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1、物理试题 第 1页（共 6页）2023-2024 学年高三上学期期末考试物理试题（本试卷满分（本试卷满分 100 分，考试时间分，考试时间 75 分钟）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 17 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 810 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（）ABCDA研究物体沿曲面运动时重力做的功微
2、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 ms2，不计空气阻力。则冰溜自由下落的时间为（）A1.5sB2.0sC2.5sD3.0s3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
3、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丙丁#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#黑龙江省哈尔滨市部分高中物理试题 第 2页（共 6页）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 vt 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D03s 内，甲、乙两车速度相等时相距最远5如图所示，倾角为且表面光滑的斜
4、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（）Ac 的质量一定等于 2msinB剪断竖直绳瞬间，b 的加速度大小为 gsinC剪断竖直绳之后，a、b 将保持相对静止并沿斜面下滑 mgsinD剪断弹簧瞬间，绳上的张力大小为 mgsin6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
5、确的是（）A灯泡变亮B电容器的带电量变大CIU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随时间变化的图象正确的是（）ABCD#QQABSYoQgggIAAJAARgCQ
6、QFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#物理试题 第 3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mq，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（）A垂直纸面向里，qlmB38 vB垂直纸面向里，qlmB32 vC垂直纸面向外，qlmB38 vD垂直纸面向外，qlmB23 v9在一个固定的正点电荷产生的电场中，一个试探电荷 q（q0）两次以大小相等、方向不同的初速度从 P
7、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（）AM 点电势高于 N 点电势Bq 在 P 点的动能大于在 N 点的动能Cq 从 P 点运动到 M 点的过程中电势能减小Dq 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
8、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CA 星的线速度不变DB 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
9、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。PQvO37ANMP#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#物理试题 第 4页（共 6页）（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、L、g 表示）。（2）用Ek221vm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_
10、。（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 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）B电流表（03A，内阻约 0.025）C电流表（00.6A，内阻约 0.125）D电压表（03 V，内阻约 3 k）E电压表（015 V，内阻约 15 k）F滑动变阻器（05，额定电流 1A）G滑动变阻器（01000，额定电流 0.3 A）H开关，导线（1）实验
11、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（102J）4.8929.78614.6919.5929.38Ek（102J）5.0410.115.120.029.8#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#物理试题 第 5页（共 6页）（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_（结果保留两位有效数字），且电阻测量
12、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sin21g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
13、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，求 B 在 A 上滑过的距离x；（2）若 B 以 v13.0 ms 的初速度冲上 A，木板 A 最终速度的大小为 v1.5 ms；若 B以 v26.5 ms 冲上 A，木板 A 最终速度的大小也为 v1.5 ms。已知 B 与 A 间的动摩擦因数0.3，g 取 10 ms2。求木板 A 的长度 L。ABv0#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#物理试题 第 6页（共 6页）1
14、5（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 d11.0 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 L1.2 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 d20.3 m。现将一带负电的小球从桌面上的 P 点以初速度 v03 m/s
15、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mq10 C/kg，P 点与小孔 M 在垂直于电场方向上的距离 s0.2 m。不考虑空气阻力。sin530.8，cos530.6。（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 t0 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）t/sB/Tc1QyxOd2c3c2d1BMsLv0PE桌面甲乙255
16、/35/30252253#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#答案第 1页，共 3页2023-20242023-2024 学年高三上学期期末考试学年高三上学期期末考试物理答物理答案案12345678910ABBCDABBCCDABD11（1）?(2 分分)（2）td(2 分分)（3）C(2 分分)12（1）D(1 分分)C(1 分分)F(1 分分)（2）5.465（5.4645.466）(2 分分)（3）甲甲(2 分分)（4）5.2(2 分分)小于小于(1 分分)13.答案答案(1)22sinLBrRmg(2)rBLmg22
17、sin解析解析(1)ab 具有最大速度时处于平衡状态，受力分析如图甲所示。具有最大速度时处于平衡状态，受力分析如图甲所示。由平衡条件得由平衡条件得 mgsinFA，(1 分分)又又 FABIL，(1 分分)由闭合电路欧姆定律可得由闭合电路欧姆定律可得rREI，(1 分分)E=BLvm（1 分）分）联立解得联立解得22sinLBrRmgvm。(1 分分)(2)由由牛顿第二定律牛顿第二定律maBILmgsin(2 分分)可得可得BLmgI2sin又又 PI2r，(2 分分)解得解得rBLmgP22sin(1 分分)。14（1）gmMMv)(220（2）2.5m【详解【详解】（1）由题意可知，木板）
18、由题意可知，木板 A 和滑块和滑块 B 的系统动量守恒，则有的系统动量守恒，则有：?(1 分分)由系统能量守恒定律有由系统能量守恒定律有QvMmmv2202121(1 分分)由功能关系由功能关系xmgQ(1 分分)以上方程联立可解得：以上方程联立可解得：gmMMvx)(220(2 分分)#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#答案第 2页，共 3页（2）由题意可知由题意可知：当滑块当滑块 B 以速度以速度 v1冲上木板冲上木板，最终滑块与木板有共同速度最终滑块与木板有共同速度 v；当滑块当滑块 B 以速度以速度 v2冲冲上木板
19、，滑块将冲出木板，设滑块上木板，滑块将冲出木板，设滑块 B 的速度为的速度为 v3，在此过程中木板的位移为，在此过程中木板的位移为 x根据动量守恒定律有根据动量守恒定律有vmMmv)(1：(1 分分)32mvMvmv(2 分分)由由动能定理动能定理22232121)(mvmvLxmg；(2 分分)0212Mvmgx(1 分分)以上方程联立以上方程联立可求得：可求得：L=2.5m(1 分分)15.答案答案(1)6N/C(2)21TB43T(3)0.4 s解析解析(1)小球在第二象限内做类平抛运动，小球在第二象限内做类平抛运动，在垂直于电场方向上，有在垂直于电场方向上，有 sv0t，(1 分分)在
20、平行于电场方向上，有在平行于电场方向上，有 atv0tan，(1 分分)根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有 qEma，(1 分分)代入数据解得代入数据解得 E6N/C。(1 分分)(2)小球通过小球通过 M 点的速度点的速度 vv0cos5 m/s，(1 分分)如图甲所示如图甲所示，小球刚好能打到小球刚好能打到 Q 点时点时，磁感应强度最大磁感应强度最大，设为设为 B1，此时小球的轨迹半径为此时小球的轨迹半径为 R1，由由几何关系有几何关系有R1Ld2R1LR1R1，(1 分分)由由 qvBmv2R，(1 分分)得得 BmvqR，即，即 B1mvqR1，解得解得 R132m，B143T，(1
21、 分分)小球恰好不与小球恰好不与 c2板相碰时，磁感应强度最小，设为板相碰时，磁感应强度最小，设为 B2，此时小球的轨迹半径为，此时小球的轨迹半径为 R2，易得易得 R2d1，(1 分分)#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#答案第 3页，共 3页解得解得 B221T，(1 分分)所以磁感应强度的范围是所以磁感应强度的范围是21TB43T。(1 分分)(3)小球进入磁场中做匀速圆周运动，半径小球进入磁场中做匀速圆周运动，半径 rmvqB0.3 m，(1 分分)周期周期2532vrTs，(1 分分)在磁场变化的半个周期内在磁场
22、变化的半个周期内，小球运动轨迹所对应的圆心角为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小球在磁场中的运动轨迹如图乙所示，根据几何关系有根据几何关系有30，一个周期内小球沿，一个周期内小球沿 x 轴方向运动的位移为轴方向运动的位移为 2r2rsin0.9 m，而，而 L0.9 m0.3 mr，即小球刚好垂直，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，轴方向离开磁场，小球在磁场中运动的时间，1001136033001Tts(1 分分)小球离开磁场到打在平板小球离开磁场到打在平板 c3上所用时间上所用时间t2d2v0.06s s，(1 分分)小球从小球从 M 点到打在平板点到打在平板 c3上所用时间上所用时间4.010061110061001121ttts。(1 分分)结果是分数的也给分结果是分数的也给分#QQABSYoQgggIAAJAARgCQQFKCkAQkAACAIoGwBAAoAABwQFABAA=#