广东省湛江市2023-2024学年高三上学期期末考试物理

广东省湛江市2023-2024学年高三上学期期末考试物理姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．我国“北斗三号”使用的氢原子钟技术指标达到国际先进水平。它是利用氢原子吸收或释放能量发出的电磁波来计时的。图为氢原子能级图，在n能级的能量值为−13.A．1.89eV B．10.2eV C．12.09eV D．12.75eV2．如图所示，细绳OA一端系在小球O上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，平衡时细绳OA垂直于天花板，弹簧恰好水平。将细绳OA剪断的瞬间，小球的加速度（）A．竖直向下 B．沿OB方向 C．沿AO方向 D．等于03．北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（）A．Lvne B．nevL C．nLev4．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．5．x=−5m处的振源做振幅为8cm的简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波、t=0时刻的波形如图所示，x轴上P、Q两质点的坐标分别为1m和9m，t=1.3s时质点A．这列波的周期为0.2sB．这列波的传播速度为8m/sC．t=0.4s时，质点D．当质点Q第一次到达波峰时，质点P通过的路程为72cm6．当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束单色光以入射角α=45°射入空气中的球形水滴，折射出两条光线1、2（只考虑光在水滴内的第一次反射），已知入射光线与出射光线2之间的偏向角φ=150°。下列说法正确的是（）A．水滴对单色光的折射率为1.5B．水滴对单色光的折射率为3C．出射光线1、2的夹角θ=120°D．入射光线与出射光线1之间的偏向角为45°7．地球可看作半径为R的均匀球体，质量为m的物体在赤道处所受的重力大小为N1，由于地球自转的影响，物体在北极处所受的重力大小为N2，引力常量为A．地球同步卫星离地心的距离为NB．地球同步卫星的运行周期为2πC．地球的第一宇宙速度为RD．地球的平均密度为3二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．图为一理想自耦变压器，在A、B间输入电压有效值恒定的交变电流，起初滑片P1位于线圈CD的中点G，滑片P2位于滑动变阻器A．若仅将滑片P1向上滑动，则电流表A1、A2B．若仅将滑片P1向上滑动，则电流表A1、A2C．若仅将滑片P2向上滑动，则电流表A1、A2D．若仅将滑片P2向上滑动，则电流表A1、A29．如图所示，真空中有一长方体区域abcd−a'b'c'd'，棱ab、ad的长均为L，棱aa'的长为2L。现将电荷量为+q、A．a、c'B．b、d'C．b、d、d'、bD．a、b两点的电势差等于c'、b10．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v3A．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8D．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2三、非选择题：共54分。11．小明利用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。①用螺旋测微器测得小球的直径为d。②闭合电磁铁的开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差h；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间t。则小球通过光电门时的速度大小v=（用题中的字母表示）。③改变光电门的位置，重复实验，得到多组h、t，以1t2为纵轴、h为横轴，作出的1t2−h图像如图乙所示，则当地的重力加速度大小g=（用a④小明查阅当地的资料发现测量的重力加速度偏小，则产生误差的原因可能为：a.；b.。（请写出两条原因）12．某物理兴趣小组欲将电流表A1改装成量程为3V的电压表。（1）小组同学先测量电流表A1的内阻，提供的实验器材有：A.电流表A1（量程为1mA，内阻约为90Ω）；B.电流表A2（量程为1.5mA，内阻约为400Ω）；C.定值电阻（阻值为200Ω）；D.定值电阻（阻值为20Ω）；E.滑动变阻器R（阻值为0∼10Ω）；F.一节新的干电池E；G.开关S及导线若干。①图中的电阻R0应选用②将如图所示的器材符号连线，并画出实验电路的原理图；③正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组A1的示数I1和A2的示数I2，测得电流表A1的内阻为（2）给电流表A1串联一个阻值为kΩ（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表A1改装成量程为3V的电压表V；（3）用标准电压表V0与电压表V并联进行校准。当V0的示数为1.4V时，电流表A1的指针恰好半偏，则电压表V的实际量程为V（结果保留两位有效数字）。13．一定质量的理想气体由状态M→N变化的p−V图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度Tmax（1）此过程中气体对外界做的功W；（2）气体在状态M时的热力学温度TM14．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v0=3m/s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R=118m，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μ1=0（1）小物块滑上长木板时的速度大小vD（2）小物块与长木板间因摩擦产生的热量Q。15．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，第一象限内一矩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（-L、L）、（0、L）、（L，0），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点的时间t（3）第一象限内匀强磁场区域的最小面积S

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】跃迁到激发态的大量氢原子能辐射六种不同频率的光子，由n(n-1)可得n=4说明大量氢原子处于n=4能级，则氢原子吸收的光子能量E=13.60D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D

【分析】根据大量氢原子跃迁辐射出不同频率光的个数，能够判断氢原子所处于的能级，利用能级间的差值可求出氢原子吸收的光子的能量。2．【答案】C【解析】【解答】对物体进行受力分析，物体受到竖直向下的重力，沿OA方向绳的拉力和水平向右的弹簧的弹力，剪断细绳瞬间，物体依然受到重力和弹簧弹力的作用，合力与绳OA拉力大小相等，方向相反，故沿AO方向，C符合题意，ABD不符合题意。

故答案为：C

【分析】根据物体受力分析，结合弹簧弹力的延时性，可求出绳子剪断时物体所受的合力大小及其方向。3．【答案】B【解析】【解答】由电流的定义式I=B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B

【分析】利用电流的定义式，表示出电荷量和时间，可求出电流的大小。4．【答案】A【解析】【解答】由位移时间图可知，A物体在0~2s内静止，B物体在0~2s内做匀速运动，设v1=4m/s；正碰后，A物体在2~4s内速度为vA=-2m/s，B物体在2~4s内速度为vB=1m/s，由动量守恒定律有m可得mA符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A

【分析】分析位移时间图像可求出物体A和B的速度，结合动量守恒定律可求出A、B的质量之比。5．【答案】D【解析】【解答】A.由图可知波长为4cm，初始振动方向沿y轴正方向，波传播到Q点所需要的时间为52T，Q点开始振动到第一次处于波谷需要时间为5得T=0.4sA不符合题意；

B.传播速度v=B不符合题意；

C.波传播到P点所需时间为0.2s，质点P振动时间为0.2s，故质点P第第一次返回平衡位置，C不符合题意；

D.当Q第一次到达波峰时，波传播的时间为1.1s，质点P振动时间为0.9s，路程为9A=72cmD符合题意。

故答案为：D

【分析】根据波形图传播的特点，结合质点的振动特点，可求出波的周期；利用简谐振动周期与振幅的关系，可求出质点运动的路程。6．【答案】C【解析】【解答】AB.设偏向角φ的补角为β，由几何关系可知，折射角γ=α-由折射率n=AB不符合题意；

C.出射光线1的折射角为45°，由几何关系45°+可得θ=120°C符合题意；

D.由几何关系可知，偏向角为180°-β-θ=30°D不符合题意。

故答案为：C

【分析】利用折射率公式，结合图中的几何关系，可求出折射率和对应的角度。7．【答案】C【解析】【解答】A.处于赤道的物体，有GMm处于北极处的物体，有GMm可得GM=联立可得T=地球同步卫星有GMm可得r=A不符合题意；

B.地球同步卫星运动周期为T=B不符合题意；

C.地球的第一宇宙速度v=C符合题意；

D.地球的平均密度ρ=D不符合题意。

故答案为：C

【分析】处于赤道上的物体万有引力等于重力与向心力的合力，处于北极的物体万有引力等于重力；同步卫星的周期与地球自转的周期相同，利用万有引力提供向心力，可求出同步卫星的运行周期与轨道半径；利用第一宇宙速度的表达式可求出结果。8．【答案】A,C【解析】【解答】AB.滑片P1上移，原线圈匝数变大，副线圈匝数不变，输入电压不变，由U可得输出电压减小，副线圈电流减小，故A1减小，由I可得A2减小，A符合题意，B不符合题意；

CD.滑片P2上移，电阻增大，变压器匝数不变，输入电压和输出电压不变，故电流A1减小，A2减小，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：AC

【分析】根据变压器电压、电流与匝数的关系，结合电路中的变化条件，可求出电流的变化。9．【答案】A,B,C【解析】【解答】AB.根据等量异种电荷的电场分布，a、c'两点对称，b、d'两点对称，大小相等，方向相同，AB符合题意；

C.b、d、d'、b'四点与两点电荷距离相同，故电势都相等，为0，C符合题意；

D.由图可知，a点电势为正，b点电势为0；c'电势为负，b'电势为0，故ab电势差大于c'，D不符合题意。

故答案为：ABC

【分析】根据等量异种电荷的电场线分布，可得出电场强度和电势的特点。10．【答案】C,D【解析】【解答】A.线圈进入磁场产生感应电流，ab边受到向左的安培力的作用，由E=BLv，I=ER得F=根据牛顿第二定律B可知线框做加速度减小的减速运动，A不符合题意；

B.根据题意，线框进入磁场过程中动能减小量为1物体剩余动能为118mv4C符合题意；

D.由-BLq1得qD符合题意。

故答案为：CD。

【分析】利用线框切割磁场产生动生电动势，结合安培力的公式和牛顿第二定律，可得出物体的运动状态；利用能量守恒的观点，判断线框产生的热量之比；根据动量定理与电荷量结合的关系式，可求出电荷量之比。11．【答案】dt；b【解析】【解答】②速度=小球直径/挡光时间v=③由v即d整理可得1结合图像斜率b可得g=④测量的重力加速度偏小，产生误差的可能原因是存在空气阻力，或电磁铁没有立即消磁，对小球有一定的吸力作用。

【分析】利用光电门实验原理，在时间比较短时，瞬时速度近似等于平均速度，可求出小球通过光电门时的速度；利用自由落体运动的速度位移公式，结合图像特点可求出重力加速度。12．【答案】（1）C；（2）2.9（3）2.8【解析】【解答】(1)电流表A1与定值电阻并联，指针满偏时需满足I得R0=180Ω故定值电阻选C；滑动变阻器阻值小，使用分压式接法；

（2）改装成3V电压表，应满足I得R=2.9（3）与V0并联，故改装电压表V与V0电压相同，为1.4V，半偏为电压一半，故电压表V的实际量程为2.8V。

【分析】利用部分电路的欧姆定律，结合串并联特点，可求出电阻R0的大小；根据改装电表的规律，可计算求出串联的电阻大小。13．【答案】（1）解：气体的p−V图线与横轴所围的面积就是气体对外界做的功，有W=解得W=8×1（2）解：设气体在某状态对应的压强、体积、热力学温度分别为p、V、T，则有pp当V=4m3时，T【解析】【分析】(1)根据PV图像的涵义，与横轴