江苏省南京江浦高级中学2023年第二学期高三年级期末质量检测试题物理试题

江苏省南京江浦高级中学2023年第二学期高三年级期末质量检测试题物理试题
注意事项：
1．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．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、下列说法正确的是（）
A．做匀速圆周运动的物体，转动一周，由于初末位置速度相同，故其合力冲量为零
B．做曲线运动的物体，任意两段相等时间内速度变化一定不相同
C．一对作用力和反作用力做的功一定大小相等，并且一个力做正功另一个力做负功
D．在磁场中，运动电荷所受洛伦兹力为零的点，磁感应强度B也一定为零
2、如图所示，是一个质点在时间内的v-t图象，在这段时间内，质点沿正方向运动的平均速度大小为v1沿负方向运动的平均速度大小为v2则下列判断正确的是( )
A．v1>v2B．v1<v2
C．v1=v2D．以上三种情况均有可能
3、在港珠澳大桥建设中，将数根直径22米、高40.5米的空心钢筒打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录．一根钢筒的重力为G，由如图所示的起重机用8根对称分布的、长为22米的钢索将其吊起，处于静止状态，则()
A．钢筒受到8个力作用
B 3
G
C ．钢筒的重心可能在钢筒上
D ．钢筒悬吊在空中可能处于失重状态
4、如图所示，围绕地球做匀速圆周运动的两颗卫星的周期分别为T 1和T 2，两颗卫星的轨道半径的差值为d ，地球表面重力加速度为g ，根据以上已知量无法求出．．．．
的物理量是（引力常量G 未知）（ ）
A ．地球的半径
B ．地球的质量
C ．两颗卫星的轨道半径
D ．两颗卫星的线速度
5、一质点做匀加速直线运动，在通过某段位移x 内速度增加了v ，动能变为原来的9倍。

则该质点的加速度为（ ）
A ．2v x
B ．22v x
C ．23v x
D ．2
3v x
6、港珠澳大桥(Hong Kong －Zhuhai －Macao Bridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。

2018年2月6日，港珠澳大桥主体完成验收，于同年9月28日起进行粤港澳三地联合试运。

大桥设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮。

假设一艘质量为m 的轮船由于失控，以速度v 撞向大桥(大桥无损)，最后没有反弹而停下来，事故勘察测量轮船发现迎面相撞处凹下去d 的深度，那么可以估算出船对桥的平均撞击力F ，关于F 的表达式正确的是( )
A ．2
2mv d
B ．2mv d
C ．
2mv d
D ．mv
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、在一颗半径为地球半径0.8倍的行星表面，将一个物体竖直向上抛出，不计空气阻力．从抛出开始计时，物体运动的位移随时间关系如图（可能用到的数据：地球的半径为6400km ，地球的第一宇宙速度取8 km/s ，地球表面的重力加速度10m/s 2，则
A．该行星表面的重力加速度为8m/s2 B．该行星的质量比地球的质量大
C．该行星的第一宇宙速度为6.4km/s D．该物体落到行星表面时的速率为30m/s
8、在科幻电影《流浪地球》中，流浪了2500年的地球终于围绕质量约为太阳质量1
8
的比邻星做匀速圆周运动，进入
了“新太阳时代”。

若“新太阳时代”地球公转周期与现在绕太阳的公转周期相同，将“新太阳时代”的地球与现在相比较，下列说法正确的是
A．所受引力之比为1：8
B．公转半径之比为1：2
C．公转加速度之比为1：2
D．公转速率之比为1：4
9、如图(a)，A、B为某电场中沿x方向上的两个点，现将正点电荷q从A点静止释放，仅在电场力作用下沿x轴方向运动一段距离到达B点，其电势能E p随x的变化关系如图(b)所示，则
A．从A到B，电势先逐渐降低后逐渐升高
B．从A到B，电场强度先增大后减小
C．从A到B的过程中，电荷所受电场力先减小后增大
D．从A到B的过程中，电场力对电荷先做负功后做正功
10、图中小孩正在荡秋千，在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，下列说法中正确的是（）
A．绳子的拉力逐渐增大
B．绳子拉力的大小保持不变
C．小孩经图示位置的加速度可能沿a的方向
D．小孩经图示位置的加速度可能沿b的方向
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：
（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝_____cm，弹簧的弹性系数k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝_____cm．
（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____．A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大
C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比．
12．（12分）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系．实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x．测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2）．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm．
（1）将表中数据补充完整：①________；②________．
P1P2P3P4P5P6
x0（cm） 2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01
x（cm） 2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41
n 10 20 30 40 50 60
k（N/m）163 ①56.0 43.6 33.8 28.8
（m/N）0.0061 ②0.0179 0.0229 0.0296 0.0347
（2）以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出1/k－n图像．
（3）题（2）图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝_____N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的关系的表达式为k＝_____N/m．
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，带电量为q（q为正电荷）的粒子质量为m，O、A两点长度为d且连线与x轴正方向为30°，不计粒子重力。

（1）若在y轴右侧加上平行于y轴的匀强电场E时，粒子以初速度v0沿x轴正方向从O点射出且恰好经过A点，求：电场强度E的大小和方向；
（2）若去掉电场，在坐标系空间内加上垂直纸面的匀强磁场B，粒子仍以初速度v0沿x轴负方向从O点射出且也恰好经过A点，求：磁感应强度B的大小和方向以及粒子从O点出发到第一次经过A点时所经历的时间。

14．（16分）小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距l＝0.50 m，倾角θ＝53°，导轨上端串接一个R＝0.05 Ω的电阻．在导轨间长d＝0.56 m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B ＝2.0 T．质量m＝4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连．CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s＝0.24 m．一位健身者用恒力F＝80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD 棒始终保持与导轨垂直．当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g ＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)．求：
(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；
(2)CD棒进入磁场时所受的安培力F A的大小；
(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.
15．（12分）如图所示，可视为质点的质量为m=1.2kg的小滑块静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F=4N 的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，当其滑行到AB的中点时撤去拉力，滑块继续运动到B点后进入半径为
R=1.3m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，在圆轨道上运行一周后从B处的出口（未画出，且入口和出口稍稍错开）出来后向C点滑动，C点的右边是一个“陷阱”，D点是平台边缘上的点，C、D两点的高度差为h=1.2m，水平距离为x=1.6m。

已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的3倍，水平轨道BC的长度为l2=2.1m，小滑块与水平轨道AB、BC间的动摩擦因数均为 =1．5，重力加速度g=11m/s2。

(1)求水平轨道AB的长度l1；
(2)试通过计算判断小滑块能否到达“陷阱”右侧的D点；
(3)若在AB 段水平拉力F 作用的范围可变，要达到小滑块在运动过程中，既不脱离竖直圆轨道，又不落入C 、D 间的“陷阱”的目的，试求水平拉力F 作用的距离范围。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、A 【解析】
A ．根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化，物体在运动一周的过程中，动量变化为零，故合力的冲量为零，故A 正确；
B ．在匀变速曲线运动中，加速度不变，根据
v a t ∆=∆
可知在任意两段相等时间内速度变化相同，故B 错误；
C ．一对作用力和反作用力做的功没有定量关系，一对作用力和反作用力可以同时做正功，也可以同时做负功，或不做功，故C 错误；
D ．在磁场中，若带电粒子的运动方向与磁场方向平行，不会受到洛伦兹力的作用，但磁感应强度不为零，故D 错误。

故选A 。

2、B 【解析】
由图象可知，正向运动时，物体的位移小于物体做匀减速运动的位移，可知平均速度大小101
2
v v ＜，同理反向运动时位移大于匀加速运动的位移，平均速度大小2012
v v ＞，因此有v 1＜v 2； A. v 1>v 2，与结论不相符，选项A 错误； B. v 1<v 2，与结论相符，选项B 正确；
C. v 1=v 2，与结论不相符，选项C 错误；
D. 以上三种情况均有可能，与结论不相符，选项D 错误。

3、B 【解析】
A ．钢筒受到重力和8根钢索的拉力共9个力作用，选项A 错误；
B ．由题意知，每根钢索与竖直方向夹角为30°，设每根钢索的拉力大小为F ，钢筒处于静止状态，则由平衡条件有 8F cos 30°＝G 解得 F
G 结合牛顿第三定律可知，选项B 正确；
C ．钢筒空心，它的重心一定不在钢筒上，选项C 错误；
D ．钢筒悬吊在空中处于静止状态，加速度为零，选项D 错误。

故选B 。

4、B 【解析】
ABC ．根据万有引力提供向心力，依据牛顿第二定律，则有
2
112112π()Mm G
m r r T = 2
22222
2π()Mm G
m r r T = 且
21R R d -=
由公式
2Mm
G
mg R
= 联立可解得两颗卫星的轨道半径和地球的半径，由于引力常量G 未知则无法求出地球的质量，故AC 正确，B 错误； D ．由公式2πr
v T
=可知，由于两颗卫星的轨道半径和周期已知或可求出，则可求出两颗卫星的线速度，故D 正确。

故选B 。

5、A 【解析】
设质点的初速度为0v ，则动能 2
k1012
E mv =
由于末动能变为原来的9倍，则可知，末速度为原来的3倍，故 03v v '=，02v v v ∆==
故平均速度
00
0322
v v v v v +=
== 根据位移公式可知 x
v v t
=
= 根据加速度定义可知
2v v a t x
∆==
A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6、A 【解析】
根据动能定理进行解答。

【详解】
根据动能定理可得212Fd mv =，解得2
2mv F d
=，故选A.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AC 【解析】
A ．由图读出，物体上升的最大高度为：h =64m ，上升的时间为： t =4s 。

对于上升过程，由2
12
h gt =
可得 2
2222648m/s 4
h g t ⨯=
==星 选项A 正确； B ．根据2
Mm
G
mg R = 可得 G
gR M 2
=
则该行星的质量比地球的质量小，选项B 错误；
C ．根据2
2Mm v G m mg R R
== 可得
v =则
v v 星地 则该行星的第一宇宙速度为
=0.88km/s 6.4km/s v ⨯=星
选项C 正确；
D ．该物体落到行星表面时的速率为
32m/s v ===
故D 错误； 故选AC 。

8、BC 【解析】
AB ．地球绕行中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：
2224Mm G m r r T
π=
解得：r =
“新太阳时代”的地球的轨道半径1
r 与现在的轨道半径2r 之比：
1212
r r == 万有引力：
2Mm
F G
r
= 所以“新太阳时代”的地球所受万有引力与现在地球所受万有引力之比： 2112222112
F M r F M r =⋅= A 错误，B 正确； C ．万有引力提供加速度：
F ma =
所以“新太阳时代”的地球公转加速度与现在地球加速度力之比：
112212
a F a F == C 正确；
D ．万有引力提供向心力：
2
2Mm v G m r r
= 所以“新太阳时代”的地球公转速率与现在地球公转速率力之比：
1212
v v === D 错误。

故选BC 。

9、AC
【解析】
AD.正点电荷q 从A 点静止释放，仅在电场力作用下沿x 轴方向运动一段距离到达B 点，电势能先减小后增大，则正电荷从A 到B 电场力先做正功，后做负功；正点电荷q 电势能先减小后增大，所以电势先降低后升高。

故A 正确，D 错误；
BC.电势能E P 随位移x 的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大，电场强度先减小后增大，故B 错误，C 正确。

10、AC
【解析】小孩在最高点时，速度为零；受重力和拉力，合力沿着切线方向，绳子的拉力是重力沿绳子方向的分力，小于重力；而在最低点，小孩受到的拉力与重力的合力提供向上的向心力，所以绳子的拉力大于重力．可知在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，绳子的拉力逐渐增大，故A 正确，故B 错误；当秋千离开最高点，向最低点运动的过程中，小孩的速度增大，合外力的一个分力指向圆心，提供向心力，另一个分力沿着切线方向，使小孩速度增大所以加速度方向可能沿图中的a 方向，故C 正确，D 错误。

所以AC 正确，BD 错误。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、8 25 20 B
【解析】
（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为:x 0＝8cm ，在F ﹣x 图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则:6N /m 25N /m 0.24
F k x ∆===∆，在乙图中弹簧秤的示数:F ＝3.00N ，根据F ＝kx ，可
知:3m 0.12m 0.12cm 25F x k ====，故此时弹簧的长度:L ＝x +x 0＝20cm ． （2）A ．在丙图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b 的原长大于a 的原长，故A 错误； BC ．斜率代表劲度系数，故a 的劲度系数大于b 的劲度系数，故B 正确，C 错误；
D ．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D 错误．
12、（1）①81.7 ②0.0122（2）如图所示（3）（1.67—1.83）×103/n 、（3.31—3.62）/l 0
【解析】
试题分析：
（1）①中-220.19.8N =81.7N/m Δ(5.26-4.06)10m
mg k x ⨯==⨯； ②11m/N=0.0122m/N 81.7
k = （2）图线如图：
（3）③由图线可知直线的斜率为0.03560，故直线方程满足10.03560n k =，即3
1.7110k n
⨯=（N/m ）（在33
1.6710 1.8310n n
⨯⨯~之间均可） ④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm ；则n 匝弹簧的原长满足206011.8810n l -=⨯，代入31.7110k n
⨯=可得：
03.38k l =．（在00
3.31 3.62l l ~之间均可） 考点：测量弹簧的劲度系数实验；
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）204=3mv E qd
，方向竖直向上；（2）0mv B qd =，方向垂直纸面向外；023d t v π= 【解析】
（1）加电场时，粒子沿x 轴正方向射出，粒子作类平抛运动，经过A 点，则电场方向竖直向上。

根据平抛运动规律有
水平方向
0cos30d v t ︒=
竖直方向
21sin 302
d at = 由牛顿第二定律有
qE =ma
解得电场强度
204=3mv E qd
（2）在磁场中，粒子沿x 轴负方向射出，粒子作匀速圆周运动，经过A 点，则磁场方向垂直纸面向外。

根据洛伦兹力提供向心力，有
00v qv B m R
= 由几何关系有
d =R
联立解得磁感应强度
0mv B qd
= 匀速圆周运动周期
2=R T v π
粒子从O 点出发到第一次经过A 点时所经历的时间
56
t T = 联立解得
23d t v π= 14、（1）2.4m/s （2）48N （3）64J ；26.88J
【解析】
(1)由牛顿第二定律：
2sin 12m/s F mg a m
θ-== 进入磁场时的速度：
2.4m/s v ==
(2)感应电动势：
E Blv =
感应电流：
Blv I R
= 安培力：
A F IBl =
代入得：
2A ()48N Bl v F R
== (3)健身者做功：
()64J W F s d =+=
由牛顿定律：
A sin 0F mg F θ--=
CD 棒在磁场区做匀速运动
在磁场中运动时间：
d t v
= 焦耳热：
226.88J Q I Rt ==
15、 (1)2.4m(2) 不能(3) 1.325m 4m x '<<
【解析】
(1)设小滑块运动到竖直圆轨道最高点时的速度大小为v ，则有
2
4v mg m R
= 从B 点运动到最高点的过程中，设小滑块到达B 点时的速度大小为B v ，由机械能守恒定律有 2211222
B mv mg R mv =⋅+ 代入数据解得
/s B v =
小滑块由A 到B 的过程中，由动能定理可得
2111122
B Fl mgl mv μ-= 代入数据可解得
1 2.4l m =。

(2)设小滑块到达C 点时的速度大小为C v ，
则由动能定理可得
2221122
C B mgl mv mv μ-=- 代入数据解得
2m/s C v =
设小滑块下落0.2m h =所需要的时间为t ，则有
212
h gt = 解得
0.2s t =
故小滑块在水平方向上运动的距离为
00.4m 0.6m Ct x v ==<
故小滑块将落入“陷阱”中，不能运动到D 点。

(3)由题意可知，若要滑块既不脱离圆轨道，又不掉进“陷阱”，则需要分三种情况进行讨论： ①当滑块刚好能够到达与圆心等高的E 点时，设恒力作用的距离为1x '，则由动能定理可得：110Fx mgl mgR μ'
--= 代入数据可解得 10.75m x '=
故当恒力作用的距离满足00.75m x '<时符合条件。

②当滑块刚好能经过圆轨道的最高点时，设滑块经过最高点时的速度大小为0v ，则有
20v mg m R
= 设此时恒力作用的距离为2x '
，则有 2210122
Fx mgl mgR mv μ'--= 代入数据可解得
20.975m x '=
当滑块刚好运动到C 点时速度为零，设此时恒力作用的距离为2x ''
，则有
()2120Fx mg l l μ''-+= 代入数据可解得
2 1.1m x ''=
故当恒力作用的距离满足0.975m 1.1m x '<<时符合条件。

③当滑块刚好能够越过“陷阱”，设滑块到达C 点时的速度大小为'
C v ，则由平抛运动规律可得 212
h gt = C x v t =
代入数据解得
3m/s C v '=
设此时恒力作用的距离为3x '
，故有
()231212
C Fx mg l l mv μ''-+= 代入数据解得
3 1.325m x '=
故当恒力作用距离满足1.325m 4m x '<<时符合条件。