郑州励德双语学校 2022-2023 学年上期期末试题
高 三 物理
(时间__90__分钟,共__100__分)
一、单选题(本题共 32 分，每小题 4 分)
1. 关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是( )
A. 第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律
B. 开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力
C. 卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值
D. 牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度， 对万有引力定
律进行了“月地检验”
2. 如图，在(a, 0)位置放置电荷量为q的正点电荷，在(0, a)位置放置电荷量为q的负点电荷，在距P(a, a) 为 2a 的某点处放置负点电荷Q ，使得P点的电场强度为零。则Q的位置及电荷量分别为( )
A. (0,2a) ，- 2q
B. B. (0,2a) ，-2 2q
C. C. (2a, 0) ，- 2q
D. D. (2a, 0) ，-2 2q
3. 美国物理学家劳伦斯于 1932 年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做 圆周运动的特点，能使
粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面 前进了一步．下图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限 制在A 、C板间，如图所示．带电粒子从P0 处以速度v0 沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D 型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是( )
A. 带电粒子每运动一周被加速两次
B. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
C. 带电粒子每运动一周P1 P2 = P2 P3
D. 加速电场方向需要做周期性的变化
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4. 如图所示，光滑斜面固定在水平面上，第一次让小球从斜面顶端A由静止释放，使小球沿斜面滑到底
端B；第二次将小球从斜面顶端A沿水平方向抛出，使小球刚好落在斜面底端B. 比较两次小球的运动，
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下列说法正确的是( )
A. 第二次小球运动经历时间更长
C. 第二次小球到达B点的速度更小
B. 第二次小球运动速度变化更快
D. 两种情况小球到达B点的速度方向
相同
5. 如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A 、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的
一点。下列说法正确的是( )
A. 导体内部的场强左端大于右端
B. A 、C两点的电势均低于B点的电势
C. B点的电场强度大于A点的电场强度
D. 正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功， 电势能减小
6. 在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力F1 推这一物体，作用一段时间后换成相反方向的水
平恒力F2 推这一物体，当恒力F2 作用的时间与恒力F1 作用的时间相等时，物体恰好回到原处，此时物
体的动能为 32J ， 则在整个过程中，恒力F1 、F2 做的功分别为( )
A. 8J 、24J B. 16J 、16J C. 48J 、 16J D. 32J 、0J
7. 将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上如图，槽左侧有一个固定在水平面上的物块。现让一个小 球自左侧槽口A点正上方由静止开始落下，从A点落入槽内，则下列说法中正确的是( )
A. 小球在半圆槽内左侧运动的过程中，机械能守恒
B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒
C. 小球在半圆槽内由B点向C点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守
恒
D. 小球从C点离开半圆槽后，一定不会从C点落回半圆槽
8. 如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，保持输入电压不变．开始时单刀双掷开关K接b；S断开 时，小灯泡A发光较暗，要使小灯泡A亮度增加，下列操作可行的是( )
A. 闭合开关S
B. 开关K接a
C. 把滑动变阻器滑片向左移动
D. 把滑动变阻器滑片向右移动
二、多选题 (本题共 16 分，每小题 4 分,多选选错不给分，少选给 2 分。)
9. 如图所示，质量均为m 的小球a 、b用一长为L的细直棒相连，a球置于光滑的水平地面上，b球靠在光
滑竖直墙面上，距离地面高H处。释放后b球沿竖直墙面下滑，当b球未脱离墙壁，且细直棒滑至与水 平面成e角时，下列说法正确的是( )
A. 下滑过程中，b球的机械能守恒
B. 两小球的速度大小之比 = tane
C.下滑的过程中，细直棒对小球a做的功为 0
D. b球的速度大小为vb = 2gan (H)e (L)1 (n)e)
10. 如图所示，边长为L ，总电阻为R的均匀正方形线框abCd放置在光滑水平桌面上，其Cd边右侧紧靠两 个磁感强度为B 、宽度为L 、方向相反的有界匀强磁场．现使线框以初速度v0 匀速通过磁场区域，从开 始进入，到完全离开磁场的过程中，下列图线能定性反应线框中的感应电流(以逆时针方向为正)和a、 b两点间的电势差随时间变化关系的是( )
A. B.
C. D.
11. 水平地面上有一质量为m1 的长木板，木板的左端上有一质量为m2 的物块，如图(a)所示。用水平向右 的拉力F 作用在物块上，F 随时间 t 的变化关系如图(b)所示，其中F1 、F2 分别为t1 、t2 时刻F的大小。 木板的加速度 a1 随时间 t 的变化关系如图(C)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为 u1 ，物块与木 板间的动摩擦因数u2 。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g 。则( )
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A.在 0~t2 时间段物块与木板加速度相等 B. F2 = (u2 u1 )g
C. u2 > u1 D. F1 = u1m1g
12. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ相距为L ，导轨平面与水平面的夹角e = 30° ，导
轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m 、 长为L 、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，且始终与导轨接触良好。金属导轨的上端连接一个阻值也为 R的定值电阻。现闭合开关K ，给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F = 2mg的恒力，使金属
棒由静止开始运动。若金属棒上滑距离s 时，金属棒开始匀速运动，则在金属棒由静止到刚开始匀速
运动过程，下列说法中正确的是(重力加速度为g)( )
A. 金属棒的末速度为
B. 金属棒的最大加速度为 1.4g
C. 通过金属棒的电荷量为
D. 定值电阻上产生的焦耳热为mgs
三、实验题 (本大题共 2 小题，共 12.0 分)
13. 在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置。
( 1)若入射小球质量为 m1 ，半径为 r1 ；被碰小球质量为 m2 ，半径为 r2 ，则________。
A ．m1>m2 ，r1>r2 B ．m1>m2 ，r1C ．m1>m2 ，r1＝r2 D ．m1(2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________。
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A ．直尺
B ．游标卡尺
C ．天平
D ．弹簧测力计
E ．秒表
(3)设入射小球的质量为 m1 ，被碰小球的质量为 m2 ，则在用图甲所示装置进行实验时(P 为碰前入射小球落点的平均位置) ，所得“验证动量守恒定律”的关系式为 ________________ 。(用装置图中的字母表示)
14. 在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用的测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为
50cm．
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图 1 所示，其读数为
(
_
_____
)mm．
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx 的阻值(约为 15Q) ，实验室提供了如下器材：
A. 电池组E(电动势为 3V ，内阻约为 1Q)
B. 电流表A1 (量程为 0~0.6A ，内阻约为 0.5Q)
C. 电流表A2 (量程为 0~3A ，内阻为 0.02Q)
D. 电压表V1 (量程为 0~3V ，内阻约为 5kQ)
E. 电压表V2 (量程为 0~15V ，内阻为 15kQ)
F. 电阻箱R(阻值范围为 0~99.99Q ，额定电流为 1A)
G.开关S ，导线若干
为使测量尽可能准确， 电流表应选用______ ，电压表应选用______ ；(填器材前的字母标号)应采用图 2 给出的甲电路进行测量．
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(3)根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U ，在坐标纸上作 图象如图 2 所示， 根据图象可得金属丝的电阻Rx =______Q(保留两位有效数字)．
(4)根据以上数据估算金属丝的电阻率约为______(填选项前的字母标号)．
A.4 × 10 2 Q m B. 4 × 10 3 Q m C. 4 × 10 6Q m D. 4 × 10 8Q m
(5)关于本实验的误差，下列说法中正确的是______(填选项前的字母标号)． A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时， 由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用 图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差．
四、简答题 (本大题共 4 小题，共 38 分)
15. (8 分) 据英国《每日邮报》9 月 16 日报道，英式触式橄榄球球员赫普顿斯托尔在伦敦成功挑战地铁 速度．他从“市长官邸站”下车，在下一地铁站“景隆街站”顺利登上刚下来的同一节车厢．已知地 铁列车每次停站时间(从车门打开到关闭的时间)为ta = 20S ，列车加速和减速阶段的加速度均为a = 1m/S2 ，运行过程的最大速度为vm = 72km/ .假设列车运行过程中只做匀变速和匀速运动，两站之间 的地铁轨道和地面道路都是平直的且长度相同，两站间的距离约为x = 400m，赫普顿斯托尔出站和进 站公用时tb = 30S. 问：
(1)他在地面道路上奔跑的平均速度至少多大？
(2)郑州地铁一号线最小站间距离约为x ′= 1000m ，地铁列车每次停站时间时间为ta ′= 45S ，按赫 普顿斯托尔的奔跑速度，在郑州出站和进站最短共需用时tb ′= 60S ，列车参数和其它条件相同，试
通过计算判断，若赫普顿斯托尔同样以上述平均速度在地面道路上奔跑，能否在这两个车站间挑战成 功？
16. (10 分) 卫星携带一探测器在半径为 4R的圆轨道 Ⅰ 上绕地球做匀速圆周运动。在A点，卫星上的辅助 动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出(设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略) 。若探测器恰 能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而卫星沿新的椭圆轨道Ⅱ运动， 如图所示，A 、B两点分别是其椭圆轨道Ⅱ的远地点和近地点(卫星通过A 、B两点时的线速度大小与其
距地心距离的乘积相等) 。地球质量为M ，探测器的质量为m ，卫星的质量为 2m ，地球半径为R ，引
力常量为G，已知质量分别为m1、m2 的两个质点相距为T时，它们之间的引力势能为EP = ，求：
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(1)卫星刚与探测器分离时，卫星的线速度大小；
(2)卫星运行到近地点B时距地心的距离a。
17. (10 分) 如图所示，在x0y平面坐标系的第三、四象限内有沿y轴正方向的匀强电场E ，第一象限中的 等腰直角三角形MNP区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一个带正电的粒子以速度v0 = 2 ×
107m/S从Q点沿x轴正方向发射，并从0点射出，进入磁场后以垂直于PM的方向从PM边射出磁场。已 知Q点的横坐标为 0.4 m ，该粒子的比荷 = 2. 5 × 109 C/kg ，MN平行于x轴，N点的坐标为
(0.4 m, 0.4 m) ，不计粒子重力，求：
(1)Q点的纵坐标；
(2)磁场区域的磁感应强度大小B的取值范围。
18. (12分) 如图所示，一圆心为0 、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平 面在Q点相切。在水平面上，质量为m 的小物块A以某一速度向质量也为m 的静止小物块B运动。A 、B 发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与0点等高的C
点时速度为零。已知重力加速度大小为g ，忽略空气阻力。
(1)求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；
(2)当A由C点沿半圆弧轨道下滑到D点时，0D与0Q夹角为e ，求此时A所受力对A做功的功率；
(3)求碰撞过程中A和B损失的总动能。
第 7页，共 7页答案
C 2.D 3.B 4.B 5.D 6.B 7.A 8.D 9.BD 10.AC 11.ABC 12.ACD
（1）C （2）AC （3）
0.399 (2)B D (3)17 (4)C (5)CD
（1）8m/s （2）不能挑战成功
（1） (2)
（1）0.2m（2）
(1)2R（2）mgsin（3）
