【物理】青海省西宁市大通县2023-2024学年高三上学期期末考试试卷（解析版）

2023-2024学年青海省西宁市大通县高三（上）期末物理试卷一、单选题（本题共6小题，共24分）1.轧钢厂热轧机上的射线测厚仪的示意图如图所示，该仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知车间采用放射性同位素作为放射源，通过衰变获得射线，半衰期为天，适合透照厚度为的钢板，下列说法正确的是（）A.若钢板厚度标准为，则探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度小于B.衰变过程遵循核电荷数守恒，但不遵循质量数守恒和动量守恒C.若有个放射性同位素原子，则经过天后一定还剩个没有衰变D.若衰变产生的新核用表示，则的衰变方程为【答案】D【解析】A．若钢板厚度标准为，则探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，故A错误；B．衰变过程中遵循质量数守恒、核电荷数守恒、动量守恒等，故B错误；C．衰变规律满足的是统计规律，对于少数粒子的不适用，故C错误；D．衰变过程中遵循质量数守恒、核电荷数守恒，则的衰变方程为故D正确。故选D。2.电动平衡车是一种新型载具。若某人笔直地站在电动平衡车上，在水平地面上沿直线匀速前进，下列说法正确的是（）A.人受三个力作用B.车对人的摩擦力水平向前C.车对人的作用力与人对车的作用力大小相等D.在行驶过程中突然向左转弯时，人会由于惯性向左倾斜【答案】C【解析】AB．人匀速运动，处于平衡状态，若忽略空气阻力，人受到重力和车对其的支持力，“电动平衡车”对人无摩擦力；若不忽略空气阻力，则“电动平衡车”对人有摩擦力，故AB错误；C．车对人的作用力与人对车的作用力大小相等，方向相反，为相互作用力，故C正确；D．在行驶过程中突然向左转弯时，人会因为惯性向右倾斜，故D错误。故选C。3.如图所示，平行板电容器A、B间有一带电油滴正好静止在极板正中间。现将B极板缓慢向下移动到虚线位置，其他条件不变，油滴始终未与极板接触。则在B极板移动的过程中（）A.B极板的电势一定降低 B.灵敏电流计中无电流C.极板带的电荷量增多 D.油滴向B极板运动【答案】D【解析】A．B极板与电源负极相连，B极板的电势保持不变，故A错误；BC．将B极板缓慢向下移动到虚线位置，电容器两极板间的距离增大，根据可知电容器电容减小，电容器与电源相连，电容器两极板间的电势差不变，根据电容器极板带的电荷量减少，电容器放电，灵敏电流计中有电流，故BC错误；D．根据，将B极板缓慢向下移动到虚线位置，电容器两极板间的电场强度减小，油滴受到电场力减小，小于重力，油滴向B极板运动，故D正确。故选D。4.已知通电长直导线周围的磁感应强度大小为（其中为长直导线的电流强度，为到导线的距离，为常数）。光滑水平面上有两长度相同且平行的通电长直导线A、B，电流大小分别为和，电流方向如图所示，现在该水平面上放入长直导线C，为使A、B能静止在水平面上，可将导线C（）A.放在A的左侧，通入与B中电流方向相同的电流B.放在A的左侧，通入与B中电流方向相反的电流C.放在B的右侧，通入与B中电流方向相同的电流D.放在B的右侧，通入与B中电流方向相反的电流【答案】A【解析】AB．根据右手螺旋定则及左手定则可知，导线A、B之间的安培力为斥力；如果将导线C放在A的左侧，要使导线A、B能保持静止，则导线C应对A产生斥力，对B产生吸引力，并且这两个力在大小上等于A、B之间的斥力，则导线C中应通入与B中电流方向相同的电流，故A正确、B错误；CD．如果将导线C放在B的右侧，要使导线A、B能保持静止，则导线C应对B产生斥力，对A产生吸引力，但由于导线B中的电流大于A中的电流，所以导线C对A产生的吸引力总是小于对B产生的斥力，所以无法达到平衡，导线A、B不可能保持静止，故CD错误。故选A。5.真空中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处固定的是正点电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，两相邻等势面间的电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（）A.Q点处固定的是正点电荷B.c点与d点的电场强度方向相反C.φa>φb>φc>φdD.电子的电势能【答案】D【解析】A．由等势面作出的电场线如图所示可知P、Q两点处的电荷带异种电荷，故A错误；B．分析可知，该电场为等量的异种点电荷形成的电场，c点与d点在两点电荷连线的中垂线上，距两点电荷的距离相等，可知两点电荷在c点与d点产生的场强大小相等，根据矢量合成可知，c点与d点的电场强度方向相同，均为垂直cd向右，故B错误；C．电场线从高电势面指向低电势面，故a点的电势高于b点的电势，c、d两点在同一等势面上，则c点的电势等于d点的电势，可得故C错误；D．a点的电势高于b点的电势，由可知电子在a点的电势能比在b点的电势能小，可得电子的电势能故D正确。故选D。6.如图所示，左端连接着轻质弹簧、质量为的小球B静止在光滑水平地面上，质量为的小球A以大小为的初速度向右做匀速直线运动，接着逐渐压缩弹簧并使小球B运动，一段时间后，小球A与弹簧分离，若小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，则在上述过程中，下列说法正确的是（）A.小球B的最大速度为B.弹簧的最大弹性势能为C.两小球的速度大小可能同时都为D.从小球A接触弹簧到弹簧再次恢复原长时，弹簧对小球A、B的冲量相同【答案】B【解析】A．小球A逐渐压缩弹簧并使小球B运动，一段时间后小球A与弹簧分离时，B球速度最大，由动量守恒定律及能量守恒定律可得，解得小球B的最大速度为故A错误；B．当弹簧被压缩到最短时，两球速度相同，设为v，此时弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律可得解得由能量守恒定律可得，弹簧的最大弹性势能为故B正确；C．两小球组成的系统的初动量为初动量方向向右。小球A压缩弹簧后，小球B在弹簧弹力作用下只能向右运动，假设两小球的速度大小都为，小球A运动方向向右时，系统的动量为小球A运动方向向左时，系统的动量为由于，可知假设错误，故C错误；D．从小球A接触弹簧到再次恢复原长时，弹簧弹力对两小球的弹力始终大小相等、方向相反，所以弹簧对A、B的冲量大小相等，方向相反，故D错误。故选B。二、多选题（本题共6小题，共24分）7.雾霾天气容易给人们的正常生活造成不良影响。在一雾霾天，某人驾驶一辆小汽车行驶在平直的高速公路上，突然发现正前方处有一辆大卡车沿同方向匀速行驶，于是小汽车司机紧急刹车，但刹车过程中刹车失灵。如图所示，a、b分别为小汽车和大卡车运动的图像，下列说法正确的是（）A.0~1s内小汽车运动了25mB.刚刹车时小汽车的加速度大小为C.小汽车和大卡车在时发生碰撞D.两车不会发生碰撞【答案】AD【解析】A．图像与坐标轴围成的面积表示位移，0~1s内小汽车运动了故A正确；B．刚刹车时小汽车的加速度大小为故B错误；CD．由图可知时，a、b的速度相等，此时a追上b的距离最大故两车不会发生碰撞，故C错误，D正确。故选AD。8.一汽车在平直公路上运动时熄火停下，如图所示，两人用水平方向上的力推汽车，每人的推力大小均为300N，方向均与车的运动方向成30°角，当汽车前进20m时，汽车发动机点火启动，该过程用时20s，则在该过程中（）A.两人合力做的功为B.两人合力做的功为C.两人合力做功的平均功率为300WD.两人合力做功的平均功率为【答案】BD【解析】AB．两人合力为两人合力做的功为故A错误，B正确；CD．两人合力做功的平均功率为故C错误，D正确。故选BD。9.磁场的方向可通过分析带电粒子在磁场中的运动轨迹来判断。若在某空间中有一垂直于水平面的匀强磁场，粒子（）、粒子（）均以相同的速度平行于水平面射入磁场，已知沿顺时针方向从上往下看做匀速圆周运动的粒子的运动半径小于沿逆时针方向做匀速圆周运动的粒子的运动半径，下列说法正确的是（）A.粒子做顺时针的匀速圆周运动 B.粒子做顺时针的匀速圆周运动C.磁场方向垂直水平面向上 D.磁场方向垂直水平面向下【答案】BD【解析】根据洛伦兹力提供向心力有解得可知粒子做顺时针的匀速圆周运动，根据左手定则可知磁场方向垂直水平面向下.故选BD。10.人类为了寻找地外生命，对火星探测力度加大。已知地球公转周期为T，地球到太阳的距离为，绕太阳运行的速率为；火星到太阳的距离为，绕太阳运行的速率为；太阳的质量为，引力常量为。一个质量为的行星探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上运行，它以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的点为远日点，如图所示。不计火星、地球对行星探测器的影响，则（）A.行星探测器在点的加速度大小等于B.行星探测器在A点的速度大小为C.行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行D.行星探测器沿椭圆轨道从A点到点的运行时间为【答案】AC【解析】详解】A．根据牛顿第二定律有解得故A正确；B．相对于地球轨道，行星探测器为高轨道，在A点由高轨道到低轨道，需要减速，可知行星探测器在A点的速度大小大于，故B错误；C．相对于火星轨道，行星探测器为低轨道，根据卫星的变轨原理可知，行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行，故C正确；D．根据开普勒第三定律有行星探测器沿椭圆轨道从A点到点的运行时间为解得故D错误。故选AC。11.“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。假设“空气充电宝”在工作过程中，其中的气体可看成质量不变的理想气体，其图像如图所示。下列说法正确的是（）A.气体由状态a到状态b的过程中体积减小B.气体由状态a到状态b的过程中分子平均动能增大C.气体由状态a到状态b的过程中一定要从外界吸热D.气体由状态b到状态c的过程中密度增大E.气体由状态b到状态c的过程中对单位面积器壁的压力减小【答案】BCE【解析】A．气体由状态a到状态b的过程中，气体做等压变化，有气体由状态a到状态b的过程中，温度升高，体积增大，故A错误；B．气体由状态a到状态b的过程中，温度升高，分子平均动能增大，故B正确；C．气体由状态a到状态b的过程中，温度升高，气体内能增大，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第二定律则气体由状态a到状态b的过程中一定要从外界吸热，故C正确；D．气体由状态b到状态c的过程中气体压强减小，温度降低，图线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，根据可得图像中状态点与原点连线的斜率与体积大小成反比，故气体由状态b到状态c的过程中，气体体积增大，密度减小，故D错误；E．气体由状态b到状态c的过程中，温度降低，气体分子平均动能减小，体积减小，单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数减小，对单位面积器壁的压力减小，故E正确。故选BCE。12.一列简谐横波某时刻的波动图像如图所示，波源振动的频率为，沿轴正方向传播。下列说法正确的是（）A.波源的振幅为B.平衡位置在处的质点此刻速度最大C.平衡位置在处的质点此刻加速度最大D.从图示时刻起再经过，波源向轴正方向运动了E.从图示时刻起再经过，波源通过的路程为【答案】ABE【解析】A．由图可知，波源的振幅为故A正确；BC．平衡位置在处的质点此刻位于平衡位置，速度最大，加速度为，故B正确，C错误；D．波源只会在平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，故D错误；E．由题可知周期为则从图示时刻起再经过，波源通过的路程为故E正确。故选ABE。三、实验题（本题共2题，共15分）13.某实验兴趣小组在实验室中测量电压表V的内阻，提供的器材有：A．直流电源（电动势E约为4V，内阻不计）；B．电压表V（量程为3V）；C．滑动变阻器R（阻值变化范围为0～20Ω）；D．电阻箱R1（阻值可调范围为0～9999Ω）；E．定值电阻R2=5Ω；F．定值电阻R3=100Ω；G．开关及导线若干。该小组同学设计了如图甲所示的电路图，并连接好了电路。（1）定值电阻应选择___________（填“R2”或“R3”）。（2）先调整电阻箱电阻，使其接入电路的阻值为0，然后调节滑动变阻器使电压表示数如图乙所示，此时电压表的示数为___________V。（3）保持滑动变阻器滑片位置不变，使电阻箱接入电路的阻值为6000Ω，电压表的示数为0.70V，则电压表的内阻为___________Ω。【答案】（1）R2（2）2.80（3）2000【解析】（1）[1]定值电阻起保护作用，由于滑动变阻器的最大电阻为，因此定值电阻选择。（2）[2]电压表量程为，分度值为，读数为。（3）[3]保持滑动变阻器滑动片位置不变，则滑动变阻器分压电压不变；根据串联电路电压特点，电阻箱两端电压根据串联电路电压的分配与电阻的关系解得14.某同学用如图甲所示的实验装置，探究一定质量的小车的加速度与力的关系。一质量为m0的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车的前端，小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m，打点计时器所接电源频率为50Hz的交流电。（1）此实验正确的操作是___________。A．实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力B．让小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源C．为减小系统误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2）该同学以小车的加速度a为纵坐标、力传感器的示数F为横坐标，画出的a-F的关系图像如图乙所示，图线的斜率为k，则小车的质量为___________。A．B．C．kD．2k（3）某次实验中，力传感器示数为4.575N，打出的部分计数点如图丙所示（每相邻两个计数点间还有四个计时点未画出），其中，，，，，，则小车的加速度大小为___________，此次实验中砂和砂桶的质量为___________kg。（当地重力加速度大小为，结果均保留两位有效数字）【答案】（1）A（2）B（3）0.650.54【解析】（1）[1]A．实验前需平衡摩擦力，才能用传感器测量小车所受合力，A正确；B．应先接通电源，再释放小车，B错误；C．合力由传感器测量，不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，C错误。故选A。（2）[2]根据牛顿第二定律得则则小车的质量为故选B。（3）[3][4]相邻计数点的时间间隔为小车的加速度大小为砂和砂桶的加速为2a，根据牛顿第二定律得砂和砂桶的质量为四、简答题（本题共4小题，共43分）15.如图所示，在倾角为的固定粗糙斜面上，一劲度系数的轻质弹簧一端连接在固定挡板上，另一端连接一质量的物体A，一轻绳绕过光滑定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为的小球B相连，轻绳与斜面平行，斜面足够长。用手托住小球B使轻绳刚好没有拉力，然后由静止释放小球B，物体A与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：（1）弹簧恢复原长时轻绳上的拉力大小；（2）物体A的最大速度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）当弹簧恢复原长时，对有对A有解得（2）托住小球时有可得弹簧的压缩量当物体A的速度最大时有可得弹簧的伸长量因为故弹性势能的改变量由功能关系有解得16.如图所示，宽度、足够长的平行导轨固定于绝缘水平面上，左端接有一个电动势、内阻的电源，右端接有一个降压限流器件（当电路电流大于或等于时相当于一个可变电阻而保持电流恒为，电流小于时相当于电阻为0的导线）和一个的定值电阻，其他电阻不计，是分界线且与左右两端足够远，导轨间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小，导轨在P、Q点各有一个断路小缺口，不计电阻的金属杆从距足够远处由静止释放，在的左侧，金属杆与导轨间的动摩擦因数。在的右侧，金属杆与导轨间的摩擦可忽略不计。已知金属杆到达之前已经在做匀速运动，且速度大小为，金属杆越过时，由于有缺口，杆的速度大小立即减为原来的60%，取重力加速度大小。求：（1）金属杆的质量；（2）金属杆越过后运动的距离；（3）整个过程中，通过降压限流器件上的电荷量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）金属杆做匀速运动，受到的安培力大小根据受力平衡有根据闭合电路欧姆定律有解得（2）金属杆越过后速度大小变为如果器件电阻是零，电路中的电流所以当金属杆速度大小减为v2时，器件电阻恰是零，此减速过程中，通过金属杆的电流恒为解得从到的过程中，金属杆所受安培力不变，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有解得从到的过程中，金属杆运动的时间金属杆运动的距离之后器件电阻是