精品解析：河北省部分高中2023-2024学年高三上学期12月期末考试物理试题（原卷版）

河北省部分高中2023-2024学年高三上学期12月期末考试物理试题本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。共8页，满分100分，考试时间75分钟。第I卷（选择题共46分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.如图所示，两个相同的金属球A、B（可看成点电荷）带等量异种电荷，两球相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F，现让另一个相同的不带电的金属小球C先后与A、B两球接触后移开，这时A、B两球之间的相互作用力的大小是（ ）A. B.C. D.2.如图为一块手机电池文字说明，下列说法错误的是（ ）A.该电池的容量为500mA·h B.该电池的电动势为3.6VC.该电池在工作时的电流为500mA D.若电池以10mA的电流工作，可用50h3.《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示。管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B圆心连线水平。某时刻A中电流方向垂直于纸面向外、B中电流方向垂直于纸面向里，A、B中电流大小均为、C中电流方向垂直于纸面向外、电流大小为，则（ ）A.B、C输电线缆相互吸引B.输电线缆A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向上C.正三角形中心O处的磁感应强度方向水平向左D.输电线缆A所受安培力方向垂直线缆A、B圆心连线向下4.某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是（ ）A.电源的电动势，内阻B.b、c图线交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为，纵坐标之比一定为C.电源的最大输出功率D.在a、b、c三条图线上分取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系5.正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图所示的电路中，板长l，板间距为d，在距离板的右端处有一竖直放置的光屏M。D为理想二极管（即正向电阻为0，反向电阻无穷大），R为滑动变阻器，为定值电阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合开关S，让一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度射入板间，质点未碰极板，最后垂直打在M上，在保持开关S闭合的情况下，下列分析或结论正确的是（ ）A.质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到M的过程中速度变化相同B.板间电场强度大小为C.若仅将滑片P向下滑动一段，则质点不会垂直打在M上D.若仅将两平行板的间距减小一些，则质点依然会垂直打在M上6.如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，则下列说法正确的是（ ）A.粒子可能从B点射出B.若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为C.若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为D.若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短7.在如图所示的电路中，已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R的最大阻值。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P由左端向右滑动的过程中，四个电表V1、V2、A1、A2的示数及其变化量分别用U1、U2、I1、I2、、、、表示。下列说法正确的是（ ）A.U1先变大后变小，I1不变B.U1先变大后变小，I1一直变大C.的绝对值先变大后变小，的绝对值不变D.U2先变小后变大，I2一直变小二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。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.如图1所示，在水平地面上的O点固定一个带正电的带电体（可视为质点，图中未画出），以O点为原点以向右为正方向建坐标系，得到坐标轴上O点右侧各点的电场强度E与各点到O点距离r的关系图像如图2所示。现将一个可视为质点质量为m、带电量大小为q的滑块从B点由静止释放，滑块向右运动，经过A点时滑块的速度最大，已知，且B为OA的中点，重力加速度为g，点电荷周围的电势（Q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离，以无穷远处电势为零）。下列说法中正确的是（ ）A.滑块可能带负电 B.滑块与水平面间动摩擦因数C.滑块经过A点时的速率 D.滑块停止运动时离O点的距离为9.如图所示，处于竖直面内半径为R的圆形区域磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，O为圆心，AB为竖直直径，已知一带正电的比荷为k的粒子从A点沿AB方向以某一速度射入磁场后，经时间t射出磁场，射出时速度方向的偏转角为，不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（ ）A.带电粒子的速度大小为B.若只让粒子速度大小改为，则粒子在磁场中的运动时间为C.若让粒子速度大小改为，入射方向改为AB右侧与AB夹角，则粒子在磁场中运动轨迹的长度为D.若只改变入射速度方向让粒子在磁场中的运动时间最长，则粒子的入射方向与AB夹角的正弦值应为10.如图所示，竖直面内有一匀强电场，其方向与x轴夹角为37°，现有质量为的一带负电的小球，从O点以速度v0竖直向下抛出，已知小球的加速度沿x轴方向，则关于带电小球运动过程中的说法正确的是（ ）A.小球所受电场力的大小为B.小球的电势能与重力势能之和一直在减小C.小球的电势能与动能之和一直在减小D.经过的时间，小球的机械能达到最小值第II卷（非选择题共54分）三、非选择题（本题共5小题，共54分）11.描绘一个标有“3V，0.5A”小灯泡L的伏安特性曲线，实验室提供的实验器材有：A.电源E（电动势为4V，内阻约1）B.电流表（量程为0.6A，内阻约0.5）C.电流表（量程为3A，内阻约0.1）D.电压表（量程为3V，内阻约3k）E.电压表（量程为15V，内阻的15k）F滑动变阻器（最大阻值10）G.滑动变阻器（最大阻值100）H.开关S一个，导线若干（1）为了能多测几组数据并能从0开始测量，某小组设计电路图如图，则在该电路中，电流表选择_____，电压表选择_____，滑动变阻器选择_____（此三空均选填相应器材前的代号）。（2）在按照合理的电路及操作测量后，作出如图（a）所示的小灯泡的伏安特性曲线。现将同样规格的小灯泡分别接入如图（b）、如图（c）所示的电路中，已知电源电动势=3.0V，电源内阻=5，图（c）中的定值电阻R=5，则图（b）中小灯泡的实际功率为_____，图（c）中一个小灯泡的实际功率为____W（两个空均保留2位有效数字）。12.佳佳同学在做“练习使用多用电表”的实验时，进行了如下测量：（1）测量电路的电压时，选用直流量程，指针位置如图中a所示，该电路两电压为________。（2）测量电路的电流时，选择开关处在电流“”挡，指针位置如图中b所示，被测电流的值为_______。（3）某欧姆表由于长时间未使用，电源电动势和内阻发生了明显变化，导致无法进行欧姆调零。小佳同学用如图甲所示的电路来研究其内部的电源情况。实验时选择欧姆表“”挡位，已知毫安表的量程为，内阻约为。①在电路连接时，要注意毫安表的“”接线柱要与欧姆表的________（填“红”或“黑”）表笔相连；②调节电阻箱的阻值，当毫安表的读数为时，欧姆表指针偏转到整个表盘位置的刻度处，如图乙所示，则欧姆表表头的量程为_______；③连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值租通过毫安表的电流，做出图像，如图丙所示，则电源的电动势_______。在不考思实验偶然误差的情况下，电源电动势的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。13.真空区域有宽度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，、是磁场的边界。质量为、电荷量大小为的粒子（电性未知，不计重力）以速度沿着与夹角为的方向射入磁场中，刚好没能从边界射出磁场。求粒子在磁场中运动的时间。14.如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC与光滑水平轨道PA相切于A点，BC为圆弧轨道ABC的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角。整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为的带电小球（可视为质点）可以在圆弧轨道上的B点保持静止。现将该带电小球从水平轨道某点静止释放，小球经A点沿圆弧轨道ABC恰好能通过C点。已知重力加速度大小为g，。求：（1）匀强电场的电场强度E的大小；（2）小球经过C点时，电场力对小球做功的功率P；（结果保留根号）（3）小球在圆弧轨道上运动时对轨道的最大压力的大小。15.如图所示，质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相拴接，将它们放在倾角为的光滑斜面上，静止时弹簧的形变量为。斜面底端有固定挡板D，物体C靠在挡板D上。将质量也为m的物体A从斜面上的某点由静止释放，A与B相碰。已知重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。（1）求弹簧的劲度系数k；（2）若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动，当A与B第一次运动到最高点时，C对挡板D压力恰好为零，求挡板D对C支持力的最大值；（3）若将A从另一位置由静止释放，A与B相碰后不粘连，但仍立即一起运动，且当B第一次运动到最高点时，C对挡板D的压力也恰好为零。已知A与B相碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小为，求相碰后A第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离。