辽宁省丹东市2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题（解析版）

PAGEPAGE1丹东市2023~2024学年度上学期期末教学质量监测高三物理本试卷满分100分考试时间75分钟注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它〖答案〗标号。答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。一、选择题：本题10小题，共46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6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分。1.下列四组物理量中均为矢量的是（）A.加速度、磁感应强度 B.速度、功率C.电场强度、电势 D.动能、动量〖答案〗A〖解析〗A．加速度、磁感应强度均为矢量，故A正确；B．速度为矢量，功率为标量，故B错误；C．电场强度为矢量，电势为标量，故C错误；D．动能为标量，动量为矢量，故D错误。故选A。2.某同学将一排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，以向上为运动的正方向，在下列排球速度v与时间t的关系曲线中，可能正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗设空气阻力与速度之间的关系为，排球向上运动的过程中，设加速度大小为，由牛顿第二定律有由于排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比，而排球向上做减速运动，阻力减小，合外力减小，加速度减小，即排球向上做加速度减小的减速运动；当排球速度减为零后将反向做加速运动，设其加速度大小为，根据牛顿第二定律有随着排球速度的增大，阻力增大，合力减小，加速度减小，因此向下运动过程中排球做加速度逐渐减小的加速运动，而速度时间图像的斜率表示加速度，取了正方向向上，减速阶段加速度向下，速度向上，速度—时间图像在时间轴上方，图像斜率为负且逐渐减小；加速阶段加速度任然向下，速度也向下，速度—时间图像在时间轴下方，且图像的斜率逐渐减小。故选C。3.下列生活中的物理现象解释正确的是（）A.走廊里隔着墙壁能听到教室内的上课声，这是声波的干涉现象B.听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声，这是声波的多普勒效应C.带上特制眼镜看3D电影有立体感，这是利用了光的全反射原理D.“海市蜃楼”指空中或地面出现虚幻的楼台城郭，这是光的衍射现象〖答案〗B〖解析〗A．走廊里隔着墙壁能听到教室内的上课声，这是声波的衍射现象，A错误；B．听到迎面而来越来越尖锐的汽笛声，波源靠近观察者，观察者接受到的频率变高，所以听到汽笛声比较尖锐，这是声波的多普勒效应，B正确；C．戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是光的偏振现象，C错误；D．“海市蜃楼”指空中或地面出现虚幻的楼台城郭，这是光的折射与全反射现象，D错误。故选B。4.我国将在2024年前后发射鹊桥二号中继卫星和嫦娥六号探测器，实现月背采样返回。嫦娥六号探测器近月运行时可视为匀速圆周运动，假设其近月环绕的周期为T。已知引力常量为G，嫦娥六号的质量为m。根据以上信息可求出（）A.月球的质量 B.月球的平均密度C.月球表面的重力加速度 D.嫦娥六号绕月运行的动能〖答案〗B〖解析〗A．设月球的质量为，半径为，则嫦娥六号近月轨道半径也等于，根据万有引力充当向心力有可得由于不知道月球的半径，因此无法求得月球的质量，故A错误；B．月球的体积则月球的平均密度联立解得则可知能够计算出月球的平均密度，故B正确；C．物体在月球表面做圆周运动，由万有引力等于重力，即可得由于不知道月球半径因此无法求得月球表面的重力加速度，故C错误；D．根据万有引力充当向心力有可得由于不知道月球半径因此无法求得嫦娥六号近月运行时的速度大小，因此也就无法求得嫦娥六号近月绕行时的动能，故D错误。故选B。5.如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴从Q点射出第一象限。已知OQ=a，则（）A.粒子带正电B.粒子运动的轨道半径为C.匀强磁场的磁感应强度为D.粒子在第一象限中运动的时间为〖答案〗C〖解析〗A．根据左手定则可知，该粒子带负电，故A错误；B．做出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示由几何关系可得解得故B错误；C．根据洛伦兹力充当向心力有解得故C正确；D．根据几何关系可知粒子在磁场中转过的圆心角为，而粒子做圆周运动的周期将代入可得由此可得粒子在第一象限内运动时间故D错误。故选C。6.两种放射性元素的半衰期分别为1年和3年，最初这两种元素的原子核总数为M，经过3年后，尚未衰变的原子核总数为，则再经过3年尚未衰变的原子核总数为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗设半衰期为1年的原子核数数为，半衰期为3年的原子核数位，则根据题意有，解得，则再经过3年尚未衰变的原子核总数为故选D。7.一辆货车运载着相同圆柱形光滑空油桶，质量均为m，在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定，设重力加速度为g（）A.若货车向左匀速行驶，则A对C的支持力大小为mgB.若货车以的加速度向左加速行驶，则A、B对C作用力的合力一定等于C.若货车以的加速度向左减速行驶，B对C的支持力大于A对C的支持力D.为使桶C与货车保持相对静止，货车刹车的加速度不能超过〖答案〗D〖解析〗A．以C桶为研究对象，货车向左匀速行驶时，受重力、A、B的支持力，如图所示，C桶在竖直方向受力平衡，由平衡条件可得解得A错误；B．若货车以的加速度向左加速行驶，设A对C的作用力为，B对C的作用力为，C在竖直方向受力平衡，则有在水平方向由牛顿第二定律则有解得可知C受到重力、A、B作用力的合力大小为方向水平向左。则A、B对C作用力的合力一定不等于，B错误；C．若货车以的加速度向左减速行驶，则货车的加速度向右，由B选项〖解析〗可知，B对C的支持力小于A对C的支持力，C错误；D．为使桶C与货车保持相对静止，货车刹车时的加速度向右，当B对C的支持力减小到零时，刹车加速度达到最大，此时A对C的支持力达到最大，设为，可知C在竖直方向受力平衡，则有解得在水平方向由牛顿第二定律则有解得可知为使桶C与货车保持相对静止，货车刹车的加速度不能超过，D正确。故选D。8.边长为L、匝数为N的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO'转动（转轴OO'垂直于磁感线），线圈内阻不能忽略，通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，电压表可视为理想电表。保持线圈abcd以恒定角速度ω转动，以下说法正确的是（）A.从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势的瞬时值表达式为B.通过变压器原、副线圈的电流之比为C.电压表V2示数为D.当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，电压表V1示数变小〖答案〗AC〖解析〗A．图示位置线圈平面与磁场平面平行，磁通量从零开始变化，线圈产生感应电动势满足余弦函数的变化，可得其瞬时值表达式为故A正确；B．通过变压器原副线圈的电流比等于匝数的反比，即比值为，故B错误；C．原副线圈两端的电压比等于匝数之比，而电压表示数为有效值，则有可得副线圈两端电压故C正确；D．当滑动变阻器R的滑片P向下滑动时，副线圈所在回路的电阻减小，电流增大，从而使原线圈所在回路中的电流增大，而原线圈未接负载，其两端电压始终不变，但输入功率增大，故D错误。故选AC。9.土法爆米花已成为一代人童年的美好回忆。如图所示为一个土法爆米花铁质容器，把玉米倒入容器后将盖盖紧，然后一边加热一边转动容器，同时观察容器上压强计的示数变化，当压强达到一定值时，便可打开容器，就在打开容器的瞬间，米花便爆成了。已知容器的体积为V0，外界大气压强为p0，环境的热力学温度为T0，容器内的气体可视为理想气体，玉米需要容器内气体压强达到5p0时打开容器才可爆米成花，容器内玉米的体积忽略不计，下列说法正确的是（）A.在加热过程中，容器内气体的密度增加B.在加热过程中，容器内的气体压强与摄氏温度成正比C.在加热过程中，容器内气体温度升高，压强增大D.当打开容器时，气体迅速膨胀，米粒内、外压强差变大，瞬间爆米成花〖答案〗CD〖解析〗A．在加热过程中，容器内气体的质量不变，体积不变，由密度公式可知，容器内气体的密度不变，A错误；B．在加热过程中，由于容器内气体的体积不变，由可知，压强与热力学温度成正比，B错误；C．在加热过程中，容器内气体温度升高，气体分子的平均动能增大，在单位时间内、单位面积上气体分子对器壁的碰撞作用力增大，气体压强增大，C正确；D．当打开容器时，容器内气体迅速膨胀，压强降低，米粒内、外压强差变大，瞬间爆米成花，D正确。故选CD。10.已知氚核的质量约为质子质量的3倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷e；α粒子即氦原子核，质量约为质子质量的4倍，带正电荷，电荷量为e的2倍。现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。（）A.若它们速度相同，则它们的运动半径之比为6:2:3B.若它们动量相同，则它们的运动半径之比为2:2:1C.若它们动能相同，则它们的运动半径之比为1::1D.若它们由静止经过相同的电场加速后进入磁场，则它们的运动半径之比为1::〖答案〗BC〖解析〗A．带电粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力充当向心力有可得若质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动时的速度相同，则它们做圆周运动的半径比等于它们比荷的反比，即半径比为，故A错误；B．根据可知，若它们动量相同，则它们的运动半径之比等于所带电荷量的反比，即半径比为，故B正确；C．根据，可知，它们动能相同时，动量之比为，由此可知它们的运动半径之比为各自动量与电荷量的比值，即为，故C正确；D．若它们由静止经过相同的电场加速后进入磁场，根据动能定理可知进入磁场时它们的动能比为电荷量之比，即为，根据可知它们的动量之比为，由此可得它们的运动半径之比为，故D错误。故选BC。二、实验题：本题2小题，共14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.某同学利用如图所示的装置可以完成多个力学实验。将两个光电门分别固定在长木板上的A点和B点上，小车（带遮光条）从长木板某一位置由静止开始释放。小车质量为m，重物质量为M（已知重力加速度为g）（1）利用该装置可测量小车运动的加速度a，实验中测得遮光条宽度为d，A到B点距离为S（），遮光条通过A门的遮光时间为t1，通过B门的遮光时间为t2，则小车运动的加速度a=_________（用d、S、t1、t2表示）（2）利用上述所求加速度a，可测量小车与水平长木板之间的动摩擦因数μ，则μ=_________（用a、M、m、g表示）；（3）利用该装置也可探究加速度与力的关系，下列说法中正确的是____________A．重物质量M远大于小车质量mB．补偿阻力时，每次改变小车质量后要调整长木板的倾斜角度C．细线要与长木板平行〖答案〗（1）（2）（3）C〖解析〗（1）[1]根据题意，小车通过A处光电门时的瞬时速度通过B处光电门时的速度根据匀变速直线运动的规律，由速度与位移之间的关系可得解得（2）[2]对小车和和重物整体由牛顿第二定律有解得（3）[3]A．若利用该装置也可探究加速度与力的关系，则重物的质量要远小于小车的质量，即，故A错误；B．补偿阻力原理是利用小车自身重力沿斜面向下分力的作用平衡阻力，无论小车质量如何改变，始终满足即满足可知补偿阻力与小车的质量无关，只与动摩擦因数与木板的倾角有关，因此当补偿阻力后，每次改变小车质量后都不需要调整长木板的倾斜角度，故B错误；C．要保证细线与长木板平行，否则小车所受合外力会变成细线上的拉力在平行木板方向上的分力，故C正确。故选C。12.水的硬度（指水中钙、镁离子含量）会影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率，如图1所示，某同学将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形透明塑料管道，管道中两端可用圆形金属电极密封一定的长度。（1）游标卡尺的甲、乙、丁部位有不同的测量用途，当用部位乙测量桶壁的内径D时，读数如图2所示，则内径D=_________cm；（2）该同学用图3电路来测量水样的电阻率。将电阻箱R和图1中的水样Rx接入电路，调整R的阻值使灵敏电流表满偏，记录此时电阻箱阻值R和接入电路的水样长度L。改变接入电路的水样长度L，调整R，使灵敏电流表始终满偏。多次测量后根据数据得到图4，图像中直线与横纵坐标轴的交点值分别为L0和R0。则水样的电阻率为____________（用D，R0、L0表示）；（3）图4中接入电路中水样长度为时，水样的电阻R1=__________R0；（4）灵敏电流表的内阻对本实验结果____________（填“有”或“无”）影响。〖答案〗（1）1.240（2）（3）（4）无〖解析〗（1）[1]该游标卡尺游标尺为20分度值，其精度为0.05mm，根据图示可读得桶壁得内径（2）[2]设电源的电动势为，内阻为，电流表的满偏电流为，则根据闭合电路的欧姆定律有根据电阻定律两式联立化简可得根据题意，图像的斜率根据函数结合图像可得解得（3）[3]根据图4可知，水样电阻与其接入电路中的长度是线性关系，因此有解得当接入电路中水样长度为时，水样的电阻（4）[4]设电流表内阻为，根基闭合电路欧姆定律得到分析该函数关系式可知，无论是否计入电流表的内阻，都不影响函数图像的斜率，即斜率不变，而该实验中，计算水样的电阻率是通过图像的斜率进行的，斜率不变则所测水样额电阻率不变，因此灵敏电流表的内阻对本实验结果无影响。三、计算题：本题3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后〖答案〗的不给分。有数字计算的题，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。13.如图所示，一滑环套在杆上，杆上A点处固定一挡板（挡板厚度不计）。长度为l=1m的轻绳一端连接滑环，另一端悬挂质量为m=1kg的小球，小球和滑环可看作质点，轻绳能承受的最大拉力为46N。水平面有一倾角为37°的固定斜面BC。初始时刻，轻绳保持竖直，滑环和小球一起水平向右以v0的速度作匀速直线运动，一段时间后滑环与水平杆上的固定挡板A碰撞，滑环即刻停止，绳子恰好断裂，小球刚好能垂直打到斜面BC上，不计空气阻力，g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。求：（1）滑环和小球一起水平向右匀速的速度v0大小；（2）小球水平抛出后经过多长时间打斜面上。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）根据题意，对小球在与挡板碰撞瞬间，由牛顿第二定律有代入数据解得（2）小球垂直打在斜面上，将其速度分解后研究，如图所示根据几何关系有可得解得小球竖直方向的运动为自由落体运动，则有解得14.如图所示，传送带与足够长的光滑水平地面平滑连接，滑块A与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2，传送带两轮之间的距离为L=2m，传送带以速率v0=2m/s顺时针匀速转动。滑块B的左端连接一轻弹簧，弹簧保持水平。滑块A从传送带左端M点由静止释放，与静止在水平地面上的滑块B通过弹簧发生弹性正碰。已知两滑块A、B的质量分别为1kg和4kg，且均视为质点，g=10m/s2，求：（1）弹簧最大弹性势能；（2）从A、B第一次共速到第二次共速过程中，A与传送带间的摩擦生热Q为多少（共速时A、B速度不为零）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设物块A在传送带上运动时其加速度大小为，对物块A由牛顿第二定律有解得设物块达到与传送带共速时的位移为，由速度与位移的关系可得解得因此可知物块A在传送带上先加速后匀速，物块A将以v0与B相撞，碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒，有解得由能量守恒可得弹簧弹性势能的最大值为（2）以水平向右为正方向，设A、B分离时的速度分别为、，对A、B组成的系统由动量守恒定律有由机械能守恒有联立解得，当A冲上传送带又向右返回时，在传送带上的速度达到向右的0.8m/s时，就和B第二次共速了，根据速度时间关系可得与B第二次达到共速的时间为该过程中A的位移可知的方向水平向左；该过程中传送带的位移为可知x传的方向水平向右，因此可得A与传送带的相