陜西省西安市鄠邑區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期末考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高三年級(jí)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)考生注意：1．本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共300分?？荚嚂r(shí)間150分鐘。2．請(qǐng)將各題答案填寫在答題卡上。一、選擇題：1.我國(guó)“北斗三號(hào)”使用的氫原子鐘技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。它是利用氫原子能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來的電磁波來計(jì)時(shí)的。圖為氫原子能級(jí)圖，在n能級(jí)的能量值為，大量處于基態(tài)的氫原子吸收某種頻率的光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，能輻射六種不同頻率的光子，則氫原子吸收的光子的能量為（）A.1.89eV B.10.2eV C.12.09eV D.12.75eV【答案】D【解析】大量處于基態(tài)的氫原子吸收某種頻率的光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，能輻射六種不同頻率的光子，可知?dú)湓榆S遷到了n=4的能級(jí)，則氫原子吸收的光子的能量為，故選D。2.如圖所示，輕質(zhì)細(xì)繩OA一端系在小球O上，另一端固定在傾斜天花板上的A點(diǎn)，輕質(zhì)彈簧OB一端與小球連接，另一端固定在豎直墻上的B點(diǎn)，平衡時(shí)細(xì)繩OA垂直于天花板，彈簧恰好水平。將細(xì)繩OA剪斷的瞬間，小球的加速度（）A.豎直向下 B.沿OB方向C.沿AO方向 D.等于0【答案】C【解析】小球受重力、細(xì)繩OA斜向上的拉力及彈簧的彈力作用，細(xì)繩OA中的拉力大小為將細(xì)繩剪斷的瞬間重力及彈簧的彈力均不變，所以小球的加速度沿AO方向、大小為故選C。3.“天問一號(hào)”火星探測(cè)器被火星捕獲后。經(jīng)過一系列變軌進(jìn)入如圖所示的橢圓停泊軌道，為著陸火星做準(zhǔn)備。P點(diǎn)為橢圓的近火點(diǎn)，Q點(diǎn)為遠(yuǎn)火點(diǎn)，關(guān)于探測(cè)器在停泊軌道上的運(yùn)動(dòng)（忽略其他天體的影響）。下列說法正確的是（）A.探測(cè)器的機(jī)械能守恒B.探測(cè)器經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度最小C.探測(cè)器經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度最大D.探測(cè)器經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)做“離心運(yùn)動(dòng)”【答案】A【解析】A．探測(cè)器在停泊軌道上的運(yùn)動(dòng)無(wú)其他外力做功機(jī)械能守恒，故A正確；B．由開普勒第二定律可知探測(cè)器經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度最大，故B錯(cuò)誤；C．探測(cè)器經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)離火星最遠(yuǎn)所受引力最小，加速度最小，故C錯(cuò)誤；D．探測(cè)器經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)做“向心運(yùn)動(dòng)”，故D錯(cuò)誤。故選A。4.北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的儲(chǔ)存環(huán)是周長(zhǎng)為L(zhǎng)的近似圓形的軌道，環(huán)中的n個(gè)電子以速度v定向運(yùn)動(dòng)，已知電子的電荷量為e，則n個(gè)電子形成的電流為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】n個(gè)電子形成的電流為故選B。5.光滑水平地面上的物體A沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)與靜止的物體B發(fā)生正碰，其位移-時(shí)間圖像如圖所示。由圖可知，物體A、B的質(zhì)量之比為（）A.1：6 B.1：4 C.1：3 D.1：2【答案】A【解析】由圖像的斜率表示速度，可推出碰撞前后的瞬時(shí)速度為，，由動(dòng)量守恒可得代入數(shù)據(jù)解得故選A。6.如圖所示，真空中有一長(zhǎng)方體區(qū)域，棱、的長(zhǎng)均為，棱的長(zhǎng)為。現(xiàn)將電荷量為、的點(diǎn)電荷分別固定在棱、的中點(diǎn)、處，下列說法正確的是（）A.、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B.、d兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同C.棱和棱所在的直線均是等勢(shì)線D.、兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于、兩點(diǎn)的電勢(shì)差【答案】ABC【解析】AB．設(shè)等量異種點(diǎn)電荷的連線中心為O點(diǎn)，電場(chǎng)中關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，故、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，、d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，故AB正確；C．等量異種點(diǎn)電荷的連線中垂面為等勢(shì)面，棱和棱在等量異種點(diǎn)電荷的連線中垂面上，棱和棱所在的直線均是等勢(shì)線，故C正確；D．、兩點(diǎn)在等勢(shì)面上，則點(diǎn)距離正電荷較近，而點(diǎn)距離負(fù)電荷較近，可知a點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)，則則故D錯(cuò)誤故選ABC。7.圖為一理想自耦變壓器，在A、B間輸入電壓有效值恒定的交變電流，起初滑片位于線圈CD的中點(diǎn)G，滑片位于滑動(dòng)變阻器R的中點(diǎn)，電流表A1和為理想電表，下列說法正確的是（）A.若僅將滑片向上滑動(dòng)，則電流表、的示數(shù)均變小B.若僅將滑片向上滑動(dòng)，則電流表、的示數(shù)均變大C.若僅將滑片向上滑動(dòng)，則電流表、的示數(shù)均變小D.若僅將滑片向上滑動(dòng)，則電流表、的示數(shù)均變大【答案】AC【解析】AB．僅將滑片向上移，原線圈匝數(shù)增大，根據(jù)理想變壓器的電壓比等于匝數(shù)比可知，不變，則減小，根據(jù)可知副線圈電流減小，即的示數(shù)變小，再根據(jù)可知原線圈電流減小，即的示數(shù)變小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．因原副線圈匝數(shù)均不變且不變，根據(jù)理想變壓器的電壓比等于匝數(shù)比可知不變，僅將滑片向上移，接入電路的電阻阻值變大，根據(jù)可知副線圈電流減小，即的示數(shù)變小，再根據(jù)可知原線圈電流減小，即的示數(shù)變小，故C正確，D錯(cuò)誤；故選AC。8.如圖甲所示，橫截面積為10cm2、繞有4000匝螺線管與一定值電阻串聯(lián)。已知螺線管的電阻為2Ω，定值電阻的阻值為6Ω，穿過螺線管內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變大，其B—t圖像如圖乙所示，以磁場(chǎng)向右穿過螺線管為正方向，在0~2s內(nèi)，下列說法正確的是（）A.穿過螺線管的磁通量的變化率為10Wb/sB.A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)低C.定值電阻的電功率為8WD.螺線管產(chǎn)生的熱量為4J【答案】BD【解析】A．磁通量的變化率為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，A點(diǎn)電勢(shì)比C點(diǎn)電勢(shì)低，故B正確；C．根據(jù)已知條件可得回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為則定值電阻的電功率為故C錯(cuò)誤；D．螺線管產(chǎn)生的熱量為故D正確。故選BD。二、非選擇題：9.小明利用如圖甲所示的裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?shí)驗(yàn)中將鐵架臺(tái)豎直放置，上端固定電磁鐵，在電磁鐵下方固定一個(gè)位置可調(diào)節(jié)的光電門。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)得小球的直徑為d。（2）閉合電磁鐵的開關(guān)，吸住小球；測(cè)出小球與光電門間的高度差h；斷開開關(guān)，小球由靜止自由下落，記錄小球通過光電門的擋光時(shí)間t。則小球通過光電門時(shí)的速度大小v=_________（用題中的字母表示）。（3）改變光電門的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組h、t，以為縱軸、h為橫軸，作出的圖像如圖乙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=__________（用題中的字母表示）?！敬鸢浮浚?）（3）【解析】（2）[1]根據(jù)極短時(shí)間的平均速度等于瞬時(shí)速度，小球通過光電門時(shí)的速度大小為（3）[2]小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，有整理得圖象的斜率為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?0.某物理興趣小組欲將電流表A1改裝成量程為3V的電壓表。（1）小組同學(xué)先測(cè)量電流表的內(nèi)阻，提供的實(shí)驗(yàn)器材有：A.電流表A1（量程為1mA，內(nèi)阻約為90Ω）；B．電流表A2（量程為1.5mA，內(nèi)阻約為400Ω）；C．定值電阻（阻值為200Ω）；D．定值電阻（阻值為20Ω）；E．滑動(dòng)變阻器R（阻值為0~10Ω）；F.一節(jié)新的干電池E；G.開關(guān)S及導(dǎo)線若干。①圖中的電阻R0應(yīng)選用_________（填“C”或“D”）；②根據(jù)如圖所示的器材符號(hào)，請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路的原理圖_______；③正確連接線路后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，獲得多組A1的示數(shù)I1和A2的示數(shù)I2，測(cè)得電流表A1的內(nèi)阻為100Ω。（2）給電流表A1串聯(lián)一個(gè)阻值為_________kΩ（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）的定值電阻，可將電流表A1改裝成量程為3V的電壓表V?！敬鸢浮浚?）C（2）2.9【解析】（1）[1]當(dāng)電流表、滿偏時(shí)，電流表并聯(lián)的電阻約為，故圖中的電阻應(yīng)選用C。[2]滑動(dòng)變阻器變阻器阻值較小，需采用分壓式接法，電流表與定值電阻并聯(lián)可求出電流表兩端的電壓，電流表測(cè)量通過電流表與定值電阻的總電流，故實(shí)驗(yàn)電路的原理圖如圖所示。（2）[3]根據(jù)電壓表改裝原理電流表A1串聯(lián)一個(gè)定值電阻的阻值為11.如圖所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m＝1kg的小物塊，從平臺(tái)上的A點(diǎn)以的初速度水平拋出，恰好無(wú)碰撞地從C點(diǎn)進(jìn)入固定光滑圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量M＝2kg的長(zhǎng)木板，并恰好能到達(dá)長(zhǎng)木板的左端。已知長(zhǎng)木板的上表面與圓弧軌道末端的切線相平，圓弧軌道的半徑，圓弧軌道對(duì)應(yīng)的圓心角為θ，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度大小，sinθ＝0.8。求：（1）小物塊滑上長(zhǎng)木板時(shí)的速度大??；（2）小物塊與長(zhǎng)木板間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）小物塊在C點(diǎn)速度為小物塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有解得小物塊滑上長(zhǎng)木板時(shí)的速度大小為（2）對(duì)小物塊，根據(jù)牛頓第二定律有對(duì)長(zhǎng)木板，根據(jù)牛頓第二定律有解得，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間小物塊與長(zhǎng)木板共速，速度為，則解得小物塊與長(zhǎng)木板間的相對(duì)位移為小物塊與長(zhǎng)木板間因摩擦產(chǎn)生的熱量為12.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy的第二象限內(nèi)存在沿x軸正方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第一象限內(nèi)一梯形區(qū)域中存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），點(diǎn)P處的質(zhì)子源由靜止釋放的質(zhì)子在電場(chǎng)力的作用下加速后，從Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從N點(diǎn)垂直x軸射入第四象限。已知P、Q、N三點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、、，質(zhì)子的質(zhì)量為m、帶電荷量為e，不計(jì)質(zhì)子受到的重力，求：（1）質(zhì)子的最大速度v；（2）質(zhì)子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間t；（3）第一象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積S?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）質(zhì)子在電場(chǎng)力的作用下加速，根據(jù)動(dòng)能定理有質(zhì)子的最大速度為（2）質(zhì)子從從Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從N點(diǎn)垂直x軸射入第四象限，畫出軌跡如圖所示。質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)有質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力質(zhì)子做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為質(zhì)子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間為（3）質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力則第一象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為13.關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（）A.每個(gè)水分子的直徑約為4nmB.布朗運(yùn)動(dòng)反映了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.兩分子間的作用力為0時(shí)分子勢(shì)能最小D.氣體溫度升高，分子的平均動(dòng)能可能減小E.密閉容器內(nèi)的氣體溫度降低時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)容器壁的單位面積上受到氣體分子的撞擊次數(shù)減少【答案】BCE【解析】A．每個(gè)水分子的直徑約為0.4nm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；C．兩分子間的作用力為0時(shí)分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)C正確；D．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則氣體溫度升高，分子的平均動(dòng)能一定增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；E．密閉容器內(nèi)的氣體溫度降低時(shí)，氣體的體積不變，數(shù)密度不變，壓強(qiáng)減小，分子平均速率減小，則單位時(shí)間內(nèi)容器壁的單位面積上受到氣體分子的撞擊次數(shù)減少，選項(xiàng)E正確。故選BCE。14.如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的U形管開口向上豎直放置，兩端口等高，左端開口、右端封閉，左端橫截面積為右端的5倍，此時(shí)左端水銀面到管口的距離，比右端水銀面高?，F(xiàn)用厚度不計(jì)的輕質(zhì)活塞封閉左端端口并緩慢向下推動(dòng)活塞，使兩管水銀面相平。已知外界大氣壓強(qiáng)恒為，封閉氣體均可視為理想氣體，環(huán)境溫度保持不變，求：（1）兩管水銀面相平時(shí)右管封閉氣體的壓強(qiáng)p；（2）活塞向下推動(dòng)的距離d?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)初始狀態(tài)右管封閉氣體的壓強(qiáng)，則得推動(dòng)活塞至兩管水銀面相平，設(shè)左端液面下降，根據(jù)左端橫截面積為右端的5倍，則右端液面上升，有解得對(duì)右管封閉氣體，根據(jù)波意耳定律有解得（2）對(duì)左端封閉氣體，根據(jù)波意耳定律有解得15.x＝-5m處的振源做振幅為8cm的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，形成一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t＝0時(shí)刻的波形如圖所示，x軸上P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為1m和9m，t＝1.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q第一次處于波谷，下列說法正確的是（）A.波源的起振方向向上B.這列波的周期為0.2sC.這列波的傳播速度為10m/sD.t＝0.4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為72cm【答案】ACE【解析】A．波沿x軸正方向傳播，根據(jù)平移法可知x＝-1m處質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，所以波源的起振方向向上，故A正確；BC．由圖可知波長(zhǎng)為4m，則有t＝1.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q第一次處于波谷，則有其中x=10m，解得s，m/s故B錯(cuò)誤，C正確；D．質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰所需的時(shí)間為故D錯(cuò)誤E．質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰所需的