能关系可知,金属棒匀速转动一圈外力需要做功（3）根据电动势的推导式可列式又因为联立解得20. 简谐运动是一种最基本的振动。（1）一个质点做机械振动，如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，而且方向与位移方向相反，就能判定它是简谐运动。如图1所示，将一个劲度系数为k的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的一端固定，另一端接一质量为m的小球。现将小球沿杆拉开一小段距离后松开，小球将以O为平衡位置往复运动。请你据此证明，小球所做的运动是简谐运动。（2）简谐运动还具有一些其他特征。简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系可以表示为，其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。请你证明，图1中小球的运动也满足上述关系，并说明其关系式中的a与哪些物理量有关。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量。（3）有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。现在请你结合（2）中简谐运动的特征，从能量的角度证明如图2所示的LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律（即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律）。已知电感线圈中磁场能的表达式为，式中L为线圈的自感系数，I为线圈中电流的大小；电容器中电场能的表达式为，式中C为电容器的电容，U为电容器两端的电压。（不计电磁波的辐射）【答案】（1）证明过程见解析；（2）证明过程见解析，a为常数且；（3）证明过程见解析
 【解析】【详解】（1）若小球向右偏离平衡位置的位移为x(x<x0),选取向右为正方向，由小球的受力分析可知，小球水平方向受到弹簧的弹力提供回复力，该力的大小F=kx与偏离平衡位置的位移大小成正比，且方向总是指向平衡位置，即F回=-kx所以小球做简谐运动。（2）由简谐振动过程中的机械能守恒，有整理可得即图1中小球的运动也满足上述关系，且常数 a为(3)LC振荡电路的总能量包括电容器的电场能和电感线圈中的磁场能，其总能量是守恒的，有其中 I0为 LC振荡电路中的最大电流，I和 U分别为某一时刻电路中的电流和电容器极板间的电压。整理可得而电容器的电荷量为代入可得与类比可知，电荷量q类比为位移x，电流I类比为速度v,可推得电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律。