内蒙古自治区赤峰市2023-2024学年高三上学期期末联考物理试题（含答案）

赤峰市2023-2024学年高三上学期期末联考
物理
注意事项：
1.本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。
3.答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
4.考试结束，将试题卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题 共40分）
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1.物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关科学思维方法的叙述正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A.图甲所示，通过平面镜观察桌面的微小形变——放大法
B.图乙所示，探究两个互成角度共点力的合成实验——理想模型法
C.图丙所示，卡文迪许利用扭秤实验测量引力常量——控制变量法
D.图丁所示，伽利略利用理想斜面实验对力和运动关系的研究——极限法
2.2023年杭州亚运会期间，有些餐厅使用机器人为顾客上菜，不仅节省了人力，也增添了用餐的乐趣。如图所示，机器人用水平的托盘托举菜盘先匀速前行，此时托盘对菜盘的作用力大小为，机器人快到餐桌前变为减速向前运动，此时托盘对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（ ）
A.，和的方向相同 B.，和的方向相同
C.，和的方向不相同 D.，和的方向不相同
3.发射人造地球卫星时，火箭使卫星不断加速后以一定的速度进入预定轨道。我国有甘肃酒泉卫星发射中心和海南文昌卫星发射中心，如图所示。在发射大重量近地轨道卫星、地球同步轨道卫星和深空探测航天器时会选择文昌卫星发射中心，这样选址的主要优点是（ ）
A.文昌卫星发射中心偏离人口密集的地方
B.文昌卫星发射中心的重力加速度较大
C.文昌卫星发射中心自转角速度较大，卫星容易发射出去
D.文昌卫星发射中心靠近赤道，自转线速度较大，发射时节省能量
4.可变电容器通常在无线电接收电路中作调谐电容器用。如图所示，水平放置的两半圆形金属极板由绝缘转轴连接，下极板固定，上极板可以绕过圆心且垂直于半圆面的轴转动，也可上下平移，起初两极板边缘对齐，上极板通过开关S与电源正极相连，下极板接地后与电源负极相连。初始时开关S闭合，极板间靠近下极板有一带电粒子P恰好处于静止状态。忽略边缘效应。下列说法正确的是（ ）
A.闭合开关S，若只将上极板转过30°，则电容器电容增大
B.闭合开关S，若只将上极板转过30°，则电容器所带电荷量不变
C.断开开关S，只将板间距变为原来的2倍，则带电粒子P会向下运动
D.断开开关S，只将板间距变为原来的，则带电粒子P所在处的电势不变
5.无线充电技术的应用，让手机摆脱了充电线的牵制，手机使用者做到了“随用随拿，随放随充”。无线充电器简化示意图如图所示，其主要部件为发射线圈和接收线圈，工作原理与理想变压器相同，忽略线圈的内阻。已知某款手机的无线快充充电器充电功率为10W，发射线圈与接收线圈的匝数比为10：1，CD端的输出电流（A），则下列说法正确的是（ ）
A.发射线圈中电流的周期为0.01s B.发射线圈AB端输入电流的有效值为0.2A
C.发射线圈AB端的电压的有效值为5V D.从AB端向发射线圈输入的功率为1.0W
6.2022年35岁的梅西竭尽所能率领阿根廷队夺得第二十二届世界杯足球赛冠军。梅西在训练用头颠球的情景如图所示，假设足球从某点由静止开始下落，被头竖直顶起，离开头部后足球仍回到原下落点。空气阻力不可忽略，下列说法正确的是（ ）
A.足球下落和上升过程重力的冲量相等
B.头向上顶球的过程中，头部对足球做正功
C.头向上顶球的过程中，足球的动量变化量大小为0
D.头向上顶球的过程中，头对足球的冲量等于足球动量的变化量
7.电场中的一条电场线如图甲所示，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上间各点的电势分布如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.在间，场强先减小后增大
B.间的场强方向与间的场强方向相反
C.若带负电的粒子从O点沿x轴运动到点，电势能一定增加
D.从O点静止释放一仅受电场力作用的带正电的粒子，则该带电粒子在间先加速后减速
8.光滑绝缘平台处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。质量为m的矩形金属框abcd右端开口，放在平台上，其bc边长为l，只有bc边有电阻且为R，ab、dc足够长。质量也为m的金属棒MN置于金属框上且接触良好，与金属框间的动摩擦因数为μ，接入金属框间的电阻也为R。现锁定MN使其不能左右运动，金属框以初速度水平向右运动，移动距离为x时速度减为0，此时bc边未到达MN。则在这一过程中（ ）
A.MN中的感应电流方向由N到M
B.通过MN的电荷量为：
C.MN中产生的焦耳热为
D.金属棒MN所受到的磁场力的最大值为
9.如图所示，长木板放置在光滑的水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ。已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g。现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a的大小可能是（ ）
A. B. C. D.
10.如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形绝缘轨道，圆轨道半径为R，圆心为O，A、B为水平直径的两个端点，OC竖直。一个质量为m、电荷量为的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道。整个过程中带电小球的电荷量不变，不计空气阻力及一切能量损失。关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A.小球在AC部分可能做匀速圆周运动
B.小球到达C点的速度可能为零
C.若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H
D.若轨道不光滑，小球也可能从B点离开
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
注意：本部分包括必做题和选做题，第二、三大题为必做题，第四大题为选做题。
二、实验题（必做题，本题共2个小题，总分15分，按要求在答题卡上作答）
11.（6分）“筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的装备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率，设计了图（a）所示的实验。实验时将带限位孔的塑料底板固定在竖直墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带。启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下系列点迹。更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清晰的纸带并舍去点迹密集的部分。完成下列实验内容：
（a） （b）
（1）该同学发现点迹有拖尾现象，他以拖尾点迹左侧边沿为测量点，测量得到各点间距如图（b）所示，可知纸带的________（选填“左”或“右”）端连接重锺。
（2）重力加速度取，可算得“枪头”的冲击频率_______Hz。（计算结果保留两位有效数字）
（3）该次实验产生误差的原因有下列三种情况，其中最主要的原因是______。
A.纸带与限位孔有摩擦力
B.测量各点间的距离不精确
C.“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动
12.（9分）学习了“如何使用多用电表”以及“测电源电动势和内阻”实验后，某物理研究小组设计了以下实验，请回答下列问题：
甲 乙
（1）如图甲所示，当选择开关S旋转到位置“1”时，多用电表用来测量______。
A.直流电压 B.直流电流 C.电阻
（2）物理研究小组用多用电表测电阻箱的电阻，把选择开关旋转到“”位置，测量发现多用电表指针偏转过小，因此需将选择开关旋转到_____（填“”或“”）位置。选择正确的档位测量后，表盘示数如图乙所示，则被测电阻阻值为______Ω。
（3）把图甲中选择开关S旋转到位置“3”，使A、B表笔分别与图丙中的M、N相连，用图丙所示的电路测量欧姆表内电源的电动势E和欧姆表的内阻，实验室提供的器材如下：电压表、电阻箱、开关、导线若干。实验中测出多组电压表的电压U和电阻箱的电阻R，根据记录的数据，作出图线，如图丁所示，由图线可得电动势_______，内阻_______。
丙 丁
三、计算题（必做题，本题共3个题，总分30分。答案要写出必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（8分）机械臂广泛应用于机械装配。如图所示，某质量为的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做匀加速直线运动，加速度大小为，运动方向与竖直方向夹角为，提升高度为。g取。求：
（1）提升高度为h时，工件的速度大小；
（2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。
14.（8分）真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为的粒子沿着与MN夹角为的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。不计粒子的重力。求：
（1）粒子射入磁场的速度大小；
（2）粒子在磁场中运动的时间。
15.（14分）如图所示，光滑水平平台AB与足够长的光滑倾斜轨道AC平滑连接，长为的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为和两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为。现剪断细绳，小物体向左运动，向右运动的速度大小为。g取。求：
（1）剪断细绳前弹簧的弹性势能；
（2）从小物体滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E；
（3）如果，弹簧储存的弹性势能为8J，剪断细绳，两物体被弹开，弹开后立即取走弹簧。设AB足够长，使两物体每次碰撞都发生在AB平面上。由于碰撞有动能损失，使每次两物块碰撞后的速度大小都变为碰撞前的。求在传送带上通过的总路程。（保留三位有效数字）
四、选做题（共二个模块，每个模块15分，考生只能选作其中的一个模块的试题作答。其中选择题给出的5个选项中，有3个选项正确，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分。请将选出的选项字母填在答题卡的横线上）
16.（15分）【物理——选修3-3】
（1）（5分）下列说法正确的是_____
A.布朗运动就是分子的热运动
B.一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行
C.气体的温度升高，每个气体分子的速率都增大
D.一定质量的理想气体，在发生等温变化时，气体的内能一定不变
E.当分子间的作用力表现为斥力时，随着分子间距离的增大，分子势能减小
（2）（10分）今有一质量为m的汽缸，用活塞封着一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，汽缸内空气柱长为，如图甲，现把活塞按如图乙那样悬挂，汽缸悬在空中保持静止，求此时汽缸内空气柱长度为多少 已知大气压为，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，气体的温度保持不变。
甲 乙
17.（15分）【物理——选修3-4】
（1）（5分）一列沿x轴正方向传播的简谐波，在时刻的波形图如图所示，波恰好传播到质点Q处，时质点R第一次达到波谷。
下列说法正确的是________
A.这列波的周期为0.4s
B.质点P的起振方向沿y轴正方向
C.时质点P的加速度最小
D.时，质点P处在平衡位置且振动方向沿y轴正方向
E.从时刻到波传到R处的时间内，质点Q通过的路程为8cm
（2）（10分）如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O点，经折射后在足够大的水槽底部形成一光斑P。已知，水的折射率，真空中光速，，。求：
①激光在水中传播的速度大小v；
②激光在水中的折射角β；
③最初水深为h，打开出水口放水至水深为时，该过程中光斑P移动的距离x。
赤峰市2023-2024学年高三上学期期末联考
物理参考答案
一、选择题
1.A 2.C 3.D 4.D 5.B 6.B 7.C 8.CD 9.BD 10.ACD
二、实验题
11.（1）左（2分）；（2）40Hz（2分）；（3）C（2分）
12.（1）B（2分）；（2）（1分）、2200Ω（2分）；
（3）（2分）（2分）
三、计算题
13.（8分）解：（1）工件被提升过程中，根据匀变速直线运动位移与速度关系有，
解得。
（2）根据速度公式有，解得。
根据动能定理有，解得合力对工件做的功。
14.（8分）解：（1）带正电的粒子射入磁场后做圆周运动的轨迹如图，由几何关系可知
由向心力公式有，
解得。
（2）
粒子做圆周运动的圆心角为300°，则运动的时间为。
15.（14分）解：（1）和弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有，
解得，
剪断细绳前弹簧的弹性势能为，
解得。
（2）设在传送带上向右减速运动的最大距离为x，由动能定理有，
解得
则先向右减速至速度为零，向左加速至速度为，然后向左匀速运动，直至离开传送带。
设小物体滑上传送带到第一次与传送带共速所用时间为t，取向左为正方向，根据动量定理有
解得
该过程传送带运动的距离为
故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能为
解得
（若用其它方法正确求解并得出正确结果也给分）
（3）两小物体被弹开过程，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得
第一次滑上传送带到减速为0的位移
第一次滑上传送带到离开的路程为
第一次与碰撞后的速度为
第二次滑上传送带到减速为0的位移
第二次滑上传送带到离开的路程为
第n次滑上传送带到离开的路程为
（、2、3…）
解得在传送带上通过的总路程
四、选做题
16.（1）BDE（5分。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（2）（10分）解：汽缸由平放到悬挂，气体做等温变化，由玻-马定律
汽缸平放时，
活塞悬挂时，汽缸处于平衡状态有，
解得空气柱的长度。
17.（1）ACE（5分。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）
（2）（10分）解：①由
解得激光在水中的传播速度
②激光从真空射向水，由折射定律有
解得激光在水中的折射角
③如图所示，由几何关系有
解得光斑移动的距离