河北省張家口市2024-2025學年高三上學期期末教學質(zhì)量監(jiān)測物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1張家口市2024~2025學年度第一學期高三年級期末教學質(zhì)量監(jiān)測物理注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.放射性同位素電池具有工作時間長、可靠性高和體積小等優(yōu)點，是航天、深海、醫(yī)學等領域的重要新型電源，也是我國近年重點科研攻關項目。是制造電池的一種放射性同位素，已知的衰變方程為，式中的X為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根據(jù)核反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得故式中的X為。故選D。2.如圖所示為兩點電荷的電場線分布圖，圖中P、Q兩點關于兩點電荷連線對稱。下列關于負的試探電荷在M、N、P、Q四點的電勢能和受到的電場力說法正確的是（）A.試探電荷在P點和Q點受到的電場力相同 B.試探電荷在P點和Q點的電勢能相同C.試探電荷在M點的電勢能和受到的電場力都最大 D.試探電荷在N點的電勢能和受到的電場力均為零【答案】B【解析】A．由對稱性可知，負試探電荷在P點和Q點受到的電場力大小相等，方向不同，故A錯誤；B．由對稱性可知，P點和Q點的電勢相等，所以負試探電荷在P點和Q點的電勢能相等，故B正確；C．根據(jù)電場線的疏密表示場強的大小，可知M點的場強最大，則負試探電荷在M點受到的電場力最大；根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸減低，可知M點的電勢最高，根據(jù)知負電荷在該點電勢能最小，故C錯誤；D．N點的場強不為零，則試探電荷在N點受到的電場力一定不為零，故D錯誤。故選B。3.起重機是一種做循環(huán)、間歇運動的起重機械。如圖甲所示為某種類型的起重機正在作業(yè)，作業(yè)過程中的某一階段在豎直方向上運動。如圖乙為被吊起貨物在該階段0~4s內(nèi)運動的圖像，若規(guī)定豎直向上為正方向，則此時間內(nèi)起重機對貨物拉力最大的時刻為（）A0s B.1s C.2s D.3s【答案】A【解析】由題意，根據(jù)牛頓第二定律有物體豎直向上的加速度最大時，拉力F最大，由圖像可知0s時和4s時豎直向上的加速度最大，拉力最大。故選A。4.中國是全球發(fā)電量最大的國家。如圖所示為交流發(fā)電機模型的示意圖，兩磁極之間可視為磁感應強度T的勻強磁場。矩形線圈面積、cm2、線圈的匝數(shù)，線圈的總電阻Ω，線圈繞軸以角速度rad/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動。電阻Ω，其他部分電阻不計，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路相連。交流電流表A的示數(shù)為（）A.4A B.A C.2A D.A【答案】C【解析】線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值則感應電動勢的有效值根據(jù)閉合電路歐姆定律可知則交流電流表A的示數(shù)為故選C。5.如圖所示為一種簡易“千斤頂”的示意圖，豎直輕質(zhì)桿被套管P限制，只能在豎直方向運動，輕質(zhì)桿上方放置被頂起的重物，輕質(zhì)桿下端通過輕質(zhì)小滑輪放在水平放置的斜面體上，對斜面體施加水平方向的推力F即可將重物緩慢頂起。若斜面體的高為30cm，底邊長為60cm，不計各處摩擦和阻力，在緩慢頂起重物的過程中，推力F與被頂起重物重力的比值為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設斜面傾角為，對斜面體受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件可得對重物和桿整體在豎直方向上有聯(lián)立可得，故選D。6.如圖所示，四點為長方形的四個頂點，邊長，邊長6m，A、B兩點有兩個波源，時刻，A波源位移大小為0.1m，方向垂直紙面向外，B波源在平衡位置垂直紙面向里振動，已知圖中介質(zhì)為均勻介質(zhì)且所有介質(zhì)均已振動，A、B兩波源的振幅分別為0.1m和0.2m，波速均為20m/s，頻率均為。關于時刻D點的位移，下列說法正確的是（）A.大小為0.1m，方向垂直紙面向外 B.大小為0.1m，方向垂直紙面向里C.大小為0.3m，方向垂直紙面向外 D.大小為0.3m，方向垂直紙面向里【答案】B【解析】波長則時刻波源A在D點引起的位移大小為0.1m，方向垂直紙面向里。則時刻波源B在D點引起的位移為0，所以時刻波源A、B在D點引起的合位移大小為0.1m，方向垂直紙面向里。故選B。7.在雙縫干涉實驗中，用某單色光照射雙縫，在雙縫后的屏上形成明暗相間的干涉條紋。實驗測得相鄰兩條亮條紋間的距離為2.60mm。已知雙縫之間的距離為0.200mm，雙縫到屏的距離為0.800m，則單色光的波長為（）A.m B.m C.m D.m【答案】A【解析】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式可得代入數(shù)據(jù)解得m故選A。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18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6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.2024年5月3日，“嫦娥六號”探測器由“長征五號”遙八運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，自此開啟世界首次月球背面采樣返回之旅。如圖所示為“嫦娥六號”著陸月球前部分軌道的簡化示意圖，Ⅰ是“嫦娥六號”的地月轉(zhuǎn)移軌道，Ⅱ、Ⅲ是“嫦娥六號”繞月球運行的橢圓軌道，Ⅳ是“嫦娥六號”近月運行的圓形軌道，P、Q分別為橢圓軌道Ⅱ上的遠月點和近月點。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A.“嫦娥六號”由Ⅰ軌道變?yōu)棰蜍壍?，需要在P點減速B.“嫦娥六號”由Ⅱ軌道變?yōu)棰筌壍?，需要在Q點加速C.通過測量“嫦娥六號”在Ⅳ軌道上的運行周期可以估測月球的密度D.“嫦娥六號”在Ⅲ軌道上的運行周期小于在Ⅳ軌道上的運行周期【答案】AC【解析】A．“嫦娥六號”由Ⅰ軌道變?yōu)棰蜍壍?，需要在P點減速，故A正確；B．“嫦娥六號”由Ⅱ軌道變?yōu)棰筌壍?，需要在Q點減速，故B錯誤；C．Ⅳ軌道貼近月球表面環(huán)月飛行，設其周期為T，根據(jù)萬有引力提供向心力解得則月球的密度為解得所以通過測量“嫦娥六號”在Ⅳ軌道上的運行周期可以估測月球的密度，故C正確；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，半長軸越大，周期越大，即“嫦娥六號”在Ⅲ軌道上的運行周期大于在Ⅳ軌道上的運行周期，故D錯誤。故選AC。9.空氣彈簧是一種廣泛應用于商業(yè)汽車、巴士、高鐵及建筑物基座的減震裝置，其基本結(jié)構和原理如圖所示，在導熱良好的汽缸和可自由滑動的活塞之間密封著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和重物的總質(zhì)量為m，活塞的橫截面積為S，大氣壓強為，重力加速度為g。若外界溫度保持不變，下列說法正確的是（）A.汽缸內(nèi)氣體的初始壓強為B.緩慢增大重物質(zhì)量，與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變大C.緩慢增大重物質(zhì)量，與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體對汽缸底部單位時間內(nèi)撞擊的分子數(shù)增多D.若重物質(zhì)量緩慢增大了，汽缸內(nèi)氣柱的高度減小了，則空氣彈簧的等效勁度系數(shù)為【答案】ACD【解析】A．對活塞和重物受力分析，由平衡條件可知解得故A正確；B．汽缸導熱良好，緩慢增大重物質(zhì)量過程中，汽缸內(nèi)氣體溫度不變，內(nèi)能不變，故B錯誤；C．緩慢增大重物質(zhì)量，由平衡條件可知，汽缸內(nèi)氣體壓強增大，體積減小，溫度不變，則與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體對汽缸底部單位時間內(nèi)撞擊的分子數(shù)增多，故C正確；D．等效彈力改變量為，等效彈簧形變改變量為，據(jù)胡克定律可得，空氣彈簧的等效勁度系數(shù)故D正確。故選ACD。10.如圖所示，一電子從y軸上的P點以大小為2v0、方向與y軸成θ=60°的速度沿坐標系xOy平面射入第二象限，第二象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外、磁感應強度大小的圓形有界勻強磁場，電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后通過x軸時，與y軸負方向的夾角為30°。已知電子的電荷量為?e，質(zhì)量為m，不考慮電子的重力，下列說法正確的是（）A.圓形磁場的最小半徑可能為 B.圓形磁場的最小半徑可能為C.電子在圓形磁場中的運動時間可能為 D.電子在圓形磁場中的運動時間可能為【答案】ABD【解析】AB．設電子在磁場中運動的半徑為r，由解得電子與y軸負方向的夾角為30°可能有兩種情況，其運動軌跡圖如圖所示設兩種情況下圓形磁場的最小半徑分別為R1和R2，由幾何知識可得故AB正確；CD．兩種情況下電子在圓形磁場中的運動時間分別為故C錯誤，D正確故選ABD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要答題步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.某實驗小組用如圖所示的裝置研究歐姆表原理，已知電源電動勢E為1.5V，內(nèi)阻r不計；電流計G的量程為300μA，內(nèi)阻為99Ω。（1）右側(cè)表筆________（選填“紅”或“黑”）表筆。（2）正確操作之后，若電流計示數(shù)為滿偏的，則被測電阻為________Ω。（3）將一定值電阻與電流計并聯(lián)，相當于歐姆表更換倍率，并聯(lián)定值電阻之后歐姆表的倍率比并聯(lián)之前________（選填“大”或“小”）?！敬鸢浮浚?）紅（2）2500（3）小【解析】（1）由電流從紅表筆流入可知，圖中右側(cè)表筆是紅表筆。（2）設歐姆表內(nèi)阻為，由閉合回路歐姆定律有聯(lián)立并代數(shù)解得（3）將一定值電阻與電流計G并聯(lián)，當電流計G滿偏時，通過電源的電流比并聯(lián)之前大，則歐姆表內(nèi)阻比并聯(lián)之前小，所以倍率比并聯(lián)之前小。12.某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置“驗證動量守恒定律”，在長木板右端下面適當位置處墊放小木塊用以平衡摩擦力，放在長木板上的小車A的前端粘有橡皮泥，后端連有紙帶?，F(xiàn)給小車A一瞬時沖量，使之做勻速運動，與原來靜止在前方的小車B相碰并粘成一體，繼續(xù)做勻速運動。已知打點計時器的打點頻率為50Hz。該實驗小組從若干紙帶中選出了一條比較清晰的紙帶如圖乙所示。（1）實驗中小車A的質(zhì)量________（選填“必須”或“不必須”）大于小車B的質(zhì)量。（2）應選圖乙中________段來計算小車A碰前的速度，應選________段來計算小車A和小車B碰后的速度。（3）已測得小車A的總質(zhì)量，小車B的總質(zhì)量，則碰前小車A和小車B的總動量為________kg·m/s，碰后小車A和小車B的總動量為________kg·m/s。由此該小組同學得出實驗結(jié)論：________。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）不必須（2）BCDE（3）0.5880.584在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒【解析】（1）本實驗中不必須滿足小車A的質(zhì)量大于小車B的質(zhì)量。（2）[1][2]因為小車A與B碰撞前、后都做勻速直線運動，且碰后A與B粘在一起，其共同速度比小車A原來的速度小。所以應選點跡分布均勻且點距較大的BC段計算A碰前的速度，選點跡分布均勻且點距較小的DE段計算A和B碰后的速度。（3）[1][2]由圖乙可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分別為故碰撞前總動量為碰撞后總動量為[3]由此得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒。13.如圖所示，Rt△ABC處于勻強電場中并與勻強電場平行，∠B=90°，AB邊長d1=20cm，BC邊長d2=40cm，D為BC邊上的一點，且CD=3BD。將電荷量q1=?2.0×10?9C的帶電粒子從C點移動到A點電場力做功6.0×10?8J，將電荷量q2=2.0×10?9C的帶電粒子從A點移動到D點需要克服電場力做功3.0×10?8J，求：（1）B、C兩點間的電勢差UBC；（2）勻強電場的電場強度?！敬鸢浮浚?）UBC=60V（2），方向與BA成45°向下【解析】【小問1詳析】由題可知解得則由于所以聯(lián)立可得【小問2詳析】易得BC的中點P與A點等電勢，如圖所示，連接AP并作出電場方向則解得方向與BA成45°，向下垂直AP。14.如圖甲所示，平行光滑金屬導軌ab、cd間距m，與水平面間的夾角，導軌上端接有電阻Ω。一導體棒PQ垂直導軌放置且與導軌接觸良好，導體棒PQ質(zhì)量kg，連入電路的電阻Ω，軌道間充滿垂直于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應強度大小B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。時刻，導體棒PQ在沿軌道平面向下的拉力F的作用下從靠近bd的位置由靜止開始做加速度m/s2的勻加速直線運動。導軌足夠長且導軌電阻忽略不計，重力加速度g取10m/s2，，求s時：（1）通過導體棒PQ的感應電流方向；（2）通過導體棒PQ的感應電流大小；（3）拉力F的功率?！敬鸢浮浚?）通過導體棒PQ的感應電流方向為從Q到P（2）（3）【解析】（1）由楞次定律和右手定則得通過導體棒PQ的感應電流方向為從Q到P；（2）s時，T，導體棒PQ的位移速度感應電動勢據(jù)閉合電路歐姆定律可得解得（3）根據(jù)牛頓第二定律可得拉力F的功率解得15.如圖所示，足夠長的光滑水平平臺右端與長度m、以速度m/s逆時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶平滑無縫連接。在平臺上靜置著質(zhì)量分別為kg、kg、kg的a、b、c三個小滑塊，a、b滑塊間有一被壓縮的輕彈簧（滑塊與輕彈簧不拴接），此時輕彈簧的彈性勢能J。釋放彈簧，彈簧與滑塊a、b分離后立刻撤去彈簧，此時a未滑上傳送帶，b未與c碰撞。已知b與c碰撞后結(jié)合在一起，a、b的碰撞為彈性碰撞，a與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，滑塊均可視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2。求：（1）彈簧與小滑塊a、b分離后，a、b的速度大小，；（2）小滑塊b、c碰撞過程中損失的機械能；（3）小滑塊a在傳動帶上通過的總路