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雄安新区2022级高三第一学期期末联考
物理试卷
（考试时间：75分钟；试卷满分：100分）
注意事项：
1.本试卷共8页，总分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必将姓名、准考证号填写在试卷的相应位置。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 关于固体、液体，下列说法错误的是（　　）
A. 疏松土壤打破了土壤的毛细结构，更有利于土壤蓄水保墒
B. 晶体一定具有各向异性
C. 液体的表面张力的方向总是与液面相切
D. 将的冰融化成的水，其平均分子动能不变
2. 如图所示，一个半径为r的金属圆环被一根绝缘细绳悬挂于天花板上，圆环的质量为m，圆环单位长度的电阻为R，在与圆心等高的M、N两点间接入电动势为E，内阻不计的电源上，空间中存在垂直于圆环平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A. 通过上半个金属圆环的电流为
B. 金属圆环所受到的安培力的方向竖直向上
C. 金属圆环所受到的安培力大小为
D. 细绳拉力大小为
3. 对解释下列光学现象形成的主要原因所使用的物理原理表述正确的是（　　）
A. 在烈日下能容易看到电线杆的影子，但是很难看到电线的影子，这是由光的衍射造成的
B. 眯起眼观看明亮的灯，能看到灯光被拉出长长的线，这是由光的衍射造成的
C. 水中的气泡看起来特别明亮，这是由光的干涉造成的
D. 夜晚天空中的星星看起来忽明忽暗，就像“眨眼睛”一样，这是由光的干涉造成的
4. 随着无人机技术的高速发展，无人机已经应用到各个领域，如图所示：是一次无人机消防灭火的演习示意图，在距离地面高为26.2m的楼房处设置着火点，无人机携带消防管在距离楼房水平距离为10.8m处竖直起飞，已知从管口喷出的水速最大为15m/s，忽略空气阻力，已知，无人机斜向上喷水。则无人机至少上升多高才能保证水流水平进入着火点室内（　　）
A. 21m B. 19m C. 17m D. 14m
5. 氢原子是一种简单原子，核外仅有一个电子，其电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，普朗克常量为h，光在真空中的速度为c，不考虑相对论效应。已知氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。瑞士科学家巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线作了分析，发现这些谱线的波长符合，（，，）式中R为里德伯常量，设基态氢原子的原子半径，电子在第n轨道运行时的半径。试根据以上信息推导R的表达式可能是（　　）（可能会用到的表达式：电荷量分别为和的点电荷相距为r时，取无穷远处为电势能零点，此两电荷系统的电势能的表达式为）
A. B. C. D.
6. 如图甲所示，卫星的“星下点”是指卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点，可用地理经、纬度来表示，对于位于“星下点”处的地面观察者来说，卫星就在天顶。图乙是航天控制中心大屏幕上显示一天内卫星A和B的“星下点”在地球表面的部分轨迹。在某一时刻A、B同时到达赤道上空，具有相同的“星下点”。已知地球同步卫星的轨道半径为，周期为。已知两卫星运行方向与地球自转方向一致，轨道均近似为圆轨道，则下列说法正确的是（　　）
A. 对于极地轨道卫星而言，其“星下点”轨迹可能为一条直线段
B. 卫星B的轨道半径为
C. A、B卫星向心加速度之比为
D. 再经过，A、B仍会同时到达赤道上空并具有相同的“星下点”
7. 如图所示，弹簧下端固定在水平面A点，弹簧上端固连有一质量为m的小物块，物块静止在O点，对物块施加一个竖直向上大小为2mg的恒力，小物块开始向上运动，运动到B点速度最大，到达C点时速度为零；取O点为零重力势能面，小物块的动能为，重力势能为，系统的机械能为，弹簧的弹性势能为，以O点为坐标原点，竖直向上为正方向，以下各能量关于小物块位移变化的图像正确的是（　　）
A. B.
C. D.
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 半径为r的四分之一圆弧面固定在水平地面上，质量为m且大小忽略不计的小球放置在圆弧面顶端，在轻微扰动下，小球沿圆弧面由静止滑下，重力加速度为g，忽略摩擦力与空气阻力，下列选项正确的是（　　）
A. 小球落地时的速度大小等于
B. 小球沿圆弧面滚动过程中，某时刻对圆弧面的压力可以大于mg
C. 小球离开圆弧面时距离地面的高度为
D. 小球落地位置到圆弧面圆心距离小于
9. 点电荷A带正电Q，M、N是A两侧距离A等距的两点。此时M、N两点的电场强度和电势大小分别为EM、EN和φM、φN。现在N点的右侧放置一不带电的金属导体，如图所示，待静电平衡后，M、N两点的电场强度和电势大小变为EM′、EN′和φM′、φN′。下列说法正确的是（　　）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，“V”字形导轨AOB固定在水平桌面上，，Ox轴为的角平分线。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒MN放置在导轨的左侧边缘处，此时O恰好为MN中点，。MN、AO、BO长度相等且均为L。导轨和导体棒单位长度的电阻均为r。现给导体棒MN初速度，并施加方向沿x轴正向的拉力F在导体棒上，导体棒始终做匀速直线运动。导轨与导体棒接触良好，且运动过程中，导体棒始终未脱离导轨。在运动过程中下列说法正确的是（　　）
A. 外力F应为恒力
B. 导体棒的发热功率随时间均匀增加
C. 电路中的电流大小不变
D. MN两端电压随时间均匀减小
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 焦利秤是一种用来测量竖直方向微小力的仪器，其实际上就是一个弹簧秤。小梦同学使用焦利秤设计了测量当地重力加速度的实验。焦利秤的结构简化示意如图所示。转动旋钮C可使金属杆A在套管B中上下移动。金属杆A上有毫米尺，能读出金属杆A露出在套管B外的长度。在弹簧D下方连接着丝线，丝线穿过透明玻璃管E，下方吊着托盘I。丝线上固定有小平面镜G，并位于透明玻璃管E内部。实验过程中，小平面镜上下移动不与玻璃管接触。小平面镜G上刻有活动准线H，玻璃管上刻有固定准线F。
小梦设计实验操作步骤如下：
①将质量为的砝码放在托盘I上，转动旋钮C使得小平面镜上的活动准线与玻璃管上的固定准线对齐，记录金属杆A的读数
②用手将托盘下拉一小段距离，放手后托盘和砝码上下振动
③振动过程中，当活动准线与固定准线对齐时计数1，并按下秒表开始计时，以后每次活动准线与固定准线对齐时计数加1。在计数时停止秒表计时，读出秒表示数。为一组测量数据。
④换用质量为的砝码，重复①②③步骤，并记录一组新测量数据。
在上述实验中，砝码和托盘的上下振动可看作简谐振动，已知弹簧振子做简谐振动的周期公式为，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数。
请回答以下问题：
（1）对于上述实验步骤中提到的“活动准线与固定准线对齐”的判断标准你认为较为合理的选项是（　　）
A. 水平目视固定准线，眼睛、活动准线与固定准线同一水平面上
B. 活动准线、固定准线及固定准线在小平面镜中的像三者重合
（2）若计数为N时，秒表的计时为t，则该次测量的简谐振动周期为______。
（3）小梦同学分析上述实验过程，得到计算重力加速度的表达式为______。（使用两组测量数据符号表示）
（4）小梦的同桌小明查阅相关资料发现，在使用焦利秤时，弹簧、小平面镜、托盘等的质量往往不可忽略，这些因素可整体等效为折合质量，简谐振动的周期公式应修正为。据此，小明同学认为折合质量会使得小梦同学测量出的g产生系统误差。小明同学的结论是否正确____？请说明理由______。
12. 某同学为了测量电源的电动势和内阻，考虑到电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差，于是设计了下面的电路进行测量。
实验室提供的器材有：
待测电源E；
滑动变阻器；
电压表；
电流表；
灵敏电流计G，开关S。
主要实验步骤如下：
主要实验步骤有：
（1）按照图示电路图连接好实物图，闭合开关S，通过调节滑动变阻器，可使灵敏电流计示数为0，记录此时电压表的示数，电流表的示数。此时流过电源的电流______（填“>”、“<”、“=”），电源的路端电压______（填“>”、“<”、“=”）；
（2）再次调节滑动变阻器，使得灵敏电流计示数仍为0，记录此时电压表的示数，电流表的示数；
（3）通过两次测量，就可以计算电源电动势和内阻。通过以上数据，计算得到电源的电动势______。内阻______；
（4）实验过程中，电流表和电压表的内阻对电源电动势与内阻的测量无影响，不会产生系统误差；
（5）在实验过程中若将电源（连同开关S）与灵敏电流计位置互换，______（填“是”或者“否”）仍能准确测量出电源电动势和内阻。
13. 如图所示，水池中水面上O点距离水池边缘，O点正下方距离水面处有一光源P向水面发射光线，时刻光线指向O，光源P发出的光线始终位于如图所示面内，且绕P点以恒定的角速度逆时针转动。时发出的光恰好无法从水面射出。试求
（1）该池塘中水的折射率n；
（2）时点光源P发出的光线，经水面反射后照射到池塘的竖直侧壁上形成一亮斑M（图中未画出）。求此时光斑M在侧壁上移动的速度v。
14. 如图所示，AB为一足够长的光滑水平横杆，横杆上固定一个阻挡钉C。杆上套一质量不计的轻环，环上系有一根牢固、不可伸长的轻细绳，绳长为R。绳的另一端拴一质量为m的小球，现将轻环拉至C左边0.2R处并将绳拉直，让绳与AB平行，然后由静止同时释放轻环和小球。小球运动到最低点时，与光滑水平地面的一质量为6m的小车发生弹性碰撞。在小车左侧一定距离的位置有一缓冲装置，该装置由劲度系数为k的弹簧和轻杆组成，轻杆可在固定槽内移动，初始时轻杆右半段露在槽外的部分长度为l，小车运动一段距离后与该装置相撞。轻杆和槽之间滑动摩擦力大小恒为2.4mg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知当绳子绷紧瞬间，小球沿绳子方向速度会瞬间变为零。，，，弹簧劲度系数为，弹簧的弹性势能与形变量x的关系式为。重力加速度g取。则
（1）求小球到最低点时速度大小；
（2）从小车首次与缓冲装置接触到分开过程中，轻杆在槽内移动最大距离；
（3）已知轻杆右半段的露出部分长度减为零时装置的缓冲作用无法正常工作。试判断在后续的运动过程缓冲装置能否正常工作。（已知小车与小球始终在水平运动时发生弹性碰撞，且碰撞时小球不会碰到缓冲装置）
15. 如图所示，在空间直角坐标系中有一长方体，平面为边长为a的正方形，AB边长度为为2a，在的中点有一粒子源E，可以源源不断地发射电荷量为、质量为m的带电粒子，粒子速度相同，沿着Z轴正方向，在整个空间中存在沿着Y轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，已知粒子恰好未从长方体AD边射出，不计重力及一切空气阻力，求：
（1）带电粒子的初速度；
（2）的中点为F，若在整个空间中加上沿着Y轴正方向的匀强电场，使粒子能到达F点，求粒子到达F点的最大动能及对应的电场强度的大小；
（3）接第（2）问，若继续在整个空间中加上沿X轴负方向的匀强电场，求粒子到达所在平面时的坐标。
雄安新区2022级高三第一学期期末联考
物理试卷
（考试时间：75分钟；试卷满分：100分）
注意事项：
1.本试卷共8页，总分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必将姓名、准考证号填写在试卷的相应位置。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
【1题答案】
【答案】B
【2题答案】
【答案】D
【3题答案】
【答案】B
【4题答案】
【答案】B
【5题答案】
【答案】A
【6题答案】
【答案】C
【7题答案】
【答案】C
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
【8题答案】
【答案】AD
【9题答案】
【答案】ABD
【10题答案】
【答案】BCD
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
【11题答案】
【答案】（1）B （2）
（3）
（4） ①. 不正确 ②. 使用修正后的公式重新计算时，折合质量会在计算过程中消去，即小梦的测量结果并不因此产生系统误差。
【12题答案】
【答案】 ①. = ②. = ③. ④. ⑤. 是
【13题答案】
【答案】（1）
（2）
【14题答案】
【答案】（1）
（2）0.24m （3）能正常工作
【15题答案】
【答案】（1）
（2），
（3）

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