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(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求．[2022·江蘇徐州期中]1.把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)演算）和諧地結(jié)合起來(lái)，這是研究物理問(wèn)題的一種科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法。下列選項(xiàng)中最符合這種研究方法的是（）A.伽利略通過(guò)斜面實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)B.庫(kù)侖研究電荷間的作用力C.探究合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)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(guò)斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果通過(guò)合理外推得出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的方法，故A正確；B．庫(kù)侖研究電荷間的作用力是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，故B錯(cuò)誤；C．探究合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，故C錯(cuò)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(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，故D錯(cuò)誤。故選A。2.兩足夠長(zhǎng)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(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過(guò)電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(diǎn)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】?jī)芍苯菍?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?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?、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(cè)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(guò)細(xì)管（容積可忽略）與體積為2V0的容器A相連接，開始時(shí)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(duì)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(zhǎng)時(shí)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(guò)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(guò)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(lè)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(diǎn)，不計(jì)摩擦和空氣阻力。則人的落水點(diǎn)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(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知落水時(shí)間為水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則人的落水點(diǎn)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(gè)電子，因此它們有著相似的能級(jí)圖，如圖所示為氫原了和氦離子的能級(jí)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(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可以輻射出6種頻率的光子，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．其中只有從n＝4能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)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(xiàng)錯(cuò)誤；C．因?yàn)橐固幱诨鶓B(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(jí)躍遷前后兩能級(jí)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(xiàng)正確。D．通過(guò)計(jì)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(gè)能量恰好滿足氫原子兩個(gè)能級(jí)差的，故D選項(xiàng)錯(cuò)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(zhǎng)為L(zhǎng)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(dòng)。bc邊右側(cè)有一正直角三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域efg，直角邊ge和ef的長(zhǎng)也等于L，磁場(chǎng)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(guò)磁場(chǎng)區(qū)，若圖示位置為t=0時(shí)刻，設(shè)逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍畡t感應(yīng)電流i-t圖像正確的是（時(shí)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(guò)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(zhǎng)度為L(zhǎng)1=L-vt感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(guò)程，根據(jù)楞次定律判斷出來(lái)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(dòng)發(fā)電機(jī)的示意圖，半徑、匝數(shù)的線圈（每匝的周長(zhǎng)相等）位于輻向分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)，線圈運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)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(guò)燈泡后接入理想變壓器，三個(gè)燈泡均正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，不計(jì)線圈電阻。則每個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)三個(gè)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(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)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(diǎn)垂直于AC邊射入，從BC邊射出。已知該三棱鏡對(duì)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(diǎn)射入至從BC邊射出所用的時(shí)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(zhǎng)小于紅光在該三棱鏡中的波長(zhǎng)【答案】BD【解析】【詳解】A．紅光在該三棱鏡中的傳播速度故A錯(cuò)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(diǎn)射入至從BC邊射出所用的時(shí)間為故B正確；C．紫光的頻率大于紅光的頻率，該三棱鏡對(duì)紫光的折射率大于對(duì)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(cuò)誤；D．由可知，紫光在該三棱鏡中的波長(zhǎng)小于紅光在該三棱鏡中的波長(zhǎng)，故D正確。故選BD。[2022·重慶重點(diǎn)中學(xué)3月聯(lián)考]9.在一靜止正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，任一點(diǎn)處的電勢(shì)φ與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示。電場(chǎng)中三個(gè)點(diǎn)a、b、c的坐標(biāo)如圖所示，其電場(chǎng)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(diǎn)經(jīng)過(guò)b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動(dòng)的過(guò)程中，電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度，則點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為所以，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．由圖可知、之間的電勢(shì)差為其中，則故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。10.第24屆冬奧會(huì)于2022年2月4日在我國(guó)的北京、延慶等地舉行，如圖a所示，在跳臺(tái)滑雪比賽中，運(yùn)動(dòng)員在空中滑翔時(shí)身體的姿態(tài)會(huì)影響其下落的速度和滑翔的距離。某運(yùn)動(dòng)員先后兩次從同一跳臺(tái)水平起跳，每次都從離開跳臺(tái)開始計(jì)時(shí)，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(shí)刻。則下列說(shuō)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(guò)程中在水平方向上位移之比為13∶15C.第一次、第二次滑翔過(guò)程中在豎直方向上的位移之比接近10∶11D.第二次滑翔過(guò)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(yùn)動(dòng)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(shí)際上要考慮空氣阻力，故兩次的速度方向不相同，故A錯(cuò)誤，符合題意；B．第一次、第二次滑翔過(guò)程中的時(shí)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(cuò)誤，符合題意；C．根據(jù)速度與時(shí)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(guò)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(guò)程中重力的平均功率由v-t圖像如圖b可知運(yùn)動(dòng)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(guò)程中重力的平均功率比第一次的小，故D錯(cuò)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(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)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(tái)上，在托盤中依次增加砝碼，測(cè)得相應(yīng)的彈簧長(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)時(shí)，通過(guò)兩個(gè)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(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)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(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：對(duì)同一根彈簧，彈性勢(shì)能與彈簧的________成正比?！敬鸢浮竣?49.0②.相等③.滑塊的動(dòng)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(zhǎng)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(guò)光電門來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速度，從而獲得釋放壓縮彈簧后滑塊的速度，為使彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則導(dǎo)軌必須水平，因此滑塊自由滑動(dòng)時(shí)，其通過(guò)兩個(gè)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(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)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(guò)原點(diǎn)，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(shì)能又可得即彈簧的彈性勢(shì)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(jí)電容器（一般容量可達(dá)1~5000F）能夠在電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)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(cè)一標(biāo)示模糊的電容器的電容。實(shí)驗(yàn)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(gè)過(guò)程可在短時(shí)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(cè)量電容器兩端的電壓；④再把開關(guān)S與1端相連，同時(shí)開始計(jì)時(shí)并測(cè)量數(shù)據(jù)，每隔5s或10s讀一次電流I的值，將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中；⑤在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上標(biāo)出測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并用平滑的曲線把數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問(wèn)題：（1）使用多用電表測(cè)量電容器電壓時(shí)，紅表筆應(yīng)接在___________點(diǎn)（選填“M”或“N”）。（2）若用多用電表測(cè)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(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，使用多用電表電壓擋測(cè)量電容器電壓，測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，電表讀數(shù)會(huì)緩慢減小，請(qǐng)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(cè)量時(shí)電容器通過(guò)電表內(nèi)阻放電或電容器通過(guò)潮濕的空氣放電【解析】【詳解】（1）[1]由圖甲可知N端為高電勢(shì)，所以紅表筆應(yīng)接在N點(diǎn)。（2）[2]圖乙所示的圖像中每個(gè)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(shí)共有32個(gè)小方格，則電容器充電完成時(shí)儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，使用多用電表電壓擋測(cè)量電容器電壓，測(cè)量時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，電表讀數(shù)會(huì)緩慢減小，原因是多用電表電壓擋不是理想電表，測(cè)量時(shí)電容器通過(guò)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(guò)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(shí)刻兩波源同時(shí)開始振動(dòng)，產(chǎn)生的兩列簡(jiǎn)諧橫波沿s1、s2連線相向傳播，時(shí)兩列波的圖像如圖所示。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置位于處，求：(1)兩列波傳播速度的大?。?2)質(zhì)點(diǎn)M從開始振動(dòng)到時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程。【答案】(1)；(2)【解析】【詳解】(1)由圖像可知，兩列波的波長(zhǎng)1s內(nèi)傳播了一個(gè)波長(zhǎng)，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(shí)間，兩列波傳播至M點(diǎn)，則到，M點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間代入數(shù)據(jù)解得M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性，質(zhì)點(diǎn)M從開始振動(dòng)到運(yùn)動(dòng)的路程14.在水平路面上進(jìn)行汽車碰撞測(cè)試中，t=0時(shí)刻汽車A從靜止開始以恒定功率P加速運(yùn)動(dòng)，t=t0時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車A繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，t=t1時(shí)刻與靜止的汽車B發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后兩車粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng)距離L后停止。已知兩車質(zhì)量均為m，碰前汽車A運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為車重的μ倍，碰后兩車共同運(yùn)動(dòng)時(shí)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。【答案】（1）；