2022-2023学年宁夏六盘山中学高三上学期期末测试物理试题含解析

  宁夏六盘山高级中学2022-2023学年第一学期高三期末测试卷

一、单项选择题（每题4分，共32分）

1. 物理学的发展推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步。下列关于物理学史和物理方法的叙述正确的是（　　）

A. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法

B. 在推导匀变速直线运动位移与时间关系时，将整个过程划分成很多小段，每一小段看成匀速直线运动，然后把每一段位移相加，采用了微元法

C. 为了纪念牛顿，将力的国际单位命名为牛顿，并将其作为基本单位

D. 安培发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想

【答案】B

【解析】

【详解】A．在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了理想模型法，A错误；

B．微元法是一种深刻的思维方法，是先分割逼近，找到规律，再累计求和，达到了解整体的目的。在推导匀变速直线运动位移与时间关系时，先将整个过程划分成很多小段，每一小段看成匀速直线运动，然后把每一段位移相加，采用了微元法，B正确；

C．为了纪念牛顿，将力的国际单位命名为牛顿，牛顿是导出单位，不是基本单位，C错误；

D．法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的设想，D错误。

故选B。

2. 根据《机动车驾驶证申领和使用规定》，司机闯红灯要扣6分，并处罚金200元。某小轿车驾驶员看到绿灯开始闪时，经短暂时间思考后开始刹车，小轿车在红灯刚亮时恰停在停车线上，图像如图所示。若绿灯开始闪烁时小轿车距停车线距离，则（　　）

A. 小轿车刹车的加速度大小为2m/s2

B. 小轿车的刹车距离为7m

C. 绿灯开始闪烁到红灯刚亮的时间为3s

D. 绿灯开始闪烁到红灯刚亮的时间为2.5s

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由题意可知小轿车在整个过程的位移L＝10.5m，轿车匀速运动的位移

所以轿车刹车过程的位移

刹车过程根据速度位移关系有

可得刹车的加速度大小为

故AB错误；

CD．刹车过程根据速度时间关系有

解得刹车时间为

绿灯开始闪烁到红灯刚亮的时间为

故C正确，D错误。

故选C。

3. 如图所示，在2022年世界杯某一场足球比赛中，运动员一脚将沿水平方向速度大小为5m/s飞来的足球以大小为10m/s的速度反向踢回，已知足球质量为0.4 kg，假设足球与脚接触的时间。取，则脚踢球的过程中（　　）

A. 脚对足球不做功

B. 足球受到的冲量大小为

C. 足球受到脚的水平方向平均作用力为60 N

D. 足球受到的合力为60 N

【答案】C

【解析】

【详解】A．水平方向初速度大小为5m/s飞来的足球以大小为10m/s的速度反向踢回，足球质量为0.4 kg，可知足球的动能增加了，由动能定理可知，脚对足球做了功，A错误；

B．由动量定理，设v=10m/s的速度方向为正方向，可得

B错误；

C．由动量定理，设v=10m/s的速度方向为正方向，可得

解得

C正确；

D．足球受到重力为

G=mg=0.4×10N=4N

脚的水平方向平均作用力为60 N，则有足球受到的合力为

D错误。

故选C。

4. 如图所示是双量程电压表的电路图，已知电流表满偏电流，电阻，，当使用a、b两个端点时，量程为0～10V，则使用a、c两个端点时的量程是（　　）

A. 0～15V B. 0～20V C. 0～25V D. 0～30V

【答案】D

【解析】

【详解】根据欧姆定律得

解得

故选D。

5. 下列关于电势和电势能的说法，正确的是（　　）

A. 对于一个确定的点电荷，在电势越高的位置，其电势能一定越大

B. 在电势一定的位置，放入某点电荷的电荷量越大，该点电荷的电势能一定越大

C. 正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点的电势能

D. 在电场中移动一电荷，若电场力对其做负功，其电势能一定增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．电势能既与电势有关，又与电荷量以及电性有关，对于一个确定的负点电荷在电势越高的位置，其电势能反而越小，故A错误；

B．在电势一定的位置，电势能与电性和电荷量大小有关，放入某点电荷的电荷量越大，该点电荷的电势能不一定越大，比如：在电势为负的位置，放置的正电荷电荷量越大，电势能越小，故B错误；

C．在电势为负的同一位置，放置正电荷的电势能比负电荷具有的电势能小，故C错误；

D．根据电场力做功与电势能的关系，可知在电场中移动一电荷，若电场力对其做负功，其电势能一定增大，电场力做正功，电势能减小，故D正确。

故选D。

6. 在如图所示的电路中，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时（　　）

A. 流过电源的总电流增大 B. R1消耗的功率不变

C. 电源总功率增大 D. R2所在支路的电流增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的总电流减小，故A错误；

B．由于电源内阻忽略不计，所以R1和R2两端电压相等且始终等于电源电压，即

其消耗的功率为

由于R1阻值不变，故R1消耗的功率不变，故B正确；

C．由于电源内阻忽略不计，滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电路的总电阻增大，则电源总功率为

故电源总功率减小，故C错误；

D．由于电源内阻忽略不计，R2两端电压始终等于电源电压，流过该支路的电流为

由于电阻R2增大，所以流过其电流减小。故D错误。

故选B。

【点睛】分析可变电阻所在支路的电流变化情况时，也可通过并联电路的分流规律进行分析。

7. 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下｡现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（  ）

A. ab中的感应电流方向由a到b B. ab中的感应电流逐渐减小

C. ab所受的安培力保持不变 D. ab所受的静摩擦力保持不变

【答案】A

【解析】

【详解】A．磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得,ab中的感应电流方向由a到b,故A正确；

B．由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律有

由于磁通量均匀减小，可知,感应电动势恒定,则感应电流不变,故B错误；

C．根据安培力公式知,电流I不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误；

D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,则，安培力减小,则静摩擦力减小,故D错误。

故选A。

8. 如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，副线圈n2通过理想二极管接有电容的电容器和阻值的电阻，理想变压器匝数比。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈匝数，内阻不计且线圈面积是0.2m2，发电机转动的角速度大小为25rad/s，电压表是理想电表，下列说法正确的是（　　）

A. 电压表示数为10V B. 电阻R的电功率等于10W

C. 电容器上的电荷量为 D. 电容器上的电荷量为

【答案】B

【解析】

【详解】A．交流发电机产生电动势峰值

电压表示数为电动势的有效值，则有

即电压表示数为，A错误；     

B．电阻R两端的电压

则有电阻R的电功率

B正确；

CD．由于二极管具有单向导电性，电容器只充电不放电，则有电容器两端电压最大值应为交流电的峰值，电阻R两端电压的最大值为

则有电容器两端电压的最大值为20V，电容器上的电荷量

CD错误。

故选B。

二、多项选择题（每题4分，共16分。每题至少有两个选项正确）

9. 2022年9月27日，“鲲龙”AG600M灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12吨投汲水试验。“鲲龙”AG600M灭火机在水面高速滑行15秒完成12吨汲水，随即腾空而起。假设“鲲龙”AG600M灭火机在水平面上汲水的过程中做初速度为10m/s、加速度为2m/s2的匀加速直线运动，则（　　）

A. “鲲龙”AG600M灭火机在第10s末的速度大小为30m/s

B. “鲲龙”AG600M灭火机前10s通过的总位移为110m

C. “鲲龙”AG600M灭火机在15s内的平均速度为15m/s

D. “鲲龙”AG600M灭火机在15s内的中间位置的瞬时速度为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．“鲲龙”AG600M灭火机在第10s末的速度大小为

故A正确；

B．“鲲龙”AG600M灭火机前10s通过的总位移为

故B错误；

C．“鲲龙”AG600M灭火机在15s末的速度为

“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的平均速度为

故C错误；

D．根据匀变速直线运动的规律可得“鲲龙”AG600M灭火机在15s内的中间位置的瞬时速度为

故D正确。

故选AD。

10. 光滑水平桌面上放置一长木板 ，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块 ，现有一水平向右的恒力 F 作用于铁块上，以下判断正确的是（　　）   

A. 铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止

B. 若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动

C 若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可能发生相对滑动

D. 若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间仍将保持相对静止

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．设木板的质量为M，小铁块的质量为m，它们之间的最大静摩擦力为f，根据牛顿第二定律知，当两者的加速度

时，即

则

时，两者发生相对滑动，选项A错误，B正确；

CD．若两者保持相对静止，知两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力，拉力反向，则整体加速度反向，此时两者摩擦力的大小不变，方向改变，仍然保持相对静止，选项C错误，D正确。

故选BD。

11. 一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动，如图所示，运动方向与水平方向成，运动员的加速度大小为。已知运动员（包含装备）的质量为m，则在运动员下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员重力势能的减少量为mgh B. 运动员动能的增加量为

C. 运动员动能的增加量为 D. 运动员的机械能减少了

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．在运动员下落高度为h的过程中，重力做功为，故运动员重力势能的减少量为，故A正确；

B C．根据牛顿第二定律

运动员下落高度为h的过程中位移为

则根据动能定理

则运动员动能的增加量为

故B错误，C正确；

D．运动员重力势能的减少量为，动能的增加量为，则运动员的机械能减少了

故D正确。

故选ACD。

12. 空间存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，图中的正方形abcd为其边界。一束速率不同的带正电粒子从左边界ad中点P垂直射入磁场，速度方向与ad边夹角，已知粒子质量为m，电荷量为q，粒子间的相互作用和粒子重力不计，则（　　）

A. 粒子在磁场中运动的最长时间为

B. 从bc边不同位置射出的粒子在磁场中的运动时间不相等

C. 入射速度越大的粒子，在磁场中的运动时间越长

D. 运动时间相同的粒子，在磁场中的运动轨迹可能不同

【答案】BD

【解析】

【详解】A．当粒子从边离开磁场时，粒子轨迹对应的圆心角最大，在磁场中运动的时间最长，如图所示

由图中几何关系可知，最大圆心角为，故最长时间为

故A错误；

B．因粒子的质量和电量相同，则周期相同，从边不同位置射出的粒子在磁场中的轨迹圆心角不同，则所用的时间不相等，故B正确；

C．若粒子从、或边射出，入射速度越大的粒子在磁场中的运动弧所对的圆心角越小，则时间越短，故C错误；

D．运动时间相等的粒子，在磁场中的运动轨迹可能不同，比如从之间射出的粒子，轨迹圆心角均为，运动时间均为，但轨迹不同，故D正确。

故选BD。

三、填空题（每空2分，共16分）

13. 图(a)中，水平放置气垫导轨上有A、B两个质量相同的滑块，滑块上的遮光片宽度均为d，A位于导轨的左端，B位于导轨中间，A、B间，B与导轨右端各有一个光电门。用手推一下A，A向右运动与B 发生碰撞并粘到一起，测得A通过光电门1的遮光时间为t1；A、B一起通过光电门2时B上遮光片的遮光时间为t2。完成下列填空：

(1)A通过光电门时速度的大小为_______；（用题中物理量的符号表示）

(2)用游标卡尺测量d时示数如图(b)所示，则d=______cm；

(3)当t1=_______t2时，A、B组成的系统碰撞前后的动量守恒。

【答案】    ①.     ②. 0.85    ③. 0.5

【解析】

【详解】(1)[1]A物体通过光电门的时间极短，则平均速度约为瞬时速度：

(2)[2]10分度的游标卡尺，精确度为0.1mm，游标上第5格与主尺对齐，则：

(3)[3] A向右运动与B 发生碰撞并粘到一起，满足动量守恒定律，可得：

而

故

。

14. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“6 V　3 W”，其他可供选择的器材有：

A．电压表V1（量程6 V，内阻约20 kΩ）

B．电压表V2（量程20 V，内阻约60 kΩ）

C．电流表A1（量程3 A，内阻约0.2 Ω）

D．电流表A2（量程0.6 A，内阻约1 Ω）

E.滑动变阻器R1（0～100 Ω，0.5 A）

F.滑动变阻器R2（0～20 Ω，2 A）

G.学生电源E（6～8 V）

H.开关S及导线若干

①实验中电压表选用______，电流表选用______，滑动变阻器选用_______；（填写仪器前面的字母）

②设计实验电路时安培表应________（填“内接”或“外接”）。通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成U-I关系曲线如图所示。

③若将该小灯泡接在电动势为6 V内阻15 Ω的电源两端，则小灯泡实际消耗的功率为_______ W。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. A（或V1）    ②. D（或A2）    ③. F（或R2）    ④. 外接    ⑤. 0.45～0.54

【解析】

【详解】①[1][2][3]灯泡额定电压为6V，电压表选择A（或V1）；灯泡的额定电流为0.5A，电流表选择D（或A2）；为方便实验操作，滑动变阻器应选择F（或R2）；

②[4]因灯泡电阻较小，故在设计实验电路时安培表应外接；

③[5] 若将该小灯泡接在电动势为6 V内阻15 Ω的电源两端，则U=6-15I，画出电压的U-I图像，则交点即为小灯泡的工作点，可读出通过灯泡的电流为I=0.28A，灯泡两端的电压为U=1.7V；可知灯泡的实际功率为

P=IU=0.28A×1.7V=0.48W

四、解答题（共36分，需要有必要的解题过程和文字）

15. 2022年在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，AB为长直助滑道，与半径的圆弧滑道BC在B点平滑连接。已知A与C的竖直高度差，质量的运动员，从A点处由静止开始下滑到最低点C的过程中，阻力对运动员做功，取。求：

（1）运动员经过滑道最低点C时速度的大小；

（2）运动员经过最低点C时对滑道的压力。

【答案】（1）10m/s；（2）1100N，方向竖直向下

【解析】

【详解】（1）运动员从最高点经过滑道最低点过程，根据动能定理得

代入数据解得

（2）运动员到达点是，受到重力和轨道的支持力作用，二力的合力提供向心力

代入数据解得

根据牛顿第三定律可知，运动员对轨道的压力与轨道对运动员的支持力等大反向，则

方向竖直向下。

16. 如图所示，把一个质量kg的小球放在高度m的直杆的顶端。一颗质量kg的子弹以m/s的速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，小球落地处离杆的水平距离m。取重力加速度m/s2，不计空气阻力。求：

（1）小球在空中飞行的时间t；

（2）子弹刚穿出小球瞬间的速度v；

（3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能。

【答案】（1）1s；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）子弹穿过小球后，小球在竖直方向做自由落体运动，则有

解得

（2）设子弹穿过小球后小球做平抛运动初速度为v1，因为小球水平方向为匀速运动，所以有

子弹穿过小球的过程，子弹与小球的系统动量守恒。取水平向右为正方向，则

解得

（3）子弹穿过小球的过程中，系统损失的机械能

17. 如图所示，在直角坐标系“xOy的y轴右侧有半径为R的圆形有界磁场区域，磁场方向垂直于坐标平面向里，圆与y轴相切于坐标原点O，在y轴与之间有沿y轴负方向的匀强电场，在P（，）点沿x轴正方向射出质量为m、电荷量为q、初速度大小为的带正电的粒子，粒子经电场偏转后刚好从O点进入磁场，经磁场偏转后，以垂直于y轴方向再次进入电场，不计粒子重力，求：

（1）匀强电场的电场强度大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小；

（3）带电粒子在电场、磁场中运动的总时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律可得

由受力分析可得

联立解得

（2）根据类平抛运动可知，粒子射入磁场时位移与水平方向的夹角的正切值

那么，射入磁场时速度与水平方向的夹角的正切值

解得

由运动的分解可知

粒子进入磁场运动轨迹如图所示，其中是轨迹圆的圆心，是磁场圆的圆心

由几何关系可得

所以

因此

由几何关系

解得

由洛伦兹力提供向心力可得

联立解得

（3）粒子在第一次电场中运动的时间为

由几何关系可知粒子在磁场中旋转了，则粒子在磁场中的运动时间

联立解得

粒子第二次在电场中的时间为

综上，粒子在电场和磁场中运动的时间

解得