河北省邯鄲市魏縣2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期1月期末物理試題（ 含答案解析 ）

物理試題一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分．每小題只有一個選項符合題目要求．[2022·江蘇徐州期中]1.把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來，這是研究物理問題的一種科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法。下列選項中最符合這種研究方法的是（）A.伽利略通過斜面實驗研究自由落體運動B.庫侖研究電荷間的作用力C.探究合運動和分運動的關(guān)系D.探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、軌道半徑的關(guān)系【答案】A【解析】【詳解】A．伽利略通過斜面實驗的結(jié)果通過合理外推得出自由落體運動規(guī)律，是實驗和邏輯推理相結(jié)合的方法，故A正確；B．庫侖研究電荷間的作用力是通過實驗的方法，故B錯誤；C．探究合運動和分運動的關(guān)系是通過實驗的方法，故C錯誤；D．探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、軌道半徑關(guān)系是通過實驗的方法，故D錯誤。故選A。2.兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與在一條直線上，與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流I時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為（）A.B、0 B.0、2B C.2B、2B D.B、B【答案】B【解析】【詳解】兩直角導(dǎo)線可以等效為如圖所示的兩直導(dǎo)線，由安培定則可知，兩直導(dǎo)線分別在M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零；兩直導(dǎo)線在N處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直紙面向里，故N處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B；綜上分析B正確。故選B。3.利用如圖所示的裝置可測量不規(guī)則物體的體積。將不規(guī)則物體放入體積為V0的容器B中，將容器B通過細(xì)管（容積可忽略）與體積為2V0的容器A相連接，開始時兩容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p0。關(guān)閉閥門K，利用充氣泵從容器A的充氣口對容器A充氣，直至容器A中的氣體壓強(qiáng)為3p0，然后關(guān)閉充氣口，打開閥門K，足夠長時間后發(fā)現(xiàn)兩容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)均為2.8p0，不考慮氣體溫度變化，氣體可視為理想氣體，則通過充氣口充入容器A中的氣體在大氣壓強(qiáng)下的體積為（）A.2V0 B.4V0 C.6V0 D.8V0【答案】B【解析】【詳解】設(shè)充氣后容器A中氣體在大氣壓強(qiáng)下的體積為V，則由玻意耳定律可得通過充氣口充入的氣體在大氣壓強(qiáng)下的體積為解得故選B。4.水上樂園有一末段水平的滑梯，人從滑梯頂端由靜止開始滑下后落入水中。如圖所示，滑梯頂端到末端的高度，末端到水面的高度。取重力加速度，將人視為質(zhì)點，不計摩擦和空氣阻力。則人的落水點到滑梯末端的水平距離為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【分析】【詳解】人從滑梯由靜止滑到滑梯末端速度為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知解得從滑梯末端水平飛出后做平拋運動，豎直方向做自由落體運動，根據(jù)可知落水時間為水平方向做勻速直線運動，則人的落水點距離滑梯末端的水平距離為故選A。[2022·東北三省四市模擬]5.氦離子（He+）和氫原了一樣。原子核外只有一個電子，因此它們有著相似的能級圖，如圖所示為氫原了和氦離子的能級圖。一群處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài)氦離子，能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài)，并向外輻射光子。已知金屬鎢的逸出功為4.54eV，則向外輻射多種頻率的光子中（）A.最多有3種頻率的光子B.能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)的有3種頻率的光子C.能夠使處于基態(tài)的氫原子電離的有3種頻率的光子D.能夠使處于基態(tài)的氫原子躍遷的有4種頻率的光子【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．一群氦離子從n＝4能級向低能級躍遷時可以輻射出6種頻率的光子，A選項錯誤；B．其中只有從n＝4能級向n＝3能級躍遷時所輻射出的光子能量小于4.54eV，不能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)，故共有5種頻率的光能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)，故B選項錯誤；C．因為要使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，所需要的光子能量只要達(dá)到13.6eV就可以，根據(jù)輻射光子能量等于氦離子能級躍遷前后兩能級的能量差可得，有三種頻率的光子都能使處于基態(tài)的氫原子電離，故C選項正確。D．通過計算氦離子的能量差中有三種大于氫原子基態(tài)的電離能，但沒有那個能量恰好滿足氫原子兩個能級差的，故D選項錯誤。故選C。[2022·廣東深圳4月質(zhì)檢]6.在水平光滑絕緣桌面上有一邊長為L的正方形線框abcd，被限制在沿ab方向的水平直軌道自由滑動。bc邊右側(cè)有一正直角三角形勻強(qiáng)磁場區(qū)域efg，直角邊ge和ef的長也等于L，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖所示，線框在水平拉力作用下向右以速度v勻速穿過磁場區(qū)，若圖示位置為t=0時刻，設(shè)逆時針方向為電流的正方向．則感應(yīng)電流i-t圖像正確的是（時間單位為）（??）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】bc邊的位置坐標(biāo)x在0-L的過程，根據(jù)楞次定律判斷可知線框中感應(yīng)電流方向沿a→b→c→d→a，為正值。線框bc邊有效切線長度為L1=L-vt感應(yīng)電動勢為E=B（L-vt）?v均勻減小，感應(yīng)電流即感應(yīng)電流均勻減小。同理，x在L-2L過程，根據(jù)楞次定律判斷出來感應(yīng)電流方向沿a→d→c→b→a，為負(fù)值，感應(yīng)電流均勻減小。故選D。7.圖甲是一種振動發(fā)電機(jī)的示意圖，半徑、匝數(shù)的線圈（每匝的周長相等）位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示），線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為，外力作用在線圈框架的端，使線圈沿軸線做往復(fù)運動，線圈運動速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙（正弦函數(shù)曲線）所示。發(fā)電機(jī)通過燈泡后接入理想變壓器，三個燈泡均正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時的電阻，不計線圈電阻。則每個小燈泡正常發(fā)光時的功率為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為由圖丙可知，，角速度解得則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達(dá)式為發(fā)電機(jī)正常工作時三個小燈泡均正常發(fā)光，則有變壓器的原副線圈兩端的電流關(guān)系為根據(jù)則變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，電源的有效值設(shè)小燈泡正常發(fā)光的兩端的電壓為U，副線圈兩端的電壓為U，根據(jù)匝數(shù)比和電壓關(guān)系，則原線圈的兩端的電壓為2U，則有解得小燈泡正常發(fā)光的功率故選B。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．[2022·遼寧押題卷]8.如圖所示，等邊三角形ABC是某三棱鏡的橫截面，位于橫截面所在平面內(nèi)的一束紅光由O點垂直于AC邊射入，從BC邊射出。已知該三棱鏡對紅光的折射率為，AB=16cm，OA=4cm，真空中光速c=3×108m/s。則（）A.紅光在該三棱鏡中的傳播速度為3×108m/sB.紅光由O點射入至從BC邊射出所用的時間為8×10-10sC.紫光在該三棱鏡中的傳播速度大于紅光在該三棱鏡中的傳播速度D.紫光在該三棱鏡中的波長小于紅光在該三棱鏡中的波長【答案】BD【解析】【詳解】A．紅光在該三棱鏡中的傳播速度故A錯誤；B．根據(jù)sinC=可知紅光的臨界角C<60°，紅光在AB邊發(fā)生了全反射，光垂直于BC邊射出棱鏡，紅光由O點射入至從BC邊射出所用的時間為故B正確；C．紫光的頻率大于紅光的頻率，該三棱鏡對紫光的折射率大于對紅光的折射率，可知紫光在該三棱鏡中的傳播速度小于紅光在該三棱鏡中的傳播速度，故C錯誤；D．由可知，紫光在該三棱鏡中的波長小于紅光在該三棱鏡中的波長，故D正確。故選BD。[2022·重慶重點中學(xué)3月聯(lián)考]9.在一靜止正點電荷的電場中，任一點處的電勢φ與該點到點電荷的距離r的倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示。電場中三個點a、b、c的坐標(biāo)如圖所示，其電場強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb和Ec，現(xiàn)將一帶負(fù)電的試探電荷依次由a點經(jīng)過b點移動到c點，在相鄰兩點間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab和Wbc。則下列判斷正確的是（）A.Ea:Eb=1:4 B.Eb:Ec=2:3C.Wab:Wbc=2:3 D.Wab:Wbc=1:1【答案】AD【解析】【詳解】AB．圖象的橫縱坐標(biāo)乘積表示電場強(qiáng)度，則點的場強(qiáng)為點的場強(qiáng)為點的場強(qiáng)為所以，故A正確，B錯誤；CD．由圖可知、之間的電勢差為其中，則故C錯誤，D正確。故選AD。10.第24屆冬奧會于2022年2月4日在我國的北京、延慶等地舉行，如圖a所示，在跳臺滑雪比賽中，運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺水平起跳，每次都從離開跳臺開始計時，用v表示他在豎直方向的速度，其v-t圖像如圖b所示，t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻。則下列說法中不正確的是（）A.第一次、第二次滑翔落在傾斜雪道上的速度方向相同B.第一次、第二次滑翔過程中在水平方向上位移之比為13∶15C.第一次、第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移之比接近10∶11D.第二次滑翔過程中重力的平均功率比第一次的大【答案】ABD【解析】【詳解】A．如果不考慮空氣阻力，則第一次、第二次滑翔落在傾斜雪道上位移夾角相同，根據(jù)平拋運動中速度夾角正切值與位移夾角正切值的關(guān)系可知，兩次的速度方向相同，實際上要考慮空氣阻力，故兩次的速度方向不相同，故A錯誤，符合題意；B．第一次、第二次滑翔過程中的時間之比是13∶15，在水平方向上的速度不一定相同，水平位移之比不一定是13∶15，故B錯誤，符合題意；C．根據(jù)速度與時間圖像的面積表示位移，所以由圖像面積可知，第一次、第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移之比接近10∶11，故C正確，不符合題意；D．根據(jù)滑翔過程中重力的平均功率由v-t圖像如圖b可知運動員第二次落在傾斜雪道上豎直方向速度較小，所以第二次滑翔過程中重力的平均功率比第一次的小，故D錯誤，符合題意。故選ABD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分．[2022·廣東惠州4月調(diào)研]11.某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能與壓縮量的關(guān)系。（1）如圖（a），將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺上，在托盤中依次增加砝碼，測得相應(yīng)的彈簧長度，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表，由數(shù)據(jù)算出勁度系數(shù)k=________N/m。（g取9.8m/s2）砝碼質(zhì)量（g）50100150彈簧長度（cm）8.627.636.62（2）取下彈簧，將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè)，如圖（b）所示；調(diào)整導(dǎo)軌，使滑塊自由滑動時，通過兩個光電門的速度大小________。（3）用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為________。（4）重復(fù)（3）中的操作，得到v與x的關(guān)系如圖（c）。由圖可知，v與x成________關(guān)系，由上述實驗可得出結(jié)論：對同一根彈簧，彈性勢能與彈簧的________成正比?！敬鸢浮竣?49.0②.相等③.滑塊的動能④.正比⑤.壓縮量的二次方【解析】【詳解】（1）[1]設(shè)彈簧的原長為x0，托盤的質(zhì)量為m0，根據(jù)胡克定律有則將表中部分?jǐn)?shù)據(jù)代入有解得（2）[2]通過光電門來測量瞬時速度，從而獲得釋放壓縮彈簧后滑塊的速度，為使彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為動能，則導(dǎo)軌必須水平，因此滑塊自由滑動時，其通過兩個光電門的速度大小須相等。（3）[3]用滑塊壓縮彈簧，記錄彈簧的壓縮量x；釋放滑塊，記錄滑塊脫離彈簧后的速度v，故可知釋放滑塊過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能。（4）[4]根據(jù)圖（c）所示的v與x的關(guān)系圖知，圖線經(jīng)過原點，且是斜傾直線，則v與x成正比，即（k1為比例系數(shù)）[5]根據(jù)能量守恒定律，可知彈性勢能又可得即彈簧的彈性勢能與彈簧的壓縮量的二次方成正比。[2022·廣東六校月考]12.超級電容器（一般容量可達(dá)1~5000F）能夠在電動汽車啟動時快速提供強(qiáng)大的電流（一般可達(dá)100~1500A）；物理興趣小組利用高電阻放電法測一標(biāo)示模糊的電容器的電容。實驗步驟如下：①按圖甲電路圖連接好電路；②先使開關(guān)S與2端相連，電源向電容器充電，這個過程可在短時間內(nèi)完成；③斷開開關(guān)S，把多用電表調(diào)到電壓擋，調(diào)零后測量電容器兩端的電壓；④再把開關(guān)S與1端相連，同時開始計時并測量數(shù)據(jù)，每隔5s或10s讀一次電流I的值，將測得的數(shù)據(jù)填入預(yù)先設(shè)計的表格中；⑤在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上標(biāo)出測量的數(shù)據(jù)點，并用平滑的曲線把數(shù)據(jù)點連接起來。根據(jù)實驗回答以下問題：（1）使用多用電表測量電容器電壓時，紅表筆應(yīng)接在___________點（選填“M”或“N”）。（2）若用多用電表測得電容器兩端的電壓為8.0V，可估算電容器的電容為___________F（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（3）興趣小組在實驗中發(fā)現(xiàn)，使用多用電表電壓擋測量電容器電壓，測量時間過長時，電表讀數(shù)會緩慢減小，請分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的可能原因：______________________?！敬鸢浮竣?N②.1.0×10-3③.測量時電容器通過電表內(nèi)阻放電或電容器通過潮濕的空氣放電【解析】【詳解】（1）[1]由圖甲可知N端為高電勢，所以紅表筆應(yīng)接在N點。（2）[2]圖乙所示的圖像中每個小方格代表的電荷量q=50×10-6×5C=2.5×10-4C利用數(shù)格子的方法，估算出電容器兩端電壓為8.0V時共有32個小方格，則電容器充電完成時儲存的電荷量Q=32q=32×2.5×10-4C=8.0×10-3C則電容器的電容（3）[3]實驗中發(fā)現(xiàn)，使用多用電表電壓擋測量電容器電壓，測量時間過長時，電表讀數(shù)會緩慢減小，原因是多用電表電壓擋不是理想電表，測量時電容器通過電表內(nèi)阻放電，電容器兩端電壓減小，也可能是由于空氣潮濕，電容器通過潮濕的空氣放電，電容器兩端電壓減小。[2022·湖北押題卷]13.x軸上的波源s1、s2分別位于和處，t=0時刻兩波源同時開始振動，產(chǎn)生的兩列簡諧橫波沿s1、s2連線相向傳播，時兩列波的圖像如圖所示。質(zhì)點M的平衡位置位于處，求：(1)兩列波傳播速度的大小；(2)質(zhì)點M從開始振動到時運動的路程?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】【詳解】(1)由圖像可知，兩列波的波長1s內(nèi)傳播了一個波長，該波的周期在同一種介質(zhì)中兩列波的傳播速度相同，由解得(2)設(shè)再經(jīng)時間，兩列波傳播至M點，則到，M點振動時間代入數(shù)據(jù)解得M點為振動加強(qiáng)點，其振幅根據(jù)簡諧運動的周期性，質(zhì)點M從開始振動到運動的路程14.在水平路面上進(jìn)行汽車碰撞測試中，t=0時刻汽車A從靜止開始以恒定功率P加速運動，t=t0時刻關(guān)閉發(fā)動機(jī)，汽車A繼續(xù)運動，t=t1時刻與靜止的汽車B發(fā)生正碰，碰撞時間極短，碰后兩車粘在一起繼續(xù)運動距離L后停止。已知兩車質(zhì)量均為m，碰前汽車A運動時所受阻力為車重的μ倍，碰后兩車共同運動時所受阻力為兩車總重的2μ倍，重力加速度為g。求：（1）碰后瞬間兩車的共同速度v；（2）碰前瞬間A車的速度大小v1；（3）碰前A車克服阻力所做的功W1以及A車牽引力的沖量大小I?！敬鸢浮浚?）；