黑龙江三校期末联考（一、六、九中学）2023-2024学年高三（上）物理试卷含答案解析

这是一份黑龙江三校期末联考（一、六、九中学）2023-2024学年高三（上）物理试卷含答案解析，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题（本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 8～10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）
甲 乙 丙丁
在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多物理研究方法，如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等。下列图示的问题研究中，关于科学方法叙述正确 的是（）
ABCD
研究物体沿曲面运动时重力做的功——微元法 B．“探究向心力大小的表达式”实验——等效替代法 C．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量——理想模型法 D．伽利略对自由落体运动的研究——极限法
北方冬季高空冰溜坠落容易伤及过往行人。若一冰溜（冰溜可看成质点）从楼顶坠落地面，其在最后 1 s 内下落的高度为 15 m。重力加速度 g 取 10 m／s2，不计空气阻力。则冰溜自由下落的时间为（）
A．1.5sB．2.0s
C．2.5sD．3.0s
如图所示，轻杆一端固定在 O 点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为 R 的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力大小为 F。则下列说法中正确的是
（ ）
小球在最高点时受到的弹力 F 的方向一定竖直向下 B．小球在最高点时受到的弹力 F 的方向可能竖直向上 C．小球在最高点时受到的弹力 F 的大小一定不能为零 D．小球在最高点时受到的弹力 F 的大小一定不能与小
球的重力等大
甲、乙两车在同一直线上沿同一方向同时开始运动，二者的 v－t 图象如图所示。已知甲、乙在第 1 s 末相遇，由此可知（）
乙车做匀变速直线运动
初始时刻甲车在乙车前方 3 m 处
甲、乙两车在第 3 s 末再次相遇
0~3s 内，甲、乙两车速度相等时相距最远
如图所示，倾角为θ且表面光滑的斜面固定在水平地面上，轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接物体 c，另一端连接物体 b。b 与物体 a 用轻弹簧连接，c 与地面接触且 a、b、c均静止。已知 a、b 的质量均为 m，重力加速度大小为 g。
则（）
A．c 的质量一定等于 2msinθ
B．剪断竖直绳瞬间，b 的加速度大小为 gsinθ
C．剪断竖直绳之后，a、b 将保持相对静止并沿斜面下滑 mgsinθ
D．剪断弹簧瞬间，绳上的张力大小为 mgsinθ
如图所示电路中，电压表和电流表均视为理想电表，灯泡 L 的电阻恒定不变，电源内阻不可忽略。闭合电键 S，将滑动变阻器滑片P 缓慢向右移动过程中，电压表示数变化量的绝对值为△U电流表示数变化量的绝对值为△I，则下列判断正确的是（）
灯泡变亮B．电容器的带电量变大
C． U 变大D．电源的效率增大
I
如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为 L。距磁场区域的左侧 L 处，有一边长为 L 的正方形导体线框，总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直。现用水平外
力 F 使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域，以初始位
置为计时起点。规定：电流沿逆时针方向时电动势 E 为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ为正，水平外力 F 向右为正。则下列关于线框中的感应电动势 E、所受外力 F、消耗的电功率 P 和通过线框的磁通量Φ随时间变化的图象正确的是（ ）
ABCD
如图所示，A 点的离子源在纸面内沿垂直 OQ 向上射出一束负离子，为使离子约束在
OP 之下的区域，可加垂直纸面的匀强磁场。已知 O、A 间的距离为 l，离子的比荷为 q ，
m
速率为 v，OP 与 OQ 间夹角为 37°。不计重力及离子间相互作用力，则所加磁场的磁感应强度 B 应（）
P
37º
v
垂直纸面向里， B  8mv
3ql
垂直纸面向里， B  2mv
3ql
垂直纸面向外， B  8mv
3ql
垂直纸面向外， B  3mv
2ql
OAQ
N
P
M
在一个固定的正点电荷产生的电场中，一个试探电荷 q（q＞0）两次以大小相等、方向不同的初速度从 P 点出发，分别抵达 M、N 点，运动轨迹如图所示。若 q 在 M、N 点时的速度大小也相等，且运动中仅受电场力，则下列判断正确的是（ ）
A．M 点电势高于 N 点电势
B．q 在 P 点的动能大于在 N 点的动能
C．q 从 P 点运动到 M 点的过程中电势能减小
D．q 在 M、N 两点的加速度大小相等
“食双星”是一种双星系统，两颗恒星互相绕行的轨道几乎在视线方向，这两颗恒星会交互通过对方，造成双星系统的光度发生周期性的变化。双星的光变周期就是它们的绕转周期。如大熊座 UX 星，光变周期为 4 小时 43 分，该双星由 A 星和 B 星组成，A星为 2.3 个太阳质量，B 星为 0.98 个太阳质量，A 星的表面物质受 B 星的引力开始离开 A星表面流向 B 星表面，短时间内可认为两星之间距离不发生变化，双星系统的质量之和也不发生变化。关于该短时间过程描述正确的是（ ）
双星之间的万有引力将变大 B．光变周期不变
C．A 星的线速度不变D．B 星的线速度将减小
二、非选择题（本题共 5 小题，共 54 分）
11．（6 分）某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于 A 点。光电门固定在 A 的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为 d 的遮光条（质量可忽略不计）。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t 可由计时器测出，取经过光电门过程中的平均速度作为钢球经过 A点时的瞬时速度。记录钢球每次下落时细线与竖直方向的夹角θ和计时器示数 t。计算并比较钢球在释放点和 A 点之间的重力势能变化的大小△Ep 与动能变化的大小△Ek，就能验证机械能是否守恒。
已知钢球质量为 m，悬点 O 到钢球球心的距离为 L，重力加速度大小为 g，则△Ep
＝（用 m、θ、L、g 表示）。
用△Ek＝ 1 mv2 计算钢球动能变化的大小。若某次测量中测得遮光条的宽度为 d，计
2
时器的示数为 t，则钢球的速度大小为 v＝。
下表为该小组的实验结果：
表中的△Ep 与△Ek 之间存在明显差异，可能的原因是。
A．夹角θ测量值偏大造成的 B．由于空气阻力过大造成的
C．测得的速度比小球的实际速度大造成的
12．（10 分）某同学做“测定金属电阻率”的实验，采用伏安法测定一阻值约为 6 Ω左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3 V，内阻约 1 Ω）
B．电流表（0～3 A，内阻约 0.025 Ω） C．电流表（0～0.6 A，内阻约 0.125 Ω）
D．电压表（0～3 V，内阻约 3 kΩ）
E．电压表（0～15 V，内阻约 15 kΩ） F．滑动变阻器（0～5 Ω，额定电流 1 A）
G．滑动变阻器（0～1000 Ω，额定电流 0.3 A） H．开关，导线
实验时电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用。（填写各器材的字母代号）
使用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量的示数如图所示，则金属丝的直径为mm。
△Ep（×10－2 J）
4.892
9.786
14.69
19.59
29.38
△Ek（×10－2 J）
5.04
10.1
15.1
20.0
29.8
实验中为了获得较大的电压调节范围，在下列所给实验电路图中应选。
某次测量中电流表、电压表的示数如图所示，可计算出金属丝的电阻为Ω
（结果保留两位有效数字），且电阻测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
13．（10 分）如图所示，MN、PQ 两条固定的光滑平行金属轨道与水平面成θ角，轨道间距为 L。P、M 间接有阻值为 R 的电阻。质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上，其有效阻值为 r。空间存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上。现由静止释放 ab，若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为 g。求：
金属杆 ab 运动的最大速度 vm；
金属杆 ab 运动的加速度为 1 g sin时，金属杆 ab 消耗的电热功率 P。
2
14．（12 分）如图所示，木板 A 静止在光滑水平面上，一小滑块 B（可视为质点）以某一水平初速度从 A 的左端冲上木板。
若 A 的质量为 M，B 的质量为 m，初速度为 v0，且滑块 B 未从木板 A 的右端滑出。
已知 B 与 A 间的动摩擦因数为μ，求 B 在 A 上滑过的距离△x；
v0
B
A
若 B 以 v1＝3.0 m／s 的初速度冲上 A，木板 A 最终速度的大小为 v＝1.5 m／s；若 B以 v2＝6.5 m／s 冲上 A，木板 A 最终速度的大小也为 v＝1.5 m／s。已知 B 与 A 间的动摩擦因数μ＝0.3，g 取 10 m／s2。求木板 A 的长度 L。
15．（16 分）如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立 xOy 坐标系，在第二象限内有平行于桌面的匀强电场，场强方向与 x 轴负方向的夹角θ＝53°。在第三象限垂直于桌面放置两块相互平行的平板 c1、c2，两板间距 d1＝1.0 m，板间有竖直向上的匀强磁场；两板右端在 y 轴上，板 c1 与 x 轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔 M，小孔 M 离坐标原点 O 的距离 L＝1.2 m。在第四象限内垂直于 x 轴放置一块平行于 y 轴且沿 y 轴负向足够长的竖直平板 c3，平板 c3 在 x 轴上垂足为 Q，垂足 Q 与原点 O 相距 d2＝0.3 m。现将一带负电的小球从桌面上的 P 点以初速度 v0＝3 m/s 垂直于电场方向射出，小球刚好垂直于 x 轴穿
过 c1 板上的 M 孔进入磁场区域。已知小球可视为质点，小球的比荷 q ＝10 C/kg，P 点与
m
小孔 M 在垂直于电场方向上的距离 s＝0.2 m。不考虑空气阻力。sin53º＝0.8，cs53º＝0.6。
求匀强电场的场强大小；
要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板 c3 上，求磁感应强度的取值范围；
若 t＝0 时刻小球从 M 点进入磁场，磁场的磁感应强度按图乙的规律随时间呈周期性变化（取竖直向上为磁场正方向），求小球从 M 点到打在平板 c3 上所用的时间。（结果可用分数表示）
P
v0
s
y
E
桌面
c1
θL
d2
Q
M
O
x
d1B
c3
c2
B/T
π
25
2π
25
3π
25
t/s
5/3
0
－5/3
甲乙
2023-2024学年高三上学期期末考试
物理答案
11． （1） mgL1−csθ (2分)（2） (2分) （3） C (2分)
12． （1） D (1分) C (1分) F (1分)
（2）5.465（5.464~5.466） (2分)
（3）甲 (2分) （4） 5.2 (2分) 小于 (1分)
13.答案 (1) (2)
解析 (1)ab具有最大速度时处于平衡状态，受力分析如图甲所示。
由平衡条件得mgsinθ＝FA，(1分)
又FA＝BIL，(1分)
由闭合电路欧姆定律可得，(1分)
E=BLvm （1分）
联立解得。(1分)
由牛顿第二定律 (2分)
可得
又P＝I2r，(2分)
解得 (1分)。
14．（1）（2）2.5m
【详解】（1）由题意可知，木板A和滑块B的系统动量守恒，则有：mv0=(M+m)v (1分)
由系统能量守恒定律有(1分)
由功能关系 (1分)
以上方程联立可解得：(2分)
由题意可知：当滑块B以速度v1冲上木板，最终滑块与木板有共同速度v；当滑块B以速度v2冲上木板，滑块将冲出木板，设滑块B的速度为v3，在此过程中木板的位移为x．
根据动量守恒定律有 ：(1分) (2分)
由动能定理 ； (2分) (1分)
以上方程联立可求得：L=2.5m (1分)
15.答案 (1)6N/C(2)T≤B≤T (3)0.4 s
解析 (1)小球在第二象限内做类平抛运动，
在垂直于电场方向上，有s＝v0t，(1分)
在平行于电场方向上，有at＝v0tanθ，(1分)
根据牛顿第二定律有qE＝ma，(1分)
代入数据解得E＝6N/C。(1分)
(2)小球通过M点的速度v＝eq \f(v0,csθ)＝5 m/s，(1分)
如图甲所示，小球刚好能打到Q点时，磁感应强度最大，设为B1，此时小球的轨迹半径为R1，由几何关系有eq \f(R1,L＋d2－R1)＝eq \f(L－R1,R1)，(1分)
由qvB＝meq \f(v2,R)，(1分)
得B＝eq \f(mv,qR)，即B1＝eq \f(mv,qR1)， 解得R1＝m，
B1＝T，(1分)
小球恰好不与c2板相碰时，磁感应强度最小，设为B2，此时小球的轨迹半径为R2，
易得R2＝d1，(1分)
解得B2＝T，(1分)
所以磁感应强度的范围是T≤B≤T。(1分)
小球进入磁场中做匀速圆周运动，半径r＝eq \f(mv,qB)＝0.3 m，(1分)
周期 s，(1分)
在磁场变化的半个周期内，小球运动轨迹所对应的圆心角为120°，小球在磁场中的运动轨迹如图乙所示，根据几何关系有β＝30°，一个周期内小球沿x轴方向运动的位移为2r＋2rsinβ＝0.9 m，而L－0.9 m＝0.3 m＝r，即小球刚好垂直y轴方向离开磁场，小球在磁场中运动的时间，s(1分)
小球离开磁场到打在平板c3上所用时间
t2＝eq \f(d2,v)＝0.06s s，(1分)
小球从M点到打在平板c3上所用时间
s。(1分)结果是分数的也给分
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
B
C
D
A
B
BC
CD
ABD