广东省三校2023-2024学年高三上学期期末联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023学年第一学期三校联考高三物理科试题试题说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。第一部分选择题（共46分）一、单项选择题：本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。多选、错选均不得分。1.微风习习，眼前是如镜的湖面，有三位游客站在湖前扔小石子。图为石子抛出的简化图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了沿水平方向拋出的三个小石子a、b、c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（）A.a的飞行时间比b的长 B.b与c飞行时间相等C.b的初速度可能等于c的初速度 D.a的初速度可能等于b的初速度〖答案〗B〖解析〗竖直方向根据可得由图可知则有水平方向有由图可知则有故选B。2.图甲是一列简谐横波在时刻的波形图，图乙是处的质点的振动图像。则下列说法正确的是（）A.该波波长B.该波频率为C.该波的传播速度为D.在时间内，处质点路程为〖答案〗C〖解析〗ABC．由图甲可知波长为由图乙可知周期为则频率为该波的传播速度为故AB错误，C正确；D．由于则在时间内，处质点的路程为故D错误。故选C。3.无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图甲所示，充电基座接上，家庭用交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（）A.乙图中的的大小为B.不接手机时，受电线圈中没有感应电动势C.受电线圈中交流电的周期为D.当基座线圈接恒定电源时，受电线圈中没有磁场〖答案〗C〖解析〗A．充电基座接上有效值为的交流电，乙图中的为最大值，则有故A错误；B．不接手机时，受电线圈中有感应电动势，但没有感应电流，故B错误；C．由题意可知，基座线圈中交流电的周期为则受电线圈中交流电的周期为，故C正确；D．当基座线圈接恒定电源时，受电线圈中有恒定不变的磁场，故D错误。故选C。4.某同学设想驾驶一辆“陆地—太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径。下列正确的是（）A.汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力增大B.“航天汽车”绕地球做圆周运动的速度大于C.“航天汽车”绕地球做匀速圆周运动的高度越高，线速度越大D.在“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力〖答案〗A〖解析〗A．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力。设汽车的质量为，支持力为，速度为，地球半径为，由牛顿第二定律得可得当汽车速度减小时，支持力增大，则汽车对对地面的压力增大，故A正确；B．地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则“航天汽车”绕地球做圆周运动的速度不可能大于，故B错误；C．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得可得可知“航天汽车”绕地球做匀速圆周运动高度越高，线速度越小，故C错误；D．在“航天汽车”上，由于完全失重，不可以用弹簧测力计测量物体的重力，故D错误。故选A。5.如图是磁敏报警装置中的一部分电路，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随金属异物的出现而减小；a、b接报警器．闭合S，当传感器RB所在处出现金属异物时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（）A.I减小，U减小 B.I减小，U增大C.I增大，U减小 D.I增大，U增大〖答案〗C〖解析〗由图可知磁敏电阻与R1并联后与R2串联，由题意可知，出现金属异物磁敏电阻的阻值减小，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由电流的变化可得出内电压的变化，即可判断路端电压的变化，由并联电路的电流规律可得出电流表的示数变化．出现金属异物，磁敏电阻的阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中电流增大，内电压增大，故路端电压即ab间电压减小；因干路电流增大，R2两端的电压增大，则并联电路两端的电压减小，故流过R1的电流减小，则流过电流表的电流增大，故C正确，ABD错误；故选C．6.阿尔法磁谱仪是目前在太空运行的一种粒子探测器，其关键的永磁体系统是由中国研制的。如图，探测器内边长为L的正方形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当宇宙中带电量为的粒子从中点O沿纸面垂直边射入磁场区域时，磁谱仪记录到粒子从边射出，则这些粒子进入磁场时的动量p满足（）A. B.C. D.或〖答案〗C〖解析〗粒子从边射出的临界轨迹如图所示带电量为的粒子进入磁场，洛伦兹力提供向心力解得粒子从a点射出，由几何关系可得最小半径为粒子从d点射出，由几何关系可得解得最大半径为粒子从ad边射出的半径满足故粒子进入磁场时的动量p满足故选C。7.如图，工人用传送带运送货物，传送带倾角为30°顺时针匀速转动，把货物从底端A点运送到顶端B点，其速度随时间变化关系如图所示。已知货物质量为，重力加速度取。则下列说法中不正确的是（）A.传送带匀速转动的速度大小为B.货物与传送带间的动摩擦因数为C.运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功D.A、B两点的距离为〖答案〗D〖解析〗A．由图像可知，货物先向上匀加速，再向上匀速，所以传送带匀速转动的速度大小为，故A正确，不满足题意要求；B．开始时货物的加速度由牛顿第二定律可知解得货物与传送带间的动摩擦因数为故B正确，不满足题意要求；D．由图像可知，A、B两点的距离为故D错误，满足题意要求；C．由动能定理可知解得运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功为故C正确，不满足题意要求。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.明朝的《天工开物》记载了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，可转动的把手上a点到转轴的距离为，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。人甲转动把手，把井底的人乙拉上来，则下列判断正确的是（）A.a点的角速度等于b点的角速度B.a点的向心加速度大于b点的向心加速度C.绳对乙拉力的冲量等于乙的动量的变化量D.绳对乙做的功大于乙机械能的变化量〖答案〗AB〖解析〗AB．因a、b两点同轴转动，则a点的角速度等于b点的角速度，因a点转动半径较大，根据可知a点的向心加速度大于b点的向心加速度，故AB正确；C．对乙根据动量定理可得即绳对乙拉力和乙重力的合力的冲量等于乙的动量变化量，故C错误；D．乙上升过程中，仅重力和绳子的拉力做功，且绳子的拉力做正功，重力做负功，由机械能守恒定律可知，重力做功不改变物体的机械能，所以绳子的拉力做的功等于乙机械能的变化量，故D错误。故选AB。9.USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电。目前，USB电风扇已经成了上班族、学生党的常备利器。若风扇内部电源电动势为E，内阻为r，电机内阻为R，正常工作时两端电压为U，输入电流为I，则以下说法正确的是（）A.电机产生的热功率：B.电源的总功率：C.电机消耗的电功率：D.电机输出机械功率：〖答案〗BC〖解析〗A．电机为非纯电阻用电器，其热功率为，A错误；B．电源的总功率为，B正确；C．电动机消耗的电功率为，C正确；D．电机输出机械功率，D错误。故选BC。10.如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的红光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角，E、F分别为边AB、BC的中点，则（）A.该三棱镜对红光的折射率为B.光在F点不会发生全反射C.从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为60°D.若改用紫光沿相同角度从E点入射，则出射点在F点右侧〖答案〗ABD〖解析〗A．如图所示作两界面法线相交于D点，在AB界面，由几何知识知，入射角为45°，折射角为30°，所以故A正确；B．由几何关系可知，光在BC界面上入射角为30°，则即临界角则在BC面上不会发生全反射，故B正确；C．分析知BC面上折射角为45°，入射光线与出射光线相交于G点。由几何关系可知，，同理，故从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为30°。故C错误；D．紫光频率比红光频率大，棱镜对紫光的折射率大，若改用紫光沿相同角度从E点人射，则出射点在F点右侧，故D正确。故选ABD。三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。11.某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量、；C．a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上；D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为______。（2）针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论.讨论结果如下：①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b弹开后的动量大小相等，即______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；（3）是小滑块a停下后到光电门的距离，改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到与的关系图像如图丙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为______（用上述实验数据字母表示）。〖答案〗（1）3.80（2）（3）〖解析〗（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为（2）①[2]应该验证而a球通过光电门可得而b球离开平台后做平抛运动，则有，可得因此验证动量守恒的表达式为②[3]根据能量守恒可知，弹簧的弹性势能为联立可得（3）[4]根据动能定理可得而联立整理得可知图像的斜率为可得动摩擦因数为12.某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个，导线若干，实验原理如甲所示：（1）在图乙的实物图中，已正确连接了电路；（2）调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是______；（3）接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出关系图线，如图丁所示。则图线斜率的物理意义是______；若电流表内阻，由图线求得电源的电动势______，内阻______。〖答案〗（2）2.3（3）电源电动势1.40.6〖解析〗（2）[1]由图丙示数可知，其电阻值为（3）[2][3][4]由闭合电路欧姆定律可知变形得由此可知图线斜率的物理意义是表示电源的电动势；则有图线的阻值截距为解得内阻为13.质子疗法进行治疗，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子。使其从静止开始被加速到。已知加速电场的场强为。质子的质量为，电荷量为。则：（1）质子所受到的电场力为多少？（2）质子加速需要的时间为多少？（3）加速器加速的直线长度为多少？〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）依题意，代入题中已知数据可得质子受到的电场力大小（2）根据牛顿第二定律，可得质子的加速度为则加速时间（3）加速器加速的直线长度为14.“智勇大冲关”最后一关有如图所示的滑道，冲关者坐上坐垫（冲关过程中人和坐垫不分离）从A点静止开始沿倾斜直轨道滑下，斜道倾角；是一长的水平传送带，B与C两点平滑衔接，A点距传送带垂直距离为，冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上一点E。已知：传送带末端距水面高度，坐垫与斜道间动摩擦因数为，坐垫与传送带间动摩擦因数为，冲关者的质量为，坐垫质量忽略不计，，，；求：（1）冲关者到达B点时的速度大小；（2）如果传送带不动，求冲关者落到水面E点与D点的水平距离x；（3）如果传送带速率为沿逆时针方向转动，求冲关者与传送带之间因摩擦产生的热量Q。〖答案〗（1）4m/s；（2）0.8m；（3）400J〖解析〗（1）在斜道上运动时，对人与坐垫分析，由动能定理有解得（2）若传送带不动，则从C到D有解得从D到E，竖直方向水平方向解得（3）当传送带速度为逆时针转动时，冲关者从C到D过程做匀减速运动，则有其中解得冲关者相对于传送带位移冲关者与传送带之间因摩擦产生的热量解得15.如图甲所示，光滑的金属导轨和平行，间距，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，间接有阻值的电阻，质量，电阻的金属棒ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移时达到稳定状态，对应过程的图像如图乙所示。取，导轨足够长（，）。求：（1）末金属棒两端的电势差；（2）恒力F的大小；（3）从金属棒开始运动到刚达到稳定状态，此过程中R产生的焦耳热；（4）从金属棒