辽宁省鞍山市普通高中2023-2024学年高三上学期期末联考物理试题（解析版）

PAGE2024学年度上学期期末考试高三物理时间：75分钟满分：100分一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.不久前，世界首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的钍元素为核燃料。转变为的过程为：①②③，下列说法正确的是（）A.反应①中粒子X为中子B.反应②③为原子核的裂变反应C.反应③中的电子来自于原子的核外电子D.若升高温度，可使钍原子核衰变速度变快〖答案〗A〖解析〗A．由核反应中的质量数守恒和电荷数守恒可知，反应①中粒子X为中子，故A正确；B．反应②③为衰变，反应③中的电子来自于原子核的内部，故BC错误；D．原子核的半衰期与温度无关，故D错误。故选A。2.某次蹦床比赛过程中，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。已知运动员质量为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.运动员最大加速度大小为4gB.运动员在蹦床上运动过程中处于失重状态C.运动员与蹦床脱离时处于超重状态D.运动员在蹦床上运动过程中，运动员对蹦床的作用力大小始终等于蹦床对运动员的作用力大小〖答案〗D〖解析〗A．根据牛顿第二定律可知运动员最大加速度为，故A错误；B．运动员在蹦床上运动过程中，弹力大于重力时处于超重状态，弹力小于重力时处于失重状态，故B错误；C．运动员与蹦床脱离时，只受重力作用，加速度向下，处于失重状态，故C错误；D．根据牛顿第三定律可知，运动员在蹦床上运动过程中，运动员对蹦床的作用力大小始终等于蹦床对运动员的作用力大小，故D正确。故选D。3.目前，由梦天实验舱、问天实验舱、天和核心舱组成的中国空间站三舱主体结构已经组装完成。已知空间站的高度约为400km，地球同步卫星的高度约为36000km，空间站和地球同步卫星绕地球均做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.空间站绕地运行的线速度大于7.9km/sB.空间站绕地运行的加速度比同步卫星的小C.空间站绕地运行的线速度比同步卫星的大D.空间站绕地运行的角速度小于地球自转的角速度〖答案〗C〖解析〗根据AC．由空间站绕地运行的轨道半径大于地球的半径，则线速度小于7.9km/s；空间站绕地运行的轨道半径小于地球的同步卫星的轨道半径，则空间站绕地运行的线速度比同步卫星的大，选项A错误，C正确；B．根据可知，空间站绕地运行的加速度比同步卫星的大，选项B错误；D．根据可知，空间站绕地运行的角速度大于同步卫星的角速度，则空间站绕地运行的角速度大于地球自转的角速度，选项D错误。故选C。4.某同学利用如图甲所示玻璃制成的实心“水晶球”模拟彩虹的形成，该同学让一细束复色光从P点射入水晶球，最后分成a、b两束单色光从水晶球射出，光路图如图乙所示，下列说法正确的是（）甲乙A.彩虹的形成是光的干涉现象B.“水晶球”对a光的折射率比b光的大C.在“水晶球”中，a光的传播速度比b光的大D.遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显的衍射现象〖答案〗B〖解析〗A．彩虹的形成是光的折射现象，故A错误；B．在P点，入射角相同，由，“水晶球”对光的折射率比光的大，故B正确；C．由可知，“水晶球”中，光的传播速度比光的小，故C错误；D．对光的折射率比光的大，所以a光的频率比b光大，则光的波长比光的长，遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显衍射，故D错误。故选B。5.质量为m的子弹以某一初速度击中静止在粗糙水平地面上质量为M的木块，并陷入木块一定深度后与木块相对静止，甲、乙两图表示这一过程开始和结束时子弹和木块可能的相对位置，设地面粗糙程度均匀，木块对子弹的阻力大小恒定，下列说法正确的是（）A.若M较大，可能是甲图所示情形：若M较小，可能是乙图所示情形B.若较小，可能甲图所示情形：若较大，可能是乙图所示情形C.地面较光滑，可能是甲图所示情形：地面较粗糙，可能是乙图所示情形D.无论m、M、的大小和地面粗糙程度如何，都只可能是甲图所示的情形〖答案〗D〖解析〗在子弹射入木块的瞬间，子弹与木块间的摩擦力远远大于木块与地面间的摩擦力，故地面光滑与粗糙效果相同，子弹和木块构成一系统，在水平方向上合外力为零，在水平方向上动量守恒，规定向右为正方向，设子弹与木块的共同速度为v，根据动量守恒定律有木块在水平面上滑行的距离为s，子弹射入并穿出木块的过程中对木块运用动能定理得根据能量守恒定律得则不论速度、质量大小关系和地面粗糙程度如何，都只可能是甲图所示的情形，故ABC错误，D正确。故选D。6.如图所示，将一轻质矩形弹性软线圈ABCD中A、B、C、D、E、F六点固定，E、F为AD、BC边的中点。一不易形变的长直导线在E、F两点处固定，现将矩形绝缘软线圈中通入电流I1，直导线中通入电流I2，已知，长直导线和线圈彼此绝缘。则稳定后软线圈大致的形状可能是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗由安培定则可知，通电直导线左侧磁场垂直于纸面向外，右侧磁场垂直于纸面向里，软线圈的各段的形变方向为其受到的安培力方向，故而由左手定则可判断B图正确。故选B。7.2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜。若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为m的物体，其图像如图乙所示，时达到额定功率，时间内起重机保持额定功率运动，重力加速度为g，不计其它阻力，下列说法正确的是（）A.时间内物体处于失重状态B.时间内物体做减速运动C.时间内重力对物体做功为D.时间内起重机额定功率为〖答案〗D〖解析〗A．时间内物体向上做匀加速直线运动，因此物体处于超重状态，故A错误；B．由图像可知时间内物体的加速度为正，做加速度减小的加速运动，故B错误；C．时刻物体的位移为重力对物体做功故C错误；D．时刻物体所受到的牵引力为，由牛顿第二定律有解得时刻物体的速度为起重机额定功率为故D正确。故选D。8.如图所示，以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f将电量相等的正、负点电荷分别放置在a、d两点上、则下列判断正确的是（）A.点的电场强度为零B.点的电场强度与点的电场强度相同C.点的电势小于点的电势D.电子在点的电势能与在点的电势能相等〖答案〗BCD〖解析〗A．令圆半径为R，点电荷电量大小为q，则点的电场强度为方向由O指向d，A错误；B．根据等量异种点电荷的电场分布可知，关于连线的中点对称的位置的电场强度大小相等，方向相同，则点的电场强度与点的电场强度相同，B正确；C．沿电场线电势逐渐减小，根据等量异种点电荷的电场分布可知，点的电势小于点的电势，C正确；D．根据等量异种点电荷的电场分布可知，关于连线上下对称的位置的电势相等，则有根据则有，即有D正确。故选BCD。9.某列简谐横波在t1=0时刻的波形如图甲中实线所示，t2=3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，则正确的是（）A.这列波周期为4sB.波速为0.5m/sC.图乙是质点b的振动图像D.从t1=0到t2=3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m〖答案〗AB〖解析〗A．由图乙可知，波的周期为4s，故A正确；B．由甲图可知，波长根据波速公式故B正确；C．在t1=0时刻，质点b正通过平衡位置，与乙图情况不符，所以乙图不可能是质点b的振动图像，故C错误；D．从t1=0到t2=3.0s这段时间内为，所以质点a通过的路程为故D错误。故选AB。10.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内，O点是cd边的中点，一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，现设法使该带电粒子从O点沿纸面与Od成30°的方向，以大小不同的速率射入正方形内，那么下列说法中正确的是（）A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从cd边射出磁场B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从ad边射出磁场C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从bc边射出磁场D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则它一定从ab边射出磁场〖答案〗AC〖解析〗由题，带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为T=2t0。A．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则粒子轨迹的圆心角为，速度的偏向角也为，根据几何知识得知，粒子射出磁场时与磁场边界的夹角为30°，必定从cd射出磁场。故A正确；B．当带电粒子轨迹与ad边相切时，轨迹的圆心角为60°，粒子运动的时间为，在所有从ad边射出的粒子中最长时间为，故若该带电粒子在磁场中经历的时间是，一定不是从ad边射出磁场；故B错误；C．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则得到轨迹的圆心角为，由于，则它一定从bc边射出磁场，故C正确。D．若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则得到轨迹的圆心角为π，而粒子从ab边射出磁场时最大的偏向角等于，故不一定从ab边射出磁场。故D错误。故选AC。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.已知弹性绳用久之后，其劲度系数会变小，某同学在家中找到一根某品牌的弹性绳，查阅资料后得知，该品牌的弹性绳出厂时的劲度系数为，若该弹性绳的实际劲度系数k与k0的偏差（用表示）大于10%，则视为报废。该同学为验证该弹性绳是否已经报废，利用如图甲装置对其劲度系数进行了测量，步骤如下：（1）在悬点M左侧竖直固定一刻度尺，并使M点与刻度尺零刻度线对齐，在弹性绳最上端接一力传感器，并用力缓慢竖直向下拉弹性绳的下端N点，记录多组MN的长度x和相应的力传感器的示数F，并做出图像如图乙所示，由图像可判断F与x呈现_________（选填“线性”或“非线性”）关系；（2）该同学在绘出的图像上取两点（10cm，3.8N）和（16cm，15.1N）进行了计算，可求出弹性绳的实际劲度系数为_________N/cm；（保留两位有效数字）（3）由题中原理可以判断该弹性绳是否已经报废？_________（选填“是”或“否”）。〖答案〗（1）线性（2）1.9（3）否〖解析〗（1）[1]因图像为直线，所以与呈现线性关系。（2）[2]由可知，利用和两点计算出图像的斜率即可求得弹性绳的实际劲度系数，应为（3）[3]由公式可得故该弹性绳没有报废。12.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小。某同学计划利用压敏电阻测量物体的质量，他先测量压敏电阻处于不同压力F时的电阻值。利用以下器材设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，要求测量数据范围较大，提供的器材如下：A．压敏电阻，无压力时阻值B．滑动变阻器，最大阻值约为20ΩC．滑动变阻器，最大阻值约为200ΩD．灵敏电流计G，量程，内阻为30ΩE．电压表V，量程，内阻约为3kΩF．直流电源E，电动势为4V，内阻很小G．开关S，导线若干（1）实验电路图应选用___________（选填“图1”或“图2”），滑动变阻器应选用___________（选填“”或“”）。（2）多次改变压力F，在室温下测出对应电阻值，可得到如图3所示压敏电阻的图线，其中表示压力为F时压敏电阻的阻值，表示无压力时压敏电阻的阻值。由图线可知，压力越大，压敏电阻的阻值___________（选填“越大”或“越小”）。（3）若利用图4所示电路测量静置于压敏电阻上物体的质量，需要将电压表表盘刻度值改为对应的物体质量。若，则应标在电压值_________（选填“较大”或“较小”）的刻度上。经分析，请判断表示物体质量的示数__________（选填“是”或“不是”）随刻度均匀变化。〖答案〗（1）图1（2）越小（3）较小不是〖解析〗（1）[1][2]该实验中要求测量数据范围较大，所以控制电路应该选择分压式接法，而该种控制电路其滑动变阻器应选用最大阻值较小的，又因为电流表内阻已知，所以电流表采用内接法，故电路图选择图1。（2）[3]由图像可得，压力越大，其越大，而是定值，所以随着压力越大，压敏电阻的阻值越小。（3）[4]静置于压敏电阻上物体的质量越大，其对压敏电阻的压力越大，则压敏电阻的阻值越小，根据串联电路分压原理，电压表的示数越小，所以质量较大的应标在电压值较小的刻度上。[5]由闭合回路的关系有可知电压和之间不是线性关系，而整理有可知，物体质量m与电压U不是线性关系，因此物体质量示数随刻度不是均匀变化。13.如图所示，匀强磁场与金属框架的平面垂直，磁感应强度B=1T，框架宽度L=0.4m，电阻不计。金属棒ab电阻r=1Ω，与框架垂直且接触良好。电阻R1=1Ω，R2=2Ω，电容器的电容C=30μF。当金属棒ab以v=5m/s的速度向右匀速运动时，求：（1）流过金属棒的感应电流大小和方向；（2）R1消耗的电功率；（3）电容器所带的带电量。〖答案〗（1），方向由；（2）；（3）〖解析〗（1）金属棒产生的感应电动势为外电阻为通过金属棒的感应电流为根据右手定则可知电流方向为由（2）R1消耗的电功率为（3）两端的电压为电容器与并联，电容器两端的电压等于两端的电压，根据，可得电容器所带的带电量为14.2021年11月7日，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱执行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服内密封了一定质量理想气体，用来提供适合人体生存的气压。航天服密闭气体的体积约为V1=4L，压强p1=1.0×105Pa，温度t1=27℃，航天员身着航天服，出舱前先从核心舱进入节点舱，然后封闭所有内部舱门，对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。（1）节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到V2=6L，温度变为t2=－3℃，求此时航天服内气体压强p2；（2）为便于舱外活动，当密闭航天服内气体温度变为t2=－3℃时，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3=5.0×l04Pa。假设释放气体过程中温度不变，体积变为V3=4L，求航天服需要放出的气体与原来气体的质量之比。〖答案〗（1）