山东省青岛市莱西市2023-2024学年高三上学期1月期末物理试题

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三教学质量检测（二）物理试题2024．1本试卷共100分，考试时间90分钟。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列说法正确的是A．水黾能停在水面而不沉，是浮力作用的结果B．在任何容器里，达到热平衡后，沿各个方向运动的气体分子数目基本相同C．当一定质量的气体温度升高时，任意速率区间的分子数目均增多D．晶体和非晶体间有严格的界限，相互不可转化2．下列有关甲、乙、丙、丁四种物理现象说法正确的是A．甲图中弹簧振子上下做等幅振动B．乙图中闭合开关的瞬间，、两灯马上亮起C．丙图中此时刻振荡回路中的电流等于零D．丁图中电场和磁场垂直，并和传播方向垂直，故电磁波是横波，且有偏振性3．如图所示，甲、乙、丙三个单摆模型中，轻绳长度相等，绝缘小球质量相等，最大摆角，乙、丙两模型中小球均带正电荷，周围分别有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，摆动过程中绳子一直处于伸直状态。下列说法正确的是A．甲、乙、丙三个单摆模型的周期相等 B．若只增大甲、乙、丙三个单摆模型中小球的质量，其运行周期均不变C．若乙单摆模型中的电场强度缓慢减小，其运行周期将逐渐变短D．丙单摆模型中，一个周期内小球向右运动的时间小于向左运动的时间4．如图所示，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于、，并处于与垂直斜向下的匀强磁场中，磁场与竖直方向成角。当导线中通以由到方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，重力加速度为，则磁感应强度大小为A． B． C． D．5．如甲、乙两图所示是某同学在做光的单缝衍射和杨氏双缝干涉实验时，利用光照强度传感器测得的条纹相对光强随水平距离的分布图像。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是A．甲发生的是干涉现象，乙发生的是衍射现象B．无论发生甲、乙哪种现象，当只减小单缝宽度时，两现象条纹间距均变大C．当所用光线由红光变成蓝光时，甲现象条纹间距变大，乙现象条纹间距减小D．发生甲现象时，说明光没有沿直线传播6．如图甲所示电路图，螺线管匝数匝，横截面积，线圈电阻，定值电阻。螺线管内沿轴线方向存在如图乙规律变化的匀强磁场，规定向右为磁场的正方向。下列说法正确的是A．内回路中产生的是直流电流B．内线圈两端间的最大电压为C．内点电势低于点电势D．内任意相邻两匝线圈间均相互吸引7．如图所示，正六边形内的三个正三角形区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，金属线圈初始位置与正三角形内切，让该线圈沿正六边形内侧无滑动的顺时针匀速滚动一周。规定线圈内顺时针方向为电流正方向，下列有关线圈内电流随时间变化图像正确的是A．B．C．D．8．如图所示，上细下粗圆柱形导热汽缸竖直放置，用有质量的“工”字形活塞密封一定质量的理想气体，外界大气压强恒定不变，不计活塞与汽缸内壁间摩擦。下列说法正确的是A．当环境温度缓慢升高时，活塞会向上移动B．当环境温度缓慢升高时，两活塞间的轻质连杆上的力将变大C．当环境温度缓慢升高时，气体从外界吸收热量，并对外界做功D．若环境温度不变，在小活塞上面放一小物块，静止时，汽缸内压强增大二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．甲图是某发电站经远距离输电线输送电能的示意图，乙图是发电厂出来的交流电。经理想升压变压器将电压升压到，高压输电线上总电阻为，某时段测得用户端电压为，用户端总功率。已知理想降压变压器原副线圈匝数比大于30，不考虑其它线路上的电阻。下列说法正确的是A．升压变压器原副线圈匝数比3：25 B．降压变压器原副线圈匝数比48：1C．高压输电线上的电流为 D．高压输电线上损耗的功率为10．如图所示，水平面上有一粒子发射器，可持续竖直向上发射速度大小为的某种正粒子，粒子比荷为。左侧距离为处有竖直放置的接收屏。在水平面上方加上垂直纸面的匀强磁场，使粒子能打在接收屏上的点。将发射器向右平移距离，发现粒子又能打在接收屏的点上。不计粒子的重力，下列说法中正确的是A．匀强磁场方向垂直纸面向外B．磁场磁感应强度大小C．粒子两次打在点时，其在磁场中运动的时间之比为1：2D．发射器向右移动的过程中，粒子打在屏上的最大高度为11．时刻，位于轴负半轴上某点的波源，从平衡位置开始向下振动，形成一列向右传播的简谐横波。时刻，部分波形图如图甲所示。平衡位置在内的某点部分振动图像如图乙所示。下列有关此机械波说法正确的是A．波速为B．波源平衡位置位于处C．质点平衡位置位于处D．内，位于原点处的质点振动的路程12．如图所示，相距的光滑金属直导轨固定在水平面内，左端接有的定值电阻，导轨平面内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小，质量的金属棒垂直两导轨放置，给金属棒施加沿导轨向右的水平拉力，使棒以的加速度匀加速直线运动，后，保持拉力的功率不变继续运动，运动过程中金属棒与导轨接触良好，不计其它部分电路电阻。下列说法正确的是A．前内拉力随时间呈线性均匀增大B．末拉力的功率为C．金属棒运动的最大速度为D．金属棒达到最大速度后撤去拉力，棒向前还能运动的距离三、非选择题，共6小题，共60分。13．（6分）电吉他是年轻人比较喜爱的乐器之一，某同学为了探究电吉他的发声原理，利用实验室的仪器搭建了如图甲所示的装置。一根金属琴弦固定在木板支架两端，并用力张紧，琴弦两端与微电流传感器相连，在琴弦正下方固定合磁体。当拨动琴弦时，观察回路中产生的感应电流。（1）在琴弦正下方固定不同的磁体，要求当前后拨动琴弦时回路中有明显电流产生，而上下拨动时无明显电流产生。则实验时固定的磁体应该为________；A．形磁铁极朝外，极朝里，开口向上放置B．条形磁铁极朝外，极朝里，与琴弦垂直放置C．条形磁铁极朝下，极朝上，竖直放置D．条形磁铁极朝左，极朝右，与琴弦平行放置（2）按照（1）放置好磁体，拨动琴弦，利用微电流传感器测得某段时间内的电流与时间关系如图乙所示，已知琴弦上电流向左时为正值，规定垂直纸面向外为琴弦位移的正方向，则该时间段内琴弦的振动图像为_________；A． B． C． D．（3）电吉他相比较传统吉他有若干优势，参数可方便进行调整，下列说法正确的是A．增大琴弦上的张力，可以提高发声音调B．拨动琴弦力度越大，声音越大，同时音调也越高C．琴弦自由振动时是阻尼振动，振幅减小的同时频率也会降低D．外界强磁场会对电吉他的发声造成影响，所以演奏时应远离强磁场14．（8分）某同学在测量圆柱形玻璃砖的折射率时，步骤如下：1、先用游标卡尺测出圆柱玻璃砖的直径，示数如图甲所示；2、用圆规在白纸上画出直径为的圆，标记圆心“”；3、把白纸固定在水平木板上，将玻璃砖和白纸上的圆边缘对齐放好；4、用水平激光以一定角度照射圆柱玻璃砖侧面，调整好角度后，依次在透射光线和入射光线经过处，各插入两枚大头针；5、移走玻璃砖和大头针，在白纸上得到实验数据，如图乙所示。不考虑光线在玻璃砖内反射后再折射出的光线。请回答下面问题：（1）游标卡尺的读数为_________；（2）在图乙上完善光路图（画出完整光路和法线）；（3）实验数据处理时，延长入射光线和透射光线，用量角器测得夹角为。又测得入射面法线与反射面法线间夹角为，则该玻璃砖的折射率_________；（4）如果在步骤2中所画圆的圆心位置正确，但直径比真实值偏大了，则测出的折射率和真实值比较_________（选填“偏大”，“偏小”或“相等”）。15．（8分）如图，为了研究某种导热性能良好的新型材料对温度和压强的耐受性，用该种材料制成高度为的汽缸进行试验。现在用轻活塞在汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，汽缸处于温度为等下、外界大气压为的环境下，此时活塞距离汽缸底部，汽缸内气体内能为。现将此汽缸移至温度为，外界大气压强为的高温环境下，并在活塞上方放置一铅块，待气体温度升高活塞稳定后，活塞距汽缸底部的距离，该升温过程气体对活塞做功。已知汽缸内壁光滑，活塞的横截面积，。求：（1）活塞上方放置铅块的质量；（2）已知一定质量的理想气体的内能与热力学温度成正比：。求升温过程中气体通过缸壁传递的热量。16．（9分）圆柱形玻璃砖底面半径为，高为，玻璃砖只有上表面是光学面。在距离玻璃砖上表面处有一面积足够大的接收屏。现在玻璃砖底部中心处放一点光源，可以向四周均匀的发射光束，照射到玻璃砖上表面的光线均能透射出去，并在接收屏上留下半径为的亮斑。求：（1）玻璃砖的折射率；（2）为了使接收屏接收到的光能量最大，光源可以固定在玻璃砖内哪些位置。17．（14分）如图所示，光滑金属导轨相互平行，段水平放置，平面与水平面成，矩形内有垂直斜面向上的匀强磁场，水平导轨间有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场感应强度大小相等。两根完全相同的金属棒和并排放在导轨处，某时刻由静止释放金属棒，当运动到时再释放金属棒，在斜面磁场中刚好一直做匀速运动；当运动到处时，恰好运动到；当运动到处时，恰好运动到。已知两导轨间距及、金属棒长度相同均为，每根金属棒质量，电阻，到的距离。斜导轨与水平导轨在处平滑连接，金属棒、在运动过程中与导轨接触良好，不计其它电路电阻，不考虑磁场的边界效应，重力加速度，，。求：（1）金属棒运动到处时的速度大小及磁场磁感应强度大小；（2）若规定金属棒刚进入水平轨道时为时刻，发现在金属棒进入水平导轨前，金属棒在水平导轨上的速度随时间变化关系为，其中为为已知的常数，为刚进入水平导轨时的速度，求金属棒最终的运动速度大小及整个过程中棒上产生的焦耳热。（3）在（2）的已知条件下，求金属棒进入水平导轨前，金属棒在水平导轨上的运动过程中通过金属棒横截面的电荷量。18．（15分）如图甲所示，矩形和为上下两部分对称磁场区域，分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁场磁感应强度大小均为，边界左侧有一粒子发射器，可垂直于边界连续发射带正电的粒子，其内部结构如图乙所示。现调节发射器中速度选择器的电场和磁场的大小，当电场强度和磁感应强度大小之比为时，发现从边界中点射入磁场的粒子，经过边界时速度方向与垂直。继续第二次调节速度选择器使射入磁场时的速度变为刚才的2.5倍，发现粒子恰好各经过上、下磁场一次从点射出。已知带电粒子比荷为，上、下两部分磁场区域高度均为。不考虑电场、磁场边界效应和粒子重力的影响。求：（1）第一次调节速度选择器后，其电场强度和磁感应强度大小之比的值；（2）对称磁场区域的长度；（3）第一次调节好速度选择器后，当粒子发射器在间上下移动时，为使射入磁场的所有粒子均能从侧射出，须调节对称磁场的磁感应强度大小，求对称磁场的磁感应强度允许的最大值；（4）在（3）中，当取最大值，且有界磁场的水平长度足够长时，求粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比。——★参考答案★——一、二选择题：（本题共12个小题，共计40分）题号123456789101112〖答案〗BDCADDACBDCDABDAB三、非选择题（本题共6个小题，共计60分）13．（6分）（1）C（2）B（3）AD14．（8分）（1）40.70或40.75（2）如图所示（3）（3）偏大15．（8分）解：（1）根据理想气体状态方程得：且解得（2）设气体在时的内能为，由题意得：气体内能的变化为根据题意由热力学第一定律得16．（9分）解：（1）光线从点发出从点透射出去，由折射定律得：由几何关系得，代入得（2）取临界状态，当光源发出的光线在、处恰好发生全反射时，接收屏接收到的光能量最大。由全反射定律得，解得由几何关系得所以光源可以固定在以点为顶点，玻璃砖上表面为底面的圆锥内任何位置。17．（14分）解：（1）金属棒未进入磁场时，由牛顿第二定律得：解得由运动学公式得：；经分析得，金属棒在倾斜导轨上运动的每一阶段时间相等为所以金属棒在磁场中匀速运动，则有另：，代入数据得：（2）金属棒刚进入水平导轨时，．、同时在水平导轨上运动时，系统动量守恒。所以：由能量转化和守恒定律得：其中代入数据得：所以金属棒上产生的热量（3）金属棒进入水平导轨前，金属棒在水平导轨上运动的过程中金属棒，由动量定理得，又因为代入数据得：18．（15分）解：（1）第一次调节速度选择器后，粒子在磁场中运动的半径由牛顿第二定律得：粒子在速度选择器中，由以上式子得：（2）第二次调节速度选择器后，粒子在磁场中运动的半径变为，粒子在磁场中运动轨迹如下图所示。由几何关系得：代入数据得：所以对称磁场区域长度（3）粒子从边进入磁场中的位置越靠近点或点，粒子在磁场中转过的圆心角就越大，从而就更容易从边飞出，因此只要能保证粒子在点或点进入磁场时，不从边飞出，那么所有进入磁场中的粒子都将从边射出。取临界状态，粒子从点入射进磁场中，刚好擦着边界又回到有界磁场中，如上图所示。由几何关系