河北省部分高中2023-2024學年高三上學期1月期末考試物理試題

2023-2024學年高三上學期期末考試物理注意事項：1.本卷滿分100分，考試時間75分鐘。答題前，先將自己的姓名，準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2選擇題的作答；每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.非選擇題的作答；用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4.本卷命題范圍：高考范圍。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.1.已知元電荷e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，用單色光照射逸出功為W=2.2eV的某金屬時，逸出光電子的最大初動能為1.1eV，則單色光的頻率與金屬的截止頻率之比為A.B.C.D.2.2023~2024雪季，“首屆法國阿爾卑斯滑雪嘉年華”推介會從北京出發(fā)，經(jīng)過廣州等中國各大名城，了解各個地區(qū)游客對滑雪度假的需求.如圖所示，滑雪者與裝備的總質(zhì)量為75kg，沿著傾角θ=30°的平直山坡直線滑下，當速度達到2m/s時他收起雪杖自由下滑，在此后5s的時間內(nèi)滑下的路程為60m.將這5s內(nèi)滑雪者的運動看作勻加速直線運動，g取10m/s2.則這5s內(nèi)滑雪者損失的機械能為A.3800JB.4200JC.4500JD.5400J3.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t=0時刻的波形圖，虛線為t=0.1s時刻的波形圖，質(zhì)點M的橫坐標x=2.5m，波源不在坐標原點O，下列說法正確的是A.波的頻率可能為7.5HzB波的傳播速度可能為5m/sC.t=0.1s時刻質(zhì)點M正在沿工軸正方向運動D.t=0.1s時刻M點左側(cè)在工軸上與M點相距5m處的質(zhì)點正在向-y軸方向振動4.氦氣是惰性氣體，有眾多應(yīng)用，如氣球、深海潛水、低溫技術(shù)、火箭燃料、安全氣囊等.工人師傅在壓強為1.0×105Pa、溫度為15℃生產(chǎn)氦氣球的車間里，用一個壓強為2.0×107Pa，體積為10L的氦氣罐給氣球充氣，每個氣球需要充入氦氣10L，充氣后壓強等于1.0×105Pa，假設(shè)充氣前后氣球和氦氣罐溫度都與車間溫度相同，氦氣視為理想氣體，不計充氣過程的漏氣和氣球內(nèi)原有的氣體，以下說法正確的是A.用一個氦氣罐可以充出398個符合要求的氣球B用一個氦氣罐可以充出199個符合要求的氣球C.用氦氣罐給氣球充氣過程中，氦氣內(nèi)能增加D.用氦氣罐給氣球充氣過程中，氦氣向外界釋放熱量5.如圖所示，一質(zhì)量為m=0.1kg，長為L=0.2m的導(dǎo)體棒水平放置在傾角為θ=37°的光滑斜面上，整個裝置處于垂直于斜面向上的勻強磁場中.當導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向里的恒定電流I=0.5A時，磁場的方向由垂直于斜面向上沿逆時針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，導(dǎo)體棒始終靜止，(sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2)，則磁感應(yīng)強度B的取值范圍是A.6T≤B≤10TB.6T≤B≤20TC.3T≤B≤20TD.3T≤B≤10T6.甲、乙兩同學沿平直公路同向晨練，t=0時兩同學并排，甲前2s勻速運動之后勻減速直至停止，乙做勻減速運動直至停止，甲、乙兩位同學的v-t圖像如圖所示，下列說法正確的是A.甲、乙兩同學在0~8s的時間內(nèi)位移大小之比2∶3B.甲、乙兩同學在減速過程中的加速度大小之比3∶1C.t=2s時兩同學間距離最大，最大距離為2mD.t=8s時兩同學間距離最大，最大距離為8m7.電動車被認為是新型節(jié)能環(huán)保的交通工具.在檢測某款電動車性能的實驗中，質(zhì)量為m的電動車由靜止開始沿平直公路行駛，受到的阻力大小恒定，電動車的輸出功率隨速度的變化關(guān)系如圖所示，電動車速度從v達到最大速度2v所用時間為t，則以下說法正確的是A.電動車先做勻加速運動后做勻速運動B電動車速度為v時加速度大小為C.電動車速度從О到v所用時間為D.電動車速度從О到2v的過程中，位移大小為二、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，有兩個或兩個以上選項符合題目要求.全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分.8.調(diào)壓變壓器是一種能在0～250V范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓的變壓器.如圖甲所示為理想調(diào)壓變壓器，當滑動接頭Р上下移動時可改變輸出電壓.若原線圈A、B兩端的輸人電壓不變，用戶C，D兩端電壓隨時間t變化的曲線如圖乙所示.以下說法正確的是A.用戶C、D兩端電壓VB.用戶C、D兩端電壓VC.應(yīng)將Р適當下移，才能使用戶C、D兩端電壓降到220VD.應(yīng)將Р適當上移，才能使用戶C、D兩端電壓降到220V9.2023年8月21日，長征四號丙運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，成功將高分十二號04星送人預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功.人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可到達預(yù)定軌道，假設(shè)圖示三個軌道是高分十二號04星繞地球飛行的軌道，其中軌道Ⅰ、Ⅲ均為圓形軌道，軌道Ⅱ為橢圓形軌道，三個軌道在同一平面內(nèi)，軌道Ⅱ與軌道Ⅰ相切于A點，與軌道Ⅲ相切于B點，不計高分十二號04星在變軌過程中的質(zhì)量變化，則下列說法正確的是A.高分十二號04星在軌道Ⅱ上運動時，在距離地球較近的點速度較大B.高分十二號04星在軌道Ⅲ的任何位置都具有相同的加速度C.高分十二號04星在軌道I上A點的動量小于在軌道Ⅱ上A點的動量D.高分十二號04星在軌道Ⅱ上B點的加速度與在軌道Ⅲ上B點的加速度相同10.如圖所示，真空中有四個等量異種點電荷，M、N帶正電，P、S帶負電，分別放在圓心為О的虛線圓上等距離的四個點，a，b、c，d分別為相鄰兩點電荷連線的中點，下列說法中正確的是A.O點的合場強為零，a點的合場強方向水平向左B.b點的合場強一定大于a點的合場強C.b點電勢比d點電勢高，將電子從b點沿直線移動到d點，電場力做負功D.將一帶正電的試探電荷從a點沿直線移動到c點，試探電荷的電勢能一直減小三、非選擇題：本題共5小題，共54分.11.(6分)某同學做“驗證力的平行四邊形定則”實驗.如圖甲，橡皮條的一端固定輕質(zhì)小圓環(huán)，另一端固定在桌面上，橡皮條的長度為GE.在圖乙中，用手通過兩個彈簧測力計共同拉動小圓環(huán).小圓環(huán)受到拉力F1、F2的共同作用，處于О點，橡皮條伸長的長度為EO，對圓環(huán)的拉力為F3.(1)撤去F1、F2，改用一個力F單獨拉住小圓環(huán)，仍使它處于О點(圖丙).則F1與F2的合力與__________相等，F(xiàn)1、F2與____(均選填“F”或“F3”)的合力為0.(2)如圖丁所示，用M、N兩只彈簧測力計把小圓環(huán)拉到O點，這時∠MON<90°，現(xiàn)改變彈簧測力計M的拉力方向，使α角減小，但不改變它的拉力大小，那么要使小圓環(huán)仍被拉到О點，需調(diào)節(jié)彈簧測力計N拉力的大小及β角，在下列調(diào)整方法中，可能實現(xiàn)目標的方法是_________.A.增大N的拉力和β角B增大N的拉力，β角不變C.增大N的拉力，同時減小β角D.N的拉力大小不變，增大β角(3)本實驗采用的科學方法是_________.A.建立物理模型法B.理想實驗法C.控制變量法D.等效替代法12.(8分)某實驗小組為了研究一只標有“2.2V1.1W”字樣小燈泡的伏安特性曲線.實驗室提供了以下器材：A.電源E：電動勢為3.0V，內(nèi)阻不計；B.電壓表V：量程為0~3V，內(nèi)阻約為1kΩC.電流表A1：量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω；D.電流表A2：量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.6Ω；E.滑動變阻器R1：最大阻值為10Ω，額定電流為0.6A；F.滑動變阻器R2：最大阻值為15kΩ，額定電流為1.0A；G.開關(guān)S，導(dǎo)線若干.(1)實驗中電流表應(yīng)選_______(填“C"或"D”)，滑動變阻器應(yīng)選用________(填“E”或“F”).(2)實驗設(shè)計的電路如圖甲所示，請根據(jù)電路圖將實物圖乙連接完整.(3)連接好電路后，在閉合電鍵前，應(yīng)將圖乙中滑動變阻器的滑片移到_________(填“M”或“N”)端.(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到了如圖丙所示小燈泡的U-Ⅰ圖像.電壓從0.4V增至1.2V的過程中小燈泡的阻值增加了________Ω.(5)根據(jù)作出的圖像判斷：小燈泡的電阻隨溫度升高而_________(填“增大”或“減小”).13.(10分)2023年7月份我國光纜產(chǎn)量當期值約為2670.9萬芯千米.光導(dǎo)纖維由纖芯和包層兩部分組成，為了在纖芯與包層的分界面發(fā)生全反射，光導(dǎo)纖維中纖芯材料的折射率應(yīng)大于包層材料的折射率.如圖所示，一條長直光導(dǎo)纖維的長度為d，在纖芯與包層的分界面發(fā)生全反射的臨界角C=60°.現(xiàn)有一束細光從右端面中點以θ=53°的入射角射入，光在纖芯與包層的界面恰好發(fā)生全反射.(sin53°=0.8，cos53°=0.6，光在真空中的傳播速度為c=3×108m/s)求：(1)纖芯的折射率n；(2)若從右端射入的光能夠傳送到左端，求光在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳輸?shù)淖铋L時間和最短時間之比.14.(12分)如圖所示，在平面坐標系第Ⅰ象限內(nèi)有沿x軸負方向的勻強電場，在第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)平行于y軸的虛線PQ與y軸之間有垂直坐標平面向里磁感應(yīng)強度為B的勾強磁場，第Ⅳ象限內(nèi)放置C、D兩個平行于x軸的金屬板y金屬板之間的電壓為U.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計粒子重力)從靠近D板的S點由靜止開始做加速運動，從x軸上x=L處的A點垂直于工軸射入電場，粒子進入磁場時速度方向與y軸正方向成θ=60°.求：(1)粒子運動到A點的速度大小；(2)勻強電場的場強大小E；(3)要使粒子不從PQ邊界射出，求虛線PQ與y軸之間磁場的最小寬度d.15.(18分)如圖所示，光滑水平面AB與左端傳送帶在B點平滑相連，長度L=2m的輕繩系一質(zhì)量m1=2kg的物塊甲在豎直平面內(nèi)做順時針圓周運動，最低點剛好與水平面A處接觸，當物塊甲運動到圓周的最低點時繩子斷開，物塊甲以水平速度從A處射出，繩斷前瞬間輕繩張力大小為120N.從A處射出的物塊甲與靜止在B點的質(zhì)量m2=3kg的物塊乙發(fā)生彈性正碰后，乙從B點沖上傾角為θ=37°的傳送帶的同時，質(zhì)量m3=3kg物塊丙從傳送帶頂端無初速度釋放.已知傳送帶以=4m/s的速度沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，三物塊均可視為質(zhì)點，乙，丙兩物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為=0.5，兩物塊未在傳送帶上發(fā)生碰撞，(，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小取g=10m/s2)，求：(1)甲、乙碰撞后的瞬間，乙的速度大小；(2)乙在傳送帶上向上運動的位移大小；(3)若兩物塊乙，丙未在傳送帶上發(fā)生碰撞，傳送帶的最小長度是多大(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).參考答案1.A根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得，該金屬的逸出功為W=2.2eV，光電子的最大初動能為1.leV，=3.3eV，根據(jù)逸出功與截止頻率的關(guān)系可得，解得，只有選項A正確.2.C滑雪者做勻加速直線運動，則，得=4m/s2，根據(jù)牛頓第二定律，有，得f=75N，滑雪者損失的機械能=4500J，只有選項C正確.3.D波沿x軸正方向傳播，則=0.ls，周期為，頻率為Hz=Hz(n=0，1，2，3，…)，所以波的頻率可能為2.5Hz，12.5Hz，…，不可能為7.5Hz，選項A錯誤；波速為，由題圖可知=4m，則(n=0，1，2，3，…)，當n=0時，v=10m/s，不可能為5m/s，選項B錯誤；波的傳播過程是振動形式的傳播，質(zhì)點不會隨波遷移，選項C錯誤；5m=，在t=0.1s時刻在M右側(cè)與M相距5m處的質(zhì)點向上振動，在M點左側(cè)在x軸上與M相距5m處的質(zhì)點正在向-y方向振動，選項D正確.4.B氦氣罐體積V=10L，壓強p=2.0×107Pa，每個氣球充滿氣的體積V0=10L，壓強p=1.0×105Pa，由玻意耳定律可得，n=199，所以每個罐子可以充氣球199個，選項A錯誤，B正確；對充入氣球內(nèi)的氦氣，從氦氣罐內(nèi)到氣球內(nèi)的過程，體積增大，對外做功，不計溫度變化，將氦氣實為理想氣體，則內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學第一定律△U=W+Q，△U=0，W為負值，則Q為正值，氣體吸熱，選項CD錯誤.5.A經(jīng)分析知，導(dǎo)體棒受到重力mg、斜面的彈力FN和安培力FA，且三力的合力為零，如圖所示，從圖中可以看出，在磁場方向變化的過程中，安培力FA一直變大，導(dǎo)體棒受到斜面的彈力FN一直變小，由于FA=BIL，其中電流Ⅰ和導(dǎo)體棒的長度L均不變，故磁感應(yīng)強度漸漸變大，當磁場方向垂直斜面向上時，安培力FA沿斜面向上，此時安培力最小，最小值FAmin=mgsinθ，則=6T；當磁場方向水平向左時，安培力方向豎直向上，此時對應(yīng)的安培力最大，得磁感應(yīng)強度的最大值=10T，磁感應(yīng)強度B的取值范圍是6T≤B≤10T.只有選項A正確.6.Dv-t圖像中圖線與時間軸圍成的面積表示位移，由圖像可知甲，乙兩同學在0~8s的時間內(nèi)位移大小之比為3∶4，選項A錯誤；圖線的斜率表示加速度，由圖像可知甲、乙兩同學減速過程中的加速度大小之比3∶2，選項B錯誤；0~2s的時間內(nèi)乙的速度始終大于甲的速度，甲乙兩同學之間的距離一直在增大，2~8s時間內(nèi)，兩同學都做減速運動，但甲做減速運動的加速度大于乙做減速運動的加速度，因此任意時刻乙的速度都大于甲的速度，綜合可知整個運動過程中乙的速度都大于或等于甲的速度，故t=8s時兩同學間的距離最大，最大距離為8m，選項C錯誤，D正確.7.C因為P=Fv，由電動車的輸出功率隨速度的變化關(guān)系圖像可知，在第一個階段斜率不變，故牽引力不變，所以加速度不變，先做勻加速直線運動.第二階段功率恒定速度增大，牽引力減小，故加速度減小，則電動車再做變加速運動，選項A錯誤；電動車能達到的最大速度為2v，所以阻力，電動車速度為v時，加速度為，選項B錯誤；電動車速度從0到v所用時間為，選項C正確；電動車在第一個階段，解得，第二階段，電動車功率恒定，根據(jù)動能定理，總位移為，選項D錯誤.8.AC由圖像可得圖線是正弦規(guī)律圖線，則，角速度為=100rad/s，所以有V，選項A正確，B錯誤；應(yīng)將Р適當下移，應(yīng)增加變壓器原線圈匝數(shù)，才能使用戶C、D兩端電壓降到220V，選項C正確，D錯誤.9.ACD根據(jù)開普勒第二定律可知，高分十二號04星在軌道Ⅱ上運動時，在距離地球較近的點速度較大，較遠的點速度較小，選項A正確；高分十二號04星在軌道Ⅲ的任何位置都具有相同大小的加速度，但是方向不同，選項B錯誤；高分十二號04星從軌道Ⅰ到軌道Ⅱ要在A點加速，則高分十二號04星在軌道Ⅰ上A點的動量小于在軌道Ⅱ上A點的動量，選項C正確；不論在軌道Ⅱ還是軌道Ⅲ運行，高分十二號04星在B點時受到地球的萬有引力相同，則加速度相同.選項D正確.10.BD根據(jù)點電荷電場的疊加，四個點電荷在О點的合場強方向，由a指向c，不可能為零；根據(jù)電場的對稱性可知a，c兩點和bd兩點的電場強度分別相同，a，b點的場強如圖所示，根據(jù)對稱性可知a，b兩點的合場強方向都是水平向右，選項A錯誤；a點場強由E1，E2合成，b點場強由E3、E4、E5、E6合成，四個電荷等量，所以E3=E4>E1=E2，E3、E4同向，E3、E4的合場強一定大于E1、E2的合場強，所以b點的合場強一定大于a點的合場強，選項B正確；b、d兩點關(guān)于ac連線對稱，故b，d兩點的電勢一定相同，將電子從b點沿直線移動到d點，電場力做功為零，選項C錯誤；據(jù)矢量合成法則，從a點沿直線到c點，各個位置的場強方向向右；所以將一帶正電的試探電荷勻速從a點沿直線移動到c點，電場力方向向右，所以電場力一直做正功，所以電荷的電勢能一直減小，選項D正確.11.(1)F(1分)；F3(1分)；(2)ABC(2分)；(3)D(2分)解析：(1)F1與F2共同作用的效果與F單獨作用的效果相同，則Fl與F2的合力與F相等；小圓環(huán)受到拉力F1、F2、F3的共同作用，靜止于О點，則F1、F2、F3的合力為0.(2)保持О點位置不動，即合力大小.方向不變，彈簧測力計M的讀數(shù)不變，只要符合該條件而且能夠作出力的平行四邊形即可，如圖所示，F(xiàn)1如果從1變到4，能夠作出力的平行四邊形，故A正確；F1如果從1變到3，能夠作出力的平行四邊形，故B正確；F1如果從1變到2，能夠作出力的平行四邊形，故C正確；N的拉力大小不變，增大β角，不能夠作出力的平行四邊形，故D錯誤.(3)在“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗中，兩個拉力的作用效果和一個拉力的作用效果相同，采用的科學方法為等效替代法.12.(1)D(1分)；E(1分)；(2)見解析(2分)；(3)M(1分)；(4)1(或1.0均給分，2分)；(5)增大(1分)解析：(1)由題可知，燈泡額定電流為0.5A，則電流表選D；為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選E.(2)對照電路圖，實物連接如圖所示.(3)閉合電鍵前，應(yīng)將滑片移到M端，使輸出電壓為零，保護電路元件.(4)根據(jù)小燈泡的U-Ⅰ圖像.根據(jù)歐姆定律得電壓為0.4V時燈泡電阻為R=Ω=2Ω，電壓為1.2V時燈泡電阻為Ω=3Ω，所以電壓從0.4V增至1.2V的過程中小燈泡的阻值增加了1Ω.(5)圖像的點與坐標原點的連線斜率是電阻，由此可知，小燈泡的電阻隨溫度升高而增大.l3.解：(l)為使射入的光在內(nèi)芯與包層的界面恰好發(fā)生全反射，則有，(1分)又r=90°-C=30°，(1分)可得sin53°=nsin30°，(1分)解得n=1.6；(1分)(2)光在內(nèi)芯的傳播速度為，(1分)當光射到芯層與包層分界面的入射角等于臨界角C時，光在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳輸?shù)臅r間最長，此時光傳播的路程為，(2分)則最長時間，(1分)當光射向右端面的入射角為0°時，光