江西省赣州市2022-2023学年高三物理上学期1月期末试题（Word版附解析）

赣州市2022~2023学年度第一学期期末考试

高三物理试卷

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．在雨中，当雨滴垂直落在伞面上时，伞下的人不易被雨淋着，若雨滴在空中以1.6m/s的速度竖直下落，而打着伞的人以1.2m/s的速度向前行走，已知，则伞下的人不易被雨淋着的打伞方式为（    ）

A． B．  C．  D．

2．宇航员汤洪波在中国空间站为全国孩子们演示了“用筷子喝茶”的实验．这次实验中，质量约为的一滴茶水在筷子的作用下，其运动图像如图所示，4s时茶水成功进入嘴巴。4s内茶水运动的位移大小为0.35m．则茶水在加速过程中与筷子间的作用力大小约为（    ）

A．  B．  C．  D．

3．如图所示，一个盛满水的密闭容器随升降机在竖直方向上做匀速运动，容器中用两轻质弹性细绳分别悬挂一个铁球和拴着一个乒乓球，容器中的水、铁球和乒乓球都相对静止。某时刻发现悬挂铁球的细绳变长，则（    ）

A．拴着乒乓球的细绳变短     B．容器随升降机可能向上做加速运动

C．容器随升降机可能向上做减速运动  D．容器随升降机可能向下做加速运动

4．如图所示，高速公路上定速巡航（即汽车的运动速率保持不变）的汽车通过路面abcd，其中ab段为平直下坡路面，bc段为水平路面，cd段为上坡路面。整个过程中汽车所受的阻力大小不变，且阻力大于汽车重力沿斜坡向下的分力。如汽车在三段路面行驶的路程相同，关于汽车发动机的输出功率随时间变化的图像，下列能正确反映是（    ）

A．     B．

C．     D．

5．2022年7月24日，中国问天实验舱在海南文昌航天发生场发射升空，先进入的椭圆轨道，再经过调整进入圆轨道后顺利完成状态设置，于北京时间7月25日成功对接离地面高度约为的中国空间站．已知地球半径约为，同步卫星的轨道半径约为42400km，地表重力加速度g取9.8m/s2．下列判断正确的是（    ）

A．完成对接后，问天实验舱的运行速度略大于7.9km/s

B．在中国空间站中，航天员处于完全失重状态，加速度等于9.8m/s2

C．每天24小时内，航天员在中国空间站可以看到多次日出日落的现象

D．如航天员测出了中国空间站的运行周期T，则地球的平均密度

6．如图所示，粗糙的水平杆上套有两轻质小滑环A、B，质量为m的小球通过两根等长的轻质细绳分别与滑环A、B相连接，两细绳夹角为90°，现使杆右端缓慢抬起一定高度，始终两绳处于绷紧状态且两滑环均未滑动，则（    ）

A．左边细绳张力大小不变     B．右边细绳张力变小

C．滑环A受到的摩擦力变大    D．滑环B受到的摩擦力变大

7．如图所示，一小滑块（可视为质点）以某一初速度从O处沿水平地面向右滑行，滑上斜面后，恰好沿原路滑回O处．滑块与斜面及水平地面间的动摩擦因数相等，斜面与水平地面平滑连接。该运动过程中，取地面为零势能面，则滑块的机械能E、动能与水平位移x间的关系图线可能正确的是（    ）

A．      B．

C．      D．

8．如图所示，直线MN是竖直方向上的一条电场线．A、B、C是三个相同的金属小球，A球不带电，B球带的正电荷，C球带3q的负电荷，A球先后与B球、C球接触后，从M点静止释放，运动到N点这个过程中，其图象如图所示，则下列说法正确的是（    ）

A．A球在运动过程中，机械能可能增加

B．A球在N点加速度大，故A球在N点电场力大

C．A球做加速运动，故A球在M点的电势能大

D．若电场线方向向下，则N点的电场强度小于M点的电场强度

9．有、、、和五种带电粒子，其中某两种粒子从S点先后由静止经电压为U的电场加速后，沿水平方向进入匀强电场（场强大小为E、方向竖直向下）和匀强磁场（磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里）的叠加区后做直线运动，最终打在足够大的光屏的中心O点，如右图．整个装置处于真空中，不计粒子的重力和粒子间相互作用，则（    ）

A．两种粒子的电荷量相等

B．两种粒子的比荷相等，且

C．若撤去匀强电场，两种粒子在磁场中运动时间不相等

D．若撤去匀强磁场，两种粒子均能飞出匀强电场，则能打在光屏上的同一点

10．某实验兴趣小组模拟地球绕太阳做椭圆运动，模型如图所示，“地球E”套在固定的水平椭圆金属导轨上，“太阳S”位于椭圆导轨的一个集点上，AB、CD分别是椭圆的长轴和短轴，S、E间连接一根直金属杆，且金属杆与椭圆导轨始终保持良好接触，金属杆S端与导轨D处之间接有一阻值为R的电阻，已知椭圆导轨的总电阻为2R，其它电阻不计，且椭圆导轨区域内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场．现使“地球E”沿着导轨按图示方向运动，并带着金属杆绕S端转动起来，若SE连线在相同的时间内扫过的面积相等。则下列说法正确的是（    ）

A．金属杆两端的电压不变

B．金属杆克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热

C．“地球E”从D点运动一周过程中，电阻R上的发热功率不变

D．“地球E”运动到C点时，椭圆金属导轨消耗的电功率最大

二、实验题（本大题共2小题，其中11小题8分，12小题10分，共18分．把正确答案写在答题卡中的横线上）

11．（8分）某实验小组用智能手机“探究加速度与物体受力的关系”，装置如下图所示．主要实验步骤如下：

A．按图示安装实验装置，适当调节长木板的倾角，以使小车沿长木板运动时小车重力的下滑分力等于摩擦阻力；

B．调整定滑轮及力传感器相连的细线，使其竖直；

C．在动滑轮的下端挂上智能手机、沙桶，再由静止释放小车，记下力传感器的示数；由手机测出沙桶加速下降过程中的加速度，并计算出小车的加速度a；

D．在沙桶中加入细沙，多次重复步骤C；

E．根据实验数据在坐标纸上作出的图像．

根据以上实验过程，回答以下问题：

（1）实验中手机、沙桶和细沙的质量______（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量．

（2）每次实验中小车的加速度a是沙桶加速度的______倍．

（3）对于上述实验，下列说法正确的是______

A．本实验小车运动时可以不需要平衡摩擦力

B．使牵引小车的细线要与长木板平行

C．力传感器的示数应为智能手机、沙桶和细沙总重力大小的一半

（4）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与力传感器的示数F的关系图像，本实验中不可能出现的图像是______．

A． B． C．  D．

12．（10分）饮酒驾车，害人害己．某物理兴趣小组利用酒精气体传感器、小量程电流表等器材制作了一个简易的气体酒精测试仪．已知传感器的电阻随酒精气体浓度变化的关系，如图甲所示．目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度＜0.8mg/mL”．醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8mg/mL”．除酒精气体传感器以外，从实验室找到以下器材：

A．直流电源（电动势为6V，内阻忽略不计）

B．电流表（量程为，内阻）

C．电阻箱（最大阻值为99999.9Ω）

D．定值电阻（阻值为）

E．定值电阻（阻值为5Ω）

F．单刀双掷开关一个，导线若干

（1）实验小组设计了如图乙所示的酒精测试仪电路图．

（2）电路中定值电阻应选______（选填或）让电流表的量程扩大为______倍．

（3）再按照下列步骤制作酒精测试仪：

①先把开关向c端闭合，再把电阻箱阻值从最大值调到30.0kΩ。则丙图中电流表示数为，并将此刻度线标记为0mg/mL；

②逐渐减小电阻箱的阻值，电流表的示数逐渐恋大，电阻箱阻值调到4kΩ时，电流表的示数为______，应把此刻度标记为______mg/mL；

③当电阻箱阻值调到2kΩ时，电流表示数为，并将此刻度线标记为0.8mg/mL；

④按照甲图中的数据，电阻箱选取更多不同的电阻值，将对应电流表的电流示数逐一标为相应的酒精气体浓度；

⑤将开关向d端闭合，测试仪即可正常使用．

（4）制作好的酒精测试仪酒精浓度的刻度是均匀的吗？请说明理由．

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三、计算题（本大题共4小题，第13-15题每小题10分，第16题12分，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）

13．（10分）如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，过B点的竖直线左方有竖直向下的匀强电场，一带正电的小滑块（可视为质点）静置于A点．现在水平向左的恒力F的作用下小滑块由静止开始运动，经过B点时速度为并撤去力F，此后恰好能通过半圆形轨道最高点C．已知半圆形轨道的半径，小滑块的质量、带电量且始终保持不变，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数，AB的长度，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）水平恒力F的大小；

（2）匀强电场的电场强度大小E．

14．（10分）如图所示，两条相距d的足够长的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆AB静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度匀速向右扫过金属杆时，金属杆的速度变为v，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，已知金属杆在导轨间的电阻为r，金属杆与导轨间滑动摩擦力大小为f，不计导轨的电阻，求：

（1）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小和方向；

（2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；

（3）PQ刚要离开金属杆时，电阻R消耗的电功率P．

15．（10分）2022年2月8日北京冬奥会上，首钢滑雪大跳台的设计灵感来源于中国敦煌画壁中的“飞天”，丝带在空中飞舞的形态与大跳台赛道曲线十分契合。运动员在这次比赛中从大跳台一跃而起，如图1所示，到达最高点的速度大小为，通过视频慢镜头回放确认在空中飞行了时间与着陆坡成20°角着陆，缓冲后沿着着陆坡滑向终点区．根据现场测量，起跳台和着陆坡的坡度都是40°，如图2所示．运动员运动过程中不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，，求：

（1）速度大小；

（2）已知运动员的质量为m，缓冲时间为，则在垂直着陆坡方向上双脚受到的平均作用力为多大？（结果用等字母和三角函数表示）

16．（12分）如图所示，在纸面内存在一半径为R的圆形区域，区域内、外分别存在大小不同、方向均垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小关系为，以圆形区域中心O为坐标原点，在纸面内建立直角坐标系．O处有一粒子源，可以在纸面内向各个方向发射速度大小均为v的电子，电子回到O处时会被立即吸收掉，其中沿与x轴正方向成角发射的电子A，恰好可以经过x轴上的P点（图中未标出）．已知电子的电量为、质量为m，圆形区域内磁场的磁感应强度，不考虑电子之间的作用力．求：

（1）电子在圆形磁场区域内运动的轨迹半径r；

（2）P点的横坐标；

（3）要使发射出的所有电子都能回到O处，圆形区域外磁场的最小面积S．

高三物理参考答案

11．（1）不需要（2分） （2）2（2 分） （3）B（2 分） （4）C（2分）

12．（2）（2分） 10（2分） （3）150（2分） 0.2（2分）

（4）不是；因传感器的电阻与酒精气体浓度的关系不成反比（2分，其他表述合理均可给分）

13．解：（1）对小滑块，由动能定理，得（2分）

解得（2分）

（2）对小滑块从B运动到C，有（2分）

在C处有（2分）

解得（2分）

14．解：（1）感应电动势（1分）

感应电流（1分）

解得（1分）

方向由A到B（1分）

（2）安培力（1分）

牛顿第二定律（1分）

解得（1分）

（3）金属杆切割磁感线的速度，则感应电动势（1分）

感应电流

R消耗的电功率（1分）

解得（1分）

15．解：（1）设运动员起跳飞出后运动到最高点的速度为，上升阶段所用时间为，下降阶段至接触着陆坡所用时间为，则A处起跳时有

水平（1分）

竖直（1分）

接触着陆坡B处时有

水平

竖直（1分）

又联立以上各式解得（2分）

（2）运动员着陆前瞬间的速度为

垂直着陆坡方向的速度为（1分）

根据动量定理（2分）

联立可得（2分）

16．解：（1）由洛伦兹力提供向心力，则有（2分）

得（2分）

（2）由得（1分）

粒子的部分运动轨迹如图所示

根据几何关系

故

（1分）

中，由勾股定理得（1分）

得（1分）

（3）中由余弦定理得（2分）

粒子运动到离O点最远的点N（连心线与圆的交点）

（1分）

圆形区域外的磁场的最小面积为（1分）