四川省德阳市第五中学2023-2024学年高三下第一次测试物理试题含解析

四川省德阳市第五中学2023-2024学年高三下第一次测试物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功2、氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子，若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是（）A．这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应B．如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从n＝4能级向n＝5能级跃迁C．如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n＝4能级的氢原子发生电离D．用氢原子从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2eV3、2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功实现在月球背面软着陆。探测器在距离月球表面附近高为h处处于悬停状态，之后关闭推进器，经过时间t自由下落到达月球表面。已知月球半径为R，探测器质量为m，万有引力常量为G，不计月球自转。下列说法正确的是（）A．下落过程探测器内部的物体处于超重状态B．“嫦娥四号”探测器落到月球表面时的动能为C．月球的平均密度为D．“嫦娥四号”探测器在月球表面获得的水平速度就可离开月球表面围绕月球做圆周运动4、一定质量的理想气体，其状态变化的P-T图像如图所示。气体在由状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是A．分子热运动的平均速率增大B．分子热运动的平均速率减小C．单位体积内分子数增多D．单位面积、单位时间内撞击器壁的分子数增多5、热核聚变反应之一是氘核（）和氚核（）聚变反应生成氦核（）和中子。已知的静止质量为2.0136u，的静止质量为3.0150u，的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。又有1u相当于931.5MeV。则反应中释放的核能约为（）A．4684.1MeV B．4667.0MeV C．17.1MeV D．939.6MeV6、下列说法正确的是A．加速度为正值，物体一定做加速直线运动B．百米比赛时，运动员的冲刺速度越大成绩越好C．做直线运动的物体，加速度为零时，速度不一定为零，速度为零时，加速度一定为零D．相对于某参考系静止的物体，对地速度不一定为零二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，一定质量的理想气体，由A状态经历两个不同的变化过程到C状态（A→C．A→B→C）且A．C处于同一条等温线上，以下说法正确的是（）A．气体在A→C的过程中吸收的热量大于对外做的功B．气体在A→C的过程中，气体分子的平均动能不变，分子密集程度减小，因此压强减小C．气体在A→C过程吸收的热量小于在A→B→C过程吸收的热量D．气体在B→C过程中，压强减小的原因是气体分子平均动能减小8、2020年2月，北斗卫星导航系统第41、49、50和51颗卫星完成在轨测试、入网评估等工作，正式入网工作。其中第41颗卫星为地球同步轨道卫星，第49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为4.2×107m，运行周期等于地球的自转周期24小时。第50和51颗卫星为中圆地球轨道卫星，运行周期约为12小时。已知引力常量G=6.67×l0-11Nm2/kg2，倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。下列说法正确是（）A．根据题目数据可估算出地球的质量B．中圆地球轨道卫星的轨道半径约为2.1×107mC．在地面观察者看来，倾斜地球同步轨道卫星是静止的D．倾斜地球同步轨道卫星的运行速度比中圆地球轨道卫星小9、如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（27°C）中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（）A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大C．在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量E.从a态到b态，气体的内能增加，气体对外界做功，气体向外界吸收了热量10、如图所示，AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，小球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角，BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，小球C放在水平地面上。现用手控制住小球A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知小球A的质量为4m，小球BC质量相等，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放小球A后，小球A沿斜面下滑至速度最大时小球C恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（）A．小球BC及弹簧组成的系统机械能守恒B．小球C的质量为mC．小球A最大速度大小为D．小球B上升的高度为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是物体下落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔闪光一次，当地重力加速度大小为，照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米。利用上述信息可以求出：物体下落至点时速度大小为______（结果保留3位有效数字），实验中物体由点下落至点，动能的增加量约为重力势能减少量的____%（结果保留2位有效数字）。12．（12分）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50Hz.(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．A．精确测量出重物的质量B．两限位孔在同一竖直线上C．重物选用质量和密度较大的金属锤D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．A．OA、OB和OG的长度B．OE、DE和EF的长度C．BD、BF和EG的长度D．AC、BF和EG的长度②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76cm，FG的距离是3.71cm，则可得当地的重力加速度是________m/s2.(计算结果保留三位有效数字)四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，ABO是一半径为R的圆形玻璃砖的横截面，O是圆心，AB弧形面镀银。现位于AO轴线上的点光源S发出一束光线射向玻璃砖的OB边，入射角i=60°，OS=。已知玻璃的折射率为，光在空气中传播的速度为c，每条边只考虑一次反射。求：（i）光线射入玻璃砖时的折射角；（ii）光线从S传播到离开玻璃砖所用的时间。14．（16分）如图所示，为正对放置的水平金属板M、N的中线。热灯丝逸出的电子（初速度、重力均不计）在电压为U的加速电场中由静止开始运动，从小孔O射入两板间正交的匀强电场、匀强磁场（图中未画出）后沿做直线运动。已知两板间的电压为2U，两板长度与两板间的距离均为L，电子的质量为m、电荷量为e。求：(1)板间匀强磁场的磁感应强度的大小B和方向；(2)若保留两金属板间的匀强磁场不变使两金属板均不带电，则从小孔O射入的电子在两板间运动了多长时间？15．（12分）如图所示，在直角坐标系xoy中，第Ⅰ象限存在沿y轴正方向、电场强度为E的匀强电场，第Ⅳ象限存在一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域。一质量为m，带电荷量为-q的粒子，以某一速度从A点垂直于y轴射入第Ⅰ象限，A点坐标为（0，h），粒子飞出电场区域后，沿与x轴正方向夹角为60°的B处进入第Ⅳ象限，经圆形磁场后，垂直射向y轴C处。不计粒子重力，求：(1)从A点射入的速度；(2)圆形磁场区域的最小面积；(3)证明粒子在最小圆形磁场中运动时间最长，并求出最长时间。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A．A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增加，过原点直线表示等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误；B．C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；C．气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律：△U2=-Q2，气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有：△U=△U1+△U2=Q1-W1-Q2=0即Q1=W1+Q2＞Q2所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；D．气体做功，A→B过程中体积变化等于C→A过程中体积变化，但图像与原点连接的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。故选C。2、D【解析】

A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子，其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量，不能使金属A发生光电效应，故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应，故A错误；B．因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为不等于光子能量为0.32eV，故B错误；C．因为要使处于n=4能级的氢原子发生电离，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C错误；D．由题意可知，金属A的逸出功为2.55eV，氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能故D正确。故选D。3、C【解析】

A．下落过程探测器自由下落，，处于完全失重状态，其内部的物体也处于完全失重状态。故A错误；B．“嫦娥四号”探测器做自由落体运动，有解得“嫦娥四号”探测器落到月球表面时的动能故B错误；C．由万有引力等于重力，有解得月球的平均密度故C正确；D．月球的第一宇宙速度“嫦娥四号”探测器在月球表面获得的水平速度就可离开月球表面围绕月球做圆周运动。故D错误。故选C。4、A【解析】

本题考查分子动理论。【详解】AB．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子热运动平均动能增加，分子热运动的平均速率增大，A正确，B错误；C．由理想气体状态方程，温度升高，压强变小，体积变大，单位体积内分子数减少，C错误；D．温度升高，分子热运动的平均速率增大，压强却减小了，故单位面积，单位时间内撞击壁的分子数减少，D错误；故选A。5、C【解析】

反应的质量亏损根据爱因斯坦的质能方程，可得放出的能量为又有解以上各式得所以C正确，ABD错误。故选C。6、D【解析】

A.加速度为正向，速度不一定是正向，不一定做加速直线运动，故A错误；B.百米比赛时，运动员的冲刺速度大成绩不一定好，但平均速度越大，成绩--定越好，选项B错误；C.做直线运动的物体，加速度为零时，速度不-一定为零，速度为零时，加速度也不一一定A为零，选项C错误D.相对于参考系静止的物体，其相对地面的速度不一-定为零，选项D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CD【解析】

A．气体在A→C的过程中，由热力学第一定律，由于A、C处于同一条等温线上，，由A到C体积增大，故，，此过程中吸收的热量等于对外做的功，A错误；B．气体在A→C的过程中，温度先升高后降低，气体分子的平均动能先增大后减小，B错误；C．气体在A→B→C过程，，，由p-V图像下方的面积代表功知|WABC|>|WAC│，得到QABC>QAC。C正确；D．根据影响气体压强的微观因素，气体在B→C过程中，体积不变，气体分子密集程度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，因此压强减小，D正确。故选CD。8、AD【解析】

A．对同步卫星已知绕地球运动的周期T和运动半径r可求解地球的质量，选项A正确；B．根据开普勒第三定律可知因则中圆地球轨道卫星的轨道半径不等于同步卫星轨道半径的一半，选项B错误；C．倾斜地球同步轨道卫星与地球自转周期相同，每过24h都运动一圈，在地面观察者看来，倾斜地球同步轨道卫星是运动的，选项C错误；D．根据可知，倾斜地球同步轨道卫星的运行速度比中圆地球轨道卫星小，选项D正确。故选AD。9、ACE【解析】

A．因压强不变，而由a到b时气体的温度升高，故可知气体的体积应变大，故单位体积内的分子个数减少，故a状态中单位时间内撞击活塞的个数较多，故A正确；

BC．因压强不变，故气体分子在单位时间内撞击器壁的冲力不变，故冲量不变，故B错误，C正确；

DE．因从a到b，气体的温度升高，故内能增加；因气体体积增大，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知气体应吸热，故D错误，E正确；

故选ACE。10、BC【解析】

A．以小球B、C及弹簧组成的系统为研究对象，除系统重力外，绳的拉力对系统做功，则系统机械能不守恒，故A错误；B．小球A速度最大时，小球A的加速度为零，则对小球B、C及弹簧组成的系统联立以上两式，解得故B正确；CD．小球C恰好离开地面时，弹簧弹力弹簧伸长量为，初始时，弹簧被压缩，则小球B上升，以小球A、B、C及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得又联立以上两式，解得故C正确，D错误。故选BC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、1.1695~97均正确【解析】

[1]根据公式可得[2]同理可得物体有B到C过程中，动能增加量为重力势能的减少量为动能的增加量约为重力势能减少量的12、BCBCD9.75【解析】

（1）[1]．因为在实验中比较的是mgh、，的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故A错误．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确．实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确．释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故D错误，故选BC．（2）[2]．当知道OA、OB和OG的长度时，无法算出任何一点的速度，故A不符合题意；当知道OE、DE和EF的长度时，利用DE和EF的长度可以求出E点的速度，从求出O到E点的动能变化量，知道OE的长度，可以求出O到E重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故B符合题意；当知道BD、BF和EG的长度时，由BF和EG的长度，可以得到D点和F点的速度，从而求出D点到F点的动能变化量；由BD、BF的长度相减可以得到DF的长度，知道DF的长度，可以求出D点到F点重力势能的变化量，即可验证机械能守恒，故C项符合题意；当知道AC、BF和EG的长度时，可以分别求出B点和F点的速度，从而求B到F点的动能变化量，知道BF的长度，可以求出B到F点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故D正确；故选BCD．（3）[3]．根据，解得．【点睛】根据实验原理，结合实验中的注意事项后分析解答；依据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，从而确定动能的变化，再依据重力势能表达式，进而确定其的变化，即可验证，根据求出重力加速度．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(i)30°；(ii)。【解析】

(i)光路如答图2，设光在C点的折射角为r由折射定律有代入数据