黑龍江省牡丹江市普通高中共同體第二共同體2023-2024學年高三上學期1月期末考試物理試題（含答案解析）

牡丹江市第二共同體高三大聯(lián)考物理試題一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.游樂場里的旋轉(zhuǎn)飛椅是很多小朋友都喜歡玩的項目，其運動模型可以簡化為下圖所示，將飛椅看作是兩個小球，兩根長度不同的纜繩分別系住1、2兩個質(zhì)量相同的飛椅，纜繩的上端都系于點，繩長大于，現(xiàn)使兩個飛椅在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，下列說法中正確的有（）A.球2運動的角速度大于球1的角速度B.球1運動的線速度比球2大C.球2所受的拉力比球1大D.球2運動的加速度比球1大【答案】B【解析】【詳解】ACD．設(shè)細線與豎直方向的夾角為，小球的質(zhì)量為，加速度大小為，細線的拉力大小為，小球在豎直方向合力為零，則豎直方向上有在水平方向根據(jù)牛頓第二定律有解得因為，所以，。設(shè)小球的角速度大小為，在水平方向根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得因為兩小球在同一水平面上做勻速圓周運動，則相同，所以兩小球的角速度大小相同，故ACD錯誤；B．球1的運動半徑比球2的運動半徑大，根據(jù)可知球1運動的線速度比球2大，故B正確。故選B。2.如圖1所示小王開著新能源汽車去外婆家，在筆直的公路上以某一速度勻速行駛，發(fā)現(xiàn)正前方處有一隊小朋友要過馬路，小王為了禮讓行人立即剎車。假設(shè)剎車過程中新能源汽車運動的圖像如圖2所示，則新能源汽車（）A.剎車的加速度大小為 B.在時停下來C.最終停在人行道前10米處 D.在內(nèi)行駛的位移大小為【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)可得由圖像可知，即A錯誤；BC．停下的時間停下來的位移停下來距人行道5m，B正確，C錯誤；D．在內(nèi)已經(jīng)停下，則行駛的位移大小為，D錯誤。故選B。3.如圖所示，水平光滑長桿上套有小物塊A，細線跨過位于點的輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接A，另一端懸掛小物塊A，物塊A、B質(zhì)量相等。為點正下方桿上的點，滑輪到桿的距離，重力加速度為。開始時A位于點，與水平方向的夾角為，現(xiàn)將A、B由靜止釋放，下列說法正確的是（）A.物塊A運動到點過程中機械能變小B.物塊A經(jīng)過點時的速度大小為C.物塊A在桿上長為的范圍內(nèi)做往復運動D.在物塊A由點出發(fā)第一次到達點過程中，物塊B克服細線拉力做的功等于B重力勢能的減少量【答案】D【解析】【詳解】A．物塊A運動過程中，細線對始終做正功，其他力不做功，則物塊速度始終增大，故A錯誤；B．物塊經(jīng)過點時，細線與物塊的運動方向垂直，則物塊的速度為0，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒此時物塊的速度為故B錯誤；C．由于機械能守恒，物塊在水平光滑桿上往復運動，運動范圍為故C錯誤；D．在物塊由點出發(fā)第一次到達點過程中，物塊的動能變化量為0，則物塊克服細線拉力做的功等于重力勢能的減少量，故D正確。故選D。4.如圖所示，靜止懸掛著一正方形線框，質(zhì)量為，電阻為，邊長為，一個三角形磁場垂直于線框所在平面，磁場方向垂直紙面向里，且線框中磁場面積為線框面積的一半，磁感應強度變化規(guī)律為，已知重力加速度為，則（）A.線框保持靜止時，整個線框受到向下的安培力B.從時刻至線框開始運動，線框中的感應電動勢大小為C.線框開始運動的時刻為D.從時刻至線框開始運動這段時間，線框產(chǎn)生的熱量為【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)磁場變化規(guī)律可知，磁感應強度增大，穿過線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知線框中的電流為逆時針方向，根據(jù)左手定則，安培力向上，故A錯誤；B．從時刻至線框開始運動，線框中的感應電動勢大小為故B錯誤；C．設(shè)線框開始運動時刻為，線框開始運動時有又解得故C錯誤；D．從時刻至線框開始運動這段時間，線框產(chǎn)生的熱量為故D正確。故選D。5.汽車輪胎內(nèi)氣體壓強過高或過低都將縮短輪胎使用壽命，夏季輪胎內(nèi)氣體壓強過高還容易爆胎。假設(shè)某型號輪胎容積是30升，冬天最低氣溫時胎內(nèi)壓強值為，為了確保夏季某天最高氣溫為時胎內(nèi)壓強不超過，當天早晨給輪胎放氣，以避免溫度最高時胎內(nèi)壓強過高，則放出氣體的質(zhì)量與輪胎內(nèi)原有氣體質(zhì)量比至少約為（已知時大氣壓強為）（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】對輪胎內(nèi)氣體初態(tài)溫度、體積、壓強分別為，，對輪胎內(nèi)氣體末態(tài)，留在輪胎內(nèi)的部分溫度、體積、壓強分別為，，對輪胎內(nèi)氣體末態(tài)，在輪胎外的部分溫度、壓強分別為，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程代入數(shù)據(jù)可得對輪胎內(nèi)剩余氣體，在時將它等溫變化到壓強為的體積為，對這部分氣體由等溫變化過程有代入數(shù)據(jù)可得放出氣體質(zhì)量與輪胎內(nèi)原有質(zhì)量比為故選。6.在如圖所示的光電管的實驗中（電源正負極可以對調(diào)），用同一光電管得到了三條可見光的光電流與電壓之間的關(guān)系曲線（圖二中的甲光、乙光、丙光）。下列說法中正確的有（）A.同一光電管對不同顏色的單色光有各自不同的截止頻率B.圖二中如果乙光是黃光，則丙光可能是紅光C.由圖二可判斷，丙光激發(fā)的光電子的最大初動能最大D.在圖一中電流表G的電流方向可以是b流向a【答案】C【解析】【詳解】A．光電管的截止頻率由光電管本身決定，與入射光的顏色無關(guān)，故A錯誤；BC．三種光中，當丙光照射光電管，遏止電壓最大，即光電子的最大初動能較大，根據(jù)光電效應方程知丙光的頻率最大，如果乙光是黃光，則丙光不可能是紅光，丙光激發(fā)的光電子的最大初動能最大，故B錯誤，C正確；D．光電子從光電管的右端逸出，流過電流表G的電流方向為a到b，故D錯誤。故選C。7.為了探索宇宙中是否還有可以適合人類居住的星球，假如有一天你駕駛著宇宙飛船登上某未知星球，在飛船上有表、鉤碼、天平、彈簧測力計等器材，以下判斷正確的是（）A.你不能測出該星球表面的重力加速度B.如果知道該星球的赤道線，則你可以測出該星球的密度C.利用手頭上的器材，你可以測出該星球的質(zhì)量D.即使知道該星球的半徑你也不能得到該星球的第一宇宙速度【答案】B【解析】【詳解】A.利用天平可以測出鉤碼質(zhì)量，利用彈簧測力計可以測出鉤碼的重力，利用可得星球表面的重力加速度，故A錯誤；B.知道該星球的赤道線，駕駛飛船繞星球轉(zhuǎn)一圈，利用表測出繞行周期，利用公式和可得星球密度為故B正確；C.根據(jù)公式可知，星球半徑未知，則不能得出星球質(zhì)量，故C錯誤。D.由第一宇宙速度公式和得結(jié)合A選項，若知星球半徑，可以求出第一宇宙速度。故D錯誤。故選B。8.如圖，一種柱狀透明體的橫截面是由一個等腰直角三角形和一個圓組成，，一束單色光從邊中點D垂直進入透明體，第一次到達邊上的E點，恰好發(fā)生全反射，再經(jīng)過邊上的P點到達邊上的Q點（部分光路未畫出），已知光在真空中的傳播速度為c，下列說法正確的是（）A.光線從D點到P點的時間為B.光線從D點到P點的時間為C.光線在P點也恰好發(fā)生全反射D.光線在P點折射角等于在Q點的折射角【答案】BD【解析】【詳解】光線圖如圖所示AB．第一次到達邊上的E點，恰好發(fā)生全反射，則全反射臨界角為，則有解得折射率為光在透明體中的傳播速度為根據(jù)幾何關(guān)系，光線從D點到P點的傳播距離為光線從D點到P點的時間為故A錯誤，B正確；C．設(shè)光線在P點的入射角為，則有可得可知光線在P點不能發(fā)生全反射，故C錯誤；D．由圖中幾何關(guān)系可知，光線在P點的入射角為，在Q點的入射角也為，則光線在P點的折射角等于在Q點的折射角，故D正確。故選BD。9.如圖，理想變壓器原線圈與定值電阻串聯(lián)后接在電壓為的交流電源上，副線圈接理想電壓表、理想電流表和滑動變阻器，原、副線圈匝數(shù)比為。已知，R的最大阻值為。下列說法正確的是（）A.當P向下移動時，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大B.副線圈交變電流頻率為C.當時，電壓表示數(shù)為D.當時，獲得的功率最大【答案】BD【解析】【詳解】A．交流電源電壓的有效值為根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系有根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系有可得滑動變阻器的滑片向下滑動，滑動變阻器接入電阻減小，所以變大，則變大，可知電流表示數(shù)變大，原線圈兩端電壓因為變大，所以減小，根據(jù)電壓匝數(shù)關(guān)系有可知，減小，即電壓表示數(shù)減小，故A錯誤；B．根據(jù)交流電源電壓的瞬時值表達式可知解得故B正確；C．原線圈與副線圈兩端電壓之比為電流之比聯(lián)立可得當時，解得電壓表示數(shù)為故C錯誤；D．結(jié)合上述有則獲得的功率為當時，獲得的功率最大，此時解得故D正確。故選BD。10.如圖所示，寬為的足夠長“”形傾斜導軌與水平面的夾角為，導軌電阻忽略不計導軌底部連著一個電阻為的小燈泡。一根電阻為、質(zhì)量為的金屬棒與導軌垂直且接觸良好，金屬棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)，磁感應強度大小為的勻強磁場垂直導軌平面向上，現(xiàn)用一個方向沿斜面向上大小為的恒力將金屬棒由靜止向上拉動，則（）A.燈泡的功率一直保持不變B.金屬棒的最大速度為C.金屬棒的最大加速度為D.若從開始到金屬棒速度剛好最大時，金屬棒向上運動了，則這個過程中小燈泡消耗的電能約為【答案】BD【解析】【詳解】A．導體棒在外力拉動下向上運動，設(shè)某時刻速度為，則感應電動勢為電路中的電流為燈泡功率為可見，金屬棒速度越大，燈泡功率越大，故A錯誤；BC．速度為時金屬棒所受安培力大小為根據(jù)牛頓第二定律有可得可見，變大變小，時，代入數(shù)據(jù)可求得最大加速度由可知當時最大，代入數(shù)值可求得最大速度為故B正確，C錯誤；D．從開始到速度最大，對金屬棒用動能定理有將和代入求得則電路中產(chǎn)生的電能即為，根據(jù)燈泡和金屬棒串聯(lián)，且電阻之比為可得，該過程中燈泡消耗的電能為E=故D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學用如圖甲所示的裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣却笮?，實驗步驟如下：（1）用螺旋測微器測量小球的直徑如圖乙所示，小球的直徑________。（2）將小球從點由靜止釋放，小球通過光電門B的遮光時間為。（3）用刻度尺測量出小球下落的高度（4）調(diào)整的大小，重復上述過程，得到多組數(shù)據(jù)，以為縱軸、為橫軸，畫出圖像，該圖像為過原點、斜率為的直線，則當?shù)氐闹亓铀俣却笮_______（用表示）。（5）若某同學在安裝器材時小球的釋放點稍向左邊偏移了一些，導致小球經(jīng)過光電門時，雖然小球也能遮光，但光線無法對準球心。大家都沒注意到這個問題，用這樣的裝置完成了實驗，這會導致重力加速度的測量值________（填“偏小”“偏大”或“不變”）?！敬鸢浮竣?3.340②.③.偏大【解析】【詳解】（1）[1]用螺旋測微器測量小球的直徑3mm+0.01mm×34.0=3.340mm（4）[2]根據(jù)運動學公式有，得則解得（5）[3]若某同學在安裝器材時小球的釋放點稍向左邊偏移了一些，導致小球經(jīng)過光電門時，雖然小球也能遮光，但光線無法對準球心，則實際擋光寬度小于小球直徑，則可知重力加速度的測量值偏大。12.日常生活中充電寶可以像電源一樣使用，小明嘗試測量充電寶的電動勢及內(nèi)阻（約為3V，r約為）。實驗室提供的器材如下：A.充電寶；B.電壓表（量程，內(nèi)阻約）；C.電阻箱（限值范圍）；D.開關(guān)、導線若干。（1）根據(jù)題中的器材，設(shè)計一個實驗原理圖______。（2）實驗時，改變電阻箱的值，記錄下電壓表的示數(shù)，得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖線，由圖像得出電池組的電動勢______，內(nèi)電阻______。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（4）本實驗系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因是______，內(nèi)阻測量值比真實值______（填“偏大”“偏小”或“相等”）?！敬鸢浮竣?見解析②.2.8##2.9③.0.65##0.66##0.67##0.68##0.69##0.70##0.71##0.72##0.73##0.74④.電壓表分流⑤.偏小【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)提供的實驗器材，可知，電壓表的內(nèi)阻遠遠大于電源的內(nèi)阻，實驗過程中，電壓表分流影響比較小，可以用電壓表測量路端電壓，實驗的原理圖如圖所示（3）[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律有可得結(jié)合圖像有，解得，（4）[4]根據(jù)閉合電路歐姆定律有函數(shù)中的電流為干路電流，本實驗誤差原因是電壓表分流；[5]將電壓表與電源等效為一個新電源，流過電阻R電流等于新電源的干路電流，所測電阻為電源內(nèi)阻與電壓表并聯(lián)的等效電阻，可知電阻測量值偏小。13.艦載飛機被稱為“航母之矛”，受限于航母的起降距離，為完成安全起降，航空母艦上裝有幫助飛機起飛的彈射系統(tǒng)，使飛機在較短時間內(nèi)獲得一定的初速度，之后飛機在跑道上的運動看作勻加速直線運動。設(shè)航空母艦處于靜止狀態(tài)。某次飛機起飛過程，從離開彈射器開始計時，前內(nèi)運動的位移為，前內(nèi)運動的位移，最后飛機以的速度起飛；問：（1）該次起飛過程，飛機的加速度；（2）飛機依靠彈射系統(tǒng)獲得的初速度以及勻加速段的位移；（3）飛機在航母上降落時，需用阻攔索使飛機迅速停下來。若某次飛機著艦時的速度為，飛機鈞住阻攔索后經(jīng)過停下來。將這段運動視為勻減速直線運動，此過程中飛機滑行的距離是多少？【答案】（1），方向為運動方向；（2），方向為運動方向，200m，方向為運動方向；（3）100m【解析】【詳解】（1）飛機第2秒內(nèi)的位移為，由得方向為運動方向。（2）設(shè)初速度為，前內(nèi)的位移得勻加速段的位移為得（3）飛機著艦時的速度飛機停下來時，速度為零。根據(jù)勻變速直線運動速度與時間的關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)可得，減速過程飛機加速度的大小為根據(jù)勻變速直線運動速度與位移的關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)可得，減速過程飛機滑行的距離為14.實驗室的粒子分析裝置由粒子發(fā)射源、加速電場、靜電分析器、偏轉(zhuǎn)電場四部分組成。如圖所示，在平面直角坐標系中，第二象限內(nèi)有豎直向下的勻強電場，第一象限內(nèi)有一靜電分析器，分析器中存在電場線沿半徑方向指向圓心的均勻幅向電場。自點沿與軸夾角為的方向發(fā)射一個初速度為、帶正電的粒子，粒子會沿平行于軸的方向從點進入靜電分析器，且恰好在分析器內(nèi)做勻速圓周運動，運動軌跡處的電場強度大小為。若帶電粒子質(zhì)量為，電荷量為，不計粒子重力。求：（1）間的距離；（2）第二象限勻強電場的電場強度大??；（3）粒子在靜電分析器中運動的時間。【