陕西省西安市鄠邑区2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三年级教学质量监测考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。2．请将各题答案填写在答题卡上。一、选择题：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。它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波来计时的。图为氢原子能级图，在n能级的能量值为，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射六种不同频率的光子，则氢原子吸收的光子的能量为（）A.1.89eV B.10.2eV C.12.09eV D.12.75eV【答案】D【解析】大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射六种不同频率的光子，可知氢原子跃迁到了n=4的能级，则氢原子吸收的光子的能量为，故选D。2.如图所示，轻质细绳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0【答案】C【解析】小球受重力、细绳OA斜向上的拉力及弹簧的弹力作用，细绳OA中的拉力大小为将细绳剪断的瞬间重力及弹簧的弹力均不变，所以小球的加速度沿AO方向、大小为故选C。3.“天问一号”火星探测器被火星捕获后。经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。P点为椭圆的近火点，Q点为远火点，关于探测器在停泊轨道上的运动（忽略其他天体的影响）。下列说法正确的是（）A.探测器的机械能守恒B.探测器经过P点时的速度最小C.探测器经过Q点时的加速度最大D.探测器经过Q点时做“离心运动”【答案】A【解析】A．探测器在停泊轨道上的运动无其他外力做功机械能守恒，故A正确；B．由开普勒第二定律可知探测器经过P点时的速度最大，故B错误；C．探测器经过Q点时离火星最远所受引力最小，加速度最小，故C错误；D．探测器经过Q点时做“向心运动”，故D错误。故选A。4.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. B. C. D.【答案】B【解析】n个电子形成的电流为故选B。5.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】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A。6.如图所示，真空中有一长方体区域，棱、的长均为，棱的长为。现将电荷量为、的点电荷分别固定在棱、的中点、处，下列说法正确的是（）A.、两点的电场强度相同B.、d两点电场强度相同C.棱和棱所在的直线均是等势线D.、两点的电势差等于、两点的电势差【答案】ABC【解析】AB．设等量异种点电荷的连线中心为O点，电场中关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相同，故、两点的电场强度相同，、d两点的电场强度相同，故AB正确；C．等量异种点电荷的连线中垂面为等势面，棱和棱在等量异种点电荷的连线中垂面上，棱和棱所在的直线均是等势线，故C正确；D．、两点在等势面上，则点距离正电荷较近，而点距离负电荷较近，可知a点电势高于点，则则故D错误故选ABC。7.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，起初滑片位于线圈CD的中点G，滑片位于滑动变阻器R的中点，电流表A1和为理想电表，下列说法正确的是（）A.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变小B.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变大C.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变小D.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变大【答案】AC【解析】AB．仅将滑片向上移，原线圈匝数增大，根据理想变压器的电压比等于匝数比可知，不变，则减小，根据可知副线圈电流减小，即的示数变小，再根据可知原线圈电流减小，即的示数变小，故A正确，B错误；CD．因原副线圈匝数均不变且不变，根据理想变压器的电压比等于匝数比可知不变，仅将滑片向上移，接入电路的电阻阻值变大，根据可知副线圈电流减小，即的示数变小，再根据可知原线圈电流减小，即的示数变小，故C正确，D错误；故选AC。8.如图甲所示，横截面积为10cm2、绕有4000匝螺线管与一定值电阻串联。已知螺线管的电阻为2Ω，定值电阻的阻值为6Ω，穿过螺线管内的匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变大，其B—t图像如图乙所示，以磁场向右穿过螺线管为正方向，在0~2s内，下列说法正确的是（）A.穿过螺线管的磁通量的变化率为10Wb/sB.A点电势比C点电势低C.定值电阻的电功率为8WD.螺线管产生的热量为4J【答案】BD【解析】A．磁通量的变化率为故A错误；B．根据楞次定律结合安培定则可知，A点电势比C点电势低，故B正确；C．根据已知条件可得回路中的感应电动势为则定值电阻的电功率为故C错误；D．螺线管产生的热量为故D正确。故选BD。二、非选择题：9.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，以为纵轴、h为横轴，作出的图像如图乙所示，则当地的重力加速度大小g=__________（用题中的字母表示）。【答案】（2）（3）【解析】（2）[1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小球通过光电门时的速度大小为（3）[2]小球做自由落体运动，有整理得图象的斜率为当地的重力加速度大小为10.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_________（填“C”或“D”）；②根据如图所示的器材符号，请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100Ω。（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。【答案】（1）C（2）2.9【解析】（1）[1]当电流表、满偏时，电流表并联的电阻约为，故图中的电阻应选用C。[2]滑动变阻器变阻器阻值较小，需采用分压式接法，电流表与定值电阻并联可求出电流表两端的电压，电流表测量通过电流表与定值电阻的总电流，故实验电路的原理图如图所示。（2）[3]根据电压表改装原理电流表A1串联一个定值电阻的阻值为11.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】（1）小物块在C点速度为小物块从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12.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点的时间t；（3）第一象限内匀强磁场区域的最小面积S。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）质子在电场力的作用下加速，根据动能定理有质子的最大速度为（2）质子从从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，画出轨迹如图所示。质子在电场中运动有质子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力质子做匀速直线运动的时间为质子在磁场中运动的时间为质子从P点运动到N点的时间为（3）质子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力则第一象限内匀强磁场区域的最小面积为13.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.每个水分子的直径约为4nmB.布朗运动反映了分子的无规则运动C.两分子间的作用力为0时分子势能最小D.气体温度升高，分子的平均动能可能减小E.密闭容器内的气体温度降低时，单位时间内容器壁的单位面积上受到气体分子的撞击次数减少【答案】BCE【解析】A．每个水分子的直径约为0.4nm，选项A错误；B．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，反映了水分子的无规则运动，选项B正确；C．两分子间的作用力为0时分子势能最小，选项C正确；D．温度是分子平均动能的标志，则气体温度升高，分子的平均动能一定增加，选项D错误；E．密闭容器内的气体温度降低时，气体的体积不变，数密度不变，压强减小，分子平均速率减小，则单位时间内容器壁的单位面积上受到气体分子的撞击次数减少，选项E正确。故选BCE。14.如图所示，导热性能良好的U形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的5倍，此时左端水银面到管口的距离，比右端水银面高。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求：（1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强p；（2）活塞向下推动的距离d。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设初始状态右管封闭气体的压强，则得推动活塞至两管水银面相平，设左端液面下降，根据左端横截面积为右端的5倍，则右端液面上升，有解得对右管封闭气体，根据波意耳定律有解得（2）对左端封闭气体，根据波意耳定律有解得15.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Q第一次处于波谷，下列说法正确的是（）A.波源的起振方向向上B.这列波的周期为0.2sC.这列波的传播速度为10m/sD.t＝0.4s时，质点P第一次到达波峰E.当质点Q第一次到达波峰时，质点P通过的路程为72cm【答案】ACE【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据平移法可知x＝-1m处质点向上振动，所以波源的起振方向向上，故A正确；BC．由图可知波长为4m，则有t＝1.3s时质点Q第一次处于波谷，则有其中x=10m，解得s，m/s故B错误，C正确；D．质点P第一次到达波峰所需的时间为故D错误E．质点P第一次到达波峰所需的