黑龙江省哈尔滨市六校2023-2024学年高三上学期期末联考物理试题（含答案解析）

2023~2024学年度上学期六校高三期末联考试卷物理考生注意：1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4、本卷命题范围：必修第一、二、三册，选择性必修第一、二册。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题只有一项是符合题目要求的，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.如图所示，从同一位置O点先后水平抛出甲、乙两小球，分别落在水平地面的A、B两点，乙球在B点与地面发生弹性碰撞，反弹后恰好也落在A点，忽略一切阻力。则（）A.两球质量一定相等B.两球落在A点的速度大小一定相等C.从O点到A点两球运动的时间一定相等D.甲、乙两球水平抛出的初速度大小之比为3∶1【答案】D【解析】【详解】由平抛运动规律可知从O点到A点，甲、乙两球时间之比为，故速度大小之比为，与两球质量无直接联系，故不能判断两球质量是否一定相等，故D正确，ABC均错误。故选D。2.如图所示，A、B、C是孤立点电荷Q（未画出）所形成的电场中直线上的三个点，且C是AB的中点，C点也是直线上电场强度最大的点，将一个负点电荷q在该直线上移动时，发现在C点时电势能最小，则下列说法正确的是（）A.Q是正电荷 B.A、B两点的电场强度相同C.A、B、C三点中，C点电势最低 D.将负点电荷q从A移到C电场力做负功【答案】A【解析】【详解】B．由题意，C点是直线上距离Q最近的点，A、B到Q距离相等，则A、B两点的电场强度大小相等，但方向不相同，故B错误；AC．负电荷在电势高处电势能小，可见A、B、C三点中，C点电势最高，则Q是正电荷，故A正确，C错误；D．将负点电荷q从A移到C，电势能减小，根据功能关系可知电场力做正功，故D错误。故选A。3.如图所示，质量为m的小球甲用长为L的轻质绝缘细线悬挂在天花板上的A点，小球乙固定在绝缘天花板上的B点，两球均视为质点，带电量相等，甲静止时位于C点，已知A、B两点间的距离为，B、C两点间的距离为L，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.两球的电性相同B.细线的拉力大小为C.两球的带电量都为D.若甲的电量变成，则需给甲施加竖直向下大小为mg的拉力，才能让甲仍静止在C点【答案】D【解析】【详解】A．乙和甲相互靠近，乙对甲的库仑力是吸引的相互作用，故两球的电性相反，故A错误；B．根据数学知识可得对甲受力分析知，甲受三个力，且三力之间均成120°夹角，根据三力平衡的知识可得，甲受到的三个力大小相等，均为mg，故B错误；C．由解得故C错误；D．要使甲仍静止在C点，三个方向之间的力依然均为120°夹角，看作三个力，甲的电量变成，说明甲的电量加倍，在甲、乙两球位置不变时，甲、乙之间的库仑力加倍，变成，故拉力也变成，竖直向下的力也为，故需要给甲施加竖直向下大小为mg的拉力，才能让甲仍静止在C点，故D正确。故选D。4.某兴趣小组成员做双缝干涉实验，用某单色光照射单缝，如图所示在屏上处出现第2级亮纹，仅改变双缝间距后，处出现第2级暗纹，则改变后双缝间距是原来的（）A.倍 B.倍 C.倍 D.倍【答案】B【解析】【详解】设P、间的距离为x，根据双缝干涉条纹公式处出现第2级暗纹有则改变后双缝间距是原来的故选B5.如图所示，坐标原点O左右两边的介质不同，P、Q为两列波的波源，两波源同时起振，某时刻，两列波分别沿x轴传播到点M（－9，0）、点N（3，0），则下列说法正确的是（）A.两列波的起振方向相反B.两列波的波动频率相同C.两列波在x＝－3.5cm处相遇D.两列波在x轴负半轴叠加能形成稳定的干涉图样【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，M点的起振方向为轴正方向，N点的起振方向也为轴正方向，而且MN点与波源的起振方向相同，故两列波的起振方向相同，故A错误；B．两列波在不同介质中波速不同，由图知两波的波长相等，根据两列波的波动频率不同，故B错误；C．在相同时间内，两波分别传播了一个波长和一个半波长，故在不同介质的波速之比为当Q波传到O点时，P波传到（－7，0），等Q波传播到x轴负半轴后速度与P波相同，则两波都再传播3.5cm，所以两列波在x＝－3.5cm处相遇，故C正确；D．因为两波的频率不同，故两列波在x轴负半轴叠加不能形成稳定的干涉图样，故D错误。故选C。6.一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，小球的质量为m，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图甲所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力T随变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.细线的长度为 B.细线的长度为C.细线的长度为 D.细线的长度为【答案】A【解析】【详解】设线长为L，锥体母线与竖直方向的夹角为，当时，小球静止，受重力mg、支持力N和线的拉力T而平衡，此时有ω增大时，T增大，N减小，当时，角速度为，当时，由牛顿第二定律有解得当时，小球离开锥面，线与竖直方向夹角变大，设为，由牛顿第二定律得所以此时图线的反向延长线经过原点，可知图线的斜率变大，结合图像可得则细线的长度为故选A。7.2023年6月7日，力箭一号遥二运载火箭采取“一箭26星”方式，将搭载的试验卫星顺利送入预定轨道。如图所示，甲、乙两颗质量相等的人造卫星绕地球逆时针运动。甲的轨道III为圆形，乙从圆轨道I到椭圆轨道II要在S点点火加速，做离心运动，S、P两点为椭圆轨道长轴两端，Q点为轨道II与III的交点。已知轨道III的半径与轨道II的半长轴相等，不计卫星在变轨过程中的质量变化，则（）A.甲在轨道III上运行周期大于乙在轨道II上运行周期B.甲在Q点的动能小于乙在S点的动能C.从S到P和从P到S两过程地球对乙做的功相同D.相等时间内，甲与地心连线扫过的面积一定等于乙与地心连线扫过的面积【答案】B【解析】【详解】A．根据开普勒第三定律圆III的半径与椭圆的半长轴相等，则甲在轨道III上运行周期等于乙在轨道II上运行周期，故A错误；B．乙从轨道I到轨道II要在S点点火加速，做离心运动，则乙在轨道I速度小于在轨道II上S点的速度，又由图可知，轨道I和轨道III都是圆轨道，则有可得可知轨道III上卫星的速度小于轨道I上卫星的速度，综合可知甲在轨道III上经过Q点的速度小于乙在S点的速度，由于甲、乙质量相等，则甲在Q点的动能小于乙在S点的动能，故B正确；C．从S到P的过程中地球对乙做负功，从P到S的过程中地球对乙做正功，故C错误；D．由开普勒第二定律可知，每颗卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，但甲与乙不在同一轨道，则等时间内，甲与地心连线扫过的面积不一定等于乙与地心连线扫过的面积，故D错误。故选B。8.2023年夏我国电源供给中，风电、光伏等清洁能源占到近三成，成为电力可靠供应的重要保障。某风力发电机的输出电压为，用户得到的电功率为，用户得到的电压是，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为55匝，则下列说法正确的是（）A.发电机的输出功率为B.通过输电线的电流为C.升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的3倍D.降压变压器原线圈的匝数为3525匝【答案】AD【解析】【详解】A．用户得到的电功率解得风力发电机的输出功率为故A正确；B．输电线损失的功率通过输电线的电流故B错误；C．升压变压器的输出电压可得升压变压器原、副线圈的匝数之比故C错误；D．输电线上的电压损失降压变压器原线圈两端的电压可得降压变压器原、副线圈的匝数之比降压变压器原线圈的匝数为故D正确。故选AD。9.如图所示，两平行倾斜导轨与水平导轨平滑连接，倾斜导轨光滑、水平导轨粗糙，导轨电阻不计。质量为的金属棒静止在离倾斜导轨底端足够远的水平导轨上，棒与导轨垂直，水平导轨处在方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。质量为的金属棒与距水平导轨高为处由静止释放。已知两金属棒的电阻均为，两导体棒与水平导轨的动摩擦因数均为，导轨宽度为，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A金属棒沿斜导轨下滑过程机械能守恒B.金属棒下滑过程，因回路面积变小，故磁通量变小C.金属棒进入水平导轨后，金属棒做加速度减小的加速运动D.金属棒整个运动过程中，两金属棒产生的焦耳热小于【答案】AD【解析】【详解】A．金属棒沿斜导轨下滑过程，只有重力做功，故机械能守恒，故选项A正确；B．金属棒下滑过程，因磁场所在面积不变，故磁通量不变，故选项B错误；C．金属棒下滑到底端过程，有：又假设棒不动故假设成立，棒保持静止，因此C错误；D．金属棒初始时的机械能因金属棒进入水平轨道后受摩擦力作用，故两棒产生的焦耳热小于，故选项D正确。故选AD。10.如图甲所示，质量为的物块放在静止于粗糙水平面上的长木板上，从时刻起物块受到水平向右的外力，此外力变化规律如图乙所示，物块与长木板之间的摩擦力f随时间变化的规律如图丙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）A.物块与长木板之间的动摩擦因数为0.1 B.长木板的质量为1kgC.时，物块的速度大小为 D.长木板与地面之间的动摩擦因数为0.02【答案】AD【解析】【详解】A．由图乙可知拉力F的大小与时间成正比，由图丙可知，内物块与长木板之间的摩擦力f与拉力F等大，可知物块、长木板和地面保持相对静止；物块与长木板相对静止，相对地面加速运动；3s以后物块与长木板间相对滑动，由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，由图丙可知设物块与长木板之间的动摩擦因数为，可得解得故A正确；BD．设长木板的质量为M，长木板与地面间动摩擦因数为；时长木板与地面间开始相对滑动，此时拉力F的大小为由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当时，物块与长木板相对静止，长木板达到最大加速度当时，拉力F的大小为对物块由牛顿第二定律得联立解得长木板质量为长木板与地面间动摩擦因数为故B错误，D正确；C．在图乙中，拉力F的大小与时间成正比，图线与坐标轴围成的面积表示冲量，由图可知内F的冲量大小为物块与长木板之间摩擦力f的冲量大小为内对物块由动量定理可得解得时，物块的速度大小为故C错误。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.如图所示，将一轻质弹簧左端固定放置在粗糙程度均匀的水平桌面上，然后从弹簧原长位置开始向左依次标记“0”、“1”、“2”、“3”、“4”五个位置，再用两个由同种材料制作的物块将弹簧右端分别压至“1”、“2”、“3”、“4”位置由静止释放，测量出物块每次停止运动时的位置到释放点的距离，得到数据如下表：（1）从同一位置由静止释放，质量大的物块向前滑行的最大距离较__________（填“大”或“小”）。（2）根据表中数据可知，物块的质量为__________（保留一位有效数字）。（3）若将“0”、“1”、“2”、“3”、“4”五个相邻位置间的距离设为，已知弹簧在弹性限度内，弹性势能的大小与弹簧形变量的二次方成正比，则根据上表数据可知，大小关系为__________（填“近似相等”“依次增大”或“依次减小”）。【答案】①.小②.0.05③.近似相等【解析】【详解】（1）[1]根据题意，由动能定理有解得可知，质量大的物块向前滑行的最大距离较小。（2）[2]由（1）分析，结合表中数据可知，同一位置释放，物块运动的距离近似为物块的2倍，则物块的质量为（3）[3]根据题意，由（1）分析，结合表中数据可知，物块在“1”、“2”、“3”、“4”的弹性势能的比值近似为，由于弹性势能的大小与弹簧形变量的二次方成正比，则物块在“1”、“2”、“3”、“4”位置时，弹簧的形变量的比值近似为，即大小关系为近似相等。12.某实验小组测金属丝电阻率，在测未知电阻Rx时，先用多用电表进行粗测，后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。（1）先用多用表的欧姆挡“1”挡按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，则读数应记为_________Ω。（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图乙所示，则该次金属丝直径的测量值d=________mm。（3）实验室提供的器材如下：A．待测电阻Rx的金属丝；B．电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）；C．电流表A2（量程0~3A，内阻约0.01Ω）；D．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ）；E．电压表V2（量程0~15V，内阻约20kΩ）；F．滑动变阻器R（0~20Ω）；G．电源E（电动势为3.0V，内阻不计）；H．开关、若干导线.为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_________（填“B”或“C”），电压表应选________（填“D”或“E”）。（4）根据所选用实验器材，应选用电路图_________（填“丙”或“丁”）进行实验。（5）通过测量可知，金属丝接人电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=___________。（6）本实验在测量电阻时，由电压表或电流表的内阻引起的误差属于___________误差。将电压表或电流表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表内阻所引起的这种误差。在未消除该误差时本实验电阻丝的测量阻值为R，若已知电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA，那么消除该误差后，电阻丝的阻值Rx=___________。【答案】①.5.0##5②.3.708##3.707##3.709③.B④.D⑤.丁⑥.⑦.系统⑧.【解析】【详解】（1）[1]由图甲多用电表可知，待测电阻阻值为（2）[2]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知金属丝直径为（3）[3][4]电源电动势为3.0V，因此选择电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ）；测量金属丝的电阻阻值约为5Ω，则电路中的最大电流因此选电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）；即电流表应选B，电压表应选D。（4）[5]由于电压表内阻约3kΩ，金属丝的电阻阻值约为5Ω为较小电阻，因此应选用电流表外接法，即选用电路图丁进行实验误差较小。（5）[6]根据欧姆定律有根据电阻定律有又联立解得（6）[7][8]本实验中，由于电压表的分流引起的误差属于系统误差；实验的测量阻值R应为电压表和待测电阻并联的电阻，将电压表的内阻计算在内，则有解得13.如图所示，“水滴型”透明体其纵截面由等边三角形和半圆形组成，三角形的三个顶点分别为，边长为。一束平行于边的光线入射到边上，只有区域的光线能够射入半球体，长度等于，不考虑反射，。求：（1）该透明介质的折射率；（2）折射光线在半球体中传播的最长时间。【答案】（1）1.8；（2）【解析】【详解】（1）从D点入射的光线，恰好从C点射入半球，光路如图设折射角为，由正弦定理有又求得（2）依题意，可知光线在半球中传播的最长路程为由联立求得14.如图所示，平面直角坐标系的第一象限内存在垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁场边界为边长为的等边三角形点坐标为；在第二象限存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为。一质量为，电荷量为的粒子从电场中的（值不确定）点处由静止释放，当时，粒子经磁场偏转后恰好垂直轴飞出磁场，不计粒子重力，求：（1）匀强磁场磁感应强度的大小；（2）若要求粒子从边飞出，当取最大值时，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角的余弦值；（3）满足第（2