辽宁省大连市2023-2024学年高三上学期期中考试物理试卷（解析版）

PAGEPAGE1辽宁省大连市2023-2024学年高三上学期期中考试试卷注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号写在答题卡指定位置上，并认真核对条形码上的相关信息，确认无误后，将条形码粘贴在答题卡指定位置上。2.选择题和非选择题均须在答题卡上作答，在本试卷和草稿纸上作答无效。考生在答题卡上按如下要求答题：（1）选择题部分请按对应题号用2B铅笔规范填涂方框，如需修改，请用橡皮擦除干净，不要留有痕迹。（2）非选择题部分请用0.5毫米黑色签字笔在对应区域作答。（3）请勿折叠答题卡。答题时保持字体工整、笔迹清晰、卡面清洁。3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。4.本试题卷共6页，如有缺页，考生须及时报告监考老师，否则后果自负。第Ⅰ卷（选择题）一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.2023年的诺贝尔物理学奖授予“采用实验方法产生阿秒脉冲光的技术”，阿秒脉冲光是一种非常短的光脉冲，其持续时间在阿秒的量级，即，则（）A.阿秒是导出单位B.阿秒是国际单位制的基本单位C.阿秒对应的物理量是国际单位制的基本量D.阿秒对应的物理量是矢量〖答案〗C〖解析〗ABC．国际单位制中的基本物理量为长度、质量、时间、温度、电流、物质的量、发光强度，基本物理量的单位为基本单位，即米、千克、秒、开尔文、安培、摩尔、坎德拉；“阿秒”是一个单位，对应的物理量是时间，应为国际单位制的基本量，故C正确，AB错误；D．阿秒对应的物理量是时间只有大小为标量，故D错误。故选C。2.足球运动员运用脚法，踢出足球后使球在空中沿弧线运行，这样踢出的球称为弧线球。如图所示，在一次踢球过程中，一运动员在对方禁区利用获得的直接任意球机会踢出弧线球，足球绕过人墙后加速射门得分。在足球加速向下射门时，关于足球所受的合力和速度方向的关系，图示可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗合力与速度方向不共线，足球做曲线运动，轨迹在合力与速度之间，且合力指向轨迹的凹侧，足球加速运动，则合力与速度夹角为锐角，故B正确，ACD错误。故选B。3.如图所示是某幼儿园的一部直道滑梯，其滑道倾角为。一名质量为的幼儿在此滑道上匀速下滑。若不计空气阻力，则该幼儿（）A.所受摩擦力为B.所受摩擦力为C.对滑道的压力为D.对滑道的压力为〖答案〗A〖解析〗对小孩子进行受力分析，设所受摩擦力为f，支持力为N，压力为F，由于幼儿在此滑道上匀速下滑，故受力平衡由牛顿第三定律可得故选A4.水上滑梯项目在夏日给人们带来了清凉。某水上滑梯项目可简化为如图所示的模型：人从倾角为的滑梯顶端在细水流的冲击下由静止开始下滑，水流对人的作用力大小恒定且沿滑梯向下，经过时间后人由滑梯底端进入水中，人在水中运动时，所受的浮力和阻力恒定，在水中速度减为零。已知人的质量为，人可视为质点，重力加速度为，不考虑空气阻力和人在滑梯上滑下时所受到的水的浮力。下列说法正确的是（）A.人在滑梯上运动过程中，滑梯对人支持力的冲量方向垂直滑梯向上，大小为B.整个过程中，人的动量大小一直增大C.人在泳池里时，对水的作用力方向水平向左D.若水流作用力减小，则人在滑梯上时重力对人的冲量大小为〖答案〗A〖解析〗A．人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力大小恒为由公式可得，支持力的冲量大小为方向垂直滑梯向上，故A正确；B．根据题意可知，整个过程中，人先加速后减速，动量大小先增大后减小，故B错误；C．人在水中运动时，水对人有竖直向上的浮力和与运动方向相反的阻力，由牛顿第三定律可知，人对水的作用力方向不可能水平向左，故C错误；D．若水流作用力减小，则人在滑梯上的运动时间将大于，重力对人的冲量大小大于，故D错误。故选A。5.据中国地震台网正式测定，8月23日18时19分在辽宁大连市普兰店区发生4.6级地震，震源深度8公里，震中位于北纬39.42度，东经122.20度。瓦房店一居民正好记录下地震预警电视上的预警信息，而“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从面实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点的振动图像，则（）A.该列波的传播方向沿轴正向传播B.该列波的传播速度为C.质点在内通过的路程为D.质点在内沿轴运动了〖答案〗C〖解析〗A．根据图乙可知，平衡位置处于处的质点M在时，沿着轴正方向振动，则由“用测法”可知，该列波的传播方向沿轴负向传播，故A错误；B．根据图甲可知该波的波长，根据图乙可知，该波的周期，则根据波速与波长之间的关系代入数据可得，该列波的传播速度为故B错误；C．根据分析可得而质点在在平衡位置上下振动，其路程为故C正确；D．质点只在平衡位置附近上下振动，并不会随波迁移，故D错误。故选C。6.如图所示，水平地面上放置一截面为等腰梯形的玻璃砖，玻璃砖的折射率为。在点正下方地面上处有一光源S，一束光自S射向面上的点，，则（）A.此光线射至面恰好发生全反射B.此光线经折射从面射出时偏折了C.此光线在玻璃内多次反射从面射出的光线都相互平行D.若自发出的光束入射至之间，此光束的折射光到面可能发生全反射〖答案〗C〖解析〗A．发生全反射的条件是光密介质到光疏介质，所以光线射至面不会发生全反射，故A错误；B．根据几何关系可知所以在P点入射角为45°，根据折射率定律可知，折射角为所以因为，所以在面入射角为30°，这从面射出时折射角为45°，所以从面射出时偏折了故B错误；C．因为光线在面入射角为30°，根据反射定律可知，反射角为30°，且BC∥AD，所以再次反射到AD面入射角仍为30°，则从面射出的光线都相互平行，故C正确；D．若自发出的光束入射至之间，入射角变大，折射角变大，在面入射角变小，不会发生全反射，故D错误。故选C。7.随着科技的发展，人类必将揭开火星的神秘面纱.如图所示，火星的人造卫星在火星赤道的正上方距离火星表面高度为处环绕火星做匀速圆周运动，已知卫星的运行方向与火星的自转方向相同，点为火星赤道上的点，该点有一接收器，可接收到卫星发出信号。已知火星的半径为，火星同步卫星的周期为，近火卫星的线速度为，引力常量为。则下列说法正确的是（）A.火星的质量为 B.卫星的环绕周期为C.点连续收到信号的最长时间为 D.火星同步卫星到火星表面的高度为〖答案〗D〖解析〗A.对于近火卫星，由解得故A错误；B.由万有引力提供向心力可得结合可解得卫星围绕火星做圆周运动的周期故B错误；C.以火星为参考系，则卫星围绕火星做圆周运动的角速度为点能够连续接收到的卫星信号范围如图所示，由几何关系可知圆弧所对应的圆心角为120°，故点能够连续接收到卫星信号的最长时间为解得故C错误；D.由于同步卫星的周期与火星自转的周期相同，设同步卫星的轨道半径为，则有又解得故D正确。故选D。二、多选题（共18分）8.1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器，其工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间接交流电源，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的质量为m、电荷量为q的质子（初速度很小，可以忽略）在加速器中被加速，加速电压为U，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。则（）A.交流电源的周期为B.质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为C.质子在电场中被加速的次数最多为D.质子从静止开始加速到出口处所需的时间为〖答案〗BD〖解析〗A．质子在磁场中做匀速圆周运动的周期要使质子每次经过电场都被加速，需交流电源的周期与质子在磁场中做匀速圆周运动的周期相同，A错误；B．设质子第1次经过狭缝后的速度为v1，圆周运动的半径为r1，有解得同理，质子第2次经过狭缝后半径则B正确；CD．设质子到出口处被加速了n次，则质子在加速器中的运动时间联立解得C错误，D正确。故选BD。9.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，二极管D、电流表和电压表均为理想器件。闭合开关S后，将R3的滑片向下滑动的过程中，电流表、电压表示数对应的变化量大小分别为、。关于这个过程下列说法正确的是（）A电流表、电压表示数均减小 B.不变C.电容器C所带电荷量减小 D.电源效率降低〖答案〗BD〖解析〗A．将R3的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电路中总电阻减小，电流增大，电流表示数增大，电源内电压增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，故A错误；B．根据不变，故B正确；C．电压表示数减小，电容器两端电压减小，但是由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，所以电荷量不会减小，故C错误；D．电源内电压增大，路端电压减小，电源效率降低，故D正确。故选BD。10.某实验小组用如图甲所示的实验装置探究不同金属发生光电效应时的实验规律，当用频率为的入射光照射金属时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为，该电压称为遏止电压，该实验小组得到与的关系如图乙中的①所示，则下列有关说法中正确的是（）A.实验时电源的右端为正极B.分别用从氢原子能级2到1和能级3到1辐射的光照射金属得到遏止电压和，则C.换用不同的光照射逸出功更大的金属时，得到的关系可能如图乙中的②所示D.当滑片P向左滑动的过程中电流表的示数先增加后不变〖答案〗AD〖解析〗A．根据题意，入射光照射金属时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，则可知，逸出的光电子在调节滑动变阻器于适当位置时不能到达A极板，即光电子的动能在到达极板A时减为零，光电子在A、K之间所受电场力对光电子做负功，由此可知电源的右端为正极，故A正确；B．氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子能量小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子能量，根据可知，氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子频率小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子频率，而根据爱因斯坦的光电效应方程可知，氢原子从能级2跃迁到能级1辐射出的光子照射金属后逸出的光电子的动能小于从能级3跃迁到能级1辐射出的光子照射金属后逸出的光电子的动能，而根据遏止电压与光电子动能之间的关系可知故B错误；C．根据可得换用不同的光照射逸出功更大的金属时，所得的图像与横轴的截距大于图线①与横轴的截距，但是两条直线斜率相同，故C错误；D．当滑片P向左滑动的过程中，A、K两端的电压逐渐减小，极板A单位时间在单位面积上接收到的光电子的数目增加，形成的光电流逐渐增大，当滑片P滑至最左端时，A、K两端电压为零，极板A单位时间在单位面积上接收到的光电子的数目不再变化，则光电流强度不再变化，因此可知，电流表的示数先增加后不变，故D正确。故选AD。第Ⅱ卷（非选择题）三、实验题（共15分）11.某实验小组用如图甲所示的装置来测量当地的重力加速度。气垫导轨固定在水平桌面上，将带有遮光条的滑块轻放于气垫导轨上。轻绳跨过固定在气垫导轨左端的定滑轮后一端与滑块相连，另一端与重锤相连。最初保持滑块静止。调整滑轮高度使其右侧的轻绳与气垫导轨平行，测得重锤的质量为m=0.2kg，滑块和遮光条的总质量为M=1kg，遮光条的宽度为d。释放滑块前遮光条中心与光电门中心之间的水平距离为L。将滑块由静止释放。测得遮光条通过光电门所用的时间为t。（1）该实验小组用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图乙所示。则d=______mm；（2）多次重复实验，以L为横轴，以为纵轴，作出的关系图像，该图像为过原点的倾斜直线。测得其斜率为，则当地的重力加速度g=______（结果保留两位有效数字）；（3）保证滑块释放的位置不变。某次测得经过光电门的时间为t1，将光电门换一个离滑块较远的位置再次测得经过光电门的时间为t2，测得两次光电门的位置相距为x，则当地重力加速度______（用题目中所给的字母表示，用上t1、t2）。〖答案〗（1）5.805##5.806##5.807（2）9.6（3）〖解析〗（1）[1]根据图乙可知（2）[2]由牛顿第二定律得由运动学公式得滑块经过光电门时的速度为联立解得由题意可得解得当地重力加速度（3）[3]由运动学公式得其中联立解得12.某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时，完成了如下操作：（1）首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值：将选择开关旋至欧姆“”的挡位，欧姆调零后将两表笔与该电阻相接，其示数如图甲所示，则该电阻的阻值约为___________；测量完毕后，将选择开关旋至__________________（2）为了精确地测量该电阻的阻值，可供选择的实验器材如下：电源，电动势约为，内阻约为；电流表，量程为，内阻约为；电压表，量程，内阻；电压表，量程为，内阻约为；定值电阻，有四种规格供选：、、、；滑动变阻器，最大阻值为，额定电流；单刀单掷开关S一个，导线若干.该小组同学设计的电路如图乙所示，综合提供的实验器材分析下列问题：①图中的电表①应为_____________；电表②应为______________（填实验器材的符号）②为了保证各电表偏转的角度在满量程的以上，则定值电阻的规格应选择___________③若①、②表的示数分别为、，则待测电阻的阻值___________（用测量量和已知量的符号表示）〖答案〗（1）170OFF挡或交流电压最大挡（2）50〖解析〗（1）[1][2]该电阻的阻值约为；测量完毕后，应将旋钮旋至“OFF”挡或“交流电压最大挡”；（2）①[3][4]由题中提供的实验器材可知，流过待测电阻的电流太小，电流表的量程比较大，因此电流表不可用；测待测电阻的电流时，应用内阻已知的电压表代替，因此②为、①为；②[5]根据串联电路电阻分压的特点，为了保证两只电压表的读数都不小于其量程的，即V2的两端电压V1的两端电压而待测电阻两端电压为所以有所以所以定值电阻R0的规格应选择；③[6]根据欧姆定律可得由电路图可知解得四、计算题（共39分）13.高压氧舱是进行高压氧疗的设备。高压氧舱根据气压和氧气浓度的不同分为医用氧舱和民用氧舱。某一民用高压氧舱内气体压强为1.5倍大气压，温度为，体积为，密度为。（1）升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至时，释放出气体的质量；（2）保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.2倍大气压，求释放出气体的质量。〖答案〗（1）1.55kg；（2）8.99kg〖解析〗（1）以原舱内所有气体为研究对象，气体做等压变化根据盖·吕萨克定律可得根据密度公式可得解得体积变化释放出气体的质量（2）以降低舱内压强前舱内剩余气体为研究对象，气体做等温变化由玻意耳定律解得根据得解得释放出气体的质量14.如图所示，光滑水平面ABCD和水平传送带平滑无缝连接，CDEF是一倾角的光滑正方形斜面，边长斜面上端固定一个半径的光滑半圆弧轨道，分别与CF、EF相切与P、Q两点。在水平面的BC边（足够长）上放着质量分别为的滑块甲、乙（均可视为质点），用轻质细绳将甲、乙连接在一起，且甲、乙间夹着一根被压缩且劲度系数的的轻质弹簧（未拴接）。已知传送带长以的速率逆时针转动，两滑块与传送带间的动摩擦因数，其他摩擦和阻力均不计，弹簧的弹性势能（为形变量）。（1）细绳剪断，若滑块甲脱离弹簧时速度，求滑块甲在P点受到圆弧轨道弹力大小；（2）若滑块甲能恰好通过圆弧轨道的最高点，求滑块乙脱离弹簧时速度大小v2；（3）若滑块甲能通过圆弧轨道的最高点，且滑块乙离开传送带时速度大小也为v0=12m/s，求剪断绳子前弹簧的形变量的取值范围。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）甲运动到P点过程，根据动能定理有解得滑块甲在P点受到圆弧轨道弹力（2）滑块甲能恰好通过圆弧轨道的最高点，有可得设甲乙分离时甲速度为，甲从分离到最高点可得两滑块弹开的过程，根据动量守恒有滑块乙