河北省張家口市2023-2024學年高三上學期1月期末考試物理答案

張家口市2023—2024學年度高三年級第一學期期末考試物理注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名，準考證號填寫在試卷和答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.核污染水含有多種放射性物質(zhì)，排入大海將給全人類帶來很大的風險。銫137就是其中一種放射性物質(zhì)，其衰變方程為，半衰期為30年。下列說法正確的是（）A.X粒子對應(yīng)的射線可以穿透幾毫米厚的鋁板B.核污染水排入大海中，隨著濃度下降，銫137的半衰期會大于30年C.比結(jié)合能比的比結(jié)合能大D.銫137衰變時會放出能量，衰變過程中的質(zhì)量虧損等于X的質(zhì)量【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得可知X為，即電子，X對應(yīng)的射線為射線，可以穿透幾毫米厚的鋁板，故A正確；B．半衰期只與原子核本身有關(guān)，與其濃度、物理環(huán)境、以及化學環(huán)境無關(guān)，核污染水排入大海中，隨著濃度下降，銫137的半衰期不變，故B錯誤；C．核反應(yīng)方程式中生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定，即生成物的比結(jié)合能大于反應(yīng)物的比結(jié)合能，則的比結(jié)合能比的比結(jié)合能小，故C錯誤；D．銫137衰變時會放出能量，衰變過程中的質(zhì)量虧損等于放出的能量與光速平方的比值，不是X的質(zhì)量，故D錯誤。故選A。2.位于坐標原點處的波源發(fā)出一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波。t=0時波源開始振動，其位移y隨時間t變化的關(guān)系式為，則時的波形圖為（）A. B..C. D.【答案】A【解析】【詳解】BC．根據(jù)位移y隨時間t變化的關(guān)系式，可知t=0時原點處的波源向y軸正方向運動，當時波源回到原點處，故BC錯誤；AD．當時波源向y軸負方向運動，而該簡諧橫波沿x軸正方向傳播，故A正確，D錯誤。故選A。3.一種重物緩降裝置簡化物理模型如圖所示，足夠長的輕質(zhì)絕緣細線連接且纏繞在銅軸上，另一端懸掛著一個重物，一個銅制圓盤也焊接在銅軸上，大圓盤的外側(cè)和銅軸的外側(cè)通過電刷1，電刷2及導線與外界的一個燈泡相連，整個裝置位于垂直于圓盤面的勻強磁場中，現(xiàn)閉合開關(guān)，將重物從合適位置由靜止釋放，整個圓盤將在重物的作用下一起轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電流可以使燈泡發(fā)光，除燈泡電阻外的其余電阻和一切摩擦阻力均忽略不計。下列說法正確的是（）A.通過燈泡的電流方向為從電刷2流經(jīng)燈泡到電刷1B.重物下降速度越快，重物的加速度越小C.重物減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為燈泡消耗的電能D.斷開開關(guān)，由于圓盤中的渦流，該裝置仍然能起到緩降的作用【答案】B【解析】公眾號：高中試卷君【詳解】A．根據(jù)右手定則可以判斷，通過燈泡的電流方向為從電刷1流經(jīng)燈泡到電刷2，故A錯誤；B．重物下降速度越快，感應(yīng)電動勢越大，圓盤阻尼作用越大，繩子的拉力越大，重物加速度越小，故B正確；C．重物減小重力勢能轉(zhuǎn)化為裝置的動能和燈泡消耗的電能，故C錯誤；D．斷開開關(guān)，沒有感應(yīng)電流，重物緩降裝置不能起到緩降作用，故D錯誤。故選B。4.如圖甲所示，A、B兩顆衛(wèi)星在同一平面內(nèi)圍繞中心天體做勻速圓周運動，且繞行方向相同，圖乙是兩顆衛(wèi)星的間距隨時間的變化圖像，時刻A、B兩顆衛(wèi)星相距最近。已知衛(wèi)星A的周期，則A、B兩顆衛(wèi)星運行軌道半徑之比為（）A.1:2 B.1:4 C.1:7 D.1:8【答案】B【解析】【詳解】時間內(nèi)，A、B兩衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度關(guān)系為又解得根據(jù)開普勒第三定律有可得故選B。5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1，原線圈接電源電壓有效值不變且內(nèi)阻忽略不計的正弦交變電源，為定值電阻，為可變電阻，現(xiàn)調(diào)節(jié)可變電阻阻值，理想電壓表V的示數(shù)變化的絕對值為時，理想電流表A的示數(shù)變化的絕對值為，則等于（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)理想變壓器的原理，原副線圈電壓電流與線圈匝數(shù)關(guān)系得，故兩端的變化量關(guān)系為，由電路電壓關(guān)系得，在原線圈電路中由表達式關(guān)系得，，則故選D。6.如圖所示，在直線上及其下方的半圓形區(qū)域內(nèi)、外分別存在磁場方向垂直紙面向外和向里的勻強磁場。已知半圓的圓心為，半徑為，、、三點共線，是圓外一點且。一質(zhì)量為，電荷量為的帶正電粒子從點在紙面內(nèi)沿垂直于磁場射入半圓中，第一次從A點（圖中未畫出）沿圓的半徑方向射出半圓形區(qū)域后從點垂直離開磁場區(qū)域。不計粒子重力，半圓內(nèi)、外磁場的磁感應(yīng)強度大小之比為（）A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:5【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意，作出帶電粒子在半圓內(nèi)、外的運動軌跡如圖設(shè)粒子在半圓內(nèi)、外磁場中運動的軌道半徑分別為、，由幾何關(guān)系可知與相似，則有解得，粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當向心力，有即則，解得故選C。7.某同學放學后到清水河練習打水漂，從距水面1.25m高處以的初速度水平擲出一枚石塊。若石塊始終在同一豎直面內(nèi)運動，石塊每次與水面接觸后速率損失50%，入水速度和出水速度與水面的夾角相等且保持不變，當入水速度小于1m/s就會落入水中，取10m/s2，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.出水速度與豎直方向的夾角為30°B.水面上一共出現(xiàn)4個接觸點C.從第二次接觸水面到第三次接觸水面所用時間為0.125sD.第三個接觸點與第四個接觸點之間的距離為【答案】D【解析】【詳解】A．從拋出點到第一次接觸水面根據(jù)平拋運動規(guī)律有解得拋出點到第一個入水點的水平距離為且設(shè)入水速度與水平方向的夾角為，則解得則出水速度與豎直方向夾角為60°，故A錯誤；C．第一次入水速度為出水速度為從第一次接觸水面到第二次接觸水面所用時間為第一個接觸點與第二個接觸點之間距離為從第二次接觸水面到第三次接觸水面所用時間為故C錯誤；D．第二個接觸點與第三個接觸點之間距離為同理可得第三個接觸點與第四個接觸點之間距離為故D正確；B．第四次接觸水面后出水速度為由此可知，第5次接觸水面后落入水中，因此一共出現(xiàn)5個接觸點，故B錯誤。故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖所示，一水平輕質(zhì)彈簧①左端固定在豎直墻壁上，另一端與小球相連。輕質(zhì)彈簧②與豎直方向夾角，一端固定在天花板上，另一端也與小球相連。小球處于靜止狀態(tài)且與固定斜面恰好接觸但無彈力。已知斜面傾角，小球質(zhì)量為，與斜面間動摩擦因數(shù)，重力加速度為，則（）A.剪斷彈簧①的瞬間，小球的加速度大小為，方向水平向右B.剪斷彈簧①的瞬間，小球的加速度大小為，方向沿斜面向上C.剪斷彈簧②的瞬間，小球與斜面間的彈力會發(fā)生突變D.剪斷彈簧②的瞬間，小球的加速度大小為，方向沿斜面向下【答案】BD【解析】【詳解】AB．剪斷彈簧之前，斜面與小球間無彈力，小球受力如圖1根據(jù)平衡條件可得剪斷彈簧①瞬間，立即消失，和不變，小球和斜面間產(chǎn)生彈力和摩擦力，受力分析如圖2根據(jù)牛頓第二定律，有解得方向沿斜面向上，故A錯誤，B正確；CD．剪斷彈簧②瞬間，消失，和不變，受力分析如圖3和在垂直斜面方向上的分力等大、反向，即故小球和斜面之間仍無彈力和摩擦力，則加速度為方向沿斜面向下，故C錯誤，D正確。故選BD。9.張家口懷來大橋作為交通大動脈，與京張高鐵跨官廳湖大橋交相輝映（如圖甲）。其簡化模型如下：吊橋由六對鋼桿懸吊，六對鋼桿在橋面上分列兩排，其上端掛在兩根鋼纜上，如圖乙所示為其一側(cè)面圖。已知圖中相鄰兩鋼桿間距離為8m，靠橋面中心的鋼桿長度為2m（即），，，又已知兩端鋼纜、與水平方向夾角均為37°，若鋼桿、鋼纜自重不計，每根鋼桿承受拉力相同，橋面總質(zhì)量為，則下列說法正確的是（）A.每根鋼桿的拉力大小為 B.鋼纜中的拉力大小為C.， D.，【答案】BC【解析】【詳解】A．橋面總質(zhì)量為，每根鋼桿拉力均為，由平衡條件可得解得A錯誤；B．對左邊的懸索受力分析如圖1所示，由平衡條件可得，即鋼纜中的拉力大小為，B正確；CD．對點受力分析如圖2所示，由平衡條件可得由幾何關(guān)系可得對兩點整體受力分析如圖3所示，由平衡條件可得C正確，D錯誤。故選BC。10.如圖所示，真空中電荷量未知的兩個點電荷分別固定于點與點，形成一個以延長線上點為球心，電勢為零的等勢面（取無窮遠處電勢為零），S點為等勢面與直線的交點，點為延長線上S點右側(cè)的一點，已知，，，點為點正上方等勢面上的一點，點的場強大小為（），點的場強背離圓心，下列說法正確的是（）A.點的點電荷電荷量為B.S點的電場強度大小為C.在等勢面為零的球內(nèi)，一定存在場強為零的點D.將正試探電荷從點移到點，靜電力做負功【答案】AD【解析】【詳解】A．如圖所示由圖可知M點的電荷為負電荷，N點的電荷為正電荷，所以有可得，故A正確；B．S點的電場強度大小為解得故B錯誤；C．設(shè)在直線上點右側(cè)與點距離為的點電場強度為零，則有解得則，可知除無窮遠處外，直線上電場強度為零的點只有一個，且在等勢面為零的球外，故C錯誤；D．點電勢低于點電勢，則正電荷在點的電勢能低于在點的電勢能，將正試探電荷從點移到點，電勢能增加，靜電力做負功，故D正確。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要答題步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，雙縫間距，雙縫到光屏間的距離，實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光，調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是__________。（填選項前的字母）A.濾光片的作用是讓白光變成單色光，取走濾光片，無法看到干涉條紋B.若僅將濾光片由綠色換成紅色，光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離增大C.若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，可以將光屏向靠近雙縫的方向移動D.光通過單縫是為了會聚光，使光在通過雙縫發(fā)生干涉時更清晰，即使沒有單縫也可以觀察到干涉條紋（2）正確操作后，該組同學用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖甲所示，分劃板在圖中A、B位置時游標卡尺示數(shù)如圖乙所示，則：①分劃板在圖中A、B位置時，相鄰兩條亮紋中心間距________mm。②該單色光的波長__________m（保留一位有效數(shù)字）。【答案】①.BC##CB②.0.5③.4×107【解析】【詳解】（1）[1]A．濾光片的作用是讓白光變成單色光，取走濾光片，則是兩束白光的干涉，光屏上會出現(xiàn)彩色的干涉條紋，故A錯誤；B．若將濾光片由綠色換成紅色，由于紅光的波長較大，根據(jù)可知光屏上相鄰兩條暗紋中心的距離增大，故B正確；C．根據(jù)將光屏向靠近雙縫的方向移動，減小，則條紋間距減小，目鏡中觀察到的條紋個數(shù)增加，故C正確；D．光通過單縫發(fā)生衍射，再通過雙縫發(fā)生干涉，可認為是從單縫通過多列頻率相同且相位差恒定的光波，在屏上疊加形成的，故D錯誤。故選BC。（2）[2]①10分度游標卡尺的精確值為0.1mm，由圖可知則相鄰兩亮條紋間距為[3]②根據(jù)可得該單色光的波長為12.一實驗小組欲測量一電源的電動勢（約為12V）和內(nèi)阻。所用的器材：電流表（量程0~10mA，內(nèi)阻未知）、電阻箱（最大阻值）、電阻箱（最大阻值）、開關(guān)和導線若干，利用如圖所示的電路先測量電流表內(nèi)阻，再測量電源的電動勢和內(nèi)阻。（1）按圖所示的電路，將電阻箱的電阻調(diào)到最大，只閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的示數(shù)為9mA；再閉合開關(guān)S1，保持的阻值不變，調(diào)節(jié)，當電流表示數(shù)為6mA時，電阻箱接入電路的阻值為。則電流表的內(nèi)阻為__________，此值_________（選填“大于”“等于”或“小于”）電流表實際內(nèi)阻值。（2）保持電阻箱接入電路的阻值固定不變，不斷調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀取電流表對應(yīng)的示數(shù)，利用多組、數(shù)據(jù)繪制圖像，所得圖線為直線，其斜率為，縱截距為。結(jié)合（1）問電流表內(nèi)阻的測量值，則電源的電動勢可表示為___________，電源的內(nèi)阻可表示為___________。（用含、的代數(shù)式表示）【答案】①.5.0②.小于③.④.【解析】公眾號：高中試卷君【詳解】（1）[1]由題圖中電路圖可知，當閉合開關(guān)S，S1時，電阻箱與電流表并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律有代入數(shù)據(jù)解得[2]由于閉合開關(guān)S1之后，電路中的總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的總電流增大，則分得的電流應(yīng)該大于3mA，而計算時認為分得的電流等于3mA，則測得的電流表內(nèi)阻小于真實值。（2）[3][4]根據(jù)題意可知，電阻箱和電流表并聯(lián)后的電阻為根據(jù)歐姆定律可知，當流過電流表的電流為時，回路中的總電流為設(shè)電源的電動勢為，內(nèi)阻為，根據(jù)閉合電路歐姆定律有整理得結(jié)合題意可得，解得，13.某興趣小組設(shè)計了一個測水深的深度計，打算用它測量清水河的深度。深度計的結(jié)構(gòu)如圖所示，導熱性能良好的圓柱形氣缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑分別為和，長度均為，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無摩擦左右滑動，氣缸Ⅰ左端開口，右端通過一細管連通氣缸Ⅱ。初始時A、B均位于氣缸最左端，且氣缸Ⅰ內(nèi)通過A封有壓強為的氣體，氣缸Ⅱ內(nèi)通過B封有壓強為的氣體。該裝置放入水下后，通過A向右移動的距離可測定水的深度。已知外界大氣壓強為，相當于10m高的水產(chǎn)生的壓強，不計水溫隨深度的變化，被封閉氣體視為理想氣體。（1）求此深度計能夠測量的最大深度；（2）若要測量最大水深為50m，可以調(diào)節(jié)初始狀態(tài)氣缸Ⅰ和氣缸Ⅱ內(nèi)的氣體壓強，若氣缸Ⅰ內(nèi)所封氣體的初始壓強為，求氣缸Ⅱ內(nèi)所封氣體的初始壓強。【答案】（1）22.5m；（2）5p0【解析】【詳解】（1）根據(jù)圖示分析可知，當活塞A恰好到達氣缸Ⅰ區(qū)右側(cè)，但與右側(cè)缸壁沒有擠壓時，能夠測量的水最深，此時活塞B左右兩側(cè)的氣體壓強相等，設(shè)大小為，對活塞B左側(cè)氣體有對活塞B右側(cè)氣體有解得，則水產(chǎn)生的壓強為由于相當于10m高的水產(chǎn)生的壓強，可知此深度計能測的最大深度為（2）設(shè)氣缸Ⅰ與Ⅱ內(nèi)通過A、B所封氣體的初始壓強分別為、，最大水深處氣體壓強為，活塞B向右移動，根據(jù)玻意耳定律對活塞B左側(cè)氣體有對活塞B右側(cè)氣體有解得若要測量的最大水深，該深度對應(yīng)水產(chǎn)生的壓強為，此時活塞A恰好到達氣缸Ⅰ區(qū)右側(cè)，氣體壓強為解得14.商場里某款熱銷小型跑步機如圖甲所示，其測速原理簡化為圖乙所示。該跑步機底面固定有間距，長度的平行金屬板電極。電極間存在磁感應(yīng)強度大小、方向垂直底面向下的勻強磁場區(qū)域，絕緣橡膠帶上鍍有間距也為的平行細金屬條，每根金屬條的電阻。當健身者在跑步機上跑步時，位于電極區(qū)的這根金屬條就會單獨和外電阻構(gòu)成閉合回路，已知外電阻，與外電阻并聯(lián)的理想電壓表量程為4V，求：（1）該跑步機可測量的橡膠帶運動的最大速率；（2）當電壓表的示數(shù)為2V時，金屬條克服安培力做功的功率；（3）每根金屬條從進入磁場到出磁場區(qū)域，所受安培力的沖量大小?！敬鸢浮浚?）5m/s；（2）15W；（3）0.48N·s【解析】【詳解】（1）設(shè)橡膠帶運動的最大速率為，橡膠帶達到最大速度時勻速，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為由閉合電路歐姆定律有解得代入數(shù)據(jù)可得（2）金屬條所受的安培力為金屬條克服安培力做功的功率其中代入數(shù)據(jù)，可得（3）設(shè)每根金屬條經(jīng)過磁場區(qū)域所用的時間為，則所受安培力的沖量其中根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有解得15.如圖所示，空間有一垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小，一質(zhì)量的絕緣木板A靜止在光滑水平面上，在木板左端放置一質(zhì)量、帶正電的滑塊B，滑塊與絕緣