湖北省襄阳市高中2024届高三年级下册1月期末考试物理试题

湖北省襄阳市优质高中2024届高三下学期1月期末考试物理试题

考生须知：

1.全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅第填涂；非选择题的答案必须用黑色

字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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，真空中等边三角形。MN的边长为L=2.0m,在N两点分别固定电荷量均为q=+2.0xl（）-6c的点

电荷，已知静电力常量Z=9.0xl（）9N-m2/C2,则两点电荷间的库仑力的大小和。点的电场强度的大小分别为（）

A.9.0X10~3N,7.8X103N/CB.9.0xl0-3N,9.0xl05N/C

C.1.8xlO-2N,7.8xlO3N/CD.1.8X10-2N,9.0X103N/C

2、太阳内部持续不断地发生着4个质子（：H）聚变为1个氮核（：He）的热核反应，核反应方程是4；H-；He+2X,

这个核反应释放出大量核能。已知质子、氮核、X的质量分别为,小、〃?2、加3,真空中的光速为c。下列说法中正确的

是（）

A.方程中的X表示中子；n

B.方程中的X表示电子：e

C.这个核反应中质量亏损

D.这个核反应中释放的核能AE=（4/wi—m2—c2

3、普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器仍一

侧线圈的匝数较少，工作时电流为1时，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为1小为了使电流表能正常工作，则（）

A.4。接MN、cd接尸。,lab<lcdB.如接MMcd接P。，labeled

C.M接尸cd接MN,LbVLdD.ab接町cd接MN,

4、如图，在两等量正点电荷连线的中垂线上，有。、8两个点电荷绕O点做匀速圆周运动，且。、）与。始终在一条

直线上。忽略。、b间的库仑力，已知simz=0.6,sin/?=0.8,则0、力两个点电荷的比荷之比为（）

3

D.

4

5、如图所示，正三角形ABC区域内存在的磁感应强度大小为方向垂直其面向里的匀强磁场，三角形导线框。加

从A点沿AB方向以速度y匀速穿过磁场区域c已知A5=2L,ab=L,Nb=90"，NC=30"，线框a加三边阻值均为凡

而边与A5边始终在同一条直线上。则在线圈穿过磁场的整个过程中，下列说法正确的是（）

A.磁感应电流始终沿逆时针方向

B.感应电流一直增大

c.通过线框某截面的电荷量为匣眩

6R

D.c、力两点的最大电势差为友处

3

6、平面OM和平面ON之间的夹角为30。，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大

小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为加，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为u的速度从OM的

某点向左上方射入磁场，速度与成30。角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从。M上另

一点射出磁场。不计粒子重力。则粒子离开磁场的出射点到两平面交线。的距离为

mvyf3mv2/nv47nv

A.~—B.--------C.~D.~~

2qBqBqBqB

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、物块套在光滑的竖直杆上，通过光滑的定滑轮用不可伸长的轻绳将物块由A点匀速拉到5点，AB高度为h,则在

运动过程中（）

A.绳中张力变小

B.绳子自由端的速率减小

c.拉力尸做功为尸4

cost/

D.拉力户的功率P不变

8、如图所示，光滑水平面放置一个静止的质量为2m的带有半圆形轨道的滑块〃，半圆形轨道的半径为K。一个质量

为m的小球b从半圆轨道的左侧最高点处由静止释放，b到达半圆轨道最低点P时速度大小以=,然后进入

右侧最高可到点0。。连线与0尸间的夹角。=53°,不计空气阻力，重力加速度为以下列说法正确的是（）

A.滑块。向左滑行的最大距离为0.6R

B.小球》从释放到滑到。点的过程中，克服摩擦力做的功为

C.小球b第一次到达P点时对轨道的压力为1.8/wg

⑵若实验中发现条纹太密，可采取的改善办法有（至少写一条）。

12.（12分）某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。

压力表

柱塞

空气柱

橡胶塞

⑴在实验中，下列哪些操作不是必需的。

A.用橡胶塞密封注射器的下端

B.用游标卡尺测量柱塞的直径

C.读取压力表上显示的气压值

D.读取刻度尺上显示的空气柱长度

⑵实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是

（3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.（10分）如图所示，光滑轨道Q45c是由水平直轨道06与一段半径K=62.5m的圆弧〃。在5点相切而成。zn=lkg

的物块户在户二20N的水平推力作用下，紧靠在固定于墙面的轻弹簧右侧A处保持静止，A点与〃点相距己

知物块可视为质点，弹簧的劲度系数A=100N/m。取重力加速度g=10m/s2,cos5o=0.996。现突然撤去力尸，求：

（1）物块产第一次向右运动的过程中，弹簧对物块的冲量大小；

（2）从物块P离开弹簧到再次接触弹簧经过的时间。（结果保留两位小数）

5

14.（16分）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度8垂直纸面向里为正方向，fi0=lT,ro=nxl0s,k为

正整数。某直角坐标系原点。处有一粒子源，在U0时刻沿x轴正方向发射速度为yo=l（Pm/s的正点电荷，比荷

—=lxlO6C/kg,不计粒子重力。

m

⑴若A=l,求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次（从。点出发记为第1次）经过y轴时的时刻；

⑵若A=2,求粒子在运动过程中与j轴交点坐标的最大值和最小值；

TT

（3）若力=二^10个，则&取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值Tmin和相应的A

值。

15.（12分）如图所示，在直角坐标系xQy的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xQy面向里，第四象限内存

在沿），轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E,磁场与电场图中均未画出。一质量为，小带电荷量为+g的粒子自y

轴的P点沿工轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为（0,・/）,Q点坐标为（21,0）,

不计粒子重力。

（1）求粒子经过Q点时速度的大小和方向；

⑵若粒子在第一象限的磁场中运动一段时间后以垂直y轴的方向进入第二象限，求磁感应强度B的大小。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、A

【解题分析】

根据库仑定律，N两点电荷间的库仑力大小为尸二,代入数据得

L2

F=9.0X10-3N

M.N两点电荷在。点产生的场强大小相等，均为E、=k*,M、N两点电荷形成的电场在。点的合场强大小为

£?=2E,cos300

联立并代入数据得

E«7.8X103N/C

A.9.0X10-3N,7.8X1()3N/C与分析相符，故A正确;

B.9.0X10-3N,9.0X1()3N/C与分析不符，故B错误;

C.1.8X1(T2N,7.8X1()3N/C与分析不符，故C错误;

D.1.8X1(T2N,9.0X103N/C与分析不符，故D错误;

故选：Ao

2、D

【解题分析】

AB.由核反应质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为：e,故AB错误；

CD.质量亏损为

释放的核能为

△£=△me1-(4mi-m2-2m3)c2

故C错误、D正确。

故选D。

3、B

【解题分析】

高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据2=这，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN,cd接PQ,

且Iab>Icd>选项B正确.

4、A

【解题分析】

设两等量正电荷的电荷量均为。，。、“两点电荷的电荷量分别为必和强，质量分别为处和机”。到正点电荷的距离

为/,由题意知。、〃做圆周运动的周期相同，设为丁。根据库仑定律、牛顿第二定律，对。，有

2k—0%,sin37°=ma{—1Ztan37°

(Iy\T)

lcos37°J

对瓦有

整理得

%

(=27

还一64

故A正确，BCD错误。

故选A。

5、D

【解题分析】

A.当三角形导线框abc从A点沿A5运动到6点时，穿过线圈的磁通量一直增大，此时线圈产生一个逆时针电流;

而后线圈逐渐离开磁场，磁通量减少，线圈产生一个顺时针电流，故A错误；

B.根据公式E=即-可知，感应电流先增大后减小，B错误；

C.由公式

讨Lx同

AO*x---丛BE

q=----=------------——=--------

3R3R3R

故C错误；

D.当线框。点刚到达8点时，线框中的感应电动势

E=6BLv

电流

Ey/3BLv

1r=—=---

3R3R

所

%=/(2/?)=^^

故D正确。

故选D。

6、D

【解题分析】

粒子进入磁场做顺时针方向的匀速圆周运动，轨迹如图所示,

根据洛伦兹力提供向心力，有

V"

qvB=m—

R

解得

R=—

qB

根据轨迹图知

2mv

PQ=2R=

NOPg=60°

则粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距嘲为

4/nv

0P=2PQ=

则D正确，ABC错误。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、BD

【解题分析】

A.因为物块做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，则有

Tcos0=mg

因为。增大，COS8减小，则拉力7'增大，故A错误;

B.物块沿绳子方向上的分速度

V=VAcos0

该速度等于自由端的速度，。增大，自由端速度y减小，故B正确；

C.尸为变力，不能用功的定义。应根据动能定理，拉力厂做功等于克服重力做的功，即

W=mgh

故C错误；

D.拉力的功率为

mg

P=Fv=——vcos3=mgv

cos。AA

可知拉力尸的功率P不变，故D正确。

故选BDo

8、AD

【解题分析】

A.滑块。和小球力相互作用的过程，系统水平方向合外力为零，系统水平方向动量守恒，小球》到达。点时，根据

动量守恒定律得滑块。和小球b的速度均为零，有

2/n.va=/nsb

Sa+Sb=R+Ksin53°

解得

Sa=0.6R

故A正确；

B.根据功能关系得小球力从释放到滑到。点的过程中，克服摩擦力做的功为

W-机gRcos53=0.6nigR

故B错误；

C.当》第一次到达半圆轨道最低点尸时，根据动量守恒定律有

2inva=mvb

解得

匕=标

由牛顿运动定律得

V2（V4-V,）2

N-mg=fn—=~

RR

解得

•r14

Af=­mg

对轨道的压力

14

N=N=——mg

5

故C错误；

D.小球从P点到。点，根据功能关系可得克服摩擦力做的功为

W=~x+gmvl-mgR（\-cos53。）=0.2mgR

由功能关系结合圆周运动的知识，得小球b第一次返回到P点的过程中克服摩擦力做的功

W^.lmgR

故小球b第一次返回到P点时系统的总动能

Ek>mgR(A-cos53°)-W，=0.2?ngR

r

0=2mv'a+mvb

线=；2机12+；加%2

解得

%>2廊

故D正确。

故选ADo

9、AD

【解题分析】

根据星球表面物体受到的万有引力等于物体的重力有

「Mm

得星球表面重力加速度

GM

故

g行=〃行R加_q

g地一闻地4P1

可知A正确，B错误;

根据万有引力提供向心力有

_Mmv2

G——=in——

R

得第一宇宙速度

可知C错误，D正确。

故选ADo

10、ACF

【解题分析】

A：由图象得：％=4atm、&=3atm、匕=1L、VB=3L,据理想气体状态方程岑公=岑&,代入数据得：

"=720K.故A项正确.

B：由图象得：PA=4atm.pc=latm>匕=1L、Vc=4Lt则(〃/=&%,所以温度是分子平均动

能的标志，所以状态A与状态C理想气体分子平均动能相等.故B项错误.

C：从状态A到状态。的过程，气体体积增大，气体对外做功.故C项正确.

D：据AB两项分析知，，=720K>7；=A，所以从状态A到状态C的过程中气体温度不是先降低后升高.故D

项错误.

E：TA=TC,A、C两个状态理想气体内能相等，A到C过程△(/=()；，-V图象与丫轴围成面积表示功，所以4到

3+zxl3(3+1X1Q3

C过程，外界对气体做的功W=-(0x2x10-F^xlX10-J=-900J；据热力学第一定律得:

△U=Q+W,解得：Q=900J,所以状态4到状态C的过程中气体吸收热量为900J.故E项正确.

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

IK1.H2.33.2X10-7减小双缝间距d或者增大双缝到干涉屏的距离L

【解题分析】

(1)[1][2].游标卡尺的读数为l.lcm+0.1mmxl=l.llcm；若游标卡尺的读数为l.67cm,此时主尺上的2.3cm刻度与游标

尺上某条刻度线对齐；

[3].条纹间距

Ar=L67T."cm=0.08cm

7J

则根据可得

d

,Nxd0.08x10-2x0.2xlO_3℃.

Z=-----=-------------------m=3.2x1A07m

L0.5

(2)[4J.若实验中发现条纹太密，即条纹间距太小，根据-=可采取的改善办法有：减小双缝间距d或者增大双缝

a

到干涉屏的距离L。

12、B保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变C

【解题分析】

(1)[1]A.为了保证气密性，应用橡胶塞密封注射器的下端，A需要：

BD.由于注射器的直径均匀恒定，根据可知体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长

度，无需测量直径，B不需要D需要；

C.为了得知气压的变化情况，所以需要读取压力表上显示的气压值，C需要。

让选不需要的，故选B。

(2)⑵手温会影响气体的温度，且实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高，所以这

样做的目的为保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变。

PV11

⑶[3]根据〒=C可知当气体做等温变化时，p与V成反比，即px歹，故图像为直线，所以为了能直观反映

P与V成反比的关系，应做A-*图像，C正确。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13、(l)2N-s；⑵23.65s

【解题分析】

(1)设弹簧在A处保持静止时压缩量为x,有

F=kx

若物块离开弹簧时速度为y,根据动能定理

W=—kx2-—mv2

22

物块。向右运动的过程中，弹簧对物块的冲量

I=mv

解得

Z=2N-s

⑵物块离开弹簧到8之间做匀速直线运动，设时间为乙，则有

l-x=vt1

设物块沿着圆弧轨道上升到。点，B、。间的高度为九则有

mgh=^mv2

设过。点的半径与竖直方向的夹角为。，则

R-h

COS/9=2L_2>0.996

R

即

e<5°

物块从〃点到&点再返回笈点的过程中，可以看做单摆，单摆周期

可得从物块P离开弹簧到再次接触弹簧经过的时间

r=2/l+r2

代入数据得

/=23.65s

14、(l)O.Olm；/=2^-x10~5S;(2)=0.04m；为访=~002m；⑶当k取非44+1(4=0,1,2,-・・)的正整数时,

均可以回到出发点；当％=3时，最小循环周期为1.256X1()TS

【解题分析】

⑴粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由

^=—

0r

T2冗r

%

解得

厂二丝1=0.01m

27rm

T==2^x10-5s

当％=1时，因为4=(,粒子第3次经过y轴时恰好向上经历两个半圆(如图)则时间，=r=2万xi(r5s

o

⑵当女=2时，2*)=T,粒子一个循环周期中运动分别为半圆T整圆T半圆T整圆，因此由几何关系得:

与y轴交点坐标的最大值为

ymax=4r=0.04m

与＞轴交点坐标的最小值为

%=-2-=—0.02m

T1