山东省日照市2024届高三上学期1月期末校际联合考试物理试题 含解析

2021级高三上学期期末校际联合考试物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。一、单项选择题：本题包括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.如图所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。下列说法正确的是（）A.阴极K和阳极A之间的电压为零时，电路中的电流一定为零B.仅将入射光的频率减小到某一数值时，电路中的电流为零C.阴极K和阳极A之间的电压一直增大，电路中的电流也一直增大D.若将图中电源正负极反向，电路中的电流一定为零【答案】B【解析】【详解】A．根据光电效应方程阴极K和阳极A之间的电压为零时，仍有部分光电子能自由移动到阳极，电路中有电流，不为零，故A错误；B．仅将入射光的频率减小到某一数值时，当光的频率小于光电管阴极材料的截止频率时，不能发生光电效应，电路中的电流为零，故B正确；C．光电效应的饱和光电流与光强有关，阴极K和阳极A之间的电压一直增大，当电路中的电流达到饱和光电流，电路中的电流不再增大，故C错误；D．若将图中电源正负极反向，若反向电压小于遏止电压，此时部分光电子仍能到达阳极，电路中有电流，不为零，故D错误。故选B。2.如图所示，“凸”形绝热汽缸被a、b两轻质绝热活塞分成A、B、C三部分，a、b两活塞用轻杆连接，D为电热丝，可外接电源。初始时活塞静止，A、B、C三个部分内的气体温度均相同。现利用电热丝D对C部分中的气体加热，使其温度缓慢升高，则在两活塞缓慢移动的过程中，下列说法正确的是（）A.两活塞向上移动，A中气体温度升高 B.两活塞向下移动，B中气体内能不变C.两活塞向下移动，B中气体温度升高 D.两活塞向上移动，A中气体内能增大【答案】C【解析】【详解】以C中气体为研究对象，体积不变根据可知C中气体温度升高，压强增大；以活塞和连杆整体为研究对象，受到向上和向下气体的压力可知活塞和连杆合力向下，竖直向下运动，A中气体体积增大，对外做功，即根据气缸绝热内能减小，温度降低；反之B中气体体积变小，内能增大，温度升高。故选C。3.光滑水平面上，一小物块在水平拉力作用下做直线运动，物块运动的速度—时间图像如图所示，图线按正弦规律变化。下列说法正确的是（）A.在的时间内，外力做负功B.在的时间内，外力的功率先增大后减小C.在的时间内，外力的功率一直增大D.在时刻，外力的功率最大【答案】B【解析】【详解】A．在的时间内，物块速度增大，物块动能增大，根据题意可知，水平拉力等于物块所受外力的合力，根据动能定理可知，外力做正功，故A错误；B．水平拉力等于物块所受外力的合力，根据功率的表达式有在的时间内，速度由0逐渐增大，图像中，图像某点切线的斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，在的时间内，加速度逐渐减小为0，可知，0时刻外力的功率为0，时刻，外力的功率也为0，可知，在的时间内，外力的功率先增大后减小，故B正确；C．在的时间内，速度由0逐渐增大，图像中，图像某点切线的斜率的绝对值表示加速度大小，根据图像可知，在的时间内，加速度逐渐减小为0，可知，时刻外力的功率为0，时刻，外力的功率也为0，可知，在的时间内，外力的功率先增大后减小，故C错误；D．根据上述可知，在时刻，外力的功率为0，故D错误。故选B。4.如图所示，把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，从上往下可以看到一些明暗相间的同心圆环，这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆环叫做牛顿环。关于牛顿环，下列说法正确的是（）A.同心圆环间距相等B.同心圆环间距不等，离中心点的距离越远间距越窄C.同心圆环间距不等，离中心点的距离越远间距越宽D.牛顿环是凸透镜上下两个表面反射的两列光波发生干涉形成的【答案】B【解析】【详解】A．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，即离中心点的距离越远间距越窄，故AC错误；B正确；D．当光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，即当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉，不是凸透镜上下两个表面反射的两列光波发生干涉形成的，故D错误。故选B。5.无人驾驶的小车在水平路面上行驶的位移-时间图像如图所示，图线在的时间内为倾斜直线，的时间内为抛物线的一部分，后为水平直线。下列说法正确的是（）A.小车先做直线运动，后做曲线运动B.小车在的时间内运动的路程大于C.时，小车的速度大小为D.小车在的时间内，加速度大小为【答案】C【解析】【详解】A．x-t图像只能描述直线运动，则小车一直做直线运动，选项A错误；B．小车在的时间内一直向正方向运动，则运动的路程等于，选项B错误；CD．小车在内匀速运动的速度在的时间内加速运动过程根据即解得a=0.25m/s2则时，小车的速度大小为选项C正确，D错误。故选C。6.宇宙间存在一些离其他恒星较远的双星系统。双星系统由两颗相距较近的恒星组成，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的一点做周期相同的匀速圆周运动。某双星系统由甲、乙两颗恒星组成，甲、乙两颗恒星的质量分别为，且。它们做匀速圆周运动的周期为T，万有引力常量为G。关于双星系统的下列说法正确的是（）A.恒星甲做匀速圆周运动的半径大于恒星乙做匀速圆周运动的半径B.恒星甲做匀速圆周运动的线速度大于恒星乙做匀速圆周运动的线速度C.双星做圆周运动的速率之和D.双星之间的距离【答案】D【解析】【详解】A．两星做圆周运动的角速度相等，根据可得因，则则恒星甲做匀速圆周运动的半径小于恒星乙做匀速圆周运动的半径，选项A错误；B．根据可知恒星甲做匀速圆周运动的线速度小于恒星乙做匀速圆周运动的线速度，选项B错误；CD．根据相加得双星做圆周运动的速率之和选项D正确，C错误。故选D。7.如图所示为一电动玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，变压器原线圈中接入瞬时值的正弦交变电流，电动机的内阻为，装置正常工作时，质量为的物体恰好以的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为，设电动机的输出功率全部用来提升物体，不计空气阻力，取重力加速度。下列判断正确的是（）A.电压表的示数为B.副线圈输出电压的瞬时值表达式为C.电动机消耗的热功率为D.若电动机被卡住但未损坏的情况下，电路消耗的总功率为【答案】D【解析】【详解】A．变压器原线圈两端电压的有效值为根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系解得变压器副线圈两端电压的有效值为电压表的示数等于变压器副线圈两端电压的有效值，为，故A错误；B．变压器原副线圈电压相位差为，副线圈输出电压的瞬时值表达式为故B错误；C．设通过电动机的电流为，电动机的输出功率为电动机的输出功率为解得电动机消耗的热功率为故C错误；D．通过小灯泡的电流为若电动机被卡住但未损坏的情况下，电路消耗的总功率为故D正确。故选D。8.固定在地面上的斜面体左侧倾角为，右侧倾角为，质量为m和的小滑块a、b通过不可伸长的轻绳跨过固定在斜面体上的光滑定滑轮连接，轻绳均与斜面平行。小滑块a、b与斜面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。当小滑块b在左侧、a在右侧时，如图甲所示，放手后小滑块b下滑，加速度大小为，绳上的拉力为；当小滑块a在左侧、b在右侧时，如图乙所示，放手后小滑块b的加速度大小为a，绳上的拉力为。。下列判断正确的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】AC．当小滑块b在左侧、a在右侧时，对ab整体，有解得对b，有解得故AC错误；BD．当小滑块a在左侧、b在右侧时，对ab整体，有解得对b，有解得故B正确，D错误。故选B。二、多项选择题：本题包括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，有选错的得0分。9.物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的情境模型：将质量为m的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的O点，在外力F、细线拉力和重力的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为，与F的夹角为α，开始时F水平，小球可视为质点。小组成员经过探究形成了如下结论，你认为正确的是（）A.保持及小球位置不变，缓慢减小直至F竖直向上，则F逐渐减小B.保持及小球位置不变，缓慢减小直至F竖直向上，则F先减小后增大C.保持不变，缓慢增大，直至悬线水平，则逐渐减小，F逐渐增大D.保持不变，缓慢增大，直至悬线水平，则逐渐增大，F逐渐减小【答案】BC【解析】【详解】AB．保持及小球位置不变，缓慢减小直至F竖直向上，对小球进行受力分析，作出受力的动态三角形，如图所示可知，F先减小后增大，故A错误，B正确；CD．保持不变，缓慢增大，直至悬线水平，对小球进行受力分析，如图所示根据正弦定理有化简可知保持不变，缓慢增大，直至悬线水平，根据几何关系有，，且逐渐减小，根据数学函数规律可知，则逐渐减小，F逐渐增大，故C正确，D错误。故选BC。10.一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，P是平衡位置在处的质点，质点P的振动图像如图乙所示。Q是平衡位置在处的质点。下列说法正确的是（）A.波速为B.波的传播方向向左C.时，质点Q的动能最小D.时，质点Q的加速度比质点P的小【答案】AC【解析】【详解】A．波速为选项A正确；B．由振动图像可知，t=2s时质点P向下振动，可知波传播方向向右，选项B错误；C．时，即经过半个周期，质点Q到达波谷位置，此时速度为零，动能最小，选项C正确；D．时，质点Q的加速度最大，质点P的加速度为零，选项D错误。故选AC。11.如图甲所示，在真空中Ox坐标轴上的坐标原点O处固定一个点电荷Q。A、B是坐标轴上的两点，A点距离坐标原点O的距离等于。在A、B两点放置带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相反，两试探电荷受到点电荷Q的静电力的大小F跟试探电荷的电荷量q的关系分别如图乙中直线a、b所示。取无穷远处的电势为零，与点电荷Q距离为r处的电势。静电力常量。下列说法正确的是（）A.点电荷Q是正电荷B.点电荷Q的电荷量等于C.B点距离坐标原点O的距离等于D.电荷量为点电荷在B点具有的电势能等于【答案】BC【解析】【详解】A．在A、B两点放置带正电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到静电力的方向都跟x轴正方向相反，可知点电荷Q是负电荷，故A错误；B．根据库仑定律将，代入解得点电荷Q的带电量为点电荷Q是负电荷，点电荷Q的电荷量等于，故B正确；C．根据库仑定律将，代入解得B点距离坐标原点O的距离等于故C正确；D．电荷量为的点电荷在B点的电势为电荷量为的点电荷在B点具有的电势能等于故D错误。故选BC。12.如图所示，两根间距为L的平行光滑的金属导轨MN和PQ水平放置，导轨电阻不计，水平导轨右端接有电阻R，水平导轨所在区域有宽度为d的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小分别为B和，Ⅰ区域磁场方向竖直向上，Ⅱ区域磁场方向竖直向下。一根质量为m的金属棒ab与导轨垂直放置，接入电路的电阻为R，C、D两点为磁场区域Ⅱ两侧导轨的中点，时刻，给金属棒ab一水平向右的初速度，ab棒穿出磁场区域Ⅰ时的速度为进入磁场Ⅰ时速度的一半。已知金属棒ab始终与金属导轨垂直，下列判断正确的是（）A.时刻，金属棒ab的初速度B.金属棒ab到达磁场区域Ⅱ的中点CD时速度为C.ab从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅱ的过程中通过金属棒的电荷量为D.ab从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅱ的过程中电阻R上产生的焦耳热为【答案】ABD【解析】【详解】A．ab从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅰ的过程中，根据动量定理有ab从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅰ的过程中，通过金属棒的电荷量为解得时刻，金属棒ab的初速度故A正确；B．金属棒ab从进入区域Ⅱ到达磁场区域Ⅱ的中点的过程中，根据动量定理有金属棒ab从进入区域Ⅱ到达磁场区域Ⅱ的中点的过程中，通过金属棒的电荷量为金属棒ab到达磁场区域Ⅱ的中点CD时速度为B正确；C．ab从进入区域Ⅱ到离开区域Ⅱ的过程中，通过金属棒的电荷量为ab从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅱ的过程中，通过金属棒的电荷量为故C错误；D．ab从进入区域Ⅱ到离开区域Ⅱ的过程中，根据动量定理有解得ab从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅱ的过程中，根据动能定理有电阻R上产生的焦耳热为故D正确。故选ABD。三、非选择题：本题包括6小题，共60分。13.某实验小组用如图甲所示装置测量某轻弹簧的劲度系数，取重力加速度。测劲度系数的实验步骤如下：（1）把弹簧竖直悬挂在铁架台的横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，使其零刻度与弹簧上端对齐；（2）在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码，记录每次钩码的总质量m及相应的弹簧长度l；（3）通过描点作图，得到图像如图乙所示。根据图像可得，弹簧的原长______，弹簧的劲度系数______。（4）若考虑弹簧自身重力的影响，实验中得到的弹簧的劲度系数______实际值。（选填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】①.4②.25③.等于【解析】【详解】（3）[1][2]令弹簧原长为，根据胡克定律有根据平衡条件解得根据图像可知，图像与纵轴的截距为-100g，结合图像有，解得，（4）[3]令弹簧重力为，若考虑弹簧自身重力的影响，根据胡克定律，结合上述有变形得根据图像可知，图像的斜率仍然为，可知若考虑弹簧自身重力的影响，实验中得到的弹簧的劲度系数等于实际值。14.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为，除了开关、导线外，提供的器材还有：A.电池组（电动势，内阻约为）B.电流表（量程，内阻约为）C.电流表（，内阻约为）D.电压表（量程，内阻约为）E滑动变阻器（，允许最大电流）F.滑动变阻器（，允许最大电流）（1）某同学用螺旋测微器测量金属丝直径如图所示，该金属丝的直径为___________。（2）为了获得多组数据，尽量精确测量待测金属丝的电阻值，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________（填序号）。根据所选择的仪器，设计实验电路并在答题卡的虚线框中画出实验电路图。___________（3）若测得金属丝的直径用d表示，金属丝的长度用L表示，电阻用R表示，则该金属丝的电阻率___________。【答案】①.1.705##1.706②.B③.E④.⑤.【解析】【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为（2）[2]电路中的最大电流为为使电流表指针偏转角度超过，所以电流表应选量程为。故选B。[3]为使测量尽量精确，滑动变阻器采用分压式，所以滑动变阻器选阻值较小的。故选E。[4]根据计算可得则电流表采用内接法，电路如图所示（3）[5]根据电阻定律解得15.直角棱镜的截面图ABC如图所示，其中，BC边镀银。一细束单色光从直角边AB的中点O以入射角射入棱镜，经折射光线恰好在AC边发生全反射，再经过BC边反射后垂直于AC边射出。已知光在真空中的传播速度等于c、求：（1）棱镜的折射率n和；（2）光线在棱镜中的传播时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）光路如图，则由几何关系光线在E点的入射角为30°；在D点的入射角为C=60°，在O点的折射角r=30°，则折射率解得（2）由几何关系根据则时间16.几位同学在空旷的草地上进行投掷飞镖比赛，飞镖投出点的高度h均为。甲同学站在A点投掷飞镖，初速度的大小，与水平方向的夹角，最终在P点插入地面。乙同学站在B点投掷飞镖，初速度水平，最终也在P点插入地面，且插入地面的方向与甲同学的飞镖方向相同。飞镖的飞行轨迹如图所示，不计空气阻力，重力加速度，求：（1）甲同学投掷的飞镖飞行过程中离地面的最大高度H；（2）乙同学投掷飞镖的初速度v的大小：（3）A、B两点间的距离。【答案】（1）5m；（2）3.6m/s；（3）8.64m【解析】【详解】（1）甲同学投掷的飞镖水平方向的速度大小为竖直方向的初速度大小为在竖直方向从离手到最高点的高度和时间分别为，甲同学投掷的飞镖飞行过程中离地面的最大高度（2）假设甲从最高点做平抛运动，下落时间为设下落在P点时与水平夹角为，满足乙做平抛时间为设下落在P点时与水平夹角为，满足由题意有得乙同学投掷飞镖的初速度v的大小（3）甲从抛出到P点水平位移为乙的水平位移为A、B两点间的距离17.如图所示，在平面内，区域内存在沿y轴正方向的匀强电场，的区域内存在垂直于平面向外的匀强磁场。有两个电荷量均为q的带电粒子A和B，A带正电，B带负电。A、B两粒子先后从x轴上的。点以相同的初速度沿x轴正方向进入电场，然后进入磁场，A、B两粒子在磁场中分别运动半周后在某点Q（图中未画出）相遇。已知A粒子的质量为m，B粒子的质量为，电场强度的大小为，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用力。求：（1）粒子A进入磁场时的速度：（2）两粒子从P点进入电场的时间差：（3）Q点的位置坐标。【答案】（1）；（2）；（3）（，）【解析】【详解】（1）由于粒子A在电场中做类平抛运动，则水平方向有解得竖直方向有时间竖直方向速度为则粒子A进入磁场时的速度为（2）设粒子A在电场中的偏转角为θ，则有可知粒子B竖直方向有时间竖直方向速度为设粒子B在电场中的偏转角为，则有可知设两粒子在磁场中运动半径为、，由几何关系有两粒子在磁场中运动时间均为半个周期则粒子B进入磁场时的速度为由于两粒子在电场中运动时间相同，所以进电场时间差即为磁场中相遇前的时间差（3）粒子在磁场中的轨迹如图所示由得可知又由竖直方向公式可知两粒子离开电场位置间的距离由几何关系可得解得、又由几何关系可知又有Q点的位置坐标为（，）。18.如图所示，在足够长的光滑水平地面上，左侧固定一个四分之一光滑圆弧轨道，有一长木板B紧靠在圆弧轨道右端，圆弧轨道末端与木板上表面相切。在水平地面的右侧有无数个紧