湖北省宜荊荊隨恩2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期1月期末聯(lián)考物理試題 含解析

2024年宜荊荊隨恩高三1月聯(lián)考高三物理試卷試卷滿分：100分注意事項(xiàng)：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中a、b兩種單色光的光電流與電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的是（）A.在同一介質(zhì)中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)B.a光單個(gè)光子的能量比b光單個(gè)光子的能量大C.若正向電壓不斷升高，則光電流不斷增大D.若增大光強(qiáng)，則反向遏止電壓增大【答案】B【解析】【詳解】AB．由圖可知，a光的截止電壓大，根據(jù)可知，a光頻率大，a光單個(gè)光子的能量比b光單個(gè)光子的能量大，由公式可知，a光波長(zhǎng)短，故A錯(cuò)誤，B正確；C．由于有飽和光電流存在，光電流不能不斷增大，故C錯(cuò)誤；D．由AB分析可知，反向遏止電壓與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選B。2.2023年9月21日15時(shí)45分，“天宮課堂”第四課在軌道高度約為400km的空間站問天實(shí)驗(yàn)艙開講，地面?zhèn)鬏斨行恼{(diào)用兩顆軌道高度約為36000km的地球同步靜止衛(wèi)星“天鏈一號(hào)”03星和“天鏈二號(hào)”01星實(shí)現(xiàn)太空授課，下列說法正確的是（）A.在空間站問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的宇航員手中的陀螺儀釋放后，將看到陀螺儀作自由落體運(yùn)動(dòng)B.空間站問天實(shí)驗(yàn)艙的角速度小于“天鏈一號(hào)”03星的角速度C.“天鏈一號(hào)”03星和“天鏈二號(hào)”01星動(dòng)能一定相同D.“天鏈一號(hào)”03星和“天鏈二號(hào)”01星只能分布在赤道的正上方，且兩星相對(duì)靜止【答案】D【解析】【詳解】A．在空間站問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，陀螺儀隨問天實(shí)驗(yàn)艙一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力提供向心力，則在空間站問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的宇航員手中的陀螺儀釋放后，不能做自由落體運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得由于空間站問天實(shí)驗(yàn)艙的軌道半徑小于“天鏈一號(hào)”03星的軌道半徑，則空間站問天實(shí)驗(yàn)艙的角速度大于“天鏈一號(hào)”03星的角速度，故B錯(cuò)誤；C．雖然“天鏈一號(hào)”03星和“天鏈二號(hào)”01星在同一軌道上具有相同的線速度，但由于他們的質(zhì)量不一定相同，他們的動(dòng)能也不一定相同，故C錯(cuò)誤；D．所有的地球同步衛(wèi)星只能分布在赤道的正上空，他們的環(huán)繞周期相同，約為24h，則星相對(duì)靜止，故D正確。故選D。3.圖甲和圖乙是某手動(dòng)發(fā)電的手電筒內(nèi)部發(fā)電機(jī)的兩個(gè)截面示意圖，多匝線圈a處于輻向的磁場(chǎng)中，線圈a連接理想變壓器的原線圈，副線圈接一小燈泡，當(dāng)推動(dòng)手柄使線圈a沿軸線做振幅一定的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其圖像為如圖丙所示的正弦曲線時(shí)，小燈泡恰好能正常發(fā)光。該小燈泡長(zhǎng)期使用導(dǎo)致燈絲變細(xì)，要使舊燈泡恢復(fù)之前的亮度，下列措施可行的是（）A.僅減少線圈a的匝數(shù) B.僅增加變壓器原線圈的匝數(shù)C.增大推動(dòng)手柄時(shí)的周期 D.增大推動(dòng)手柄時(shí)的最大速度【答案】D【解析】【詳解】B．根據(jù)電阻定律可知，當(dāng)燈絲變細(xì)后其橫截面積變小，燈絲的電阻增大，而要使其恢復(fù)原來(lái)的亮度，則需要增大燈泡兩端的電壓，使通過燈絲的電流達(dá)到其額定值，因此需要增大變壓器副線圈兩端的電壓，而若保持原線圈兩端的電壓不變，則根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系可得可知，增加副線圈的匝數(shù)或減小原線圈的匝數(shù)才能使副線圈兩端的電壓增大，故B錯(cuò)誤；A．若保持原副線圈匝數(shù)不變，要增大副線圈兩端的電壓，則必須增加原線圈兩端的電壓，而根據(jù)手電筒的發(fā)電原理可知，推動(dòng)手柄使線圈a切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，設(shè)線圈a的半徑為，由圖像可得，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值的表達(dá)式為而原線圈兩端電壓的有效值為由此可知，減小線圈a的匝數(shù)原線圈兩端的電壓減小，舊燈泡不能恢復(fù)之前的亮度，故A錯(cuò)誤；C．增大推動(dòng)手柄時(shí)的周期并不會(huì)影響原線圈兩端電壓的有效值，不能使副線圈兩端的電壓增大，因此不能使燈泡恢復(fù)原來(lái)的亮度，故C錯(cuò)誤；D．增大推動(dòng)手柄時(shí)的最大速度，則原線圈兩端電壓的有效值增大，從而使副線圈兩端電壓的有效值增大，燈泡可以恢復(fù)之前的亮度，故D正確。故選D。4.如圖所示，在紙面內(nèi)水平放置兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線AB和CD，只有一條導(dǎo)線中通有恒定電流。在紙面內(nèi)，一電子由E點(diǎn)開始經(jīng)過F運(yùn)動(dòng)到G的軌跡如圖中曲線所示，下列說法中正確的是（）A.導(dǎo)線AB中通有從A到B方向的電流B.導(dǎo)線AB中通有從B到A方向的電流C.導(dǎo)線CD中通有從C到D方向的電流D.導(dǎo)線CD中通有從D到C方向的電流【答案】C【解析】【詳解】由于電子在運(yùn)動(dòng)的過程中，速度大小不變，根據(jù)可知在F點(diǎn)處軌道半徑較小，磁感強(qiáng)度較大，一定是導(dǎo)線CD中通有電流由于，電子帶負(fù)電荷，根據(jù)左手定則可知，F(xiàn)處的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，由安培定則可知，導(dǎo)線CD中電流的方向從C到D。故選C。5.如圖所示，傾角為30°的粗糙斜面固定在水平地面上，一根輕繩的一端與斜面上的物塊a相連，另一端繞過光滑的定滑輪系在豎直桿上的P點(diǎn)，用光滑輕質(zhì)掛鉤把物塊b掛在O點(diǎn)，此時(shí)豎直桿與繩OP間的夾角為60°，a與斜面之間恰好沒有摩擦力且保持靜止。已知物塊a的質(zhì)量為，物塊b的質(zhì)量為m，重力加速度為g。下列判斷正確的是（）A.B.將P端緩慢向上移動(dòng)一小段距離，a將受到沿著斜面向下的摩擦力C.將豎直桿緩慢向右移動(dòng)一小段距離，a將受到沿著斜面向下的摩擦力D.剪斷定滑輪與a之間輕繩的瞬間，a的加速度大小為0.5g【答案】C【解析】【詳解】A．對(duì)a，由平衡條件得對(duì)O點(diǎn)受力分析，由平行四邊形定則得聯(lián)立解得故A錯(cuò)誤；B．如圖所示AO與BO關(guān)于水平虛線對(duì)稱，AC水平。將P端緩慢向上移動(dòng)一小段距離，長(zhǎng)度不變，即AP的長(zhǎng)度不變。則不變，即OP與PC夾角不會(huì)變。則拉力不會(huì)變?？芍猘與斜面之間仍然沒有摩擦力，故B錯(cuò)誤；C．將豎直桿緩慢向右移動(dòng)一小段距離，AC變長(zhǎng)，角變大對(duì)O點(diǎn)，有可見，拉力變大，a有上滑趨勢(shì)，將受到沿著斜面向下的摩擦力，故C正確；D．剪斷定滑輪與a之間輕繩的瞬間，a有下滑趨勢(shì)，由于不知道摩擦因數(shù)，即摩擦力的大小，無(wú)法判斷其運(yùn)動(dòng)情況，即無(wú)法求a的加速度，故D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示陰影部分為某玻璃磚的截面圖，ABCD是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，DC是半圓弧CPD的直徑，O是其圓心，一束單色光從AD邊的E點(diǎn)射入玻璃磚，入射角為i，折射光線正好照射到半圓弧的頂端P，并且在P點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，反射光線正好經(jīng)過BC邊的F點(diǎn)。已知，光在真空中的傳播速度為c，則該單色光在玻璃磚中的傳播時(shí)間為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】在P點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，根據(jù)幾何關(guān)系可知，在E點(diǎn)的折射角與臨界角C互余。根據(jù)折射定律，解得單色光在玻璃磚中的傳播速度為由幾何關(guān)系有該單色光在玻璃磚中的傳播時(shí)間為故選D。7.如圖所示，重力不計(jì)、初速度可忽略的帶電粒子X和Y，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從F點(diǎn)（F為磁場(chǎng)左邊界AB的中點(diǎn)）垂直AB和磁場(chǎng)方向進(jìn)入足夠長(zhǎng)的邊界平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。已知X在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過90°后從磁場(chǎng)上邊界射出，Y在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過53°后也從磁場(chǎng)上邊界射出（）。則X和Y在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.比荷之比為25∶4 B.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小之比為5∶2C.剛離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)動(dòng)能之比為1∶4 D.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為72∶265【答案】C【解析】【詳解】A．帶電粒子X和Y，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速過程中，由動(dòng)能定理得在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力提供向心力，有聯(lián)立解得依題意，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖由幾何關(guān)系得解得因此比荷之比為故A正確；B．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度與電場(chǎng)加速后速度相同，根據(jù)可得可知速度大小之比為5：2，故B正確；C．洛倫茲力不做功，剛離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相等，根據(jù)可知?jiǎng)幽苤扰c電荷量成正比，但兩粒子電荷量未知，故動(dòng)能之比無(wú)法求解，故C錯(cuò)誤；D．由知時(shí)間之比為72∶265，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。8.一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸方向傳播，已知時(shí)的波形如圖甲所示，圖乙是處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，則下列說法正確的是（）A.該簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播B.再經(jīng)過，處質(zhì)點(diǎn)向前傳播C.在時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)速度方向與位移方向相同D.經(jīng)過任意0.5s的時(shí)間，處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程一定為【答案】AC【解析】【詳解】A．由圖乙可知，時(shí)處的質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向振動(dòng)，根據(jù)圖甲由同側(cè)法可知，該簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)方向傳播，故A正確；B．質(zhì)點(diǎn)只能在平衡位置上下振動(dòng)，不能隨波遷移，故B錯(cuò)誤；C．由圖乙可知，周期為，由圖甲可知，時(shí)處的質(zhì)點(diǎn)沿軸負(fù)方向振動(dòng)，經(jīng)過可知，質(zhì)點(diǎn)正從平衡位置向負(fù)向最大位移處運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)速度方向與位移方向相同，故C正確；D．經(jīng)過，即，只有從平衡位置或端點(diǎn)開始質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為故D錯(cuò)誤。故選AC。9.空間中有水平方向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能和重力勢(shì)能隨時(shí)間的變化如圖所示，則該微粒（）A.一定帶正電B.0～3s內(nèi)靜電力做的功為－9JC.運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能不變D.0～3s內(nèi)除靜電力和重力外所受其他力對(duì)微粒做的功為12J【答案】BC【解析】【詳解】A．由于不清楚電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，故無(wú)法確定微粒的電性，故A錯(cuò)誤；B．由題圖可知，0～3s內(nèi)電勢(shì)能增加9J，則0～3s靜電力做的功為－9J，故B正確；C．由題圖可知，電勢(shì)能均勻增加，即靜電力做的功與時(shí)間成正比，說明微粒沿靜電力方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同理，沿重力方向也做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則微粒的合運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)過程中速度不變，動(dòng)能不變，故C正確；D．由功能關(guān)系可知，0～3s內(nèi)重力勢(shì)能與電勢(shì)能共減少6J，又微粒的動(dòng)能不變，故0～3s內(nèi)除靜電力和重力外所受其他力對(duì)微粒做的功為6J，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面傾角為，其底端固定一輕質(zhì)彈簧，將質(zhì)量為m的物塊從斜面頂端由靜止釋放，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的最大壓縮量為。已知，彈簧彈性勢(shì)能為，其中x是形變量，彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期，則下列說法正確的是（）A.速度最大時(shí)的彈簧壓縮量為B.物塊下滑的最大位移為C.物塊的最大動(dòng)能為D.物塊從與彈簧接觸到速度第一次為零的時(shí)間為【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，物塊速度最大時(shí)，物塊所受合力為0，則有解得故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意可知，物塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，則有解得故B錯(cuò)誤；C．物塊速度最大時(shí)，物塊的動(dòng)能最大，由能量守恒定律有解得故C正確；D．物塊開始?jí)嚎s彈簧后，到分離前做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，物塊合力為0的位置為平衡位置，則物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為則物塊開始?jí)嚎s彈簧時(shí)，偏離平衡位置的距離為從物塊開始?jí)嚎s彈簧到平衡位置所用時(shí)間為則從開始接觸到最短經(jīng)歷的時(shí)間為故D正確。故選CD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某興趣小組用如圖所示裝置測(cè)定物塊與完全相同的兩固定木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將物塊從傾斜木板上P點(diǎn)由靜止釋放，物塊最終停在水平木板上的Q點(diǎn)，測(cè)得P點(diǎn)距水平木板的高度為h。（1）要測(cè)出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)中還需要再測(cè)出的一個(gè)物理量是___________。A．物塊在傾斜木板上滑行的距離LB．傾斜木板與水平面間的夾角θC．P、Q兩點(diǎn)間的水平距離x（2）所測(cè)得的物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)___________（用第（1）問中所給字母表達(dá)）；（3）由于實(shí)驗(yàn)時(shí)兩木板連接處不是平滑的，物塊經(jīng)過此處時(shí)會(huì)有能量損失，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)出的物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)比真實(shí)值___________；（選填“大”或“小”）（4）為了消除小鐵塊在轉(zhuǎn)接點(diǎn)處的機(jī)械能損失，興趣小組中某位同學(xué)建議將傾斜段做成曲面，其末端與水平段相切，如圖所示，仍然通過上述方法求得動(dòng)摩擦因數(shù)，該方案動(dòng)摩擦因數(shù)的測(cè)量值比真實(shí)值___________；（選填“大”或“小”“相等”）【答案】①.C②.③.大④.大【解析】【詳解】（1）[2]依題意，設(shè)物塊在傾斜木板上滑行的距離L，水平木板上滑行的距離為l，傾斜木板與水平面的夾角為，P、Q兩點(diǎn)間的水平距離x，根據(jù)動(dòng)能定理有又有聯(lián)立可得則實(shí)驗(yàn)中還需要再測(cè)出的一個(gè)物理量是P、Q兩點(diǎn)間的水平距離x。故選C。（2）[2]由（1）分析可知（3）[3]若物塊經(jīng)過兩木板連接處時(shí)仍然有能量損失，則導(dǎo)致x測(cè)量值比實(shí)際偏小，使得測(cè)出的物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)比真實(shí)值偏大。（4）[4]因?yàn)槲矬w做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有向心力，造成支持力大于重力垂直于切面的分力，從而摩擦力偏大，在曲面處摩擦力做功相比更多，導(dǎo)致x的測(cè)量值比實(shí)際偏小，使得測(cè)出的物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)比真實(shí)值偏大。12.某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示電路測(cè)量電源E的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（要求盡可能精確），圖甲中電壓表V的最大量程為3V，虛線框內(nèi)為用電流計(jì)G改裝的電流表。（1）已知電流計(jì)G的滿偏電流、內(nèi)阻，電路中已將它改裝成量程為600mA的電流表，則___________。（2）通過移動(dòng)變阻器R的滑片，得到多組電壓表V的讀數(shù)U和電流計(jì)G的讀數(shù)I，作出如圖乙的圖像。某次測(cè)量時(shí)，電壓表V如圖丙所示，則電壓表示數(shù)為___________V。（3）請(qǐng)根據(jù)圖乙求出電源的電動(dòng)勢(shì)E等于_________V（此空保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位），電源內(nèi)阻等于_______（此空保留到小數(shù)點(diǎn)后一位），電源內(nèi)阻測(cè)量值___________（“大于”“小于”“等于”）真實(shí)值?！敬鸢浮竣?0.6②.2.60③.2.92##2.93##2.94④.0.7⑤.等于【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，由歐姆定律有解得（2）[2]由圖丙可知，電壓表的量程為，最小刻度為，則讀數(shù)為。（3）[3][4]根據(jù)題意可知，改裝后電路表的內(nèi)阻為流過電源的電流為由閉合回路歐姆定律有結(jié)合圖像可得，解得[5]由上述分析可知，電源內(nèi)阻測(cè)量值等于真實(shí)值。13.如圖所示，某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣（視為理想氣體）。粗細(xì)均勻的細(xì)管上端的壓力傳感器能感知細(xì)管中的空氣壓力，從而控制進(jìn)水量。初始時(shí)，洗衣缸和細(xì)管內(nèi)的水面等高。封閉的空氣長(zhǎng)度，周圍環(huán)境的熱力學(xué)溫度為300K。已知管內(nèi)空氣溫度始終保持與周圍環(huán)境的溫度相同，水的密度，大氣壓強(qiáng)恒為，取重力加速度大小。（1）當(dāng)封閉的空氣長(zhǎng)度時(shí)，洗衣缸剛好停止進(jìn)水，求洗衣缸內(nèi)的水面上升的高度；（2）若周圍環(huán)境的溫度變?yōu)?85K，且注水結(jié)束時(shí)洗衣缸和細(xì)管內(nèi)的水面高度差和（1）中的相同，求此時(shí)細(xì)管內(nèi)空氣的長(zhǎng)度【答案】（1）50.5cm；（2）9.5cm【解析】【詳解】（1）由玻意耳定律，有解得又解得h＝50cm洗衣缸內(nèi)的水面上升的高度（2）由理想氣體狀態(tài)方程有根據(jù)題意知解得L＝9.5cm14.如圖所示，固定豎直面內(nèi)半徑為的光滑半圓軌道與動(dòng)摩擦因數(shù)為的粗糙水平面平滑相連，整個(gè)區(qū)域有水平向右、大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為，電量為的可視為質(zhì)點(diǎn)帶正電的小物塊從A點(diǎn)靜止開始運(yùn)動(dòng)，已知AB的長(zhǎng)度為，重力加速度。求：（1）小物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度為多大；（2）小物塊運(yùn)動(dòng)軌道最右邊C點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小物塊的支持力；（3）小物塊從D點(diǎn)離開到落地過程中克服電場(chǎng)力做功的平均功率。【答案】（1）；（2），方向水平向左；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，在小物塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，由動(dòng)能定理解