江西省赣州市2023-2024学年高三上学期1月期末物理试题

赣州市20232024学年度第一学期期末考试高三物理试卷2024年1月注意事项：1.本试卷分选择题、实验题、计算题三大类型，共100分。考试时间75分钟。2.答题前请在答题卡上写好自己的姓名、班级、考号等信息。3.请将答案正确填写在答题卡上。一、选择题：本题共10小题，第1～7为单选题，每小题4分，第8～10为多选题，每小题6分，共46分。多项选择题中全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。1.如图所示，小车停在光滑的桌面上，车上固定一个用胶塞塞住封口的试管。试管内充满空气，用车上的酒精灯加热试管尾端。当试管内的空气达到一定温度时，胶塞从试管口喷出，以整个装置为系统，下列说法正确的是（）A.水平方向动量守恒，机械能守恒B.水平方向动量守恒，机械能不守恒C.水平方向动量不守恒，机械能守恒D.水平方向动量不守恒，机械能不守恒【答案】B【解析】【详解】以整个装置为系统，水平方向的合外力为0，所以水平方向动量守恒。但由于要产生内能，所以机械能不守恒。故选B。2.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（  ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向。故选B。【点睛】3.图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动。若某次膜片振动时，膜片与极板距离减小，则在此过程中（）A.膜片与极板间的电容减小 B.极板所带电荷量减小C.膜片与极板间的电场强度增大 D.电阻R中有向上的电流【答案】C【解析】【详解】由图可知，膜片与极板间的电势差U保持不变，根据，，膜片与极板距离d减小。AB．根据电容决定式，可知膜片与极板间的电容增大，极板所带电荷量增大，AB错误；C．根据电场强度公式，可知膜片与极板间的电场强度增大，C正确；D．极板所带电荷量增大，电源给极板充电，充电电流通过电阻R向下，D错误。故选C。4.如图所示，一个电量为Q的甲物体，固定在绝缘水平面上的O点。另一个电量为+q及质量为m的乙物体，从A点以初速度沿它们的连线向甲运动，到B点时速度最小且为v。已知乙物体与水平面的动摩擦因数为、AB间距离为L0及静电力常量为k，甲、乙两物体均可视为点电荷，电荷量不变，则（）A.乙物体越过B点后继续向左运动，其动能减少B.在甲物体形成的电场中，乙物体从B到O的过程中，它的电势能随位移变化越来越慢C.OB间的距离为D.从A到B的过程中，电场力对乙物体做的功【答案】D【解析】【详解】C．由题意，乙到达B点时速度最小，乙先减速运动后做加速运动，当速度最小时有解得OB间的距离故C错误；A．乙物体越过B点后继续向左运动，甲乙间的库仑引力大于滑动摩擦力，乙物体做加速运动，动能增加，故A错误；B．在甲物体形成的电场中，乙物体从B到O的过程中，电场强度逐渐变大，移动相同的距离，电场力做的功越多，电势能减小得就越快，故B错误；D．从A到B的过程中，电场力对乙物体做的功为，根据动能定理得得故D正确。故选D。5.空间中存在方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为，将该导线做成半径为的圆环固定在纸面内，圆心在上。时磁感应强度的方向如图（a）所示。磁感应强度随时间的变化关系如图（b）所示，则在到的时间间隔内（）A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿逆时针方向C.圆环中的感应电流大小为D.圆环中的感应电动势大小为【答案】C【解析】【详解】AB．根据Bt图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针；在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向在t0时刻发生变化，t=0至t=t0时段，安培力向左；t=t0至t=t1时段，安培力向右，故AB错误；CD．由闭合电路欧姆定律得又根据法拉第电磁感应定律得由电阻定律有联立解得故C正确，D错误。故选C。6.2023年5月30日，我国神舟16号飞船载着3名航天员奔赴太空，并与天宫空间站顺利对接。宇航员在空间站工作5个月后，于2023年10月31日返回地球。如图所示，返回舱在返回的过程中，在A点从天宫空间站的圆形轨道I进入椭圆轨道II，B点为轨道Ⅱ上的近地点，如图所示。关于返回舱的运动，下列说法正确的有（）A.在轨道I运动过程中，万有引力恰好提供向心力B.在轨道I上运动的周期小于在轨道II上运动的周期C.在轨道II上经过A点时的机械能等于在轨道I上经过A点的机械能D.在轨道Ⅱ上经过A点的加速度大于在轨道I上经过A点的加速度【答案】A【解析】【详解】A．依题意，返回舱在轨道I运动过程中做匀速圆周运动，万有引力恰好提供向心力。故A正确；B．由于在轨道II上运动时半长轴小于轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知在轨道II上的周期小于在轨道I上的周期。故B错误；C．飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，在A点万有引力等于向心力；飞船在轨道Ⅱ上A点做向心运动，万有引力大于向心力。由万有引力定律可知，轨道Ⅰ和轨道II在A点的万有引力相等，根据向心力公式可知飞船在轨道Ⅰ上经过A点的速度大于在轨道Ⅱ上经过A点的速度，因此飞船在轨道Ⅰ上经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，而势能相等，故在轨道II上经过A点的机械能小于在轨道I上经过A点的机械能。故C错误；D．飞船在A点的加速度由万有引力产生，因为是同一位置，所受万有引力大小不变，故不管在哪个轨道上运动，飞船的加速度大小一样。故D错误。故选A。7.发展新能源汽车是我国一项重大能源安全战略，新能源汽车在能源节约、环境保护等方面有很大优势。随着科技不断进步，新能源汽车充电起来越快，采用刹车制动动能回收的方法可以增加行驶里程。以下为我国国产某知名纯电动汽车参数及汽车状态信息截图，请你据此选出正确的说法是（）项目风阻系数整车质量/kg电机额定功率/kW电池最大蓄能/kW·h电池能量密度/W·h·kg1最大充电功率kW数据0.233210018085.4140120A.刹车制动中，发电机将多余的动能转化为电能，安培力对切割磁感线的线圈做正功B.根据表中“电池最大蓄能”和“电池能量密度”，可知这台电动车的电池质量为610kgC.根据图中所示“累计平均电耗”可以推测，充满一次电最高续航可达约724kmD.这台电动车最短充电时间为1.1h【答案】B【解析】【详解】A．由题意可知新能源汽车采用刹车制动动能回收，即刹车过程发电机将多余动能转化为电能，所以安培力对切割磁感线的线圈做负功，故A项错误；B．根据表中“电池最大蓄能”和“电池能量密度”，可知这台电动车的电池质量为m，有故B项正确；C．根据图中所示“累计平均电耗”可以推测，充满一次电最高续航可达x，有故C项错误；D．这台电动车最短充电时间为t，有故D项错误故选B。8.某同学为了验证自感现象，找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略），两个相同的小灯泡A和B、二极管D、开关S和电池组E等，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。他可能观察到的现象是（）A.闭合S瞬间，A、B一起亮B.闭合S瞬间，A比B先亮C.闭合S待电路稳定后，B亮，A不亮D.断开S瞬间，A亮后再逐渐熄灭【答案】CD【解析】【详解】ABC．从实物图中我们可以看出两个小灯泡是间接并联关系，其中自感线圈和B灯泡串联，当闭合开关的瞬间，通过B的电流增大，自感线圈产生感应电流阻碍电路电流增大，所以B是逐渐亮起来，电路稳定后B亮度保持不变；而A灯泡和二极管相串联，二极管阻碍由S向A的电流通过，故A灯泡一直不亮，故AB错误，C正确；D．当断开开关的瞬间，电源电流减小，自感线圈要阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，此时A、B串联构成回路，所以B灯泡是缓慢熄灭，A会先亮再逐渐熄灭，故D正确。故选CD。9.如图所示，质量为3m的物块a静止在光滑水平地面上，物块a左侧面为圆弧面且与水平地面相切，质量为2m的滑块b以初速度向右运动滑上a，沿a左侧面上滑一定高度后又返回，最后滑离a，不计一切摩擦阻力，滑块b从滑上a到滑离a的过程中，下列说法正确的是（）A.滑块b沿a上升的最大高度为B.滑块b沿a上升的最大高度为C.滑块a运动的最大速度为D.滑块a运动的最大速度为【答案】AC【解析】【详解】AB．b沿a上升到最大高度时，两者速度相等，取向右为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律可得由机械能守恒定律得解得故A正确，B错误；CD．滑块b从滑上a到滑离a后，物块a运动的速度最大。系统在水平方向动量守恒，对整个过程中，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得解得故C正确，D错误故选AC。10.如图所示，竖直平面内有一圆周，其圆心为O，直径AB和CD相互垂直，电荷量均为Q的异种点电荷分别放在关于CD对称的圆周上，两电荷所在半径的夹角为120°，下列说法正确的是（）A.将一正点电荷从A点移至B点，其电势能增加B.C点与D点的场强大小之比为3：1C.A点与B点的场强不相同D.将一点电荷从D点沿直线移动到C点的过程中，所受电场力先增大后减小【答案】BCD【解析】【详解】A．将一正点电荷从A点移至B点，电场力做正功，其电势能减小，故A错误；B．根据矢量合成法则，C点场强为D点的场强为所以C点与D点的场强大小之比为3：1，故B正确；C．根据场强叠加可知，点A与点B的场强大小相等，方向不同，故C正确；D．根据等量异种电荷连线中垂线上场强特点可知，将一点电荷从D点沿直线移动到C点的过程中，场强先增大后减小，则电场力先增大后减小，故D正确。故选BCD。二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共18分）11.在“利用单摆测量当地重力加速度”的实验中：（1）如图甲所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________mm。（2）在实验中，你认为图乙中四种组装单摆方式正确的是________。（3）根据测量数据画出了如图丙所示的T2L图像（L代表摆长，T代表周期），由图像可得重力加速度g=________m/s2（结果保留3位有效数字）（4）受疫情影响，某同学在家里重做该实验，他用代替秒表，但是没有合适的摆球，就找了一块外形不规则的小石块代替摆球，他用摆线长OM代替摆长，如图丁所示，做出T2L图像，根据图像的斜率求出重力加速度。忽略偶然误差，重力加速度的测量值________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。【答案】①.22.40②.B③.9.86④.等于【解析】【详解】（1）[1]用游标卡尺测得小球的直径为（2）[2]在实验中需要选用密度较大的铁球做摆球，同时要求摆线细轻不易伸长，且其悬点固定。所以图乙中四种组装单摆方式正确的是B。（3）[3]根据单摆的振动周期公式整理，可得根据图像斜率可得解得（4）[4]设小石块的重心到M的距离为l，由单摆的周期公式可得整理，可得因此利用斜率计算重力加速度没有影响，等于真实值。12.为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为lx）。（1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如下表，根据表中已知数据，在如图甲的坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图像可求出照度为0.6lx时的电阻约为______kΩ。照度/lx0.20.40.60.81.01.2电阻/kΩ5.83.72.32.01.8（2）如图乙，是街道路灯自动控制设计电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在________（填“AB”或“BC”）之间。（3）用多用电表“×10Ω”挡，按正确步骤测量图乙中电磁铁线圈电阻时，指针示数如图丙，则线圈的电阻为________Ω；已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合，图乙中直流电源的电动势E＝6V，内阻忽略不计，滑动变阻器有两种规格可供选择：R1（0～200Ω，1A）、R2（0～2000Ω，0.1A）。要求天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________（填“R1”、“R2”）。为使天色更暗时才点亮路灯，应适当将滑动阻变阻器的滑片向________（填“左”或“右”）端移动。【答案】①.2.7kΩ（2.6kΩ~2.8kΩ）②.AB③.140Ω④.R2⑤.左【解析】【详解】（1）[1]从图像上可以看出当照度为0.6lx时的电阻约为（2.6kΩ~2.8kΩ）；（2）[2]当天亮时，光敏电阻的阻值变小，所以回路中电流增大，则衔铁被吸下来，此次触片和下方接触，此时灯泡应该熄灭，说明灯泡接在了AB上。（3）[3][4][5]根据欧姆表的读数规则，所以电阻值为回路中的电流为2mA时回路中的需要中电阻所以选择滑动变组器比较合理。若要求天色渐暗照度降低至1.01x时点亮路灯，则天色更暗时光明电阻更大，要先保证回路中的电流2mA不变，则应减小滑动变阻器的阻值，即向左滑动滑动变阻器。三、计算题（本题共3小题，第13题10分，第14题11分，第15题15分，共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。）13.如图所示，直线MN上方存在着范围足够大的匀强磁场，在理想边界上的O点垂直于磁场且垂直于边界方向同时发射两个相同的粒子1和2，其中粒子1经过A点，粒子2经过B点。已知O、A、B三点在一条直线上，且，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求：（1）两个粒子的速率之比；（2）两个粒子分别经过A点和B点的时间差。【答案】（1）；（2）0【解析】【详解】（1）设，粒子1和2的轨道半径为、，如图所示为粒子1的轨迹根据几何关系可得同理可得由题意可得所以由洛伦兹力提供向心力可得整理可得可得两个粒子的速率之比（2）两粒子在磁场中的运动周期均为粒子1从O到A转过的圆心角与粒子2从O到B转过的圆心角相等，均为，由由于两粒子T完全相同，可知两个粒子同时经过A点和B点，时间差0。14.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t1=0时刻恰好传播到x=2m处，此时波形如图所示。a、b两质点的坐标分别为（3m，0）和（7m，0），已知t2=3s时，质点a第一次出现在波峰位置。（1）求这列波的传播速度和周期；（2）当质点b第二次出现在波谷位置时，求质点a通过的路程。【答案】（1）2m/s，2s；（2）55cm【解析】【详解】（1）根据图象可知，该波波长为质点a与t1=0时刻的波峰的水平距离为当该波峰传到质点a时，a质点第一次出现在波峰位置，则该波的传播速度为这列波的周期为（2）质点