黑龙江省伊春市铁力市马永顺中学2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1. 关于近代物理，下列说法正确是
A. 放射性元素半衰期要随温度和压强的变化而变化
B. 卢瑟福α粒子散射实验表明原子核外电子轨道是量子化
C. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D. 原子核的比结合能越大，表明取出一个核子就越困难，原子核越稳定
2. 汽车在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是（ ）
A B.
C D.
3. 如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为两束单色光射出，a、b分别为两束单色光的出射点，下列说法正确的是（ ）
A. a光的频率小于b光的频率
B. 在同种玻璃中，a光的速度大于b光的的速度
C. 出射光束a、b一定相互平行
D. a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大
4. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（ ）
A. a点场强小于b点场强B. a点电势大于b点电势
C. 带电粒子从a到b动能减小D. 带电粒子从a到b电势能减小
5. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴方向传播，在时刻的波形如图甲所示，图乙为质点M的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 质点P的振动频率为2Hz
B. 该波沿x轴负方向传播
C. 该波传播的速度大小为0.5m/s
D. 在1s~3.5s时间内，质点N的路程为30cm
6. 如图所示，水平面上有一汽车A，通过定滑轮用绳子拉同一水平面的物体B，使物体B匀速向右运动，物体B与地面的动摩擦因数为0.6，当拉至图示位置时，两绳子与水平面的夹角分别为α、β，二者速度分别为vA和vB，则下列说法错误的是（ ）
A. 汽车向右做减速运动
B. 若图示位置α<β，则vAC. β从30°到60°的过程中绳子对B的拉力越来越小
D. β从30°到60°的过程中绳子对B的拉力的功率越来越小
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=2：1，输入端接在（V）的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A. 当R1=0时，电压表的读数为30V
B. 当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡不能正常发光
C. 当R1=10Ω时，电流表的读数为1.2A
D. 当R1=10Ω时，电压表的读数为6V
8. 2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船将十六乘组三名航天员送入空间站组合体，图中轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空间站运行轨道。两轨道相切于 B点，A 为椭圆轨道的近地点，B为远地点，C为轨道Ⅱ上一点，C、A、B三点在一条直线上，则下列判断正确的是（ ）
A. 空间站从C点运行到B 点和载人飞船从A 点运行到B 点所用的时间相等
B. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度小于空间站在轨道Ⅱ上C点的速度
C. 载人飞船从 A 点沿椭圆轨道运动到B点，发动机需要做功
D. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的加速度等于空间站在轨道Ⅱ上B点的加速度
9. 粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子2带负电
B. 若减小磁场的磁感应强度，粒子1有可能打在Q点
C. 若减小磁场的磁感应强度，粒子2有可能打在Q点
D. 若有一粒子3以和粒子2相同的速度从P点射入磁场，恰好打在Q点，则粒子3比荷小于粒子2比荷
10. 如图所示，用与水平面成角的传送带输送货物，传送带以v=2m/s的速度顺时针运行，地勤人员将一质量m=5kg的货物轻轻放在传送带底部，经过4s的时间到达传送带的顶端。已知货物与传动带之间的动摩擦因数为，重力加速度g=10m/s2，下列正确的是（ ）
A. 货物在传送带上向上运动过程中所受的摩擦力不变
B. 传送带从底端到顶端的长度是20m
C. 货物在传送带上向上运动的过程中，由于摩擦产生的热量为30J
D. 货物在传送带上向上运动的过程中，增加的机械能为190 J
二、实验题（本大题共2小题，共14.0分。第一小题6分，第二小题8分）
11. 某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则______。
（2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象。某次测量时，电压表V的示数如图丙，则此时电压表的读数为______V，通过电源E的电流为______mA。
（3）电源E的电动势等于______V，内阻等于______（结果取三位有效数字）。
12. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为，实验步骤如下：
A．按照图示的装置安装仪器；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．接通电源开关，然后释放重物，打出一条纸带；
E．测量纸带上打出的某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
按实验要求正确地操作并选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s）。
（1）上述步骤中没有必要进行的步骤是___________（填实验步骤前的字母）；操作不恰当的步骤是___________（填实验步骤前的字母）
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度___________（计算结果保留两位有效数字）
（3）如果所用重物的质量为1.00kg，从起点O到打下计数点B的过程中，重力势能减少量是___________J，此过程中物体动能的增加量___________J；（计算结果保留两位有效数字）
（4）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，忽略空气阻力的影响，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是下图中的（ ）
三、解答题（本大题共3小题，共40.0分。第一小题8分，第二小题13分，第三小题19分）
13. 导热性能良好的汽缸内壁顶部有一固定卡环，卡环到汽缸底部高度为20，一个质量为1的活塞将汽缸内气体封闭，汽缸内壁光滑，活塞与汽缸内壁气密性良好，静止时，活塞与卡环接触，已知大气压强为，环境温度为300K，当环境温度降为280K时，卡环对活塞的压力刚好为零，重力加速度取10，活塞的截面积为5，不计活塞的厚度，求：
（1）开始时，卡环对活塞的压力；
（2）当环境温度为280K时，在活塞上放一个质量为2的重物，当活塞重新稳定时，活塞离缸底的距离。
14. 如图所示，PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值R＝4Ω的电阻，导轨间距为L＝1m；有一质量m＝0.5kg，电阻r＝1Ω，长L＝1m的金属杆ab水平放置在导轨上，它与导轨间的滑动摩擦因数，导轨平面与水平面间的倾角为θ＝30°，在垂直导轨平面的方向上有匀强磁场，且磁感应强度的大小B＝1T，若现让金属杆ab由静止开始下滑，已知当杆ab由静止开始到恰好做匀速运动的过程中，通过杆ab的电量q＝1.5C，试求：
（1）杆ab下滑速度大小为2m/s时，其加速度的大小；
（2）杆ab下滑的最大速率；
（3）杆ab从静止开始到恰好做匀速运动的过程中R上产生的热量；
15. 如图所示，轨道ABCD由半径的光滑圆弧轨道AB、长度LBC=0.6m的粗糙水平轨道BC以及足够长的光滑水平轨道CD组成。质量的物块P和质量的物块Q压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不连接），三者静置于CD段中间，物块P、Q可视为质点。紧靠D的右侧水平地面上停放着质量的小车，其上表面EF段粗糙，与CD等高，长度FG段为半径的光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。P、Q与BC、EF间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度，现解除弹簧锁定，物块P、Q由静止被弹出（P、Q脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块P进入CBA轨道，而物块Q滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。
（1）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块P通过B点时，物块P对圆弧轨道的弹力的大小；
（2）若物块P经过CB后恰好能到达A点，求物块Q冲出小车后离开G点的最大高度；
（3）若弹簧解除锁定后，物块Q向右滑上小车后能通过F点，并且后续运动过程始终不滑离小车，求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。