云南省楚雄彝族自治州2023-2024学年高三上学期1月期末理综物理试题（含答案解析）

楚雄州中小学2023-2024学年上学期期末教育学业质量监测高三年级物理试卷一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题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。1.图为核电站的反应堆示意图，下列说法正确的是（）A.水泥防护层主要起保温作用B.镉棒作用是使快中子变成慢中子C.反应堆放出的热量可直接全部转化为电能D.核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下【答案】D【解析】【详解】A．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，故A错误；B．镉棒作用是可以吸收中子，以控制链式反应的速度，故B错误；C．反应堆放出的热量不可以直接全部转化为电能，故C错误；D．核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下，故D正确。故选D。2.如图所示，原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目之一。运动员先由静止下蹲一段位移，经过充分蓄力后，发力跳起摸到了一定的高度，落地后屈腿缓冲。运动员在下降过程中，下列说法正确的是（）A.始终处于超重状态 B.始终处于失重状态C.先失重后超重 D.先超重后失重【答案】C【解析】【详解】由运动情况判断物体的加速度方向，知道当物体的加速度向上时处于超重状态，加速度向下时为失重状态。运动员下蹲过程先加速后减速，故加速度先向下后向上，即先失重后超重。故选C。3.用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。其中a、b、c、d是绳上的四个质点，某时刻的波形如图所示，此时质点a在平衡位置，质点b、c、d偏离平衡位置的位移大小相等，此后关于a、b、c、d四个质点的运动，下列说法正确的是（）A.质点a先到达波谷 B.质点b先到达波峰C.质点c先到达波谷 D.质点d先到达波峰【答案】A【解析】【详解】横波向右传播，根据同侧法，质点a、b向下振动，质点c、d向上振动，质点a先到达波谷，质点c先到达波峰。故选A。4.光滑水平地面上的物体A沿直线运动时与静止的物体B发生正碰，其位移-时间图像如图所示。由图可知，物体A、B的质量之比为（）A.1：6 B.1：4 C.1：3 D.1：2【答案】A【解析】【详解】由图像的斜率表示速度，可推出碰撞前后的瞬时速度为，，由动量守恒可得代入数据解得故选C。5.如图所示，“天问一号”在近火圆轨道的线速度大小为v，测得火星的半径为R，已知引力常量为G，则火星的平均密度为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】火星的半径为R，设火星的质量为M，“天问一号”的质量为m，根据万有引力提供向心力有火星的密度火星的第一宇宙速度解得故选C。6.关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A.海市蜃楼是由光的折射形成的B.在空气中紫外线的传播速度比红外线的快C.在镜头前加一个偏振片可以使更多的自然光进入相机D.光的多普勒红移证明了大爆炸理论【答案】AD【解析】【详解】A．海市蜃楼是由光的折射形成的，A正确；B．在空气中紫外线和红外线的传播速度都略小于c，由紫外线折射率比红外线大，所以紫外线的传播速度比红外线的略慢，B错误；C．在镜头前加一个偏振片，进入相机的为偏振光，C错误；D．光的多普勒红移说明遥远的天体都在离我们远去，D正确。故选AD。7.图甲和图乙是某手动发电的手电筒内部发电机的两个截面示意图，多匝线圈a处于辐向的磁场中，线圈a连接理想变压器的原线圈．副线圈接一小灯泡，当推动手柄使线圈a沿轴线做振幅一定的往复运动，其v-t图像为如图丙所示的正弦曲线时，小灯泡恰好能正常发光。该小灯泡长期使用导致灯丝变细，要使旧灯泡恢复之前的亮度，下列措施可行的是（）A.仅减少线圈a匝数 B.仅增加变压器副线圈的匝数C.增大推动手柄时的周期T0 D.增大推动手柄时的最大速度v0【答案】BD【解析】【详解】灯丝变细，小灯泡的电阻变大，要使旧灯泡恢复之前的亮度，可以增加灯泡两端的电压。A．仅减小线圈a的匝数会减小灯泡两端的电压，选项A错误；B．减少变压器原线圈的匝数或增加变压器副线圈的匝数也可以增加灯泡两端的电压，选项B正确；C．增大推动手柄时周期T0会使灯泡两端的电压降低，选项C错误；D．增大推动手柄时的最大速度v0可以增加灯泡两端的电压，选项D正确。故选BD8.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框abcd，线框以速度v进入一个有明显边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到，下列说法正确的是（）A.线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动B.线框能全部穿出磁场C.线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为8：1D.线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为2：1【答案】CD【解析】【详解】A．线框进入磁场时与离开磁场时受安培力大小为随着速度减小，安培力逐渐减小，加速度减小，所以线框进入磁场时与离开磁场时做变速直线运动，故A错误；BD．假设线圈能全部穿出磁场，线圈刚全部进入磁场时速度为，刚离开磁场时速度为，线圈进入磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得：通过线圈的电荷量线圈离开磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得通过线圈的电荷量联立解得所以线圈不能全部穿出磁场，则，代入上式可知故B错误，D正确；C．线圈进入磁场的过程，根据能量守恒定律有线圈离开磁场的过程，根据能量守恒定律有解得故C正确；故选CD。二、非选择题：共174分。9.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：（1）某同学利用如图甲所示的装置进行实验，下列操作正确的是（）A.选用质量很小的小车B.调整长木板的倾斜程度C.更换成质量更大的钩码D.调节定滑轮使牵引小车的细线与桌面平行（2）图乙为实验中打出的一条纸带，已知打点计时器接在频率为50的交流电源上，打点计时器打下P点时小车的速度大小为__________，小车运动的加速度大小为__________。（计算结果均保留两位有效数字）【答案】①.B②.0.63③.2.7【解析】【详解】（1）[1]ABC．做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要平衡摩擦力，需要将长木板安装打点计时器的一端适当垫高而平衡摩擦力，小车的质量应远大于悬挂物的质量，所以不能更换质量很小的小车，需把钩码更换成质量更小的砝码盘和砝码，故B正确AC错误；D．实验过程中连接砝码盘和小车的细线应跟长木板始终保持平行，保证牵引小车细线中的拉力为小车受到的合力，故D错误。故选B。（2）[2][3]中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，由题图纸带得打点计时器打P点时，小车的速度大小根据逐差法Δx=aT2得小车运动的加速度大小10.为测量干电池的电动势E（约为1.5V）和内阻r（约为1Ω），某同学将两节相同的干电池串联后设计了如图甲、乙所示的实验电路图，所用器材如图丙所示。已知电流表的内阻约为1Ω，电压表的内阻约为3kΩ，滑动变阻器的最大阻值约为20Ω，请回答下列问题：（1）按照图甲所示的电路图，将图丙中的实物连线补充完整_______；（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最__________（填“左”或“右”）端；（3）闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下多组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像；（4）在图丙中通过改变导线的接线位置，完成了图乙电路图的实物连接，重复步骤（2）、（3）。将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像，如图丁所示。可知图丁中标记为I的图线是采用实验电路图___________（填“甲”或“乙”）测量得到的；（5）利用图丁提供的信息可知，每节干电池的电动势E的准确值为___________V，每节干电池的内阻r的准确值为____________Ω。【答案】①.见解析②.左③.甲④.1.6⑤.0.8【解析】【详解】（1）[1]根据图甲所示的电路图，实物连线如图所示（2）[2]闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最左端，保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大，用以保护电路。（4）[3]对题图乙而言，根据闭合电路欧姆定律可得当I为零时对题图甲而言，根据闭合电路欧姆定律有当I为零时故可知图丁中标记为I的图线是采用实验电路图甲测量得到的。（5）[4][5]图线I对应的纵截距满足图线Ⅱ对应的横截距满足联立解得，11.水平地面上放有一内壁光滑的圆柱形汽缸（顶部有卡扣），内部的轻质活塞封闭一定质量的空气，当封闭空气的热力学温度时，活塞封闭空气的高度为2L，活塞上侧到气缸顶部的距离为L，如图所示。现对封闭空气缓慢加热，活塞在上升过程中始终保持水平，外界大气压恒为，封闭空气可视为理想气体，求：（1）活塞刚达到汽缸顶部时，封闭空气的热力学温度；（2）封闭空气的热力学温度时的压强p。【答案】（1）450K；（2）【解析】【详解】（1）此过程为等压变化，有解得（2）当封闭空气的热力学温度达到时，为等容变化，有解得12.如图所示，一个可视为质点、质量m＝1kg的小物块，从平台上的A点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从C点进入固定光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量M＝2kg的长木板，并恰好能到达长木板的左端。已知长木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，圆弧轨道的半径，圆弧轨道对应的圆心角为θ，小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取重力加速度大小，sinθ＝0.8。求：（1）小物块滑上长木板时的速度大小；（2）小物块与长木板间因摩擦产生的热量Q。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小物块在C点的速度为小物块从C点运动至D点，根据动能定理有解得小物块滑上长木板时的速度大小为（2）对小物块，根据牛顿第二定律有对长木板，根据牛顿第二定律有解得，设经历时间小物块与长木板共速，速度为，则解得小物块与长木板间的相对位移为小物块与长木板间因摩擦产生的热量为13.如图所示，平面直角坐标系xOy的第二象限内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，第一象限内一梯形区域中存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），点P处的质子源由静止释放的质子在电场力的作用下加速后，从Q点进入第一象限，经磁场偏转后从N点垂直x轴射入第四象限。已知P、Q、N三点的坐标分别为、、，质子的质量为m、带电荷量为e，不计质子受到的重力，求：（1）质子的最大速度v；（2）质子从P点运动到N点的