山東省威海市2023-2024學年高三上學期期末考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1高三物理1.本試卷共8頁，滿分100分，考試用時90分鐘。2.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應位置。3.選擇題〖答案〗必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題〖答案〗必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。4.請按照題號在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的〖答案〗無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24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.關(guān)于核反應方程：①②③④，下列說法正確的是（）A.①是衰變，1g經(jīng)過兩個半衰期全部衰變B.②是核裂變，β射線的電離本領比α射線強C.③是人工轉(zhuǎn)變，的比結(jié)合能比大D.④是熱核反應，該反應需要很高的溫度并放出熱量〖答案〗D〖解析〗A．①中生成核中有α粒子，屬于α衰變，根據(jù)半衰期的規(guī)律，1g經(jīng)過兩個半衰期有發(fā)生了衰變，還剩余沒有發(fā)生衰變，故A錯誤；B．②中生成核中有β粒子，屬于β衰變，β射線的電離本領比α射線弱，故B錯誤；C．③是核裂變，由于裂變釋放能量，說明生成核比反應核更加穩(wěn)定，可知的比結(jié)合能比大，故C錯誤；D．④核聚變，是熱核反應，該反應需要很高的溫度并放出熱量，故D正確。故選D。2.下列對光電效應規(guī)律的理解正確的是（）A.遏止電壓與入射光頻率成正比B.極限頻率是能發(fā)生光電效應的最小頻率C.飽和電流大小由入射光頻率決定，與光照強度無關(guān)D.所有光電子的初動能都等于光電子的最大初動能〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)光電效應方程又有得可知遏止電壓與入射光頻率成線性關(guān)系，不成正比。故A錯誤；B.極限頻率是能發(fā)生光電效應的最小頻率，故B正確；C．光的頻率一定時，入射光越強，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，故C錯誤；D．光照射到金屬表面時，電子吸收光子的能量,就可能向各個方向運動，運動過程中要克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量,剩余部分能量轉(zhuǎn)化為光電子的初動能.所以金屬表面的電子，只需克服原子核的引力做功就能從金屬表面逸出，那么這些光電子具有最大初動能。而不從金屬表面發(fā)射的光電子，在逸出的過程中損失的能量會更多，所以此時光電子的動能小于最大初動能。所以一般情況下光電子的動能小于等于最大初動能。故D錯誤。故選B。3.采用電解法可以測量阿伏加德羅常數(shù)。用兩塊銅片作兩極，以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行電解，Cu2+在陰極上得到電子析出金屬銅，使銅片增重，作為陽極的銅片溶解而減重。電極反應分別為陰極：Cu2++2e-=Cu，陽極：Cu-2e-=Cu2+。電解時，電流強度為I，經(jīng)過時間t陰極銅片增加的質(zhì)量為m，銅的摩爾質(zhì)量為M，電子的電量為e，則阿伏加德羅常數(shù)為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗電流強度為I，令經(jīng)過時間t陰極銅片得到的電荷量為q，根據(jù)電流的定義式有陰極銅片增加的質(zhì)量為m，則有解得故選B。4.如圖所示是楊氏雙縫干涉實驗示意圖，實驗時光源發(fā)出的白光從左邊照射單縫S，若在S左側(cè)加上紅色濾光片，可以在光屏P上看到紅光的干涉條紋。下列說法正確的是（）A.僅增大雙縫到屏的距離，干涉條紋的間距將減小B.僅增大雙縫間的距離，干涉條紋的間距將增大C.僅將紅色濾光片替換為藍色濾光片，干涉條紋間的距離會減小D.僅將單縫S從中央對稱軸位置處稍微向上移動，中央亮紋的位置向上移動〖答案〗C〖解析〗AB．根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式僅增大雙縫到屏的距離，干涉條紋的間距將增大，僅增大雙縫間的距離，干涉條紋的間距將減小，故AB錯誤；C．僅將紅色濾光片替換為藍色濾光片，藍光的頻率比紅光高，根據(jù)可知藍光的波長較短，干涉條紋間的距離會減小，故C正確；D．實驗中單縫S的作用是形成頻率一定的線光源，雙縫、作用是形成相干光源，僅將單縫S從中央對稱軸位置處稍微向上移動，沒有改變傳到雙縫、的光的頻率，由雙縫、射出的光仍是相干光，此時由單縫S發(fā)出的光到達屏上P點下方某點的光程差為零，故中央亮紋將下移，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，光滑的輕質(zhì)滑輪通過豎直桿固定于天花板上，一根不可伸長的輕繩跨過滑輪分別系著物塊M和N，M靜止在光滑水平地面上，N在水平拉力F作用下處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將F沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)至豎直方向，此過程中M和N始終靜止不動。下列說法正確的是（）A.F先增大后減小B.繩的彈力先減小后增大C.M對地面壓力逐漸減小D.滑輪對桿的作用力逐漸減小〖答案〗D〖解析〗對N作受力分析，N受受重力mg、拉力F和繩的拉力T，其中重力的大小和方向均不變，繩的拉力的方向不變；三力平衡時，三個力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形，作圖如下力F沿逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)時，由圖可看出，力F先減小后增大，而繩上的拉力T一直減小，則M對地面的壓力逐漸增大，滑輪對桿的作用力逐漸減小。故選D。6.如圖所示，地月拉格朗日L2點在地球與月球的連線上。衛(wèi)星在L2點受地球、月球的引力作用，與月球一起以相同的角速度繞地球運動。已知地球表面的重力加速度為g，地球的半徑為R，月球表面的重力加速度為，月球繞地球運轉(zhuǎn)的周期為T，地、月間的距離為L，月球與L2點的距離為S，則月球的半徑可表示為（）A.B.CD.〖答案〗A〖解析〗對衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系解得月球的半徑為故選A。7.反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用帶電粒子在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波，振蕩原理可以解釋如下：靜電場平行于x軸，電勢隨x的變化圖像如圖所示。一帶電粒子的質(zhì)量為2×10-6kg，電荷量大小為1×10-9C，從x=4cm處由靜止釋放，僅在電場力作用下粒子在x軸上往返運動。下列說法正確的是（）A.原點左側(cè)的電場強度方向沿x軸正方向B.原點右側(cè)的電場強度大小為2×103V/mC.粒子的最大速度為2m/sD.粒子運動的周期為1.2s〖答案〗D〖解析〗A．沿電場線電勢降低，可知，原點左側(cè)的電場強度方向沿x軸負方向，故A錯誤；B．圖像中，圖像斜率的絕對值表示電場強度的大小，則原點右側(cè)的電場強度大小為故B錯誤；C．結(jié)合上述可知，原點左側(cè)的電場強度方向沿x軸負方向，原點右側(cè)的電場強度方向沿x軸正方向，粒子從x=4cm處由靜止釋放，粒子開始向左運動，表明粒子所受電場力方向向左，與電場強度方向相反，可知，粒子帶負電，粒子先向左做勻加速直線運動，越過原點后向左做勻減速直線運動，即粒子經(jīng)過原點時速度最大，根據(jù)動能定理有其中解得故C錯誤；D．原點左側(cè)的電場強度大小為根據(jù)牛頓第二定律，粒子在原點左右兩側(cè)運動的加速度分別為，粒子在原點左側(cè)加速運動過程有利用逆向思維，粒子在原點左側(cè)加速運動過程有根據(jù)運動的對稱性可知，粒子運動的周期解得故D正確。故選D。8.如圖甲所示，質(zhì)量為0.2kg的物塊受到水平向右的拉力F，以4m/s的初速度從A點向右運動，F(xiàn)隨位移x變化的圖像如圖乙所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.3，重力加速度g取10m/s2，在運動過程中物塊的最大速度為（）A.m/s B.m/s C.m/s D.3m/s〖答案〗A〖解析〗由圖象可知，拉力減小時表達式為物體受到的滑動摩擦力當物體所受合力為零時，物體的速度最大，即時物體受到最大解得圖線與坐標軸圍成圖形的面積等于推力對物體做功，設物體的最大速度為，由圖象可知，物體速度最大時，推力對物體做功從物體開始運動到速度最大過程，對物體，由動能定理得代入數(shù)據(jù)解得故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16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4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示為測量大氣壓強的實驗裝置，將一定質(zhì)量的理想氣體密封在燒瓶內(nèi)，燒瓶通過細玻璃管與注射器和裝有水銀的U形管連接。最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高，燒瓶中氣體體積為800mL。現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注入200mL的水，穩(wěn)定后U形管兩臂中水銀面的高度差為25cm。環(huán)境溫度不變，不計細玻璃管中氣體的體積。下列說法正確的是（）A.氣體的內(nèi)能增大B.氣體分子的平均動能不變C.氣體對外界做的功等于它吸收的熱量D.大氣壓強的測量值為75cmHg〖答案〗BD〖解析〗AB．環(huán)境溫度不變，注射器緩慢向燒瓶中注入200mL的水，可知氣體的溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，氣體分子的平均動能不變，故A錯誤，B正確；C．氣體溫度不變，氣體的內(nèi)能不變，注射器緩慢向燒瓶中注入200mL的水，氣體體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知外界對氣體做的功等于氣體放出的熱量，故C錯誤；D．氣體初態(tài)為，氣體末態(tài)為其中氣體做等溫變化，則解得大氣壓強的測量值為故D正確。故選BD。10.在光滑水平面上建立Oxy平面坐標系，一質(zhì)量為m的質(zhì)點以某一初速度v0運動時，受到恒定外力F=0.2N的作用，x軸方向的速度—時間圖像如圖甲所示，y軸方向的位移—時間圖像如圖乙所示。質(zhì)點運動過程中的最小速度為v，速度最小時相對出發(fā)點的位移為x。下列說法正確的是（）A.m=0.1kg B.v0=4m/s C.v=3m/s D.x=10m〖答案〗AC〖解析〗A．根據(jù)圖像可知，質(zhì)點在x軸方向做雙向勻變速直線運動，y軸方向做勻速直線運動，質(zhì)點所受外力的合力方向沿x軸負方向，根據(jù)牛頓第二定律有圖像斜率的絕對值表示加速度的大小，則有解得m=0.1kg故A正確；B．位移—時間圖像的斜率表示速度，根據(jù)圖乙可知，y軸方向的分速度根據(jù)矢量合成規(guī)律可知，質(zhì)點的初速度大小為故B錯誤；C．質(zhì)點在x軸方向做雙向勻變速直線運動，y軸方向做勻速直線運動，當x軸方向的分速度減為0時，質(zhì)點速度最小，此時有故C正確；D．圖像與時間軸所圍幾何圖形的面積表示位移，速度最小時，x軸方向的分位移大小為y軸方向的分位移大小為6m，則速度最小時相對出發(fā)點的位移為故D錯誤。故選AC。11.某同學將遠距離輸電實況巧妙的移入室內(nèi)進行科學實驗與研究。如圖甲所示，將6卷導線（每卷為100m）串聯(lián)后接入電路，其中L1、L2兩燈完全相同，電表均為理想電表。將學生電源的電壓調(diào)至4V，可以看到燈L1正常發(fā)光，燈L2幾乎不亮，此時電流表的示數(shù)為250mA，電壓表的示數(shù)為0.5V；如圖乙所示，在兩燈附近分別接理想變壓器T1和T2，將學生電源的電壓仍調(diào)至4V，電流表的示數(shù)為190mA，電壓表的示數(shù)為3.8V，可以觀察到燈L1和L2的亮度相差不大，不考慮溫度對燈絲阻值的影響。下列說法正確的是（）A.6卷導線的總電阻為14ΩB.乙圖電路中6卷導線上損失的總功率約為0.51WC.變壓器T1的匝數(shù)比為1：5D.變壓器T2的匝數(shù)比為10：1〖答案〗ABD〖解析〗A．由題可知，甲圖中電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，根據(jù)歐姆定律得，６卷導線的電阻為燈泡電阻為A正確；B．乙圖中電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，所以6卷導線上損失的總功率約為B正確；C．由上分析可知，圖乙中所在回路的電流為根據(jù)變壓器的原理，變壓器的匝數(shù)比為變壓器的匝數(shù)比為C錯誤，D正確。故選ABD。12.如圖甲所示，光滑金屬導軌abc和deO電阻不計，abed為邊長為d的正方形，bc段為圓弧，O為圓弧的圓心，bOe=45°，ad間連接電阻為R的燈泡。0時刻開始電阻為R的導體棒繞O點沿圓弧轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為，經(jīng)2t0由b轉(zhuǎn)到c。扇形區(qū)域內(nèi)磁場恒定，方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B0，正方形區(qū)域內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A0-t0燈泡發(fā)光且電流方向由a→dB.0-t0燈泡兩端電壓為C.0-t0通過導體棒的電荷量為D.若要使t0-2t0燈泡不發(fā)光，乙圖中B的變化率為〖答案〗BD〖解析〗A．電路中有感應電流產(chǎn)生，又根據(jù)右手定則判斷，燈泡發(fā)光且電流方向由，A錯誤；B．導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，燈泡兩端電壓為B正確；C．由可知，通過導體棒的電荷量為D．若要使燈泡不發(fā)光，則說明回路中的磁通量不發(fā)生變化，即解得D正確。故選BD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某同學將橫截面為三角形的玻璃磚放在水平木板的白紙上，用插針法測定其折射率，如圖甲所示，P1、P2、P3、P4為四枚大頭針，θ1、θ2分別為入射角與折射角?；卮鹨韵聠栴}：（1）下列說法正確的是______。A.θ1越大，實驗誤差越小B.P3、P4沒有豎直插入不影響測量結(jié)果C.P3、P4間的距離小些會減小實驗誤差D.入射點適當靠近A點可以減小實驗誤差（2）該同學根據(jù)測得的入射角和折射角的正弦值畫出的圖像如圖乙所示，從圖線可知折射率為______（保留兩位有效數(shù)字）。（3）該同學開始實驗時忘記描繪ABC的輪廓，記錄下四枚大頭針的位置，描繪ABC的輪廓時，不小心將玻璃磚的位置沿AC的方向向右平移了少許（玻璃磚底邊仍與AC所在直線重合），則該材料折射率的測量值______真實值（填“大于”“小于”或“等于”）?！即鸢浮剑?）D（2）1.5（3）大于〖解析〗（1）[1]A．為了確保入射角測量的精度，入射角θ1應適當大一些，但不能夠太大，故A錯誤；B．為了便于準確地確定折射光線，P3、P4應豎直插入，故B錯誤；C．為了便于準確地確定折射光線，P3、P4間的距離應適當大一些，故C錯誤；D．為了便于確定入射光路與折射光路，入射點應適當靠近A點，使玻璃磚左右兩側(cè)截面上的入射點之間的間距適當大一些，可以減小實驗誤差，故D正確。故選D。（2）[2]根據(jù)折射率的定義式有則有結(jié)合圖乙可知解得（3）[3]作出測量光路圖，圖中虛線為測量圖，實線為實際光路圖，如圖所示可知，測量光路圖中，入射角不變，折射角變小，根據(jù)折射率定義式可知，該材料折射率的測量值大于真實值。14.某同學查閱資料后發(fā)現(xiàn)，金屬絲的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為ρ=ρ0（1+αt），其中α稱為電阻溫度系數(shù)，ρ0是金屬絲在t=0℃時的電阻率。該同學利用實驗室中的器材測定某種金屬絲的電阻溫度系數(shù)。實驗的主要步驟如下：a.將滿偏電流Ig=120mA、內(nèi)阻rg=2.0Ω的靈敏電流計并聯(lián)一電阻R，改裝成量程為0.6A的電流表；b.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑；c.將金屬絲接入如圖甲所示的電路中，用米尺測量金屬絲接入電路中的有效長度；d.閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置，測量金屬絲的溫度并記下電壓表及靈敏電流計的多組示數(shù)；e.改變金屬絲的溫度，重復實驗；f.算出不同溫度下金屬絲的電阻率，將電阻率與溫度的數(shù)據(jù)在坐標紙中描出點跡，如圖乙所示。請回答以下問題：（1）R=______Ω。（2）某次測量螺旋測微器的讀數(shù)如圖丙所示，則讀數(shù)為______mm。（3）某次實驗中，電壓表的示數(shù)為2V，靈敏電流計的示數(shù)為100mA，則金屬絲的電阻為______Ω。（4）該金屬絲的電阻溫度系數(shù)α=______℃-1（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）?！即鸢浮剑?）0.5（2）0.872（0.871~0.873）（3）3.6（4）0.40〖解析〗（1）[1]將滿偏電流Ig=120mA、內(nèi)阻rg=2.0Ω的靈敏電流計并聯(lián)一電阻R，改裝成量程為0.6A的電流表，則有（2）[2]根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為（3）[3]根據(jù)圖甲的實驗原理，金屬絲的電阻為（4）[4]將圖乙中點跡用直線連接起來，使點跡均勻分布在直線兩側(cè)，如圖所示金屬絲的電阻率ρ隨溫度變化的規(guī)律為結(jié)合圖像有，解得15.如圖所示，t=0時刻，位于x=0處的質(zhì)點A從平衡位置開始向下運動，經(jīng)1.4s第一次形成如圖所示的波形。質(zhì)點B是平衡位置為x=2.2m處的質(zhì)點。求：（1）該波波速；（2）從t=0到質(zhì)點B第一次到達波峰，質(zhì)點A通過的路程。〖答案〗（1）0.5m/s；（2）42cm〖解析〗（1）該波的波速（2）由圖可知，該波波長為λ=1.2m，周期為則設質(zhì)點的振動表達式為將，y=2cm代入可得從t=0到質(zhì)點B第一次到達波峰經(jīng)歷的時間解得質(zhì)點A通過的路程16.如圖所示，與豎直方向成α=37°的光滑直軌道AB與半徑R=的光滑圓軌道相切于B點，O為圓心，C為圓軌道最低點，OB與OC的夾角β=53°，D為圓軌道上與O等高的點，整個軌道豎直固定在水平地面上?，F(xiàn)將一可視為質(zhì)點的小球從直軌道上距離B點L=處的A點由靜止釋放，小球從圓軌道上的E點（圖中未畫出）離開。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小球到達E點時的速度大小及方向；（2）計算說明小球離開圓軌道后能否落到直軌道上?！即鸢浮剑?），速度方向與水平方向成37°；（2）小球不能落到直軌上，見〖解析〗〖解析〗（1）設OE與OD的夾角為，根據(jù)牛頓第二定律有小球從A點到達E點，根據(jù)動能定理有解得，小球在E點的速度方向與水平方向成37°。（2）小球離開圓軌道時的位置與B點的水平距離小球離開圓軌道時的位置與B點的豎直距離小球離開圓軌道后，做斜拋運動以向下為正方向，豎直方向位移為解得由于因此小球不能落到直軌上。17.如圖甲所示的三維坐標系中，熒光屏P與平面xOy平行放置，分界面M與P平行并將空間分為Ⅰ、Ⅱ兩區(qū)域。區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E。區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在如圖乙所示的勻強磁場（沿z軸正方向為磁場的正方向），磁感應強度大小為B。一電荷量為q，質(zhì)量為m的帶正電粒子從O點以初速度v0沿z軸正方向射入?yún)^(qū)域Ⅰ，到達M時速度方向與z軸正方向成60°，此時開始計時，最后粒子在時刻打在P上。粒子的重力忽略不計，求：（1）分界面M到O點的距離；（2）粒子在區(qū)域Ⅱ的速度大小；（3）MP間的距離；（4）粒子打在P上的x坐標和y坐標?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）；（4），〖解析〗（1）粒子在電場中，根據(jù)牛頓第二定律有粒子在電場中做類平拋運動，則有，，解得（2）粒子進入磁場時，根據(jù)速度合成有解得（3）粒子進入磁場中時，沿z軸正方向做勻速直線運動，最后粒子打在P上，則有結(jié)合題意解得（4）粒子進入磁場后，在xoy平面內(nèi)做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有結(jié)合上述解得粒子圓周運動的周期由于可知，該圓周分運動軌跡對應的圓心角為則根據(jù)幾何關(guān)系有解得粒子在偏轉(zhuǎn)電場中沿y軸正方向的側(cè)移粒子在磁場中沿y軸正方向的側(cè)移粒子打在P上的y坐標解得18.如圖所示，水平面上鑲嵌兩個傳送帶甲、乙，甲的長度為2m，乙的長度為，甲左側(cè)地面粗糙，甲、乙之間的地面光滑且長度為0.5m，在電動機的帶動下甲順時針轉(zhuǎn)動，速度為3m/s，乙逆時針轉(zhuǎn)動，速度未知。質(zhì)量為0.1kg的物體a從距甲左端1m處，在恒定外力F的作用下由靜止開始運