廣東省東莞市2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期1月期末考試物理試題（解析版）

PAGEPAGE12023—2024學(xué)年度第一學(xué)期高三調(diào)研測(cè)試高三物理說(shuō)明：本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。所有題目均為必答題。第I卷選擇題一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。）1.一個(gè)原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為，下列說(shuō)法正確的是（）A.X是質(zhì)子，B.X是質(zhì)子，C.X是中子，D.X是中子，〖答案〗C〖解析〗根據(jù)反應(yīng)過(guò)程電荷數(shù)守恒可知，X電荷數(shù)為0，則X是中子；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得可得故選C。2.圖為2020年深圳春節(jié)期間路燈上懸掛的燈籠，三個(gè)燈籠由輕繩連接起來(lái)掛在燈柱上，為結(jié)點(diǎn)，輕繩OA、OB、OC長(zhǎng)度相等，無(wú)風(fēng)時(shí)三根繩拉力分別為、、。其中、兩繩的夾角為，燈籠總質(zhì)量為，重力加速度為。下列表述正確的是（）A.一定小于 B.與是一對(duì)平衡力C.與大小相等 D.與合力大小等于〖答案〗D〖解析〗〖祥解〗ACD．三個(gè)燈籠受到重力與OA的拉力，所以O(shè)A的拉力三根繩子等長(zhǎng)，可知與的拉力是相等的；對(duì)點(diǎn)進(jìn)行受力分析如圖可知所以故AC錯(cuò)誤；D正確；B．由圖可知，與的方向不在同一條直線上，所以不是一對(duì)平衡力，故B錯(cuò)誤。故選D。3.我國(guó)時(shí)速600公里的高速磁懸浮試驗(yàn)樣車在青島下線。在某次制動(dòng)測(cè)試過(guò)程中，試驗(yàn)樣車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到速度為零。用t、x、v、a分別表示樣車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、位移、速度和加速度。關(guān)于樣車的運(yùn)動(dòng)，下列圖像不正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗AB．樣車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到速度為零，所以其位移應(yīng)該隨著時(shí)間而增加，而其位移與時(shí)間圖像的斜率代表速度，即圖像的斜率應(yīng)該逐漸減小，直至為零，故A錯(cuò)誤，符合題意，B正確，不符合題意；CD．其做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度應(yīng)該逐漸減小直至為零，其速度與時(shí)間圖像的斜率表示加速度，其加速度不變，即圖像的斜率不變。對(duì)于加速度與時(shí)間的圖像，其加速度的大小不變，圖像是一條平行于時(shí)間軸的橫線，故CD正確，不符合題意。故選A。4.一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設(shè)玻璃對(duì)a、b的折射率分別為和，則下列說(shuō)法正確的是（）A.B.C.a光和b光從空氣進(jìn)入玻璃后頻率都會(huì)增大D.若增大入射角，b光可能會(huì)發(fā)生全反射〖答案〗A〖解析〗AB．由可知故A正確，B錯(cuò)誤；C．光的頻率跟介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以a光和b光從空氣進(jìn)入玻璃后頻率不變，故C錯(cuò)誤；D．光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)不會(huì)發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選A。5.如圖甲所示，“戰(zhàn)繩訓(xùn)練”是常見的健身方式，健身愛好者甩動(dòng)戰(zhàn)繩，令其在豎直平面內(nèi)形成簡(jiǎn)諧波。如圖乙所示是某次訓(xùn)練中時(shí)戰(zhàn)繩的波形圖，繩上質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸負(fù)方向傳播B.該波的波速為10m/sC.若僅增大抖動(dòng)的幅度，波速會(huì)增大D.質(zhì)點(diǎn)P再經(jīng)0.1s將運(yùn)動(dòng)到圖中的位置〖答案〗B〖解析〗A．由圖丙可知時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P正在向y軸負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)平移法可知該波沿x軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤；B．該波的波速為故B正確；C．機(jī)械波的傳播速度只由介質(zhì)決定，若增大抖動(dòng)的幅度，波速保持不變，故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)點(diǎn)只能在平衡位置附近振動(dòng)，不能沿波傳播，故D錯(cuò)誤。故選B。6.中國(guó)古代屋脊有仰起的龍頭，龍口吐出伸向天空的金屬舌頭，舌頭連接一根直通地下的細(xì)鐵絲，起到避雷的作用。當(dāng)雷云放電接近房屋時(shí)，舌頭頂端由于聚集著大量正電荷而形成局部電場(chǎng)集中的空間。圖中虛線表示某時(shí)刻舌頭周圍的等差等勢(shì)面分布情況，一帶電粒子（不計(jì)重力）在該電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.該粒子帶正電B.a點(diǎn)的電勢(shì)比c點(diǎn)的低C.a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大D.該粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的電勢(shì)能小〖答案〗B〖解析〗AB．避雷針帶正電，由電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，畫出電場(chǎng)線如圖由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，該粒子帶負(fù)電，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，所以a點(diǎn)的電勢(shì)比c點(diǎn)的低，故A錯(cuò)誤，B正確；C．等勢(shì)面密時(shí)電場(chǎng)線也密，所以可知a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小，故C錯(cuò)誤；D．負(fù)粒子在電勢(shì)低的位置電勢(shì)能大，所以該粒子在b點(diǎn)的電勢(shì)能比在c點(diǎn)的電勢(shì)能大，故D錯(cuò)誤。故選B。7.已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，地球半徑約為月球半徑的4倍。若在月球和地球表面以相同的初速度豎直向上拋出物體，不計(jì)一切阻力，拋出點(diǎn)與最高點(diǎn)間的距離分別為和，則最接近（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由聯(lián)立可得故選D。二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題意，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得0分。）8.如圖甲所示，用強(qiáng)磁場(chǎng)將百萬(wàn)開爾文的高溫等離子體（等量的正離子和電子）約束在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)受控核聚變的裝置叫托克馬克裝置。我國(guó)托克馬克裝置在世界上首次實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行100秒的成績(jī)。圖乙為其中沿管道方向的磁場(chǎng)分布圖，越靠管的右側(cè)磁場(chǎng)越強(qiáng)。不計(jì)離子重力，關(guān)于離子在圖乙磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)可能對(duì)其做功B.離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子的動(dòng)能一定不變C.離子由磁場(chǎng)的左側(cè)區(qū)域向右側(cè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑減小D.離子由磁場(chǎng)的左側(cè)區(qū)域向右側(cè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力不變〖答案〗BC〖解析〗AB．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于洛倫茲力方向總是與速度方向垂直，可知磁場(chǎng)對(duì)其一定不做功，動(dòng)能不變，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．離子在磁場(chǎng)中，洛倫茲力為右側(cè)區(qū)域磁場(chǎng)較強(qiáng)，由洛倫茲力提供向心力可得可得所以離子由磁場(chǎng)的左側(cè)區(qū)域向右側(cè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑減小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。9.如圖所示為電動(dòng)汽車無(wú)線充電示意圖，若發(fā)射線圈的輸入電壓為，匝數(shù)為500匝，接收線圈的匝數(shù)為1000匝，發(fā)射線圈輸出功率為8.8kW。該裝置可看成理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是（）A.利用該裝置采用直流電源也能為電動(dòng)汽車充電B.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相等，均為100HzC.接收線圈輸出電壓的峰值為D.接收線圈輸出電流的有效值為20A〖答案〗CD〖解析〗A．變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，因此必須由交流電源在發(fā)射線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在接收線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；B．變壓器不改變交變電流的頻率，因此發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相等，頻率是B錯(cuò)誤；C．發(fā)射線圈電壓的有效值為由理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系公式，可得接收線圈輸出的電壓則接收線圈輸出電壓的峰值為，C正確；D．由理想變壓器原、副線圈功率相等可知，發(fā)射線圈輸出功率為8.8kW，則有接收線圈輸出電流的有效值為D正確。故選CD。10.隨著科技的發(fā)展，未來(lái)的手機(jī)帶有屏幕保護(hù)器，保護(hù)裝置設(shè)置在屏幕的4個(gè)角落，由彈性塑料、聚合物及超薄金屬片組成，一旦手機(jī)內(nèi)的加速度計(jì)、陀螺儀及位移傳感器感知手機(jī)掉落，屏幕保護(hù)器會(huì)自動(dòng)彈出，并完全吸收手機(jī)撞擊地面的能量，避免手機(jī)屏幕直接接觸地面而損壞。若手機(jī)質(zhì)量約200g，從離地0.8m高處自由掉落，手機(jī)與地面撞擊的時(shí)間約為0.05s，。下列說(shuō)法正確的是（）A.手機(jī)落地時(shí)的速度約為4m/sB.保護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于0.4sC.手機(jī)落地時(shí)重力的功率約為11.5WD.地面對(duì)手機(jī)的平均作用力約為18N〖答案〗ABD〖解析〗A．由可得故A正確；B．由可得手機(jī)落地時(shí)間保護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于0.4s，故B正確；C．手機(jī)落地時(shí)重力的功率約為故C錯(cuò)誤；D．取向下為正方向，則有地面對(duì)手機(jī)的平均作用力約為故D正確。故選ABD。第II卷非選擇題三、實(shí)驗(yàn)與探究題（本題共2小題，共16分。）11.如圖甲所示為向心力演示儀，某同學(xué)探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度a和半徑r之間的關(guān)系。長(zhǎng)槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的三種組合方式，變速塔輪自上而下每層左右半徑之比分別為、和。（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是探究向心力的大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法是__________；A.理想模型法B.等效替代法C控制變量法（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第______層塔輪（選填“一”、“二”或“三”）；（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，傳動(dòng)皮帶位于第二層，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為_______。AB.C.D.〖答案〗（1）C（2）一（3）B〖解析〗（1）[1]本實(shí)驗(yàn)探究向心力的大小F與小球質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，保持r、ω不變，探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時(shí)，保持r、m不變，探究向心力的大小F和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，保持m、ω不變，所以實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。故選C；（2）[2]在某次實(shí)驗(yàn)中，探究向心力的大小與半徑的關(guān)系時(shí)，保持m、ω不變，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第一層塔輪；（3）[3]在另一次實(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，則r、m相同，傳動(dòng)皮帶位于第二層，角速度比值為當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比表示向心力的比值，約為故選B。12.某同學(xué)要將一量程為1mA的毫安表改裝為量程為的電壓表并校準(zhǔn)。如圖所示，該同學(xué)進(jìn)行了以下操作：（1）從理論上計(jì)算改裝后的電壓表內(nèi)阻應(yīng)為_______Ω；（2）利用多用電表粗略測(cè)量毫安表內(nèi)阻。該同學(xué)將多用電表調(diào)至：擋，發(fā)現(xiàn)指針在0Ω附近，該同學(xué)應(yīng)將倍率調(diào)至______擋（選填“”或“”），歐姆調(diào)零后再次測(cè)量，多用電表的示數(shù)如圖甲所示（所有操作均正確，兩電表均正常工作），則此時(shí)多用電表讀數(shù)為______Ω；（3）如圖乙所示，該同學(xué)利用一只標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)改裝后的電壓表進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)要求電壓表的示數(shù)從零開始逐漸增大，請(qǐng)按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖乙的實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接________；（4）經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)為2.38V時(shí)，毫安表的示數(shù)為0.8mA，由此可以推測(cè)出他改裝的電表量程不是預(yù)期值，要達(dá)到預(yù)期目的，只需要將阻值為R的電阻更換為一個(gè)阻值_______（選填“更大”或“更小”）的電阻。〖答案〗（1）3000（2）11（3）（4）更大〖解析〗（1）[1]改裝后電壓表內(nèi)阻應(yīng)為（2）[2]將多用電表調(diào)至擋，發(fā)現(xiàn)指針在0Ω附近，說(shuō)明電阻很小，該同學(xué)應(yīng)將倍率調(diào)至；[3]多用電表讀數(shù)為；（3）[4]根據(jù)要求連接實(shí)物圖如下（4）[5]由可知所以R的值偏小，需要將阻值為R的電阻更換為一個(gè)阻值更大的電阻。四、計(jì)算題（本題共3小題，共38分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后〖答案〗的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.2023年2月10日0時(shí)16分，我國(guó)神舟十五號(hào)航天員經(jīng)過(guò)約7小時(shí)的出艙活動(dòng)，圓滿完成全部艙外既定任務(wù)。航天員所著的艙外航天服為出艙作業(yè)提供了安全保障。出艙前，關(guān)閉航天服上的所有閥門，啟動(dòng)充氣系統(tǒng)給氣密層充氣（可視為理想氣體）。假定充氣后，氣密層內(nèi)氣體的體積為2L，溫度為30°C，壓強(qiáng)為。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，氣體溫度降至27°C，忽略此過(guò)程中氣體體積的變化。（1）求27°C時(shí)氣密層內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）出艙后啟動(dòng)保溫系統(tǒng)，維持氣體的溫度為27°C。因艙外氣壓較低，氣密層內(nèi)氣體的體積將會(huì)膨脹。試求不放氣的情況下，氣密層內(nèi)氣體膨脹至3L時(shí)的壓強(qiáng)?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）氣體發(fā)生等容變化，則有其中，，聯(lián)立可得（2）出艙后啟動(dòng)保溫系統(tǒng)，維持氣體溫度為27°C，根據(jù)玻意耳定律可得其中，聯(lián)立解得14.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=0.5m，長(zhǎng)為3d，d=1.0m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=37°，在導(dǎo)軌的中部具有一段長(zhǎng)為d的薄絕緣涂層（涂層不導(dǎo)電）。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=4.0T，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m=0.2kg的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R=8.0Ω，導(dǎo)體棒電阻為r=2.0Ω，重力加速度為g=10m/s2，，，求：（1）導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（2）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v；（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）在絕緣涂層導(dǎo)體棒受力平衡有解得（2）導(dǎo)體棒在光滑導(dǎo)軌上受力平衡有解得（3）在絕緣涂層摩擦生熱由能量守恒得解得電阻R產(chǎn)生的焦耳熱15.如圖所示為一處于豎直平面內(nèi)的實(shí)驗(yàn)探究裝置的示意圖，該裝置由速度可調(diào)的固定水平傳送帶、光滑圓弧軌道BCD和光滑細(xì)圓管EFG組成，其中水平傳送帶長(zhǎng)，B點(diǎn)在傳送帶右端轉(zhuǎn)軸的正上方，軌道BCD和細(xì)圓管EFG的圓心分別為和、圓心角均為，半徑均為，且B點(diǎn)和G點(diǎn)分別為兩軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。在細(xì)圓管EFG的右側(cè)足夠長(zhǎng)的光滑水平地面上緊挨著一塊與管口下端等高、長(zhǎng)、質(zhì)量木板（與軌道不粘連）。現(xiàn)將一塊質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的最左端A點(diǎn)，由傳送帶自左向右傳動(dòng)，在B處的開口和E、D處的開口正好可容物塊通過(guò)。已知物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度（1）若物塊進(jìn)入圓弧軌道BCD后恰好不脫軌，求物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（2）若傳送帶的速度為3m/s，求物塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道EFG最低點(diǎn)G時(shí)，