【物理】湖北省新洲区部分学校2023-2024学年高三上学期1月期末考试试题（解析版）

成就未来，新教育伴你成长联系电话：400-186-97862023~2024学年度上学期期末新洲区部分学校高中三年质量检测物理试卷考试时间：75分钟满分：100分一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.以下装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（）A.甲图为回旋加速器，增加电压U可增大粒子的最大动能B.乙图为磁流体发电机，可判断出A极板比B极板电势低C.丙图为质谱仪，打到照相底片D同一位置粒子的电荷量相同D.丁图为速度选择器，特定速率的粒子从左右两侧沿轴线进入后都做直线运动【答案】B【解析】A．甲图为回旋加速器，粒子做圆周运动由洛伦兹力提供向心力得对于同一个粒子，增大磁感应强度和加速器半径可以增大其速度，从而增大其动能，与电压无关。故A错误；B．乙图为磁流体发电机，根据左手定则可以判断，带正电的粒子向B极板聚集，故B极板为正极，A极板比B极板电势低，故B正确；C．丙图为质谱仪，粒子由加速电场加速粒子，有做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力联立解得粒子经过相同得加速电场和偏转磁场，所以打到同一位置的粒子的比荷相同。故C错误；D．丁图的速度选择器，粒子只能从左向右运动才符合原理。比如带正电的粒子进入时，洛伦兹力向上，电场力向下才能受力平衡。故D错误。故选B。2.核电池又叫“放射性同位素电池”，在航天深空探测、心脏起搏器等方面有着重要的应用。某种核电池常用的放射性同位素是钚238，其半衰期为87.7年，该电池利用α衰变放出的能量转化为电能；还有一种微型核电池，可以把放射性物质镍52衰变时放出的高能β粒子直接转化成电流。下列说法不正确的是（）A.核电池的发电原理与核电站相同，都是将放射性同位素衰变时产生的能量转化为电能B.与高能β粒子相比，利用同位素钚238的核电池在衰变过程中释放的α粒子质量较大，速度较慢，用一张纸就可以阻挡C.利用钚238的核电池可以较长时间提供电能，不受阳光、温度、压力、电磁场、化学反应的影响D.镍52发射的高能β粒子是镍的中子变成质子放出的电子【答案】A【解析】A．核电池的发电原理是将放射性同位素衰变时产生的能量转化为电能，核电站是利用核裂变时产生的能量转化为电能，故A错误；B．与高能β粒子相比，利用同位素钚238的核电池在衰变过程中释放的α粒子质量较大，速度较慢，用一张纸就可以阻挡，故B正确；C．利用怀238的核电池可以较长时间提供电能，不受阳光、温度、压力、电磁场、化学反应的影响，故C正确；D．镍52发射的高能β粒子是镍的中子变成质子放出的电子，故D正确。本题选错误的，故选A。3.“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波t=0时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于4m处，图乙为质点M的振动图像，则（）A.该列波的传播方向沿x轴正向传播B.该列波的传播速度为4m/sC.质点M在7s内通过的路程为280cmD.质点M在2s内沿x轴运动了8m【答案】C【解析】A．根据图乙可知，0时刻，质点M沿y轴正方向运动，根据图甲，利用同侧法可知，该列波的传播方向沿x轴负向传播，故A错误；B．根据图甲可知，波长为4m，根据图乙可知，周期为2s，则波传播速度为故B错误；C．由于则质点M在7s内通过的路程为故C正确；D．机械波传播的是质点振动的形式与能量，质点本身不会随波发生迁移，故D错误。故选C。4.2023年9月26日中国首条城市空轨在武汉开通。乘坐“光谷光子号”空轨，可尽情体验“人在空中游，景在窗外动”的科幻感。空轨列车在从综保区站从静止出发后，做匀加速直线运动，此过程中从甲地加速到乙地用时1分钟，甲乙两地相距2.1km，且经过乙地的速度为180km/h。对于列车的匀加速直线运动过程，下列说法正确的是（）A.列车的加速度大小为0.75m/s² B.C.乙地到综保区站的距离为2.5km D.乙地到综保区站的距离为3.5km【答案】C【解析】AB．设乙地速度为v，则从乙到甲运动逆思维，做匀减速直线运动，加速度大小为a，则解得故AB错误；CD．从综保区到乙地，由静止开始匀加速解得x=2500m故C正确，D错误；故选C。5.如图所示，水平桌面上的小物块a通过轻绳跨过光滑定滑轮连接小物块b，物块a与桌面间的动摩擦因数为。将物块a从P点由静止释放，后到达桌面上距离P点的Q点（b未落地），重力加速度，则物块a与物块b的质量之比为（）A.1 B. C. D.【答案】B【解析】设绳子拉力为F，对a、b分别应用牛顿第二定律可得联立可得由运动学公式可得联立解得故选B6.如图所示，形支架以为轴做匀速圆周运动，且角速度不变。处分别用等长的摆线连接相同的摆球（处摆线摆球未画），两摆球都稳定时处摆线与竖直方向成角。下列说法正确的是（）A.处摆线长不变，摆线才能与竖直方向成角B.处摆线加长，摆线才能与竖直方向成角C.处摆线缩短，摆线才能与竖直方向成角D.处摆线加长或缩短，摆线都可能与竖直方向成角【答案】C【解析】根据题意，对处摆线悬挂的小球受力分析，如图所示可知，小球的合力为若处摆线与竖直方向也成角，则处摆线悬挂的小球的合力同为，由合力提供向心力有可知，由于两个小球的合力相等，转动的角速度相等，则两个小球做圆周运动的半径相同，即两个小球在同一竖直线上，则需处摆线缩短。故选C。7.如图所示，半径为的带电荷量为的绝缘圆环，圆心为，电荷量均匀分布。为圆环的三等分点，。现将两处长为的电荷取走，点放置一电荷量为的点电荷，处电场强度恰好为0，则（）A.处的点电荷一定带正电 B.点电场强度为零C.的绝对值为 D.两点电场强度相同【答案】C【解析】AC．圆环上的电荷在点产生的电场强度为0，取走两处电荷后，两点关于点对称的两点分别为，产生的电场强度矢量和水平向右，与点处的在空间叠加后，点电场强度为0，所以一定为负电荷解得A错误，C正确；B．处的点电荷一定带负电，故点电场强度一定向左，B错误；D．两点电场强度方向不同，D错误。故选C。8.2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（）A.飞船在轨道3上运行的速度大于第一宇宙速度B.飞船从②轨道到变轨到③轨道需要在Q点点火加速C.飞船在①轨道的动能一定大于天和核心舱在③轨道的动能D.若核心舱在③轨道运行周期为T，则飞船在②轨道从P到Q的时间为【答案】BD【解析】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，飞船绕地球运行的速度小于第一宇宙速度，选项A错误；B．飞船从②轨道变轨到③轨道，飞船将由近心运动变成圆周运动，所以需要在Q点点火加速，选项B正确；C．虽然在①轨道的速度大于③轨道的速度，但由于飞船和核心舱的质量未知，故无法判断他们动能的大小，故C错误；D．根据开普勒第三定律可知可得飞船在②轨道从P到Q的时间为，故等于，选项D正确。故选BD。9.玻璃球中的气泡通常看起来都特别明亮，如图甲所示。若某玻璃球中心有一球形气泡，可简化为如图乙所示，其中一细光束从玻璃球表面的A点射入玻璃球后照射到空气泡表面上P点，在P点反射后到达玻璃球表面的B点。细光束在P点的入射角，两点的距离为d。已知该玻璃的折射率为1.5，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是（）A.细光束在P点发生全反射B.细光束在B点发生全反射C.细光束从A点传播到B点的时间为D.细光束从A点传播到B点的时间为【答案】AC【解析】AB．已知该玻璃的折射率为1.5，则根据临界角与折射率之间的关系则可知细光束在该玻璃球中发生全反射的临界角小于，而细光束经玻璃照射到空气泡表面上P点时的入射角，大于临界角，因此细光束在P点发生了全反射，而由几何关系易知在B点，射向空气时的入射角小于临界角，因此光束在B点发生了折射，故A正确，B错误；CD．由折射率可得细光束在玻璃中传播的速度为而由几何关系可得，光从A点传播到B点的路程为则光从A点传播到B点的时间为故C正确，D错误。故选AC。10.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）A.当磁感应强度B减小时，污水流速将减小B.当污水中离子浓度降低时，MN两点电压将减小C.只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U，就能够推算污水的流量D.当将MN接入外部回路，该装置将成为磁流体发电机，N点相当于电源的正极【答案】CD【解析】A．污水流量计可测出污水流速，且不会改变污水的流速，故A错误；BC．污水流速稳定后，有可得故当污水中离子浓度降低时，MN两点电压不变，故B错误；C．污水的流量为故C正确；D．根据左手定则，正离子向下偏转，负离子向上偏转，故当将MN接入外部回路，该装置将成为磁流体发电机，N点相当于电源的正极，故D正确。故选CD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.某学习小组用如下实验装置探究平抛运动规律（1）用图甲所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，B球同时被松开自由下落。不计空气阻力，实验发现两球同时落地，改变装置的高度多次重复实验都有同时落地的现象。这说明（）A.A球在水平方向做匀速直线运动B.A球在竖直方向做自由落体运动C.A球、B球落地时速度相等（2）如图乙所示，两个相同的弧形轨道M、位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平面相切。两个质量不等的小钢球P、Q，同时从图示位置由静止释放。观察到P落到地面时恰好与Q相碰。向上平移弧形轨道M，多次重复实验，仍能观察到相同的现象这说明（）A.P球在水平方向做匀速直线运动B.P球在竖直方向做自由落体运动C.P球、Q球相碰时速度相等（3）某同学用平抛演示仪丙做实验时，忘记标注小球抛出点的位置O，A为小球运动一段时间后的位置，以A点为原点建立坐标系，根据实验数据绘制如图丁所示的图像。可知小球抛出点O的坐标为__________；平抛物体在A点的速度约为_________（保留两位有效数字）（g取）【答案】（1）B（2）A（3）2.0【解析】（1）[1]AB两球同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即A球在竖直方向做自由落体运动，故选B；（2）[2]因为P落到地面时恰好与Q相碰，说明两球在水平方向的运动相同，即说明P球在水平方向做匀速直线运动，故选A；（3）[3][4]由图，根据可得B点的竖直速度则抛出点的纵坐标为y=-(32-24)cm=-8cm水平初速度从抛出点到B点的水平距离则抛出点的横坐标为x=-(40-20)cm=-20cm即抛出点的坐标为（-20cm，-8cm）A点的竖直速度则A点速度12.根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。（1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图所示；为了使测量结果更准确，应把选择开关调至___________（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图所示，则人体电阻为___________。（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表（量程，内阻），滑动变阻器（额定电流，最大阻值），电源（电动势，内阻不计），开关，导线若干。请帮助完成下列实验步骤：①图c中虚线框内缺少了一块电表，应选择___________，理由是___________。②请把实验电路图补充完整；___________③若步骤①中所选电表示数为，电压表的示数为，则待测电阻___________（用题中所给的物理量符号表达）。【答案】（1）100（2）通过被测电阻的最大可能电流为，电流表的量程太大，可作为量程为的电流表使用【解析】（1）[1]当选择“”挡位时，欧姆表指针偏角过小，误差太大，应使之指示在中间，故应选择更高的挡位，重新进行欧姆调零再测量，故选“”。[2]读数为（2）[3][4]第二种方案本质上是伏安法，因人体电阻高达，而电源电压，流过人体的电流不高于，显然所给的电流表量程太大不可用；鉴于电压表的内阻已知，故可将电压表与人体串联，当作量程为电流表使用。[5]因人体电阻及电压表内阻太大而滑动变阻器阻值又太小，故电路应采用分压式接法，电路如图所示[6]由串并联关系可知13.如图所示，开口向上竖直放置的玻璃管长为5h，质量为m、高为h的水银柱将一段空气柱封在管内，被封空气柱的温度为，水银柱上端到管口的距离为h。现给玻璃管加热，水银柱缓慢上升至管内剩余一半水银，此过程中空气柱的内能增加了，已知水银柱的截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，忽略空气柱向外界传递的能量，求：（1）水银柱上升至管口时，空气柱的温度T；（2）水银柱上升过程中，空气柱需要吸收的热量Q。【答案】（1）；（2）【解析】（1）水银柱上升至管口时，封闭气体内部压强不变，皆为因此对气体，为等压变化，有解得（2）在水银柱上升至管口时，空气柱对水银做功

在水银柱上升至管口并只剩下一半水银时，空气柱对水银做功

故整个过程，空气柱对水银做功为根据热力学第一定律解得14.如图所示，在距地面高为的A处以水平初速度投掷飞镖，与A点水平距离为的水平地面上的B点有一个气球，选择适当时机让气球以速度匀速上升，在升空过程中恰好被飞镖击中。飞镖在飞行过程中空气阻力不计，飞镖和气球均视为质点，重力加速度为g。（1）求飞镖击中气球时，飞镖竖直方向的分速度大小；（2）求开始掷飞镖和放气球两个动作之间的时间间隔；（3）假设飞镖击穿气球后，水平方向分速度保持不变，竖直方向分速度减小为击穿前的二分之一，求飞镖的落地点与B点的水平距离x。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）从飞镖飞出到击中气球过程中，对飞镖