陜西省漢中市漢臺(tái)區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期1月期末物理試題（原卷版）

2024屆高三第四次校際聯(lián)考物理試題注意事項(xiàng)：1.本試題共6頁(yè)，滿分100分，時(shí)間90分鐘。2.答卷前，務(wù)必將答題卡上密封線內(nèi)的各項(xiàng)目填寫(xiě)清楚。3.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。4.考試結(jié)束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。第I卷（選擇題共40分）一、選擇題：本大題共10小題，每小題4分，計(jì)40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~6題只有一項(xiàng)符合題目要求；第7~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。1.氚在自然界中存量極少，工業(yè)上一般用中子轟擊鋰獲取氚，其核反應(yīng)方程為，已知氚的半衰期為12.5年，下列說(shuō)法正確的是（）A.X與互為同位素 B.X的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是2C.10個(gè)氚核，經(jīng)過(guò)12.5年一定還剩5個(gè) D.上述獲取氚的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)2.某同學(xué)踩著滑板先沖上一個(gè)斜坡，又從斜坡滑下，若沖上和滑下斜坡的兩個(gè)階段加速度大小相等，則圖中可以大致表示這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程的圖像是（）A. B.C. D.3.如圖，豎直面內(nèi)兩個(gè)完全相同的光滑圓弧軌道平滑對(duì)接，P、Q是等高的兩端。讓一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以沿切線的初速度從P端進(jìn)入軌道，則（）A.小球在軌道最低點(diǎn)的機(jī)械能最大B.小球在軌道最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力最大C.初速度足夠大時(shí)，小球可能飛離“凹形”軌道D.初速度足夠大時(shí)，小球一定能通過(guò)“凸形”軌道最高點(diǎn)4.如圖甲，起重船“振浮8號(hào)”將一個(gè)質(zhì)量為550t的巨型圓鋼筒吊在空中，特制起吊繩通過(guò)液壓機(jī)械抓手連接鋼筒，每根繩與豎直方向的夾角為，如圖乙所示，每根繩所能承受的最大拉力為8.0×105N，圖乙中僅畫(huà)出兩根起吊繩，則至少需要多少根繩子才能成功起吊（，g=10m/s2）（）A.10根 B.9根 C.8根 D.7根5.如圖所示，在絕緣光滑水平面上的C點(diǎn)固定正點(diǎn)電荷甲，帶負(fù)電的試探電荷乙（可看成點(diǎn)電荷）僅受甲的庫(kù)侖力作用沿橢圓軌道I運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)是橢圓軌道的其中一個(gè)焦點(diǎn)。乙在某一時(shí)刻經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)因速度大小突然發(fā)生改變（電量不變）而進(jìn)入以C為圓心的圓形軌道Ⅱ做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.在甲電荷的電場(chǎng)中，軌道I上的各點(diǎn)，D點(diǎn)的電勢(shì)最高B.乙在軌道I運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最大C.乙在兩個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度大小相等D.乙從軌道I進(jìn)入軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度變小6.2023年12月1日晚，我國(guó)多地出現(xiàn)絕美極光，如圖甲所示，實(shí)際上極光是太陽(yáng)風(fēng)和地球磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的。地磁產(chǎn)生至少有35億年歷史，它通過(guò)地球內(nèi)部延伸到宇宙中，形成地球磁層，這個(gè)磁層可以阻擋太陽(yáng)帶電粒子流的侵害，保護(hù)地球的大氣層和自然生態(tài)。如圖乙所示，是來(lái)自太陽(yáng)的高能帶電粒子流被地磁場(chǎng)俘獲后的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，忽略引力和帶電粒子間的相互作用，以下說(shuō)法正確的是（）A.圖甲中的極光現(xiàn)象只能出現(xiàn)在北半球B.帶電粒子靠近地球北極過(guò)程中旋轉(zhuǎn)周期變大C.帶電粒子在靠近地球北極過(guò)程中動(dòng)能增大D.圖乙中所示的帶電粒子帶負(fù)電7.2022年11月30日，神舟十五號(hào)載人飛船與空間站組合體完成自主交會(huì)對(duì)接。交會(huì)對(duì)接前，空間站組合體會(huì)從距地面較高的軌道變軌到距地面較低的軌道，等待神舟十五號(hào)載人飛船的到來(lái)。變軌前后，空間站組合體繞地球的運(yùn)行均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則空間站組合體變軌后相對(duì)于變軌前運(yùn)行的（）A.速度減小 B.周期減小 C.加速度增大 D.機(jī)械能增大8.某同學(xué)設(shè)計(jì)的水量計(jì)原理如圖（a）所示：電源（，）、電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）、定值電阻（）、滑動(dòng)變阻器R（用長(zhǎng)3m、橫截面積且涂有絕緣漆的金屬絲緊密纏繞在圓柱形瓷筒上，使用前刮掉與滑片P接觸部分的絕緣漆），圖（b）所示為備選金屬絲及其參數(shù)。兩根相同彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)，容器中無(wú)水時(shí)，滑片P在上端a。下列分析正確的是（）A.金屬絲可選銅絲B.V表的示數(shù)范圍約為0~2.5VC.V表的示數(shù)U與水的質(zhì)量m成正比D.若將V表刻度盤(pán)轉(zhuǎn)換為水的質(zhì)量刻度盤(pán)，則刻度是不均勻的9.新一代航母阻攔系統(tǒng)將采用電磁阻攔技術(shù)，基本原理如圖所示，飛機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)絕緣阻攔索鉤住軌道上的一根金屬棒，導(dǎo)軌間距為d，飛機(jī)質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m，飛機(jī)著艦鉤住金屬棒后與金屬棒以共同速度進(jìn)入磁場(chǎng)，軌道端點(diǎn)間電阻為R、金屬棒電阻為r，不計(jì)其它電阻和阻攔索的質(zhì)量。軌道間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬棒運(yùn)動(dòng)一段距離x后飛機(jī)停下，測(cè)得此過(guò)程電阻R上產(chǎn)生焦耳熱為Q，則（）A.金屬棒中感應(yīng)電流方向由b到aB.通過(guò)金屬棒的最大電流為C.通過(guò)金屬棒的電荷量D.飛機(jī)和金屬棒克服摩擦阻力和空氣阻力所做的總功10.如圖所示，有三個(gè)斜面a、b、c，底邊分別為L(zhǎng)、L、2L，高度分別為2h、h、h，同一物體與三個(gè)斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，這個(gè)物體分別沿三個(gè)斜面從頂端由靜止下滑到底端的三種情況相比較，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體損失的機(jī)械能B.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C.物體到達(dá)底端的動(dòng)能D.因摩擦產(chǎn)生的熱量第II卷（非選擇題共60分）二、非選擇題：包括必考題和選考題兩部分，第11~14題為必考題，每個(gè)考生都必須作答；第15、16題為選考題，考生應(yīng)按要求作答。（一）必考題（共4小題，計(jì)45分）11.學(xué)校物理興趣小組在暗室中用如圖甲所示的裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.在漏斗內(nèi)盛滿水，旋松螺絲夾子，使水滴以一定的頻率一滴滴落下；B.用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴；C.用豎直放置的米尺測(cè)得各水滴所對(duì)應(yīng)的刻度;D.采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。（1）在步驟B中，當(dāng)看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率___________(填“大于”、“小于”或“等于”)水滴滴落的頻率。（2）若觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)頻閃儀閃光頻率為12.5Hz，讀出其中幾個(gè)連續(xù)的水滴的距離關(guān)系如圖乙所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=______m/s2，第3個(gè)水滴此時(shí)的速度大小v3=______m/s。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)（3）該實(shí)驗(yàn)引起系統(tǒng)誤差的原因可能是_________________________(寫(xiě)出一條即可)。12.物理小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量?jī)晒?jié)干電池組成的電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：A．電流表的量程為，內(nèi)阻B．電流表的量程為，內(nèi)阻C．定值電阻D．定值電阻E．滑動(dòng)變阻器F．電阻箱G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干H．干電池兩節(jié)（1）小組的同學(xué)通過(guò)討論，認(rèn)為需要將電阻箱與電流表串聯(lián)，將電流表改裝成了量程為的電壓表，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為_(kāi)_________。（2）小組的同學(xué)通過(guò)討論，設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路，請(qǐng)根據(jù)電路圖，把圖2所示實(shí)物圖連接完整__________。（3）閉合開(kāi)關(guān)K前，應(yīng)將圖2中滑動(dòng)變阻器的滑片移到__________（填“a”或“b”）端，閉合電鍵后，多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，得到多組電流表、的示數(shù)、，以為縱軸、為橫軸作圖像，得到圖像與縱軸的截距為，圖像斜率絕對(duì)值為2，則電池組的電動(dòng)勢(shì)__________V，內(nèi)阻__________（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。13.如圖甲所示，帶有等量異種電荷的平行金屬板M、N豎直放置（板N上有一小孔），M、N兩板間的距離d=0.8m，現(xiàn)將一質(zhì)量、電荷量的帶正電小球從兩極板上方的A點(diǎn)以v0=4m/s的初速度水平拋出，A點(diǎn)距離兩板上端的高度h=0.45m。小球恰好從靠近M板上端B處進(jìn)入兩板間且沿直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)只存在于兩板之間，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。（1）求M、N兩板間的電壓UMN；（2）求小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能Ek；（3）若將平行金屬板M、N水平放置，如圖乙所示，將帶電小球從板N小孔正上方高H處由靜止開(kāi)始下落，穿過(guò)小孔到達(dá)板M時(shí)速度恰為零，空氣阻力忽略不計(jì)。則H為多大？（結(jié)果用分式表示）14.交通法規(guī)明文規(guī)定超載車(chē)輛嚴(yán)禁上路。為了定量研究貨車(chē)超載造成的危害，某同學(xué)將超載貨車(chē)的剎車(chē)過(guò)程抽象成了圖示模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以模擬。貨車(chē)相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)量M＝2kg的木板，車(chē)頭相當(dāng)于固定在板右側(cè)的豎直擋板，貨物相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)量m＝3kg、尺寸可不計(jì)且初始時(shí)刻位于木板最左側(cè)的木塊。剎車(chē)前，木板（貨車(chē)）和木塊（貨物）以共同的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)；由于前方突發(fā)狀況，貨車(chē)開(kāi)始剎車(chē)且僅在摩擦力作用下減速。已知木板與木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度。（結(jié)果可用分式表示）（1）求剎車(chē)后瞬間木塊和木板加速度大??；（2）如果貨物與車(chē)頭發(fā)生碰撞，將對(duì)駕駛室造成極大的沖擊力，可能危及駕駛員的生命安全。試求在木塊不固定的情況下，為了使木塊與擋板不發(fā)生碰撞，木板長(zhǎng)度的最小值；（3）除了碰撞對(duì)駕駛員造成的傷害外，超載還會(huì)增大貨車(chē)總的剎車(chē)距離，危及其他車(chē)輛的安全。假設(shè)在木塊與擋板發(fā)生時(shí)間極短的碰撞前瞬間，木板的速度剛好減為零，且木塊與擋板碰后粘合在一起，并最終停下來(lái)。求從開(kāi)始剎車(chē)到木板最后停下來(lái)總的剎車(chē)距離。（二）選考題（15分。請(qǐng)考生從所給的2道題目中任選一題作答，并在答題卡指定位置答題。如果多做，則按所做的第一題計(jì)分[選修3-3]（15分）15.如圖所示，圖線a為一定質(zhì)量的理想氣體絕熱變化的圖線，圖線b為某條等溫線，則關(guān)于圖線a說(shuō)法正確的是（）A.氣體溫度一直降低B.氣體的溫度先降低后升高C.氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少D.此過(guò)程說(shuō)明自發(fā)情況下內(nèi)能可以完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能E.氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的平均沖量減小16.如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱性能良好的汽缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能在汽缸內(nèi)卡口上方無(wú)摩擦地滑動(dòng)且不漏氣，活塞的橫截面積為S。開(kāi)始時(shí)汽缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為，環(huán)境溫度為，活塞與汽缸底部之間的距離為h，活塞到汽缸口的距離為，緩慢升高環(huán)境溫度，當(dāng)汽缸內(nèi)氣體的溫度為時(shí)，活塞剛好到缸口。已知大氣壓強(qiáng)恒為，重力加速度為g。汽缸側(cè)面有一個(gè)閥門(mén)，開(kāi)始時(shí)閥門(mén)關(guān)閉，閥門(mén)中氣體體積忽略不計(jì)。（1）求活塞質(zhì)量；（2）若保持環(huán)境溫度不變，通過(guò)閥門(mén)向缸內(nèi)緩慢充入氣體，使活塞也剛好到缸口，則后來(lái)充入的氣體質(zhì)量與缸內(nèi)氣體總質(zhì)量的比值為多少？[選修3-4]（15分）17.“戰(zhàn)繩”是一種近年流行的健身器材，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點(diǎn)，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動(dòng)繩子使繩子振動(dòng)起來(lái)（圖甲），以手的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，圖乙是健身者右手在抖動(dòng)繩子過(guò)程中某時(shí)刻的波形，若右手抖動(dòng)的頻率是，下列說(shuō)法