重庆市合川瑞山中学2023-2024学年高三上学期期末考试考后物理强化卷（含解析）

重庆市合川瑞山中学2023-2024学年度高三上期期末考试考后强化卷1
一、选择题（1-5题单选题每题4分，6-9题多选题每题5分，共40分）
1．如图为溜溜球示意图，A、B为细线末端，溜溜球转轴O置于细线上并水平静止在空中，细线不可伸长，不计摩擦，整个装置在同一竖直平面内。若移动A端，并保持B端位置不动，下列说法正确的是（　　）
A．A端缓慢水平右移过程中，细线的弹力大小不变
B．A端缓慢水平左移过程中，细线的弹力大小将变小
C．A端缓慢竖直上提过程中，细线的弹力大小将变大
D．A端缓慢竖直下移过程中，细线的弹力大小不变
2．如图所示是某车后窗雨刮器示意图，雨刮器由雨刮臂OC和刮水片ACB连接构成。雨刮器工作时，雨刮臂OC和刮水片ACB的夹角始终保持不变，且在同一平面内。假设雨刮臂绕O点转动的角速度不变，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三点线速度相同
B．A、B两点角速度相同，且与C点角速度相同
C．A、B两点角速度相同，但与C点角速度不相同
D．向心加速度，且各点的向心加速度始终不变
3．如图所示，空间有一圆锥，点、分别是两母线的中点。现在顶点处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（　　）
A．、两点的电场强度相同
B．将一带负电的试探电荷从B点沿直径移到点，其电势能先减小后增大
C．平行于底面且圆心为的截面为等势面
D．若点的电势为，点的电势为，则连线中点处的电势等于
4．如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的表面边长大于R2的表面边长。把两个电阻串联到同一电路中，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（）
A．导体的电阻R1＞R2B．导体的电压U1＜U2
C．流经导体的电子定向移动的速度v1＜v2
D．相同时间内导体产生的焦耳热Q1＞Q2
5．如图所示，发电机矩形线框匝数为，面积为，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度沿顺时针方向转动，线框输出端接有换向器，通过电刷和外电路连接。定值电阻的阻值均为，两电阻间接有理想变压器，原、副线圈的匝数比为，忽略线框以及导线电阻。下列说法正确的是（　　）
A．安装了换向器，变压器副线圈没有电压
B．转动一圈过程，通过的电量为
C．图示位置线框产生的电动势最大
D．发电机的输出功率为
6．我国风洞技术世界领先。如图所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（　　）
A．物块的动能先增大后减小
B．物块加速度一直减小到零
C．弹簧弹性势能一直增大
D．物块和弹簧组成的系统机械能先增大后减小
7．探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处，通过变速，再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行(视为圆周运动)，对月球进行探测，“工作轨道”周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响,则（ ）
A．要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度
B．探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为
C．月球的第一宇宙速度
D．卫星在“停泊轨道” P处的机械能大于 “地月转移轨道” P处的机械能
8．如图所示，两个质量相同的钢球从甲乙装置正上方同时释放，分别与甲乙装置底部发生碰撞，碰后两球沿竖直方向反弹且速度相同。甲装置底部为钢板，乙装置底部为泡沫，用压力传感器同时测出力随时间变化的曲线①和曲线②，下列说法正确的是（　　）
A．两小球到达底部时，动量相同
B．碰撞整个过程中，甲乙小球所受合力的冲量相同
C．曲线①代表乙装置碰撞情况，曲线②代表甲装置碰撞情况
D．曲线①与时间轴围成的面积小于曲线②与时间轴围成的面积
9．[河北定州中学2018月考]将质量均为的编号依次为的梯形劈块靠在一起构成倾角为的三角形劈面，每个梯形劈块上斜面长度均为，如图所示．质量的小物块与斜面间的动摩擦因数为，每个梯形劈块与水平面间的动摩擦因数均为，假定最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．现使A从斜面底端以平行于斜面的初速度冲上斜面，下列说法正确的是（，取）（ ）
A．若所有劈均固定在水平面上，物块最终从6号劈上冲出
B．若所有劈均固定在水平面上，物块最终能冲到6号劈上
C．若所有劈均不固定在水平面上，物块上滑到4号劈时，劈开始相对水平面滑动
D．若所有劈均不固定在水平面上，物块上滑到5号劈时，劈开始相对水平面滑动
三、非选择题（共60分）
10．（8分）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。
（1）下列说法正确的是( )
A．为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源
B．变压器中铁芯是整块硅钢
C．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响
D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
N1/匝 100 100 200 200
N2/匝 200 400 400 800
U1/V 2.10 1.95 5.22 2.35
U2/V 4.28 8.00 10.60 9.64
（2）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如下。由数据可知N1一定是 线圈的匝数。（填“原”或“副”）
根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原副线圈两端电压与匝数的关系：
（3）学习小组观察实验室中一降压变压器的两个线圈的导线，发现导线粗细不同。结合以上实验结论，应将较细的线圈作为 线圈。（填“原”或“副”）
11．（6分）某同学用频闪摄影的方式拍摄了把手指上的水滴甩掉的过程，如图甲，A、B、C是最后三个拍摄时刻指尖的位置。把图甲简化为图乙的模型，在甩手过程中，上臂以肩关节01为转动轴转动，肘关节O2以O1为圆心做半径为r1的圆周运动，腕关节O3以O2为圆心做半径为r2的圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖P以腕关节O3为圆心做半径为r3的圆周运动。
（1）测得A、B之间的距离为26cm，频闪照相机的频率为25Hz，则指尖在A、B间运动的平均速度v为 m/s，粗略认为这就是甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。
（2）指尖通过B点时的向心加速度大小为 （用字母表示）。
（3）用这种方式可以使指尖的水滴产生巨大的向心加速度，其原因是： 。
12．（10分）某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为正方形EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场。a、b两束宽度不计带正电的离子从静止开始经匀强电场U0加速后，持续从边界EH水平射入磁场。a束离子在EH的中点射入经磁场偏转后垂直于HG向下射出。已知正方形边界的边长为2R，两束离子间的距离为0.6R，离子的质量均为m、电荷量均为q，不计重力及离子间的相互作用，U0已知。求：
（1）求磁场的磁感应强度B的大小以及a束离子在磁场运动的时间t；
（2）两束离子交汇点到HG的距离是多少？

13．（10分）如图所示，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧AB和抛物线BC组成，圆弧半径OA水平，B点为抛物线顶点。已知h＝4m，，g取。
（1）一小环套在轨道上从A点由静止滑下，当其在BC段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径R；
（2）若环从B点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达C点时速度的水平分量的大小。
14．（10分）篮球运动员都善于运球，对篮球的把控非常到位。如图1所示，在一次篮球运动员控球的个人表演中，运动员将质量为的篮球从距离地面高处竖直向上抛出，抛出的初速度，篮球到达最高点后再次返回地面，已知篮球运动过程中空气阻力大小恒为，重力加速度为。
（1）求篮球落回地面时的动能；
（2）若篮球落地时与地面接触反弹存在动能损失，损失的动能总为篮球碰前动能的，为使篮球能够反弹到达高度，须在篮球下落过程中离地面高度为处开始施加一个向下的恒力，如图2所示，求恒力的大小。
15．（16分）如图所示，在平面第Ⅰ象限内有一半径为的圆形区域，圆心为，圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界与x和y轴分别相切于M、N两点。在区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内存在方向垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在电场中有一个位于平面内且与y轴平行、长为R的线状粒子源，的中点A在x轴上，粒子源上各点均能沿平面发射质量为m、电荷量为的同种带电粒子，且所发射粒子的速度大小均为，方向均与x轴正方向成角。已知从C点发出的粒子，恰好沿水平方向经过y轴上的P点，经圆形磁场偏转后恰好从M点进入第Ⅳ象限，粒子的比荷，P点坐标为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求：
（1）匀强电场场强的大小E和间的距离s；
（2）圆形磁场磁感应强度的大小B；
（3）粒子源上各点所发出的粒子经圆形磁场后最终都能通过x轴进入第Ⅳ象限，经第Ⅳ象限磁场偏转后将第二次通过x轴，求这些粒子中第二次通过x轴时能到达离O点最远的点的坐标，并求出该粒子从出发到该位置所经历的总时间。
参考答案：
1．D
【详解】A．根据水平方向的平衡条件可知，两边细线与竖直方向夹角相同，设细线与竖直方向夹角为，根据平衡条件
A端缓慢水平右移过程中，溜溜球左右两侧细线夹角减小，细线的弹力大小将变小，故A错误；
B．A端缓慢水平左移过程中，溜溜球左右两侧细线夹角增大，细线的弹力大小将变大，选故B错误；
C． A端缓慢竖直上提过程中，溜溜球左右两侧细线夹角不变，细线的弹力大小不变，故C错误；
D．A端缓慢竖直下移过程中，溜溜球左右两侧细线夹角不变，细线的弹力大小不变，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】ABC．A、B、C三点在同一物体上，角速度相同，但运动半径不同
所以线速度不同，故AC错误B正确；
D．根据
可知
但各点的向心加速度方向时刻在变，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】A．、两点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；
B．将带负电的试探电荷从B点沿直径移到点过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，B正确；
C．处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以为圆心的球面，不是以圆心为的截面，C错误；
D．由于CB间的场强小于AC间的场强，由
得CB间的电势差小于AC间的电势差
又因为、到O点的距离相等，所以，同理可得，C为AB中点，则有
D错误；
故选B。
4．C
【详解】A．R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，根据电阻定律
即
故A错误；
B．由于两电阻串联，电流相等，根据欧姆定律可知导体两端电压相等，即
故B错误；
C．假设单位体积内的自由电子数量为n，电子带电为e，则根据电流微观表达式有
可得
由于R1的表面边长大于R2的表面边长，故可得
故C正确；
D．相同时间内导体产生的焦耳热根据焦耳定律有
结合前面的分析可知
故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．变压器中只要有电流的变化就能实现变压，即变压器副线圈有电压，故A错误；
B．原、副线圈的匝数比为，设原线圈电压为，则副线圈电压为，副线圈中的电流为
则原线圈的电流为
流过的电流为
可知，原线圈的等效电阻为，则总电阻
则转动一圈过程，通过线框的电荷量为
则转动一圈过程，通过的电量为
故B错误；
C．图示位置，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，线框产生的电动势最小，故C错误；
D．线圈转动产生的感应电动势的最大值为
则有效值为
则的功率为
副线圈电压为，则原线圈的功率等于副线圈的功率为
则发电机的输出功率为
故D正确。
故选D。
6．AC
【详解】AB．物体接触弹簧至最高点的过程之中，满足
开始时，加速度沿斜面向上，当开始压缩弹簧时，弹簧弹力逐渐增大，加速度逐渐减小，直至为0，在此阶段中，物体做加速度逐渐减小的加速运动。当加速度为零时，则满足
当再进一步压缩弹簧时，弹簧弹力进一步增大，加速度反向，并逐渐增大，在此阶段中，物体做加速度逐渐增大的减速运动，直至物体速度为零，并到达最高点。因此在整个过程中，物块的动能先增大后减小，加速度先减小，再反向增大，故A正确，B错误；
C．从物块接触弹簧至到达最高点的过程中，弹簧一直被不断压缩，因此弹簧的弹性势能在不断增大，故C正确；
D．由于物块和弹簧组成的系统一直受到沿斜面向上的风力作用，风力一直对整个系统做正功，故物块和弹簧组成的系统机械能不断增大，故D错误。
故选AC。
7．BC
【详解】要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动，选项A错误；根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为v＝，选项B正确；设月球的质量为M，探月卫星的质量为m，月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，所以有：；月球的第一宇宙速度v1等于“近月卫星”的环绕速度，设“近月卫星”的质量为m′，则有：；由以上两式解得：，选项C正确；卫星在“停泊轨道” P处要通过加速才能进入“地月转移轨道” ，则卫星在“停泊轨道” P处的机械能小于 “地月转移轨道” P处的机械能，选项D错误；故选BC.
【点睛】本题要掌握万有引力提供向心力这个关系，要能根据题意选择恰当的向心力的表达式，要知道“近月卫星”的环绕速度为月球的第一宇宙速度．
8．ABD
【详解】A．由图甲可知，两球下落高度相同，由可知
则两球到达底部时的速度相同，由于两球质量相同，所以两小球到达底部时，动量相同，故A正确；
B．由题意可知，两球与装置底部碰撞后反弹的速度相同，根据两球碰撞前的速度也相同，则两球碰撞过程中动量变化相同，由动量定理可知，碰撞整个过程中，甲乙小球所受合力的冲量相同，故B正确；
C．甲装置底部为钢板，乙装置底部为泡沫，则与甲装置底部碰撞过程作用时间较小，作力较大，故C错误；
D．由于两球碰撞过程中动量变化量相同，由动量定理
可知
图像所围面积表示支持力的冲量所以曲线①与时间轴围成的面积小于曲线②与时间轴围成的面积，故D正确。
故选ABD。
9．BD
【详解】若劈一直保持静止不动，根据牛顿第二定律，物块的加速度大小为，物块沿斜面向上做匀减速运动，设速度减为零时物块运动的位移为，由运动学公式有，解得，说明物块可以冲到6号劈上，故A错误，B正确.物块与斜面间的弹力，物块与斜面的滑动摩擦力为，水平面对劈的支持力，当时，后面的劈块刚好开始滑动，解得，所以物块上滑到5号劈时，劈开始相对水平面滑动，故D正确，C错误.
10． C； 副； 原副线圈两端电压U与匝数N成正比，即：； 原
【详解】(1)[1]A．为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，A错误；
B．因为变压器是靠电磁感应工作，如果变压器铁芯是用整块铁芯，则在电磁的作用下，会产生很大的涡流发热，当热量达到一定程度时，会损坏铁芯和线圈，B错误；
C．研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，C正确；
D．变压器的铁芯B没有安装在铁芯A上，导致铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压为0，D错误。
故选C。
(2)[2]变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，由数据可知N1一定是副线圈的匝数。
[3]由表可知，原副线圈两端电压U与匝数N成正比，即
(3)[4]变压器的输入功率约等于输出功率，如果是理想变压器输入功率等于输出功率，因为是变压器，所以原线圈的电压大于副线圈的电压，而功率又相等，所以原线圈的电流就小于副线圈的电流，原线圈电流小所以导线就比副线圈细，故应将较细的线圈作为原线圈。
11． 6.5 线速度很大，半径很小
【详解】（1）[1]频闪照相机的频率为25Hz，则周期
指尖在A、B间运动的平均速度
（2）[2]到接近B的最后时刻，指尖P以腕关节O3为圆心做半径为r3的圆周运动，所以指尖通过B点时的向心加速度大小为
（3）[3]到达B点前指尖有较大的转动半径，由
知，这样可以使指尖获得很大的速度，到B点时，速度不变，半径突然变得很小，由
知，向心加速度很大，所以用这种方式可以使指尖的水滴产生巨大的向心加速度的原因归结为：线速度很大，半径很小。
12．（1），；（2）
【详解】（1）离子在电场中加速，由动能定理
解得
根据题意，a束离子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
根据几何关系可知，半径为
由牛顿第二定律
联立解得
根据公式可知
由图可知，运动时间为
（2）设b束离子从边界HG的P点射出磁场，运动轨迹如上图，a、b为两束宽度不计带正电的离子，且离子的质量均为m、电荷量均为q，则b束离子在磁场中运动的半径为
根据几何关系有
解得
又有
解得
13．（1）0.5m；（2）
【详解】（1）小环套在BC段以某一初速度做平抛运动，有
①
②
对小环，由机械能守恒定律得
③
联立①②③得
R＝0.5m
（2）环自B下滑过程中机械能守恒，设下滑至C点的速度大小为v，有
④
环在C点速度的水平分量为
⑤
式中为环在C点速度方向与水平方向的夹角。由题意知，环在C点速度方向和以初速度做平抛运动在C点速度方向相同；而做平抛运动的物体末速度水平分量为
竖直分量
因此
⑥
联立④⑤⑥得
14．（1）；（2）
【详解】（1）篮球从抛出到最高点过程，根据动能定理可得
解得
篮球从最高度点到地面过程，根据动能定理可得
解得篮球落回地面时的动能为
（2）在篮球下落过程中离地面高度为处开始施加一个向下的恒力，篮球从最高点到地面过程，根据动能定理可得
与地面接触反弹后上升到高度过程，根据动能定理可得
联立解得
15．（1），；（2）；（3），
【详解】（1）C点到P点逆过程粒子做类平抛运动，设C点到P运动时间为，y轴方向
，
由上述两式解得
x轴方向
，
由上述两式解得
（2）C点发出的粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，其入射速度
设粒子轨迹半径为，由牛顿第二定律得
由几何关系可知
联立解得
（3）分析可知，上任意点发出的粒子经圆形磁场偏转后都从M点通过x轴进入第Ⅳ象限，其中从A点射出的粒子将从N点进入、从M点离开圆形磁场，且第一次通过x轴时速度方向沿方向，它第二次通过x轴时能到达离O点最远的位置，该粒子运动轨迹如图
设粒子在第Ⅳ象限磁场中运动的轨迹半径为，由牛顿第二定律得
解得
所求点的坐标为。
由于所有粒子在第二象限运动规律完全相同，故从A点发射从N点进入的磁场的粒子在电场中运动时间也为
其到达x轴最远位置时在两个磁场中运动的时间分别为
，
该粒子从出发到x轴上最远位置经过的时间为