陕西省汉中市汉台区2023-2024学年高三上学期1月期末物理试题（原卷版）

2024届高三第四次校际联考物理试题注意事项：1.本试题共6页，满分100分，时间90分钟。2.答卷前，务必将答题卡上密封线内的各项目填写清楚。3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。第I卷（选择题共40分）一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，计40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求；第7~10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，有选错或不答的得0分。1.氚在自然界中存量极少，工业上一般用中子轰击锂获取氚，其核反应方程为，已知氚的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（）A.X与互为同位素 B.X的质子数是3，中子数是2C.10个氚核，经过12.5年一定还剩5个 D.上述获取氚的核反应是裂变反应2.某同学踩着滑板先冲上一个斜坡，又从斜坡滑下，若冲上和滑下斜坡的两个阶段加速度大小相等，则图中可以大致表示这一运动过程的图像是（）A. B.C. D.3.如图，竖直面内两个完全相同的光滑圆弧轨道平滑对接，P、Q是等高的两端。让一可视为质点的小球以沿切线的初速度从P端进入轨道，则（）A.小球在轨道最低点的机械能最大B.小球在轨道最低点对轨道的压力最大C.初速度足够大时，小球可能飞离“凹形”轨道D.初速度足够大时，小球一定能通过“凸形”轨道最高点4.如图甲，起重船“振浮8号”将一个质量为550t的巨型圆钢筒吊在空中，特制起吊绳通过液压机械抓手连接钢筒，每根绳与竖直方向的夹角为，如图乙所示，每根绳所能承受的最大拉力为8.0×105N，图乙中仅画出两根起吊绳，则至少需要多少根绳子才能成功起吊（，g=10m/s2）（）A.10根 B.9根 C.8根 D.7根5.如图所示，在绝缘光滑水平面上的C点固定正点电荷甲，带负电的试探电荷乙（可看成点电荷）仅受甲的库仑力作用沿椭圆轨道I运动，C点是椭圆轨道的其中一个焦点。乙在某一时刻经过A点时因速度大小突然发生改变（电量不变）而进入以C为圆心的圆形轨道Ⅱ做匀速圆周运动，下列说法错误的是（）A.在甲电荷的电场中，轨道I上的各点，D点的电势最高B.乙在轨道I运动，经过D点时电势能最大C.乙在两个轨道运动时，经过A点的加速度大小相等D.乙从轨道I进入轨道Ⅱ运动时，速度变小6.2023年12月1日晚，我国多地出现绝美极光，如图甲所示，实际上极光是太阳风和地球磁场相互作用产生的。地磁产生至少有35亿年历史，它通过地球内部延伸到宇宙中，形成地球磁层，这个磁层可以阻挡太阳带电粒子流的侵害，保护地球的大气层和自然生态。如图乙所示，是来自太阳的高能带电粒子流被地磁场俘获后的运动轨迹示意图，忽略引力和带电粒子间的相互作用，以下说法正确的是（）A.图甲中的极光现象只能出现在北半球B.带电粒子靠近地球北极过程中旋转周期变大C.带电粒子在靠近地球北极过程中动能增大D.图乙中所示的带电粒子带负电7.2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主交会对接。交会对接前，空间站组合体会从距地面较高的轨道变轨到距地面较低的轨道，等待神舟十五号载人飞船的到来。变轨前后，空间站组合体绕地球的运行均视为匀速圆周运动，则空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的（）A.速度减小 B.周期减小 C.加速度增大 D.机械能增大8.某同学设计的水量计原理如图（a）所示：电源（，）、电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）、定值电阻（）、滑动变阻器R（用长3m、横截面积且涂有绝缘漆的金属丝紧密缠绕在圆柱形瓷筒上，使用前刮掉与滑片P接触部分的绝缘漆），图（b）所示为备选金属丝及其参数。两根相同弹簧的形变始终在弹性限度内，容器中无水时，滑片P在上端a。下列分析正确的是（）A.金属丝可选铜丝B.V表的示数范围约为0~2.5VC.V表的示数U与水的质量m成正比D.若将V表刻度盘转换为水的质量刻度盘，则刻度是不均匀的9.新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒，导轨间距为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰钩住金属棒后与金属棒以共同速度进入磁场，轨道端点间电阻为R、金属棒电阻为r，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒运动一段距离x后飞机停下，测得此过程电阻R上产生焦耳热为Q，则（）A.金属棒中感应电流方向由b到aB.通过金属棒的最大电流为C.通过金属棒的电荷量D.飞机和金属棒克服摩擦阻力和空气阻力所做的总功10.如图所示，有三个斜面a、b、c，底边分别为L、L、2L，高度分别为2h、h、h，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端的三种情况相比较，下列说法正确的是（）A.物体损失的机械能B.物体运动的时间C.物体到达底端的动能D.因摩擦产生的热量第II卷（非选择题共60分）二、非选择题：包括必考题和选考题两部分，第11~14题为必考题，每个考生都必须作答；第15、16题为选考题，考生应按要求作答。（一）必考题（共4小题，计45分）11.学校物理兴趣小组在暗室中用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。实验步骤如下：A.在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴落下；B.用频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；C.用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度;D.采集数据进行处理。（1）在步骤B中，当看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率___________(填“大于”、“小于”或“等于”)水滴滴落的频率。（2）若观察到水滴“固定不动”时频闪仪闪光频率为12.5Hz，读出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示，则当地的重力加速度大小g=______m/s2，第3个水滴此时的速度大小v3=______m/s。(结果均保留两位有效数字)（3）该实验引起系统误差的原因可能是_________________________(写出一条即可)。12.物理小组的同学在实验室测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：A．电流表的量程为，内阻B．电流表的量程为，内阻C．定值电阻D．定值电阻E．滑动变阻器F．电阻箱G．开关、导线若干H．干电池两节（1）小组的同学通过讨论，认为需要将电阻箱与电流表串联，将电流表改装成了量程为的电压表，则电阻箱的阻值应调为__________。（2）小组的同学通过讨论，设计了如图1所示的电路，请根据电路图，把图2所示实物图连接完整__________。（3）闭合开关K前，应将图2中滑动变阻器的滑片移到__________（填“a”或“b”）端，闭合电键后，多次调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表、的示数、，以为纵轴、为横轴作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像斜率绝对值为2，则电池组的电动势__________V，内阻__________（结果均保留3位有效数字）。13.如图甲所示，带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置（板N上有一小孔），M、N两板间的距离d=0.8m，现将一质量、电荷量的带正电小球从两极板上方的A点以v0=4m/s的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度h=0.45m。小球恰好从靠近M板上端B处进入两板间且沿直线运动。设匀强电场只存在于两板之间，不计空气阻力，g取10m/s2。（1）求M、N两板间的电压UMN；（2）求小球到达C点时的动能Ek；（3）若将平行金属板M、N水平放置，如图乙所示，将带电小球从板N小孔正上方高H处由静止开始下落，穿过小孔到达板M时速度恰为零，空气阻力忽略不计。则H为多大？（结果用分式表示）14.交通法规明文规定超载车辆严禁上路。为了定量研究货车超载造成的危害，某同学将超载货车的刹车过程抽象成了图示模型，并通过实验加以模拟。货车相当于一个质量M＝2kg的木板，车头相当于固定在板右侧的竖直挡板，货物相当于一个质量m＝3kg、尺寸可不计且初始时刻位于木板最左侧的木块。刹车前，木板（货车）和木块（货物）以共同的速度向右做匀速运动；由于前方突发状况，货车开始刹车且仅在摩擦力作用下减速。已知木板与木块之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。（结果可用分式表示）（1）求刹车后瞬间木块和木板加速度大小；（2）如果货物与车头发生碰撞，将对驾驶室造成极大的冲击力，可能危及驾驶员的生命安全。试求在木块不固定的情况下，为了使木块与挡板不发生碰撞，木板长度的最小值；（3）除了碰撞对驾驶员造成的伤害外，超载还会增大货车总的刹车距离，危及其他车辆的安全。假设在木块与挡板发生时间极短的碰撞前瞬间，木板的速度刚好减为零，且木块与挡板碰后粘合在一起，并最终停下来。求从开始刹车到木板最后停下来总的刹车距离。（二）选考题（15分。请考生从所给的2道题目中任选一题作答，并在答题卡指定位置答题。如果多做，则按所做的第一题计分[选修3-3]（15分）15.如图所示，图线a为一定质量的理想气体绝热变化的图线，图线b为某条等温线，则关于图线a说法正确的是（）A.气体温度一直降低B.气体的温度先降低后升高C.气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D.此过程说明自发情况下内能可以完全转化成机械能E.气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量减小16.如图所示，竖直放置的导热性能良好的汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能在汽缸内卡口上方无摩擦地滑动且不漏气，活塞的横截面积为S。开始时汽缸内的气体压强为，环境温度为，活塞与汽缸底部之间的距离为h，活塞到汽缸口的距离为，缓慢升高环境温度，当汽缸内气体的温度为时，活塞刚好到缸口。已知大气压强恒为，重力加速度为g。汽缸侧面有一个阀门，开始时阀门关闭，阀门中气体体积忽略不计。（1）求活塞质量；（2）若保持环境温度不变，通过阀门向缸内缓慢充入气体，使活塞也刚好到缸口，则后来充入的气体质量与缸内气体总质量的比值为多少？[选修3-4]（15分）17.“战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲），以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是，下列说法