2023-2024年辽宁省辽阳市高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高三考试物理试卷一、选择题1.下列有关原子核衰变和光电效应的说法正确的是（）A.粒子就是氦原子B.射线来自原子内层电子C.射线是原子内层电子跃迁时发射的电磁波D.光电效应中逸出的光电子和原子核衰变放出的粒子相同【答案】D【解析】粒子是由两个质子和两个中子结合在一起产生的，即氦原子核。故A错误；射线是原子核内部的一个中子转化成一个质子产生的。故B错误；射线是原子核受激跃迁时发射的波长极短的电磁波。故C错误；光电效应中逸出的光电子和原子核衰变放出的粒子相同，光电子来自核外电子，粒子来自原子核，它们是动能不同的电子。故D正确。故选D。2.如图所示，物体运动的图像是抛物线的一部分，物体在时刻的位置坐标为，在时刻的位置坐标为，则物体在时刻的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】物体沿正方向做匀减速直线运动，物体在某一段时间内中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度，即物体在时刻的速度等于时间内的平均速度，则物体在时刻的速度大小，故选C。3.年月日，天文学家报告新发现颗木星卫星，使木星已知卫星增至颗。在木星的众多卫星中，盖尼米得、伊奥两颗卫星的轨道均近似为圆，盖尼米得的周期比伊奥的周期大，下列说法正确的是（）A.盖尼米得的线速度大于伊奥的线速度B.盖尼米得的角速度大于伊奥的角速度C.盖尼米得的轨道半径大于伊奥的轨道半径D.盖尼米得的向心加速度大于伊奥的向心加速度【答案】C【解析】根据题意，由开普勒第三定律有可知，由于盖尼米得的周期比伊奥的周期大，则盖尼米得的轨道半径大于伊奥的轨道半径，故C正确；由万有引力提供向心力有，解得，由于盖尼米得的轨道半径大于伊奥的轨道半径，则盖尼米得的线速度小于伊奥的线速度，故A错误；由万有引力提供向心力有，解得，由于盖尼米得的轨道半径大于伊奥的轨道半径，则盖尼米得的角速度小于伊奥的角速度，故B错误；由万有引力提供向心力有，解得，由于盖尼米得的轨道半径大于伊奥的轨道半径，则盖尼米得的向心加速度小于伊奥的向心加速度，故D错误。故选C。4.如图所示，圆形线圈的匝数，面积，处在垂直于纸面向里的匀强磁场中。磁感应强度大小随时间变化的规律为，定值电阻，线圈的电阻。下列说法正确的是（）A.通过电阻的电流方向为B.线圈产生的感应电动势为C.定值电阻两端的电压为D.通过电阻的电流为【答案】B【解析】根据题意，由磁感应强度大小随时间变化的规律可知，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中感应磁场的方向垂直纸面向外，由安培定则可知，线圈中感应电流为逆时针，则通过电阻的电流方向为，故A错误；根据题意，由法拉第电磁感应定律有，线圈产生的感应电动势为，故B正确；根据题意可知，线圈中磁感应强度均匀变化，则线圈产生恒定的电动势，由闭合回路欧姆定律可得，通过电阻的电流为，定值电阻两端的电压为，故CD错误。故选B。5.如图所示，三个完全相同的物体、、用两根轻质细绳连接，作用在物体上的水平恒力使整体沿粗糙水平面向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（）A.、间轻绳中的张力大小为B.、间轻绳中的张力大小为C.、间轻绳中的张力大小为D.、间轻绳中的张力大小为【答案】B【解析】设物体质量均为，与地面间的动摩擦因数为，对、、整体，有，解得；对，有，解得，故A错误，B正确；将对、看成整体，有，解得，故CD错误。故选B。6.如图所示，质量为0.5kg的小球和质量为的物块用跨过光滑定滑轮的轻质细绳连接，物块放在倾角为的固定斜面体上。起初小球静止在滑轮正下方，现在小球上施加一水平向右的外力，使滑轮右侧细绳缓慢逆时针转动，此过程中物块始终静止，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.外力先增大后减小 B.起初物块受到个力作用C.物块受到的静摩擦力不超过 D.物块受到的静摩擦力先增大后减小【答案】C【解析】当连接的细绳与竖直方向的夹角为时，对受力分析，如下图所示，根据平衡条件有，水平缓慢拉动时，夹角为逐渐变大，则外力逐渐增大，故A错误；一开始时，细绳的拉力等于A的重力为，而沿斜面向下的分力为，则开始时物块不受斜面的摩擦力，只受到重力、斜面的支持力和细绳的拉力，故B错误；由上述分析可得，在水平缓慢拉动时，细绳的拉力为，对物块分析，沿斜面方向，根据平衡条件有，可知，此过程中物块受到的静摩擦力从逐渐增大至，故C正确，D错误。故选C。7.如图所示，一束复色光以的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线、，关于、两束单色光，下列说法正确的是（）A.光的频率较小B.光在玻璃砖中的速度比光快C.光在玻璃砖中的波长比光短D.光先从玻璃砖上表面射出【答案】D【解析】根据题意，由折射定律和反射定律做出完整的光路图，如图所示；由折射定律可知，两束单色光的折射率分别为，，由图可知，则有，即玻璃砖对光的折射率比光的折射率大，由于折射率越大，光的频率越大，则光的频率较大，故A错误；根据，可得，可知，折射率越大，光在介质中传播的速度越小，即光在玻璃砖中的速度比光慢，故B错误；根据，可得，由于光的速度慢，频率大，则光的波长短，故C错误；设玻璃砖的厚度为、光线进入玻璃砖后的折射角为，则光在玻璃砖中传播的速度为，传播距离为，则传播时间为，根据上述光路图可知，则有，则有，可得，即光先从玻璃砖上表面射出，故D正确。故选D。8.如图所示，虚线、、是电场中的一簇电场线，实线为一电子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，、是这条轨迹上的两点，据此可知（）A.点的电势比点的电势高B.电子在点具有的电势能比在点具有的电势能小C.电子在点的加速度比在点的加速度大D.电子一定从点向点运动【答案】AC【解析】由电子的运动轨迹可知，电子受电场力大致向上，可知电场线大致向下，沿电场线电势降低，可知点的电势比点的电势高，选项A正确；若电子由到，则电场力做正功，则电势能减小，即电子在点具有的电势能比在点具有的电势能大，选项B错误；因点的电场线较点密集，可知电子在点受电场力较大，则电子在点的加速度比在点的加速度大，选项C正确；电子可能从点向点运动，也可能从到，选项D错误。故选AC。9.变压器是日常生活中必不可少的重要元器件，小明同学学习交流电单元的知识后，他查阅资料，改进了课本中的变压器模型，制作了一个环形变压器（可视为理想变压器）。图甲是实物图，图乙所示的环形变压器原线圈的匝数为匝，副线圈接一个“”的小灯泡，电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈两端的交流电压随时间变化的关系图像为如图丙所示的余弦曲线，最大值，此时小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（）A.交流电的方向每秒改变次 B.电压表的示数为C.电流表的示数为 D.副线圈的匝数为【答案】ACD【解析】交流电周期为，内包含个周期，方向改变次，故A正确；输入电压的有效值，照明电灯正常发光，副线圈的电压，根据，可知匝，故D正确；电压表示数为有效值，恒为，故B错误；根据，解得，电流表的示数为，故C正确。故选ACD。10.如图所示，直径为的圆上有两个做简谐运动的波源、，两波源的振动情况完全相同，在介质中产生的简谐波的波长均为，和是圆的两个互相垂直的直径，除两波源外，下列说法正确的是（）A.圆上有个振动减弱点B.圆上有个振动加强点C.波源到圆上最近的振动加强点的距离为D.圆上的振动减弱点到点的最小距离为【答案】BD【解析】两波源的振动情况完全相同，到波源距离等于的点为加强点，设直径上加强点到的距离为，则，，解得；；；所以直径上有个加强点，当等于零时，加强区与直线重合，当为正整数时，加强点构成一系列双曲线，由图像对称性可知，圆上有个振动加强点，因为振动加强区和减弱区交替出现，所以圆上至少有个振动减弱点，故A错误，B正确；设圆上与波源最近的振动加强点为，则其到的距离比到距离大，即有，由几何知识可知为圆的一条非直径的弦，所以，代入数据可知，故C错误；以圆心为坐标原点，直线为轴，直线为轴，建立直角坐标系，圆方程为，圆上到点的距离最小的振动减弱点所在双曲线方程为，其中，，解得双曲线与圆在第一象限的交点坐标为，则，即圆上的振动减弱点到点的最小距离为，故D正确。故选BD。二、非选择题11.某同学用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。该同学在长木板的右端利用小木块微调木板的倾斜程度以平衡摩擦力，使小车在木板上做匀速直线运动。小车前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器，接通打点计时器的电源后，让小车以某速度做匀速直线运动，小车与置于木板上静止的小车相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动，得到的纸带如图乙所示。已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，小车（包括橡皮泥）的质量为，回答下列问题：（1）两小车碰撞过程处于________（填“”“”“”或“”）段；（2）结合图乙可知，碰前小车的动量大小为________；（3）若碰撞过程中动量守恒，则小车的质量为________。【答案】（1）；（2）##；（3）【解析】（1）[1]推动小车使其由静止开始运动，小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，取段，碰撞过程是一个变速过程，取段，和碰撞后粘在一起继续做匀速直线运动，取段；（2）[2]在碰撞前做匀速直线运动，因此选取段计算小车碰前的速度大小，即，碰前小车的动量大小；（3）[3]取段计算两车碰撞后的速度大小，即，若碰撞过程中动量守恒，联立解得小车的质量为。12.现有一块旧的动力电池，某小组设计了如图所示的电路来测量该电池的电动势和内阻。使用的器材如下：待测电池（电动势约）；电压表（量程为）；电阻箱（）；定值电阻（阻值为）；开关及导线若干。（1）闭合开关，多次调节电阻箱，记下电阻箱阻值和对应电压表示数，作出的图线，图线的斜率为，纵截距为。（2）若不考虑电压表内阻对实验的影响，则该电池的电动势______，内阻______。（用、、表示）（3）若考虑电压表内阻对实验的影响，则电池的电动势______，内阻______。（用、、、表示）【答案】（2），；（2），【解析】（2）[1][2]若不考虑电压表对电池电动势及内阻的测量，则根据闭合电路的欧姆定律有，变式可得，根据题意，，解得，；（3）[3][4]若考虑电压表内阻对实验的影响，则根据闭合电路的欧姆定律有，整理可得，则有，，解得，。13.如图所示，导热性能良好的形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的倍，此时左端水银面到管口的距离，比右端水银面高。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求：（1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强；（2）活塞向下推动的距离。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设初始状态右管封闭气体的压强，则，得，推动活塞至两管水银面相平，设左端液面下降，根据左端横截面积为右端的5倍，则右端液面上升，有，解得，对右管封闭气体，根据波意耳定律有，解得；（2）对左端封闭气体，根据波意耳定律有，解得。14.如图所示，一绝缘细直杆固定在水平向左、电场强度大小的匀强电场中，直杆与电场线成角，杆长。一套在直杆上的电荷量为的带负电荷的小环，从杆顶端点由静止开始下滑，小环离开杆后恰好通过杆底端点正下方的点。已知小环的质量，环与杆间的动摩擦因数，取重力加速度大小。求：（1）、两点间的距离；（2）小环运动到杆顶端点正下方时的动能。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设小环在细直杆上运动时的加速度大小为，受到的支持力大小为，受到的摩擦力大小为，小环离开直杆时的速度大小为，小环从点运动到点的时间为，有，，，，，，解得；（2）设小环从点运动到点正下方所用的时间为，小环在点正下方时的水平分速度为、竖直分速度为，有，，，，解得。15.如图所示，在平面直角坐标系第一象限、边长为的正方形区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，在第二象限、边长为的正方形区域内存在沿轴正方向的匀强电场，正方形的点位于轴上，点坐标为，边与轴的负方向成角。一带负电的粒子从点以速度沿纸面射入磁场，速度方向与成角，粒子恰好从点离开磁场，穿过轴进入匀强电场，从点（图中未画出）离开电场时的速度方向与射入磁场时的速度方向垂直，不计粒子受到的重力，求：（1）点的坐标；（2）粒子从点运动到点的时间；（3）匀强磁场的磁感应强度与匀强电场的电场强度的比值。【