2023-2024學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三（上）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.如圖所示，用特定頻率的光照射光電管陰極K，發(fā)現(xiàn)微安表示數(shù)不為0，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為6.6V時，微安表示數(shù)恰好為0。已知陰極K的截止頻率為νc=8×1014Hz，普朗克常量?=6.63×10?34A.9.6×1015Hz

B.2.4×1015Hz2.嫦娥七號將配置能在月面上空飛行的“飛躍探測器”，其中六足構(gòu)型如圖所示。對稱分布的六條輕質(zhì)“腿”與探測器主體通過鉸鏈連接，當(dāng)探測器靜止在水平地面上時，六條“腿”的上臂與豎直方向夾角均為θ，探測器的質(zhì)量為m，重力加速度為g。則每條“腿”的上臂對探測器的彈力大小為(

)A.mg6cosθ B.mg6sinθ C.mgcosθ63.如圖甲所示，波源是固定在同一個振動片上的兩根細桿，當(dāng)振動片上下振動時，兩根細桿周期性地觸動水面，形成兩個波源。t=0時刻，波面圖如圖乙所示，虛線圓表示波峰，實線圓表示波谷，質(zhì)點a、b、c、d的平衡位置均在同一直線上，放大圖像如圖丙所示，其中質(zhì)點c的平衡位置位于a、b平衡位置的中點，d的平衡位置位于b、c平衡位置的中點。已知兩波源振動的周期為T，振幅相同。下列說法中正確的是(

)

A.t>0時，質(zhì)點c始終處于平衡位置

B.t=0時刻，質(zhì)點c向上振動

C.t=0.25T時刻，質(zhì)點b位于平衡位置

D.t=0.75T時刻，質(zhì)點d的加速度豎直向上4.2021年2月，天問一號火星探測器被火星捕獲，經(jīng)過一系列變軌后從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”，為著陸火星做準(zhǔn)備。如圖所示，陰影部分為探測器在不同軌道上繞火星運行時與火星的連線每秒掃過的面積，下列說法正確的是(

)A.圖中兩陰影部分的面積相等

B.從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”探測器機械能變小

C.從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”探測器周期變大

D.探測器在P點的加速度小于在N點的加速度5.一長方體魚缸長為0.8m，高為0.6m，魚缸內(nèi)水面高度為0.48m，此時魚缸正視圖如圖所示，其中P為右側(cè)缸沿上的一點，Q為魚缸底部左邊上的一點。某同學(xué)從A點沿AP方向觀察魚缸底部的小石子，發(fā)現(xiàn)石子恰好位于Q處。將魚缸水放掉之后，測得石子到Q點的距離為0.28m。已知A、P、Q所在的平面與魚缸正視面平行，石子可視為質(zhì)點，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則水的折射率為(

)A.43 B.53 C.34 6.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定在斜面底端，t=0時刻，一物塊從斜面頂端由靜止釋放，直至運動到最低點的過程中，物塊的速度v和加速度a隨時間t、動能Ek和機械能E隨位移x變化的關(guān)系圖像可能正確的是(

)A. B.

C. D.7.如圖所示，光滑絕緣水平面上，有1、2、3三個帶電荷量均為+q、質(zhì)量均為m的相同金屬小球，用長度均為L的三根絕緣細繩連接，A、B、C分別為其連線的中點，O為三角形中心，已知電荷量為q的點電荷在周圍空間產(chǎn)生的電勢φ=kqr，其中k為靜電力常量，r為到點電荷的距離，則下列說法正確的是A.O點的電場強度不為零

B.若L長度可調(diào)節(jié)，則A、O兩點的電勢可能相等

C.系統(tǒng)的總電勢能為k2q2L

二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，在正方形的四個頂點a、b、c、d處分別固定著垂直于紙面、電流大小均相同的長直導(dǎo)線，其中a處電流方向垂直于紙面向外，其余電流方向均垂直于紙面向里。測得正方形的幾何中心O處的磁感應(yīng)強度大小為B。對于下列四種情況，關(guān)于O處磁感應(yīng)強度B1的說法正確的是(

)A.a導(dǎo)線單獨作用時，B1=B2，方向由b指向d

B.若僅將b處導(dǎo)線電流反向，則B1=2B

C.若僅將d處導(dǎo)線電流反向，則B1=2B

9.電動打夯機可以幫助筑路工人壓實路面，大大提高工作效率。如圖為某電動打夯機的結(jié)構(gòu)示意圖，由偏心輪(飛輪和配重物組成)、電動機和底座三部分組成。電動機、飛輪和底座總質(zhì)量為M，配重物質(zhì)量為m，配重物的重心到輪軸的距離為r，重力加速度為g。在電動機帶動下，偏心輪在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，皮帶不打滑。當(dāng)偏心輪上的配重物轉(zhuǎn)到頂端時，剛好使整體離開地面。下列判斷正確的是(

)A.電動機輪軸與偏心輪轉(zhuǎn)動的角速度相同

B.配重物轉(zhuǎn)到最高點時，處于超重狀態(tài)

C.偏心輪轉(zhuǎn)動的角速度為(M+m)gmr

D.打夯機對地面壓力的最大值為10.如圖所示，PQ左右兩側(cè)分別有間距為L和2L且足夠長的平行光滑導(dǎo)軌，PQ兩側(cè)導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。質(zhì)量分別為m、2m的導(dǎo)體棒a、b分別靜止在PQ兩側(cè)的導(dǎo)軌上，t=0時刻，b棒獲得一水平向右、大小為v0的初速度，t=t1時a棒剛好達到最大速度。已知a、b導(dǎo)體棒的長度分別為L、2L，電阻分別為R、2R，a棒始終在PQ左側(cè)運動，兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計。關(guān)于0～t1時間內(nèi)a、bA.兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒 B.a棒的最大速度為23v0

C.0～t1時間內(nèi)通過b棒的電荷量為mv0三、實驗題：本大題共2小題，共14分。11.流量是指單位時間內(nèi)流經(jīng)封閉管道或明渠有效截面的流體的體積，又稱瞬時流量，某學(xué)習(xí)小組用如圖1所示的實驗裝置測定桶裝水抽水器的水流量和噴水口的橫截面積。

實驗器材：3m卷尺，1000cm3量筒一個，手機一部

主要實驗步驟如下：

①調(diào)節(jié)抽水器噴口的位置和角度，使其末端水平；

②打開抽水器開關(guān)，將水水平噴出，調(diào)節(jié)桌面上量筒的位置使水落入量筒中；

③用卷尺測得噴口到水平桌面的豎直高度為y=49.0cm、噴口到水在量筒底部落點的水平位移為x=25.0cm；

④清空量筒中的水，重新打開抽水器開關(guān)，待空中水流穩(wěn)定后用手機計時器計時，實驗數(shù)據(jù)如下表所示：時間(s)11.115.319.524.028.2水量(×300400500600700(1)根據(jù)流量的定義，從理論上分析，在空中下落的水柱的橫截面積會隨下落高度的增大而______(選填“增大”“減小”或者“不變”)；

(2)根據(jù)所測數(shù)據(jù)，在圖2坐標(biāo)紙上作出時間與水量的關(guān)系圖線；

(3)根據(jù)圖像可得實驗中桶裝水抽水器的水流量Q=______m3/s；(保留2位有效數(shù)字)

(4)若已知重力加速度g=9.8m/s2，10≈3.16，根據(jù)測量的實驗數(shù)據(jù)可知抽水器的水流量Q與抽水器出水口橫截面積之比約為______。

A.0.74

B.0.79

C.12.某同學(xué)測量一段粗細均勻金屬絲的電阻率，器材如下：金屬絲Rx，電源E(電動勢3V、內(nèi)阻不計)，電流表(量程0～0.6A、內(nèi)阻0.5Ω)，電壓表(量程0～3V、內(nèi)阻約3kΩ)，滑動變阻器R(最大阻值15Ω)，毫米刻度尺，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。實驗步驟如下：

(1)首先用毫米刻度尺測出接入電路中金屬絲的長度l=50.00cm，再用螺旋測微器測金屬絲直徑，示數(shù)如圖甲所示，金屬絲直徑的測量值d=______mm。

(2)為減小誤差，應(yīng)選用乙圖中的______(填“a”或“b”)連接線路。

(3)實驗過程中，改變滑動變阻器的滑片位置，并記錄兩電表的讀數(shù)，作出如圖丙所示的U?I圖像，可得金屬絲的電阻R=______Ω，電阻率ρ=______Ω?m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(4)電路保持閉合，若測量時間較長，會使電阻率的測量結(jié)果______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。四、計算題：本大題共3小題，共40分。13.如圖所示，A、B兩汽缸均由絕熱材料制成，其容積分別為2V0、V0。最初A、B之間細管道上的絕熱閥門K1和B排氣口處的絕熱閥門K2均閉合，兩缸內(nèi)同種理想氣體的壓強和熱力學(xué)溫度均相同，其值分別為p0、T0，A缸內(nèi)氣體的內(nèi)能為U0，B缸內(nèi)氣體的質(zhì)量為m0。已知理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，外界氣壓為p0，溫度恒為T0，汽缸密封性均良好，細管道內(nèi)的氣體忽略不計?，F(xiàn)通過電熱絲對A缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，當(dāng)其溫度達到2T0時停止加熱并打開K1，氣體狀態(tài)穩(wěn)定后再次閉合K1。

(1)求再次閉合K1之后A缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度。

(2)14.如圖所示，xOy坐標(biāo)系第一象限內(nèi)存在沿y軸負方向、電場強度大小為E=3mv02qR的勻強電場；第二象限內(nèi)以O(shè)1為圓心、以R為半徑的圓與x、y軸均相切，其內(nèi)存在垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場；第三、四象限內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強磁場。點P(?2R、R)處的粒子源不斷地向圓形區(qū)域內(nèi)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q、速率相同、方向不同的粒子。粒子K以與x軸正方向夾角α=30°的方向射入圓形區(qū)域，且其在該磁場中運動的時間最長；粒子K經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后以與x軸正方向成β=60°角的方向射入第四象限，經(jīng)點M(?R、0)再次射入圓形區(qū)域。已知粒子在圓形區(qū)域中運動軌跡的半徑大于R，粒子的重力及粒子間的相互作用均忽略不計。求：

(1)粒子在點15.如圖甲所示，在水平地面上固定一光滑的豎直軌道MNP，其中水平軌道MN足夠長，NP為半圓形軌道。一個質(zhì)量為m的物塊B與輕彈簧連接，靜止在水平軌道MN上；物塊A向B運動，t=0時刻與彈簧接觸，到t=2t0時與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束；A、B的v?t圖像如圖乙所示。已知在0～t0時間內(nèi)，物塊B運動的距離為0.6v0t0，A、B分離后，B與靜止在水平軌道MN上的物塊C發(fā)生彈性正碰，此后物塊C滑上半圓形豎直軌道，物塊C的質(zhì)量為m，且在運動過程中始終未離開軌道MNP。已知物塊A、B、C均可視為質(zhì)點，碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，碰撞時間忽略不計，重力加速度為g。求：

(1)半圓形豎直軌道半徑R滿足的條件。

(2)物塊A最終運動的速度大小。

(3)A、B第一次碰撞和第二次碰撞過程中物塊A的最大加速度大小之比[彈簧的彈性勢能表達式為Ep=1參考答案1.B

2.A

3.C

4.B

5.A

6.A

7.D

8.CD

9.CD

10.BD

11.減小

2.2×10?5

12.0.500

a

4.0

1.6×10?6

13.解：(1)最初A、B兩缸內(nèi)同種理想氣體的壓強和熱力學(xué)溫度均相同，可知A、B兩缸內(nèi)同種理想氣體的密度相同，A中氣體體積是B的2倍，則A中氣體質(zhì)量和分子數(shù)量均為B的2倍，因溫度相同，故分子平均動能相同，可得B中氣體的內(nèi)能是A的12，即UB=U02。

當(dāng)A中氣體溫度為2T0時，據(jù)題意可得：U0T0=UA12T0

解得此時A中氣體內(nèi)能為：UA1=2U0

此時A、B中氣體總的內(nèi)能為：U總=UA1+UB=2.5U0

根據(jù)能量守恒定律，可知氣體狀態(tài)穩(wěn)定后再次閉合K1后總的內(nèi)能不變，A中氣體的內(nèi)能是B的2倍，則A中氣體的內(nèi)能是總內(nèi)能的23，即：

UA2=2U總3=53U0

設(shè)所求的熱力學(xué)溫度為T，則有：UA2T=U0T0

14.解：(1)粒子K在圓形磁場中運動時間最長，可知該粒子在圓形磁場中運動的軌跡以直徑PN為弦，如圖所示

其運動軌跡的半徑

r1=Rsinα=2R

由

B0qv0=mv02r1

解得

v0=2B0qRm

(2)設(shè)粒子K在電場中運動的時間為t，則

Eqt=mv0cosα?tanβ?mv0sinα

設(shè)粒子經(jīng)Q點由第一象限射入第四象限，則

xQ=v0cosα?t

解得

xQ15.解：(1)由圖乙知t=2t0后

vB=2v0

B、C發(fā)生彈性碰撞，以B的初速度方向為正方向，由