河北省衡水二中集团校2024-2025学年高三（上）期末物理试卷-自定义类型

这是一份河北省衡水二中集团校2024-2025学年高三（上）期末物理试卷-自定义类型，共11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。
1.“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 机场安检是利用γ射线穿透本领强的特点来探测行李箱中的物品
B. 机械波在介质中的波速与频率无关，电磁波在介质中的波速与频率有关
C. 麦克斯韦电磁理论告诉我们，变化的电场一定产生变化的磁场
D. 所有物体都发射红外线，因此可利用红外线设计防伪措施
2.研究人员发现一种新型合金，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。线圈B套在圆柱形合金材料A上，线圈B的半径大于合金材料A的半径。现对合金材料A进行加热，下列说法正确的是( )
A. 线圈B的磁通量将减小
B. 线圈B一定有收缩的趋势
C. 线圈B中感应电流产生的磁场阻止了线圈B内磁通量的增加
D. 若从左向右看线圈B中产生顺时针方向的电流，则合金材料A左端是N极
3.一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于ab两点。棒的中部处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N。为了使悬线中的拉力等于零，可以（ ）
A．只适当减小磁感应强度
B．只适当减小电流强度
C．使磁场反向，并需要考虑是否调整磁感应强度B的大小
D．使磁场反向，不需要考虑是否调整磁感应强度B的大小
4.在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻R1=R2=8Ω，R3为滑动变阻器，电流表为理想电表。电源输出电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A. 当R3=8Ω时，电流表的示数为1A
B. 当R3=8Ω时，电源的输出功率为32W
C. 滑片P向下移动时，电流表示数增大
D. 滑片P向上移动时，流过R3的电流增大
5.如图所示，真空中正方体底面的四个顶点上固定着电荷量相同的正点电荷，顶面中心O处的电场强度大小为E0。若任意取走底面顶点上的一个点电荷，则顶面中心O处的电场强度大小为( )
A. E04
B. 3E04
C. 34E08
D. 38E08
6.电饭锅的电路图如图1所示，S1是一个限温开关，其内部结构如图2所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点(103℃)时此开关会自动断开。S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开，R1是限流电阻，R2是加热电阻。下列说法正确的是( )
A. 当感温磁体的温度达到居里点时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧的作用下，两触点断开
B. 开始煮饭时不按下限温开关S1一样可以把饭煮熟
C. 用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关S1也会自动断开
D. 电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在70℃到100℃之间
7.如图所示，一半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子从A点以某一速度垂直射入匀强磁场，入射方向与直径AB的夹角为37°，最后从B点离开磁场，带电粒子从A点运动到B点的过程中，速度变化量为v0，不计粒子重力，sin37°=0.6，下列说法错误的是( )
A. 磁场方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为mv02qR
C. 粒子从A点运动到B点的时间为37πR90v0
D. 若仅减小粒子速度大小，则其在磁场中运动时间不变
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，一光滑半圆环竖直固定于粗糙的木板上，圆心为O1，小球A穿套在环左侧最低点，并由轻绳通过光滑的小滑轮O与小球B相连，B右侧细线水平，O点在环心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA⊥OB，两球均处于静止状态，小球A恰好对木板没有力的作用．若对B施加一外力F，使小球A缓慢运动到O点正下方的过程中，木板始终静止．则下列说法正确的是( )
A. A、B两球的质量之比为 3：1B. OA细线拉力逐渐变大
C. 地面对木板的摩擦力逐渐变小D. 地面对木板支持力逐渐变小
9.图像可以直观地反映一个物理量随另一个物理量变化的规律。一小球从距地面高h1处由静止开始下落，与水平地面碰撞后弹起所达到的最高点距地面的高度为h2(h2C，可知光线bc边发生全反射，bc边无光线射出。
(2)由几何关系可知，ac =12L，ad =ac-cd=12L-4L=8L，ab=bctan60°=6L× 3=6 3L，则
de=8Ltan30°=8 3L3
ae=8Lcs30∘=16 3L3
eb=ab-ae=6 3L-16 33=2 33L
ef=ebsin30∘=4 33L
则光线从d点经e点到f点的传播路程为
s=de+ef=8 33L+4 33L=4 3L
光在三棱镜中传播的速度为
v=cn=c 2
则所求时间为
t=sv
解得
t=4 6Lc
答：(1)三棱镜对此单色光的折射率为 2，bc边没有光线射出；
(2)光线从d点经e点到f点的传播时间为4 6Lc。
14.解：(1)圆形金属线圈的电阻为：r=2πRNλ
解得：r=0.2Ω
当电阻箱R1的阻值为零时，导体棒ab与卡销之间沿导轨方向无挤压作用，设此时的电流强度为I0，对导体棒根据平衡条件可得：
mgsinθ=B2I0L
解得：I0=0.3A
根据闭合电路的欧姆定律可得感应电动势大小为：E=I0(R2+r)
解得：E=0.3V
根据法拉第电磁感应定律可得：E=NΔΦΔt=N⋅ΔB1Δt⋅13πR2
解得：ΔB1Δt=925πT/s；
(2)将R2、线圈在磁场外的部分电阻均视为内电阻，根据外电阻等于内电阻时电源输出功率最大可知，当R1=0.5Ω时其功率最大，此时的电流强度为：
I=Er+R1+R2
解得：I=0.2A
R1消耗的电功率：P1=I2R1，解得：P1=0.02W
设导体棒ab在沿导轨方向与卡销间的弹力大小为F，根据平衡条件可得：F+B2IL=mgsinθ
解得：F=0.1N。
答：(1)磁感应强度B1随时间t变化的变化率为925πT/s；
(2)调节电阻箱R1的阻值，使得R1消耗的电功率最大，此时R1消耗的电功率为0.02W，导体棒ab在沿导轨方向与卡销间的弹力大小为0.1N。
15.解：(1)从P到Q过程做平抛运动，设到达Q点时的竖直方向速度为vy，P、Q两点的高度差为h，则有
tanθ=v0vy
竖直方向做自由落体运动有
vy2=2gh
联立解得
h=0.8m
(2)设到达Q点时的速度为vQ，则有
v0=vQsinθ
从Q到S过程由机械能守恒有
mg(R+Rsinθ)=12mvS2-12mvQ2
解得
vS=7m/s
根据牛顿第二定律，在S点有
FS-mg=mvS2R
代入数据得
FS=75.3N
由牛顿第三定律得小球在S点对轨道弹力大小为75.3N。
(3)规定向右为正方向，小球与滑块碰撞过程由动量守恒有
mvS=mv+Mu
由机械能守恒有
12mvS2=12mv2+12Mu2
解得
v=-3.5m/s，u=3.5m/s
假设滑块在传送带上一直加速，设其离开传送带时的速度大小为u'，则滑块在传送带上的加速度
a=μMgM
又
u'2-u2=2ad
代数据解得u'=7m/s，恰好等于传送带速度，假设成立。
设滑块沿斜面运动距离为l，滑块在斜面上的加速度
a'=Mgsinθ+μMgcsθM
u'2=2a'l
解得
l=2.04m
答：(1)P、Q两点的高度差为0.8m；
(2)小球经过S点时对圆弧轨道的弹力大小为75.3N；
(3)小球与滑块第一次碰撞后，滑块沿斜面FB运动的最高点到F的距离为2.04m。