2023-2024年辽宁省锦州市高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

2023~2024学年度第一学期期末考试高三物理一、选择题1.年英国物理学家约瑟夫•约翰•汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子，下列有关电子的说法正确的是（）A.电子的发现说明原子是有内部结构的B.光电效应中，逸出光电子的最大初动能与入射光强度有关C.根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，核外电子动能增大D.射线是原子核外电子电离形成的电子流【答案】A【解析】电子的发现说明原子是可以再分的，故原子是有内部结构的，故A正确；光电效应中，逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关，而与强度无关，故B错误；根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，库仑力做负功，核外电子动能减小，故C错误；从原子核中发出的射线是电子流，电子是由中子转化为质子而来的，不是原子核外电子电离形成的电子流，故D错误。故选A。2.我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁或玻璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由点沿直线匀速“爬行”到右上方点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由点沿直线匀速“爬行”到右上方点，“蜘蛛侠”处于平衡状态，故在竖直面内受力平衡。故选B。3.用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手握住直尺顶端的地方，乙同学在直尺下端刻度为零的地方做捏住直尺的准备，但手没有碰直尺，当乙同学看到甲同学放开直尺时，立即握住直尺，记录下乙同学握住直尺的刻度，根据所学知识计算出不同刻度对应的反应时间，从而把这把尺子做成“反应时间测量尺”。关于“反应时间测量尺”，下列说法正确的是（）A.其“时间刻度”是均匀的，与长度刻度成正比例B.其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密C.其“时间刻度”是不均匀的，且远离直尺零刻度的地方“时间刻度”密D.如果在月球上使用此刻度尺测得的“反应时间”与在地球上测得的相等【答案】B【解析】根据题意，由公式可得，可知，其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密，故AC错误，B正确。由于月球上的重力加速度小，可知如果在月球上使用此刻度尺，刻度尺下落比地球上慢，同样的下落距离对应反映时间变长，在月球上使用此刻度尺测得的“反应时间”与在地球上测得的不相等，故D错误。故选B。4.圆锥摆是一种简单的物理模型，四个形状相同的小球、、、在水平面内均做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球、在同一水平面内做圆锥摆运动（连接球的绳较长），小球；如图乙所示，小球、在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接、的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接球的绳较长），，则下列说法正确的是（）A.小球、向心加速度大小相等B.小球比向心加速度大C.小球受到绳的拉力与小球受到绳的拉力大小不等D.小球受到绳的拉力与小球受到绳的拉力大小相等【答案】C【解析】对甲图分析：设细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为，小球到悬点的竖直距离为，则，，解得，，所以小球的加速度大小相同，虽然，但两小球细线与竖直方向上的夹角不同，故小球受到绳的拉力与小球受到绳的拉力大小不等，故A错误，C正确；对乙图CD分析：设细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为，绳长为，绳上拉力为，则有，，得，，所以小球、向心加速度大小相同，由于夹角虽然相同，但，可知小球受到绳的拉力大小不相同，故BD错误。故选C。5.金星是天空中较亮的星，大小、质量、密度非常接近于地球，其半径约为地球半径的，质量约为地球质量的；已知地球表面重力加速度为，地球半径为，据此可求出（）A.太阳的质量 B.金星公转的周期C.金星表面重力加速度 D.金星公转的向心加速度【答案】C【解析】由地球表面的物体重力等于地球的引力，设地球半径为，可得，题中没有给出、、，故太阳的质量不可求出，故A错误；由万有引力提供向心力可得，因太阳质量未知，金星的轨道半径未知，金星公转的周期不可求出，故B错误；由万有引力提供向心力可得，解得，故金星表面重力加速度可以求出，故C正确；由牛顿第二定律可得，，因太阳质量未知，金星的轨道半径未知，金星公转的向心加速度不可求出，故D错误。故选C。6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，输入端接在的交流电源上，为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻，电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A.当时，电压表的读数为B.当时，若将电流表换成规格为“，”的灯泡，灯泡能正常发光C.当时，电压表的读数为D.当时，电源的输出功率为【答案】D【解析】当时，原线圈两端电压有效值为，根据理想变压器原、副线圈电压关系可得副线圈两端电压的有效值（即电压表的示数）为，故A错误；灯泡电阻为，灯泡额定电流为，将电流表换成灯泡后，副线圈中的电流为，所以灯泡不可以正常发光，故B错误；当时，设电流表和电压表的示数分别为和，此时原线圈中的电流为①，原线圈两端电压为②，并且③，联立①②③解得，，电源的输出功率为，故C错误D正确。故选D。7.一定质量的理想气体经历了的循环，其图像如图所示，下列说法正确的是（）A.状态气体分子的平均动能比状态气体分子的平均动能大B.由到的过程中，外界对气体做功C.由到的过程中，气体内能增大D.经历一个循环，气体吸收的总热量小于释放的总热量【答案】B【解析】根据可知横纵坐标乘积可代表温度大小，则的温度小于，温度是分子平均动能的标志，所以状态气体分子的平均动能比状态气体分子的平均动能小，故A错误；由到的过程中，外界对气体做功，故B正确；由到的过程中，温度降低，气体内能减小，故C错误；经历一个循环，气体内能不变，图像与横轴围成面积代表做功，可知，全过程气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的总热量大于释放的总热量，故D错误。故选B。8.如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩，底面水平，罩内为空气。发光点位于中点，发出的垂直于的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（）A.液体的折射率为B.液体的折射率为C.发出的光照射到界面时不可能发生全反射D.液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮【答案】AC【解析】由几何关系可知，发光点发出的垂直于的光垂直于进入液体后，在上边的界面处的入射角等于，恰好不能射出液面，则临界角为，所以折射率，故A正确B错误；发出的光照射到界面时，是从光疏介质向光密介质入射，不能发生全反射，故C正确；由题，发光点发出垂直于的光垂直于恰好不能射出液面，可知点发出的垂直于的光通过以下的部分不能射出界面，所以在液面上方不能够看到透明罩所有位置都被照亮，故D错误。故选AC。9.一列简谐横波在均匀介质中沿轴传播，时刻的波形如图甲所示，其中位于横坐标处的一质点的振动图像如图乙所示，是图甲中纵坐标为的另一质点。下列说法正确的是（）A.该横波的传播方向为轴负方向B.该横波的传播速度大小为C.点的横坐标为D.时点的位移是【答案】BD【解析】因时刻，质点沿轴正向运动，结合波形图“同侧法”可知该横波的传播方向为轴正方向，选项A错误；该横波的传播速度大小为，选项B正确；由数学知识可知，点的平衡位置到处的距离为，即点的横坐标为，选项C错误；时波沿轴正向传播，此时处的质点在波谷位置位移是，选项D正确。故选BD。10.如图，倾角的足够长传送带向上匀速传动，与传送带运动方向垂直的虚线与间存在垂直传送带向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、边长为的正方形单匝导线框随传送带一起向上运动；经过一段时间，当线框边越过虚线进入磁场后，线框与传送带间发生相对运动；当线框完全进入磁场时，速度大小变为线框边刚进入磁场时速度大小的，当线框边到达虚线处时，线框恰好与传送带相对静止。已知两虚线间距离为，线框的阻值为，线框与传送带间的动摩擦因数，重力加速度为，整个过程中线框边始终与两虚线平行，下列说法正确的是（）A.穿过磁场过程中，线框的最小速度不小于B.线框从开始进入磁场到开始离开磁场的过程中，摩擦力的冲量为C.传送带的速度大小为D.线框离开磁场的过程中产生的焦耳热为【答案】ABD【解析】线框可能减速上升直到达到最小速度后保持匀速，也可能一直减速，设线框的最小速度为，则，解得，所以，穿过磁场过程中，线框的最小速度不小于，故A正确；从开始进入磁场到开始离开磁场的过程中，对线框列动量定理，可得，则摩擦力的冲量为，解得，故B正确；从线框边刚进入磁场到完全进入磁场，设进入磁场的过程中线框克服安培力做功为，对线框列动能定理，，从开始进入磁场到开始离开磁场的过程中，对线框列动能定理，可得，依题意，传送带的速度，即，C错误；根据对称性，可得，线框进入磁场产生的焦耳热等于离开磁场过程中产生的焦耳热，则，即，故D正确。故选ABD。二、非选择题11.某实验小组采用如图所示的装置来验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：①安装仪器，并将木板一侧适当垫高以平衡摩擦力；②将另一小车（图甲中未画出）静置于处，在小车中放入适当质量的重物；③接通电源，轻推一下，使小车沿木板向下运动，、碰撞后粘在一起运动，打出一条如图乙所示的纸带（图乙中的、均已测出）；（1）关于步骤①中平衡摩擦力的操作，下列最准确的是___________（选填正确答案标号）；A.将小车轻放于木板上，小车静止不动B.轻推一下小车，目测小车做匀速直线运动C.将小车连上纸带，接通电源，轻推一下小车，在纸带上打出一系列点，纸带上点迹分布均匀（2）在图乙中，___________（填“”或“”）段对应的点是两车碰撞前打出的；（3）测得小车的质量为，小车的质量为，重物的质量为，那么在误差允许的范围内满足关系式___________（用、、、、表示），则在碰撞过程中系统动量守恒。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）[1]平衡摩擦力是让小车在运动过程中平衡，小车运动时很难通过视觉判断是否为匀速运动，故将小车连上纸带，接通电源，轻推一下小车，在纸带上打出一系列点，纸带上点迹分布均匀，此时小车匀速运动，摩擦力等于重力沿斜面分力。故选C。（2）[2]因为两车碰撞后粘在一起，所以碰撞后两车的共同速度小于碰撞前小车的速度，在题图乙中，对应的点是两车碰撞前打出的。（3）[3]设图乙中两段距离对应的时间为，则两车碰撞前后的速度分别为，，两车碰撞过程中动量守恒，则有。12.某学习小组为了测定家用自来水的电阻率，在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满自来水，玻璃管两端用具有良好导电能力的活塞塞住管口，现有如下仪器∶电源∶具有一定内阻，电动势约为电流表∶量程为，内阻电流表∶盘程为，内阻约为定值电阻定值电阻滑动变阻器：最大阻值约为多用电表一个单刀单掷开关，导线若干（1）甲同学将多用电表欧姆挡旋至“”倍率位置，对玻璃管中水的电阻进行粗略测量如图所示，该同学所测阻值为___________。（2）乙同学想要较精确测量水柱的阻值，他将电流表，与定值电阻___________（填字母代号）进行___________联，改装成量程为的电压表。（3）乙同学测量中要求仪表的指针偏角不小于满偏角度的三分之一，实验电路应选用下面的图___________最为合理。A.B.C.D.（4）乙同学测得电流表读数为，电流表读数为，玻璃管中有水部分的长度为，玻璃管内径为。则所测家用自来水的电阻率________（用题中所给的字母表达）。【答案】（1）；（2），串联；（3）；（4）【解析】(1)[1]该同学所测阻值为；(2)[2][3]两个电流表一个测量电流，一个改装成电压表，由实验题意可知，将电流表改装成电压表，由，可得，所以电流表与定值电阻串联；(3)[4]测量中要求仪表的指针偏角不小于满偏角度的三分之一，且的电阻约为，不准确，所以外接，滑动变阻器分压式接法，故A正确，BCD错误。故选A；(4)[5]玻璃管中水的电阻，由电阻定律可得，联立可得。13.如图所示，光滑圆弧槽的末端与水平传送带相切，一质量的小物体（可视为质点）在距传送带高的地方由静止开始沿圆弧槽轨道滑下，小物体与传送带之间的动摩擦因数，传送带长度，且传送带以逆时针匀速转动。重力加速度，求：（1）小物体距传送带右端的最近距离；（2）小物体第二次经过点后滑上圆弧槽的最大高度是多少？从开始运动到第二次经过点，小物体在传送带上运动的时间是多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）设小物体距传送带右端的最近距离为，从到距传送带右端最近的过程，根据动能定理，解得；（2）小物体在传送带上的加速度大小，反向加速到与传送带共速，，所以小物体先加速后匀速，第二次经过点后滑上圆弧轨道的最大高度，解得，设小物体滑上传送带做减速运动的时间为，反向加速的时间为，匀速的时间为，，，，解得。14.利用电、磁场控制和改变带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示，平面直角坐标系中，第一象限存在垂直于平面向外的匀强磁场，第三象限存在沿轴正方向的匀强电场，点坐标为。质量为，带电量为的带电粒子从点以速度沿轴正方向飞入电场，从轴上的点离开电场时速度方向与轴正方向成角，经过第二象限后又进入磁场，最终从轴上的点垂直于轴射出磁场，不计粒子重力，求：（1）点的横坐标；（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据题意可知，粒子在第三象限电场内做类平抛运动，进入第二象限后做匀速直线运动，进入第一象限磁场做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，粒