江西省贛州市2023-2024學年高三上學期1月期末物理試題（解析版）

贛州市2023-2024學年度第一學期期末考試高三物理試卷2024年1月注意事項：1.本試卷分選擇題、實驗題、計算題三大類型，共100分?？荚嚂r間75分鐘。2.答題前請在答題卡上寫好自己的姓名、班級、考號等信息。3.請將答案正確填寫在答題卡上。一、選擇題：本題共10小題，第1～7為單選題，每小題4分，第8～10為多選題，每小題6分，共46分。多項選擇題中全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分。1.如圖所示，小車停在光滑的桌面上，車上固定一個用膠塞塞住封口的試管。試管內充滿空氣，用車上的酒精燈加熱試管尾端。當試管內的空氣達到一定溫度時，膠塞從試管口噴出，以整個裝置為系統(tǒng)，下列說法正確的是（）A.水平方向動量守恒，機械能守恒B.水平方向動量守恒，機械能不守恒C.水平方向動量不守恒，機械能守恒D.水平方向動量不守恒，機械能不守恒【答案】B【解析】【詳解】以整個裝置為系統(tǒng)，水平方向的合外力為0，所以水平方向動量守恒。但由于要產生內能，所以機械能不守恒。故選B。2.為了解釋地球的磁性，19世紀安培假設：地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在下列四個圖中，正確表示安培假設中環(huán)形電流方向的是（??）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】地磁的南極在地理北極的附近，故在用安培定則判定環(huán)形電流的方向時右手的拇指必需指向南方；而根據安培定則：拇指與四指垂直，而四指彎曲的方向就是電流流動的方向。故選B。【點睛】3.圖示為某電容傳聲器結構示意圖，當人對著傳聲器講話，膜片會振動。若某次膜片振動時，膜片與極板距離減小，則在此過程中（）A.膜片與極板間的電容減小 B.極板所帶電荷量減小C.膜片與極板間的電場強度增大 D.電阻R中有向上的電流【答案】C【解析】【詳解】由圖可知，膜片與極板間的電勢差U保持不變，根據，，膜片與極板距離d減小。AB．根據電容決定式，可知膜片與極板間的電容增大，極板所帶電荷量增大，AB錯誤；C．根據電場強度公式，可知膜片與極板間的電場強度增大，C正確；D．極板所帶電荷量增大，電源給極板充電，充電電流通過電阻R向下，D錯誤。故選C。4.如圖所示，一個電量為-Q的甲物體，固定在絕緣水平面上的O點。另一個電量為+q及質量為m的乙物體，從A點以初速度沿它們的連線向甲運動，到B點時速度最小且為v。已知乙物體與水平面的動摩擦因數為、AB間距離為L0及靜電力常量為k，甲、乙兩物體均可視為點電荷，電荷量不變，則（）A.乙物體越過B點后繼續(xù)向左運動，其動能減少B.在甲物體形成的電場中，乙物體從B到O的過程中，它的電勢能隨位移變化越來越慢C.OB間的距離為D.從A到B的過程中，電場力對乙物體做的功【答案】D【解析】【詳解】C．由題意，乙到達B點時速度最小，乙先減速運動后做加速運動，當速度最小時有解得OB間的距離故C錯誤；A．乙物體越過B點后繼續(xù)向左運動，甲乙間的庫侖引力大于滑動摩擦力，乙物體做加速運動，動能增加，故A錯誤；B．在甲物體形成的電場中，乙物體從B到O的過程中，電場強度逐漸變大，移動相同的距離，電場力做的功越多，電勢能減小得就越快，故B錯誤；D．從A到B的過程中，電場力對乙物體做的功為，根據動能定理得得故D正確。故選D。5.空間中存在方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場，其邊界如圖（a）中虛線所示，一硬質細導線的電阻率為、橫截面積為，將該導線做成半徑為的圓環(huán)固定在紙面內，圓心在上。時磁感應強度的方向如圖（a）所示。磁感應強度隨時間的變化關系如圖（b）所示，則在到的時間間隔內（）A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應電流始終沿逆時針方向C.圓環(huán)中的感應電流大小為D.圓環(huán)中的感應電動勢大小為【答案】C【解析】【詳解】AB．根據B-t圖像，由楞次定律可知，線圈中感應電流方向一直為順時針；在t0時刻，磁場的方向發(fā)生變化，故安培力方向在t0時刻發(fā)生變化，t=0至t=t0時段，安培力向左；t=t0至t=t1時段，安培力向右，故AB錯誤；CD．由閉合電路歐姆定律得又根據法拉第電磁感應定律得由電阻定律有聯(lián)立解得故C正確，D錯誤。故選C。6.2023年5月30日，我國神舟16號飛船載著3名航天員奔赴太空，并與天宮空間站順利對接。宇航員在空間站工作5個月后，于2023年10月31日返回地球。如圖所示，返回艙在返回的過程中，在A點從天宮空間站的圓形軌道I進入橢圓軌道II，B點為軌道Ⅱ上的近地點，如圖所示。關于返回艙的運動，下列說法正確的有（）A.在軌道I運動過程中，萬有引力恰好提供向心力B.在軌道I上運動的周期小于在軌道II上運動的周期C.在軌道II上經過A點時的機械能等于在軌道I上經過A點的機械能D.在軌道Ⅱ上經過A點的加速度大于在軌道I上經過A點的加速度【答案】A【解析】【詳解】A．依題意，返回艙在軌道I運動過程中做勻速圓周運動，萬有引力恰好提供向心力。故A正確；B．由于在軌道II上運動時半長軸小于軌道I的半徑，根據開普勒第三定律可知在軌道II上的周期小于在軌道I上的周期。故B錯誤；C．飛船在軌道Ⅰ上做圓周運動，在A點萬有引力等于向心力；飛船在軌道Ⅱ上A點做向心運動，萬有引力大于向心力。由萬有引力定律可知，軌道Ⅰ和軌道II在A點的萬有引力相等，根據向心力公式可知飛船在軌道Ⅰ上經過A點的速度大于在軌道Ⅱ上經過A點的速度，因此飛船在軌道Ⅰ上經過A點的動能大于在軌道Ⅱ上經過A點的動能，而勢能相等，故在軌道II上經過A點的機械能小于在軌道I上經過A點的機械能。故C錯誤；D．飛船在A點的加速度由萬有引力產生，因為是同一位置，所受萬有引力大小不變，故不管在哪個軌道上運動，飛船的加速度大小一樣。故D錯誤。故選A。7.發(fā)展新能源汽車是我國一項重大能源安全戰(zhàn)略，新能源汽車在能源節(jié)約、環(huán)境保護等方面有很大優(yōu)勢。隨著科技不斷進步，新能源汽車充電起來越快，采用剎車制動動能回收的方法可以增加行駛里程。以下為我國國產某知名純電動汽車參數及汽車狀態(tài)信息截圖，請你據此選出正確的說法是（）項目風阻系數整車質量/kg電機額定功率/kW電池最大蓄能/kW·h電池能量密度/W·h·kg-1最大充電功率kW數據0.233210018085.4140120A.剎車制動中，發(fā)電機將多余的動能轉化為電能，安培力對切割磁感線的線圈做正功B.根據表中“電池最大蓄能”和“電池能量密度”，可知這臺電動車的電池質量為610kgC.根據圖中所示“累計平均電耗”可以推測，充滿一次電最高續(xù)航可達約724kmD.這臺電動車最短充電時間為1.1h【答案】B【解析】【詳解】A．由題意可知新能源汽車采用剎車制動動能回收，即剎車過程發(fā)電機將多余動能轉化為電能，所以安培力對切割磁感線的線圈做負功，故A項錯誤；B．根據表中“電池最大蓄能”和“電池能量密度”，可知這臺電動車的電池質量為m，有故B項正確；C．根據圖中所示“累計平均電耗”可以推測，充滿一次電最高續(xù)航可達x，有故C項錯誤；D．這臺電動車最短充電時間為t，有故D項錯誤故選B。8.某同學為了驗證自感現象，找來帶鐵芯的線圈L（線圈的自感系數很大，構成線圈導線的電阻可以忽略），兩個相同的小燈泡A和B、二極管D、開關S和電池組E等，用導線將它們連接成如圖所示的電路。經檢查，各元件和導線均是完好的，檢查電路無誤后，開始進行實驗操作。他可能觀察到的現象是（）A.閉合S瞬間，A、B一起亮B.閉合S瞬間，A比B先亮C.閉合S待電路穩(wěn)定后，B亮，A不亮D.斷開S瞬間，A亮后再逐漸熄滅【答案】CD【解析】【詳解】ABC．從實物圖中我們可以看出兩個小燈泡是間接并聯(lián)關系，其中自感線圈和B燈泡串聯(lián)，當閉合開關的瞬間，通過B的電流增大，自感線圈產生感應電流阻礙電路電流增大，所以B是逐漸亮起來，電路穩(wěn)定后B亮度保持不變；而A燈泡和二極管相串聯(lián)，二極管阻礙由S向A的電流通過，故A燈泡一直不亮，故AB錯誤，C正確；D．當斷開開關的瞬間，電源電流減小，自感線圈要阻礙電流的減小，產生與原電流方向相同的感應電流，此時A、B串聯(lián)構成回路，所以B燈泡是緩慢熄滅，A會先亮再逐漸熄滅，故D正確。故選CD。9.如圖所示，質量為3m的物塊a靜止在光滑水平地面上，物塊a左側面為圓弧面且與水平地面相切，質量為2m的滑塊b以初速度向右運動滑上a，沿a左側面上滑一定高度后又返回，最后滑離a，不計一切摩擦阻力，滑塊b從滑上a到滑離a的過程中，下列說法正確的是（）A.滑塊b沿a上升的最大高度為B.滑塊b沿a上升的最大高度為C.滑塊a運動的最大速度為D.滑塊a運動的最大速度為【答案】AC【解析】【詳解】AB．b沿a上升到最大高度時，兩者速度相等，取向右為正方向，在水平方向上，由動量守恒定律可得由機械能守恒定律得解得故A正確，B錯誤；CD．滑塊b從滑上a到滑離a后，物塊a運動的速度最大。系統(tǒng)在水平方向動量守恒，對整個過程中，由動量守恒定律得由機械能守恒定律得解得故C正確，D錯誤故選AC。10.如圖所示，豎直平面內有一圓周，其圓心為O，直徑AB和CD相互垂直，電荷量均為Q的異種點電荷分別放在關于CD對稱的圓周上，兩電荷所在半徑的夾角為120°，下列說法正確的是（）A.將一正點電荷從A點移至B點，其電勢能增加B.C點與D點的場強大小之比為3：1C.A點與B點的場強不相同D.將一點電荷從D點沿直線移動到C點的過程中，所受電場力先增大后減小【答案】BCD【解析】【詳解】A．將一正點電荷從A點移至B點，電場力做正功，其電勢能減小，故A錯誤；B．根據矢量合成法則，C點場強為D點的場強為所以C點與D點的場強大小之比為3：1，故B正確；C．根據場強疊加可知，點A與點B的場強大小相等，方向不同，故C正確；D．根據等量異種電荷連線中垂線上場強特點可知，將一點電荷從D點沿直線移動到C點的過程中，場強先增大后減小，則電場力先增大后減小，故D正確。故選BCD。二、實驗題（本大題共2小題，每空2分，共18分）11.在“利用單擺測量當地重力加速度”的實驗中：（1）如圖甲所示，用游標卡尺測得小球的直徑d=________mm。（2）在實驗中，你認為圖乙中四種組裝單擺方式正確的是________。（3）根據測量數據畫出了如圖丙所示的T2-L圖像（L代表擺長，T代表周期），由圖像可得重力加速度g=________m/s2（結果保留3位有效數字）（4）受疫情影響，某同學在家里重做該實驗，他用手機代替秒表，但是沒有合適的擺球，就找了一塊外形不規(guī)則的小石塊代替擺球，他用擺線長OM代替擺長，如圖丁所示，做出T2-L圖像，根據圖像的斜率求出重力加速度。忽略偶然誤差，重力加速度的測量值________（選填“大于”、“小于”或“等于”）真實值?！敬鸢浮竣?22.40②.B③.9.86④.等于【解析】【詳解】（1）[1]用游標卡尺測得小球的直徑為（2）[2]在實驗中需要選用密度較大的鐵球做擺球，同時要求擺線細輕不易伸長，且其懸點固定。所以圖乙中四種組裝單擺方式正確的是B。（3）[3]根據單擺的振動周期公式整理，可得根據圖像斜率可得解得（4）[4]設小石塊的重心到M的距離為l，由單擺的周期公式可得整理，可得因此利用斜率計算重力加速度沒有影響，等于真實值。12.為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統(tǒng)。光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件（照度可以反映光的強弱，光越強，照度越大，照度單位為lx）。（1）某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據表中已知數據，在如圖甲的坐標系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線。由圖像可求出照度為0.6lx時的電阻約為______kΩ。照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻/kΩ5.83.72.32.01.8（2）如圖乙，是街道路燈自動控制設計電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在________（填“AB”或“BC”）之間。（3）用多用電表“×10Ω”擋，按正確步驟測量圖乙中電磁鐵線圈電阻時，指針示數如圖丙，則線圈的電阻為________Ω；已知當線圈中的電流大于或等于2mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，圖乙中直流電源的電動勢E＝6V，內阻忽略不計，滑動變阻器有兩種規(guī)格可供選擇：R1（0～200Ω，1A）、R2（0～2000Ω，0.1A）。要求天色漸暗照度降低至1.0lx時點亮路燈，滑動變阻器應選擇________（填“R1”、“R2”）。為使天色更暗時才點亮路燈，應適當將滑動阻變阻器的滑片向________（填“左”或“右”）端移動?！敬鸢浮竣?2.7kΩ（2.6kΩ~2.8kΩ）②.AB③.140Ω④.R2⑤.左【解析】【詳解】（1）[1]從圖像上可以看出當照度為0.6lx時的電阻約為（2.6kΩ~2.8kΩ）；（2）[2]當天亮時，光敏電阻的阻值變小，所以回路中電流增大，則銜鐵被吸下來，此次觸片和下方接觸，此時燈泡應該熄滅，說明燈泡接在了AB上。（3）[3][4][5]根據歐姆表的讀數規(guī)則，所以電阻值為回路中的電流為2mA時回路中的需要中電阻所以選擇滑動變組器比較合理。若要求天色漸暗照度降低至1.01x時點亮路燈，則天色更暗時光明電阻更大，要先保證回路中的電流2mA不變，則應減小滑動變阻器的阻值，即向左滑動滑動變阻器。三、計算題（本題共3小題，第13題10分，第14題11分，第15題15分，共36分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟；有數值計算的題，解答過程必須明確寫出數值和單位，只寫出最后答案不得分。）13.如圖所示，直線MN上方存在著范圍足夠大的勻強磁場，在理想邊界上的O點垂直于磁場且垂直于邊界方向同時發(fā)射兩個相同的粒子1和2，其中粒子1經過A點，粒子2經過B點。已知O、A、B三點在一條直線上，且，不計粒子的重力及粒子間的相互作用，求：（1）兩個粒子的速率之比；（2）兩個粒子分別經過A點和B點的時間差。【答案】（1）；（2）0【解析】【詳解】（1）設，粒子1和2的軌道半徑為、，如圖所示為粒子1的軌跡根據幾何關系可得同理可得由題意可得所以由洛倫茲力提供向心力可得整理可得可得兩個粒子的速率之比（2）兩粒子在磁場中的運動周期均為粒子1從O到A轉過的圓心角與粒子2從O到B轉過的圓心角相等，均為，由由于兩粒子T完全相同，可知兩個粒子同時經過A點和B點，時間差0。14.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t1=0時刻恰好傳播到x=-2m處，此時波形如圖所示。a、b兩質點的坐標分別為（3m，0）和（7m，0），已知t2=3s時，質點a第一次出現在波峰位置。（1）求這列波的傳播速度和周期；（2）當質點b第二次出現在波谷位置時，求質點a通過的路程。【答案】（1）2m/s，2s；（2）55cm【解析】【詳解】（1）根據圖象可知，該波波長為質點a與t1=0時刻的波峰的水平距離為當該波峰傳到質點a時，a質點第一次出現在波峰位置，則該波的傳播速度為這列波的周期為（2）質