河北省唐县第一中学2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

第19页/共19页唐县第一中学2023-2024学年高三上学期期末考试物理注意事项：1.本卷满分100分，考试时间75分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.本卷命题范围：高考范围。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题目要求。1.关于天体运动、行星运动的三大定律，下列说法正确的是（）A.八大行星中离太阳最近的水星比离太阳最远的海王星围绕太阳转一周的时间长B.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动C.开普勒把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功解释了天体运行的规律D.开普勒第三定律中，k值与中心天体的质量无关【答案】B【解析】【详解】A．由开普勒第三定律所在行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。其表达式为则知离太阳较近的行星围绕太阳转一周的时间短，离太阳较远的行星围绕太阳转一周的时间长，选项A错误；B．开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕地球的运动，选项B正确；C．开普勒发现了行星运动的三大定律，分别是轨道定律、面积定律和周期定律，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功解释了天体运行的规律，选项C错误；D．开普勒第三定律中，k值只与中心天体质量有关，不同的中心天体k值不同，选项D错误。故选B。2.最新研究显示，龟壳可储存长达数十年的放射性污染记录，这项研究可能有助于长期监测自然界中的放射性核素。碘131是碘元素的放射性同位素，是一种人工放射性核素，医学上常用碘131（）标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠作为肝、胆和肾等检查的扫描显像剂。发生衰变的方程为，下列说法正确的是（）A.为，发生的是衰变B.原子核内有53个中子C.玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的的半衰期可能不相等D.在火星上衰变得比在地球上快些【答案】A【解析】【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒可得因此为，发生的是衰变，选项A正确；B．碘-131原子核内有53个质子，核子数为131，可知核内有78个中子，选项B错误；C．放射性元素的半衰期与原子核所处的化学状态和外部环境均无关，在化合物玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的的半衰期相等，选项C错误；D．元素的半衰期由原子核内部自身因素决定，不会随着地理位置的改变而改变，选项D错误。故选A。3.如图所示，直线与玻璃砖表面垂直且与其上表面交于N点，一束a光线和另一束b光线，均以的入射角同时射入同一块平行玻璃砖，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点。则下列说法正确的是（）A.该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率大B.在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度C.对同一双缝干涉装置，a光的相邻两条亮条纹间距比b光的相邻两条亮条纹间距大D.同时增大入射角，则b光在坡璃砖下表面先发生全反射【答案】C【解析】【详解】AB.由光路图知折射率定义式可知，a光在玻璃砖中的折射率小于b光在玻璃砖中的折射率，由所以a光的传播速度大，故AB错误；C.由知根据知，a光波长较大，因此干涉条纹间距较大，故C正确；D.因为是平行玻璃砖，因此在其下表面一定不会发生全反射，故D错误。故选C。4.如图甲将烟花弹竖直放置在水平地面上，点火后烟花弹上升到某一高度开始计时，由于空气阻力的影响，其v—t图像如图乙所示，时刻速度恰好减小到零并发生爆炸，取竖直向上为正方向，则关于烟花弹的运动下列说法正确的是（）A.在时刻，烟花弹离地的高度一定小于B.在时间内，烟花弹的速度方向与方向相反C.在时刻，烟花弹的加速度为零D.在时间内，烟花弹的加速度越来越小【答案】D【解析】【详解】A．图线与x轴所围成的面积表示位移，根据图像可知，在时间内的位移小于，但由于不知开始计时时的位置距离地面的高度，故无法确定时刻烟花弹的高度，故A错误；B．在时间内，烟花弹的速度均为正值，即烟花弹的速度方向与方向相同，故B错误；C．根据图像可知，时刻速度为0，则烟花弹只受重力，加速度为不为零，故C错误；D．图像中，图像斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，图像斜率的绝对值越来越小，即烟花弹的加速度越来越小，故D正确。故选D。5.一列简谐横波沿x轴传播，时刻波的图像如图甲所示，处的质点M的振动图线如图乙所示。下列说法正确的是（）A.简谐波沿x轴负方向传播，时质点M位于波峰B.在内质点M通过的路程2.2mC.在内波传播的距离为16mD.质点M的振动方程是【答案】B【解析】【详解】A．由图乙可知，时刻，处的质点M的振动方向沿y轴负方向；在波动图像中根据“同侧法”或“逆波法”可知，简谐波沿x轴正方向传播。时刻M点沿y轴负方向振动，，可知M点在波谷，选项A错误；B．，M点运动的时间为，因此运动的路程为选项B正确；C．由波传播的速度公式可知在内波传播的距离为选项C错误；D．有开始M点向下振动，因此M点的振动方程为选项D错误。故选B。6.如图所示为一简化后的滑雪雪道模型示意图，竖直平面内半径R＝7.2m的光滑圆弧轨道固定在水平面上与水平雪道相切于B点、质量m＝50kg的运动员由A点静止下滑，最后静止于水平雪道上的C点。已知运动员与地面BC间的动摩擦因数。运动员可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度大小为，则（）A.运动员从A运动到B加速度方向始终指向圆心B.运动员在B点时速度大小为C.运动员在B点时所受圆弧轨道的支持力大小为1500ND.B、C两点间的距离为42m【答案】C【解析】【详解】A．运动员从A运动到B做变速圆周运动，所受合外力沿切向的分力，使运动员的速率发生变化，沿径向的分力提供向心力，使运动员的速度方向不断变化，可知合外力不指向圆心，因而合加速度也不指向圆心，故A错误；B．运动员从A运动到B，根据根据动能定理有解得故B错误；C．运动员在B点时，根据牛顿第二定律有解得故C正确；D．运动员由B点运动到C点的过程中，根据动能定理有解得故D错误。故选C。7.2023年9月22至24日，华南日用百货商品交易会在广州隆重举办。参展产品中南北美洲的绝大多数国家家用电器的额定电压是110V，这类用电器不能直接接到我国220V的电路上。如图甲为一台南北美洲的小发电机的结构示意图，内阻为的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。外接电表均为理想交流电表，用电器的电阻恒定为，则A.发电机产生电动势最大值为，线圈的转速B.电流表的示数为10A，电压表的示数为110VC.发电机的输出功率为1030WD.在0.02s时，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】C【解析】【详解】A．由题图乙可知，发电机产生电动势的最大值为电动势的有效值是E=110V周期为T=0.02s；则转速为选项A错误；B．电流表的示数为A电压表测量的是小灯泡两端的电压，电压表示数为选项B错误；C．发电机的输出功率选项C正确；D．在0.02s时刻，由题图乙可知此时的电动势为零，由电磁感应定律知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，该时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，选项D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，真空中A、B、C三点的连线构成边长的等边三角形，AD为BC连线的中垂线。若将电荷量均为的两点电荷分别固定在B、C点，已知静电力常量，则（）A.两点电荷间的库仑力大小为B.将一负点电荷放在D点受到的电场力最大C.A点的电场强度的大小为D.从D到A电势逐渐升高【答案】AC【解析】【详解】A．根据库仑定律，B、C两点电荷间的库仑力大小为故A正确；B．在等量同种正点电荷周围的电场线分布中，连线中点D处的场强为零，将一负点电荷放在D点受到的电场力为零，故B错误；C．B、C两点电荷在A点产生的电场强度大小相等，均为B、C两点电荷在A点产生的合电场强度大小为电场强度的方向竖直向上，故C正确；D．沿着电场线方向电势降低，由此可知从D到A电势逐渐降低，故D错误。故选AC。9.滑雪大跳台主要由助滑道、跳台、着落坡组成，在助滑道与跳台之间用一段弯曲滑道衔接，助滑道与着落坡均可以视为倾斜直道。如图所示，运动员（可视为质点）由起点滑下，到达顶点M后以的速度斜向上飞出，飞出时速度方向与着落坡的夹角为，经过一段时间后，运动员落到着落坡上的N点，着落坡与水平面的夹角，不计空气阻力，取。下列说法正确的是A.运动员从M点到落到N点共用时间2sB.运动员离着落坡最大距离为4mC.起跳点M与落点N之间的距离为30mD.运动员落到N点时的速度大小为【答案】ABD【解析】【详解】A．设运动员的质量为m，沿左侧斜面和垂直斜面建立坐标系，并沿这两个方向分解初速度、运动员受到的重力G，则有垂直斜面方向上，从M点到离斜面最远的时间根据运动的对称性，从M点到落到N点共用时间选项A正确；B．当时，运动员距离着落坡最远，此时选项B正确；C．在沿斜面方向上从起跳点M到落地点N之间的距离选项C错误；D．运动员落到N点时得选项D正确。故选ABD。10.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。M、N点在圆周上且MON为其竖直直径。现将两个比荷k相同的带电粒子P、Q分别从M点沿MN方向射入匀强磁场，粒子P的入射速度为，粒子Q的入射速度为，已知P粒子在磁场中的运动轨迹恰为圆弧，不计粒子的重力，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A.粒子P带正电，粒子Q带负电B.粒子P和粒子Q的周期和角速度相同C.粒子Q的轨道半径为D.粒子P和粒子Q在磁场中运动时间之比为【答案】BD【解析】【详解】A．由左手定则可知，粒子P和粒子Q均带正电，选项A错误；B．根据周期公式和角速度公式可知，因为两粒子比荷k相同，所以它们的周期和角速度也相同，选项B正确；C．由轨道半径公式可知，粒子Q的轨道半径为选项C错误；D．作出两粒子的运动轨迹如图所示。设磁场的边界半径为R，由几何关系得P粒子的轨道半径所以Q粒子的轨道半径为由几何关系得所以由可知，P粒子和Q粒子在磁场中的运动时间之比为选项D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学在做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验装置。

（1）在实验中，以下说法正确的是__________。（填字母）A.弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量D.用几个不同的弹簧，各测出一组拉力与伸长量，可得出拉力与伸长量成正比（2）如图乙所示，是某根弹簧所受拉力F与伸长量x之间的关系图，由图可知，该弹簧的劲度系数是__________N/m。（3）该同学用此弹簧制作成一把弹簧秤，丙图是某次测力时的弹簧秤指针位置的示意图，则该力的大小为__________N。【答案】①.AB##BA②.200③.2.76（2.73~2.79）【解析】【详解】（1）[1]A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A正确；B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于竖直位置，使钩码的重力大小等于弹簧的弹力，要待钩码平衡时再读数，故B正确；C．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去原长，故C错误；D．应该用同一个弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出弹力与形变量成正比，故D错误。故选AB。（2）[2]根据胡克定律可知，图像的斜率大小等于劲度系数大小，由图像求出劲度系数为（3）[3]指针在2.7与2.8之间，估读为2.76N。12.某同学在实验室测量一根粗细均匀长为的金属丝的电阻率。（1）首先用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图甲所示，则该次金属丝直径的测量值______mm。（2）实验桌上有如下器材：毫米刻度尺，螺旋测微器，金属丝，电源E（电动势3V、内阻不计），电流表（量程0~0.6A、内阻1.0Ω），电压表（量程0~3V、内阻约3kΩ），滑动变阻器R（最大阻值），开关S及导线若干。为减小误差，应选用图中的______（选填“乙”或“丙”）连接线路。（3）实验过程中，改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两电表的读数，作出如图丁所示的图像，可得金属丝的电阻R=______，电阻率______（结果均保留1位有效数字）。（4）电路保持闭合，若测量时间较长，会使电阻率的测量结果______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】①.##0.852##0.853##0.854##0.856##0.857②.乙③.3④.⑤.偏大【解析】【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为（2）[2]由于电源内阻不计，而电压表的内阻未知，电流表的内阻已知，则电流表的分压值能够确定，而电压表的内阻不确定，则电压表的分流值也不能够确定，即实验可以进行精测，可知，应选用乙图连接线路。（3）[3]根据图乙，可得则有结合图丁所示图像，则有解得可得金属丝的电阻[4]根据电阻定律有解得电阻率（4）[5]电路保持闭合，若测量时间较长，金属丝发热，温度升高，会使金属丝的电阻率增大，所以测量结果将偏大。13.庆祝活动所使用的气球100%可降解，不存在污染环境的问题。此外，所有气球内充的都是氦气，和遇明火易爆炸的氢气相比，更加安全。某市民跨年夜放飞气球迎接新年，每个气球需要充入氦气10L，充气后压强为，地面附近空气温度为、压强为，用一个容积为50L、压强为的氦气罐给气球充气，可认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度相同。气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到15L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降，高度每升高10m，大气压减小110Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，求：（1）用一个氦气罐可以充出符合要求气球的个数n；（2）当气球发生爆裂时，气球离地面的高度h。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）全部充气完毕，罐内气体压强也变为，设充气后的气体总体积为V，则根据理想气体状态变化规律将代入可解得设总共充气n个符合要求的气体，则其中代入可得（2）当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到15L，设此时气球离地面高度为h，则爆裂时气体的压强和温度分别是代入理想气体状态变化方程解得当气球发生爆裂时，气球离地面的高度14.2023年秋某高校军训，如图所示，轻绳一端固定，质量为的同学（可视为质点）抓住绳的另一端，使绳水平拉直后由静止摆下过障碍物。已知绳长为，在轻绳到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。绳子的固定端到地面的距离为。不计轻绳质量和空气阻力，重力加速度g取值，求：（1）该同学做圆周运动的过程中合力冲量的大小；（2）该同学摆到最低点（未飞出时）对绳的拉力大小；（3）该同学的落地点离绳的固定端的水平距离和落地时重力的功率大小。【答案】（1）；（2）1800N；（3）3.6m，3600W【解析】【详解】（1）对同学从开始到摆到最低点的过程中，根据动能定理得根据动量定理得同学做圆周运动的过