2023-2024年天津市紅橋區(qū)高三上學期期末考試物理試卷（解析版）

天津市紅橋區(qū)2023-2024學年高三上學期期末考試物理試卷物理一、單選題1.如圖，一絕熱容器被隔板隔開成、兩部分。已知內(nèi)有一定量的稀薄氣體，內(nèi)為真空。抽開隔板后，內(nèi)氣體進入，最終達到平衡狀態(tài)。此過程中氣體內(nèi)能的變化情況為（）A.變大 B.變小 C.不變 D.無法確定【答案】C【解析】絕熱容器內(nèi)的稀薄氣體與外界沒有熱傳遞，即，稀薄氣體向真空擴散沒有做功，即，根據(jù)熱力學第一定律可得，即內(nèi)能不變。故選C。2.如圖甲，、是某電場中一條電場線上的兩點，一個負電荷從點由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從點運動到點，其運動的圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A.該電場線的方向是由指向 B.點處的場強比點處的場強大C.該電場可能是由正點電荷產(chǎn)生的 D.該負電荷在點的電勢能小于點的電勢能【答案】B【解析】由圖像可知，負電荷從點到點做加速度逐漸減小的加速運動，由于電荷帶負電，則該電場線的方向是由指向，故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律可得可知點處的場強比點處的場強大，又電場方向由指向，則該電場不可能是由正點電荷產(chǎn)生的，故B正確，C錯誤；由于電場方向由指向，根據(jù)沿電場方向電勢降低可知，根據(jù)，由于試探電荷帶負電，則該負電荷在點的電勢能大于點的電勢能，故D錯誤。故選B。3.年，中國全超導(dǎo)托卡馬克核反應(yīng)實驗裝置（）創(chuàng)造新的世界紀錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行秒。核技術(shù)于現(xiàn)代社會的應(yīng)用非常廣泛，人類對于核反應(yīng)的研究已經(jīng)覆蓋到電力、醫(yī)療、軍事、工業(yè)等各個領(lǐng)域，下列核反應(yīng)方程中括號內(nèi)的粒子為粒子的是（）A. B.C D.【答案】C【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，故A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，故B錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，故C正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，故D錯誤。故選C。4.如圖，跨過光滑定滑輪的輕繩一端系著鐵球（大小不可忽略，輕繩延長線過球心）、一端連在水平臺上的玩具小車上，小車牽引著繩使球沿光滑豎直墻面從較低處勻速上升。則在球上升且未離開墻面的過程中（）A.墻面對球的支持力不變 B.繩對球的拉力變大C.球所受到的合力逐漸增大 D.為了保證球勻速能上升，車也需要向左做勻速運動【答案】B【解析】對球受力分析，設(shè)球受到的重力為，則繩對球的拉力大小為、墻對球的支持力大小，拉力與豎直方向夾角為，球受三力作用處于平衡狀態(tài)，球所受到的合力為零，則有，，球從較低處勻速上升，逐漸增大，墻面對球的支持力、繩對球的拉力均增大，故A、C錯誤，B正確；將小球的速度沿繩方向分解，則車的速度為，球從較低處勻速上升，逐漸增大，為了保證球勻速能上升，車需向左做減速運動，故D錯誤。故選B。5.如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)閉合后，在滑動變阻器的滑片向上移動的過程中（電壓表和電流表均可視為理想電表）（）A.電壓表的示數(shù)減小 B.電流表的示數(shù)減小C.電源的總功率增大 D.電源內(nèi)阻消耗的電功率減小【答案】D【解析】當變阻器的滑片向上滑動時，接入電路的阻值變大，故它與并聯(lián)的總電阻變大，再與串聯(lián)的總電阻也會變大，即外電路的電阻變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，回路中總電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，所以路端電壓增大，即電壓表的示數(shù)增大，故A錯誤；由于電路的總電流減小，所以兩端的電壓也隨之減小，故與兩端的電壓增大，則電流表的示數(shù)增大，故B錯誤；電源的總功率為，由于電路的總電流減小，故電源的總功率減小，故C錯誤；電源內(nèi)阻消耗的電功率為，由于電路的總電流減小，故電源內(nèi)阻消耗的電功率減小，故D正確。故選D。二、多選題6.以下是教材中的一些插圖，相關(guān)說法正確的是（）A.圖中在研究靜電感應(yīng)現(xiàn)象，帶負電的導(dǎo)體棒靠近原先不帶電的驗電器時，驗電器的端帶上了負電B.圖中在研究影響平行板電容器的影響因素，采用了控制變量法C.圖顯示燈泡電阻隨溫度升高而增大D.圖中，并聯(lián)的電阻越小，改裝后的電流表量程越小【答案】B、C【解析】圖中帶負電的導(dǎo)體棒靠近原先不帶電的驗電器時，根據(jù)靜電感應(yīng)原理可知端小球感應(yīng)出正電，故A錯誤；研究平行板電容器電容的影響因素時，采用了控制變量法，故B正確；根據(jù)歐姆定律可得，根據(jù)小燈泡的伏安特性曲線可知，燈泡電阻隨溫度升高而增大，故C正確；圖中，并聯(lián)的電阻越小，則當電流計指針滿偏時電阻的分流越大，則改裝后的電流表量程越大，故D錯誤。故選B、C。7.年月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學們上了一堂精彩的科學課?！疤鞂m二號”繞地球運動看做勻速圓周運動，引力常量已知，由下面哪些數(shù)據(jù)，可以計算地球的質(zhì)量（）A.地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的周期 B.地球半徑和“天宮二號”繞地球運動的線速度C.“天宮二號”繞地球運動的線速度和周期 D.“天宮二號”繞地球運動的角速度和周期【答案】A、B、C【解析】“天宮二號”繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，A、B、C正確；若只知道角速度和周期，缺少半徑條件，無法求出中心天體質(zhì)量，D錯誤。故選A、B、C。8.低空跳傘是一種刺激的極限運動，假設(shè)質(zhì)量為的跳傘運動員，由靜止開始下落的過程中受恒定阻力作用，加速度為，對于此過程，下列正確的是（）A.運動員重力勢能減少了 B.運動員克服阻力所做的功為C.運動員的動能增加了 D.運動員的機械能減少了【答案】B、C、D【解析】重力做功為，可知運動員的重力勢能減少了，故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律可得，可得，則運動員克服阻力所做的功為，可知運動員的機械能減少了，故B、D正確；根據(jù)動能定理可得，可知運動員的動能增加了，故C正確。故選B、C、D。三、實驗題9.用如圖所示的實驗裝置探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔、勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值。（1）本實驗采用的科學研究方法是__________（填字母代號）；A．控制變量法 B．累積法 C．微元法（2）把兩個質(zhì)量相同的小球分別放在長槽和短槽內(nèi)，使它們的轉(zhuǎn)動半徑相同，將塔輪上的皮帶分別置于第一層、第二層和第三層，勻速轉(zhuǎn)動手柄，可以探究__________（填字母代號）；A．向心力的大小與質(zhì)量的關(guān)系B．向心力的大小與半徑的關(guān)系C．向心力的大小與角速度的關(guān)系（3）某次實驗中把兩個大小相同的鋼球和鋁球（鋼球質(zhì)量更大）分別放在長槽和短槽如圖中所在位置，皮帶所在左、右塔輪的半徑相等，在逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄過程中，觀察左、右標尺露出紅白等分標記長度，發(fā)現(xiàn)露出的長度之比會__________（選填“變大”、“不變”、“變小”或“無法確定”）。【答案】（1）A；（2）C；（3）不變【解析】（1）在研究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑r之間的關(guān)系時，需要分別保持質(zhì)量、角速度和半徑中的兩個量不變，研究向心力與另一個量的關(guān)系，所以該實驗采用的科學研究方法是控制變量法。故選A。（2）兩個小球質(zhì)量相同，它們的轉(zhuǎn)動半徑相同，將塔輪上的皮帶分別置于第一層、第二層和第三層，勻速轉(zhuǎn)動手柄，從而改變小球的轉(zhuǎn)動角速度，這可以探究向心力的大小與角速度的關(guān)系。故選C。（3）鋼球質(zhì)量大于鋁球質(zhì)量，分別放在如圖中所在位置，則圓周運動半徑相同，皮帶所在左、右塔輪的半徑相等，則轉(zhuǎn)動的角速度相同，由向心力公式可知，露出的長度之比為，所以逐漸加速轉(zhuǎn)動手柄過程中，即角速度增大時，露出的長度之比不變。10.利用圖實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題。（1）實驗操作步驟如下，請將步驟補充完整：A．按實驗要求安裝好實驗裝置；B．使重物靠近打點計時器，接著________（填“先接通電源后釋放紙帶”或“先釋放紙帶后接通電源”），打點計時器在紙帶上打下一系列的點；C．圖為一條符合實驗要求的紙帶，點為打點計時器打下的第一個點。分別測出若干連續(xù)點、、…與點之間的距離、、…。（2）為了驗證下落段過程重物的機械能是否守恒，若重物的質(zhì)量為，重力加速度為，打點計時器所使用交流電的頻率為，則重物重力勢能的減少量為________，動能的增加量為________。（用題中所給的符號來表示）【答案】（1）先接通電源后釋放紙帶；（2）；【解析】（1）為打點穩(wěn)定，充分利用紙帶，打點計時器打點時應(yīng)先接通電源后釋放紙帶。（2）重物重力勢能的減少量為，相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為，根據(jù)勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于該過程平均速度，點的速度為，動能的增加量為。四、解答題11.質(zhì)量為的長木板在光滑水平面上以的速度向左運動，某時刻質(zhì)量為的小木塊以的速度從左端向右滑上長木板，經(jīng)過時間小木塊相對靜止，重力加速度，求：（1）兩者相對靜止時的運動速度；（2）小木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)；【答案】（1），方向水平向右；（2）?！窘馕觥浚?）設(shè)水平向右為正方向。從開始到兩者相對靜止，對長木板與小木塊組成的系統(tǒng)，由水平方向動量守恒得，解得，方向水平向右。（2）對小木塊，根據(jù)動量定理得，解得。12.如圖所示，一玩滾軸溜冰的小孩（可視為質(zhì)點）質(zhì)量為，他在左側(cè)平臺上滑行一段距離后平拋，恰能無碰撞地沿圓弧切線從點進入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道滑動，已知圓弧半徑為，圓心為，連線與豎直方向夾角為，平臺與點位置的高度差為，連線在水平方向上。取，，.求：（1）小孩平拋的初速度大小；（2）小孩運動到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由于小孩無碰撞進入圓弧軌道，即小孩落到點時速度方向沿點切線方向，有，又，，解得，，。（2）從到根據(jù)動能定理有：，在點，由牛頓第二定律得，代入數(shù)據(jù)解得，根據(jù)牛頓第三定律可知小孩運動到圓弧軌道最低點時對軌道的壓力大小為。13.回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的形金屬盒半徑為，兩盒間狹縫的間距為，磁感應(yīng)強度為的勻強磁場與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為，電荷量為，加在狹縫間的交變電壓如圖所示，若加在兩盒狹縫間的交變電壓的峰值為，周期。一束粒子在時間內(nèi)均勻的飄入兩盒間狹縫，不考慮粒子間的相互作用，不考慮粒子從最后一次加速至從引出裝置射出過程的時間。（1）若忽略帶電粒子通過兩盒間狹縫的時間。求：①帶電粒子經(jīng)過次加速后的速度大小和帶電粒子從回旋加速器引出裝置射出時所獲得的最大動能②帶電粒子在回旋加速器中運動的總時間（2）若帶電粒子通過兩盒間狹縫的時間不可忽略，且能夠射出的粒子每次經(jīng)過狹縫均做勻加速運動?，F(xiàn)要求飄入狹縫的帶電粒子中至少有可以射出，則狹縫的間距最大應(yīng)該為多少？【答案】（1）①，；②；（2）【解析】（1）①帶電粒子經(jīng)過次加速后，根據(jù)動能定理，解得，設(shè)帶電粒子獲得最大速