2024届黑龙江省哈尔滨市哈尔滨第六中学等重点三校高三上学期期末联考试题 物理 （Word版）

这是一份2024届黑龙江省哈尔滨市哈尔滨第六中学等重点三校高三上学期期末联考试题 物理 （Word版），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。

（本试卷满分 100 分，考试时间 75 分钟）
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）
1．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( )
甲 乙 丙 丁
A B C D
A ．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
2 ．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 ．1.5s B ．2.0s
C ．2.5s D ．3.0s
3 ．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
( )
A ．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
4 ．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( )
A ．乙车做匀变速直线运动
B ．初始时刻甲车在乙车前方 3 m 处
C ． 甲、乙两车在第 3 s末再次相遇
D ．0~3s 内， 甲、乙两车速度相等时相距最远
5 ．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
6 ．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( )
A ．灯泡变亮 B ．电容器的带电量变大
C . 变大 D ．电源的效率增大
7 ．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( )
A B C D
物理试题 第 2页（共 6页）
8 ．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 ， 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( )
B >
2mv B >
3ql
8mv
B >
3ql
3mv
B >
2ql
A ．垂直纸面向里，
B ．垂直纸面向里，
C ．垂直纸面向外，
D ．垂直纸面向外，
9 ．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
O
P
v
37º
A
Q
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
N
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
M
C ．q 从 P 点运动到 M 点的过程中电势能减小
P
D ．q 在 M、N 两点的加速度大小相等
10 ．“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( )
A ．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。
（1） 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）。
（2）用△Ek ＝ 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
时器的示数为 t ，则钢球的速度大小为 v ＝ 。
（3）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
（1）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）
（2）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
（3）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 。
（4）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：
（1）金属杆 ab 运动的最大速度 vm；
（2）金属杆 ab 运动的加速度为g sinθ 时，金属杆 ab 消耗的电热功率 P。
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。
（1）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；
（2）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。
v0
B
A
y
桌面
c1
d1
B/T
5/3
0
-5/3
P
E
v0
s θ 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 ＝10 C/kg，P 点与 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。 （1）求匀强电场的场强大小；
（2）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；
（3）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）
d2 a
O x
M
B
c3
c2
甲
2π
25
3π
25
π
25
t/s
乙
2023-2024 学年高三上学期期末考试
物理答案
11 ． （1） ⭨ᦱ 2 元䁥 (2 分)（2） d t (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) mg(sinθ (2)(|（mθ2 r
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)
, (1 分)
由闭合电路欧姆定律可得I =
E=BLvm （1 分）
联立解得vm = mg(sinθ。(1 分)
(2) 由牛顿第二定律mg sinθ- BIL = ma (2 分)
可得I =
又 P＝I2r，(2 分)
解得P = 2 r (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： , ( (1 分)
由系统能量守恒定律有 mv = m + M)v2 + Q(1 分)
由功能关系 Q = μmg . Δx (1 分)
以上方程联立可解得： Δx = (2 分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
B
C
D
A
B
BC
CD
ABD
（2） 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 mv1 = (M + m)v ：(1 分)
由动能定理 - μmg(x + L) = mv - mv
; (2 分)
mv2 = Mv + mv3 (2 分)
μmgx = Mv 0 (1 分)
1 2 -
2
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＝ cθ =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 ＝ ，(1 分)
由 qvB＝m，(1 分) 得 B ＝ ， 即 B1 ＝ ，
B1 ＝ T，(1 分)
解得 R1 ＝ m，
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)
(3) 小球进入磁场中做匀速圆周运动，半径 r ＝ ＝0.3 m，(1 分)
周期T = = 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， t1 = T0 =
s(1 分)
小球离开磁场到打在平板 c3 上所用时间
t2 ＝ ＝0.06s s，(1 分)
小球从 M 点到打在平板 c3 上所用时间
t = t1 + t2 = + = 心 0.4s。(1 分)结果是分数的也给分