山東省德州市高三上學(xué)期期末考試物理試題（原卷版）

高三物理試題注意事項(xiàng)：1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號(hào)、座號(hào)填寫在相應(yīng)位置，認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓名、考生號(hào)和座號(hào)，并將條形碼粘貼在指定位置。2.選擇題答案必須使用2B鉛筆正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1.2023年12月14日，我國(guó)宣布新一代人造太陽“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”面向全球開放﹐邀請(qǐng)全世界科學(xué)家來中國(guó)集智攻關(guān)，共同追逐“人造太陽”能源夢(mèng)想。“人造太陽”物理本質(zhì)就是核聚變，其發(fā)生核聚變的原理和太陽發(fā)光發(fā)熱的原理很相似﹐核反應(yīng)方程為。下列說法正確的是（）A.X是質(zhì)子 B.該反應(yīng)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)C.的比結(jié)合能比的大 D.的結(jié)合能為2.物理學(xué)的關(guān)系式在確定了物理量之間的關(guān)系時(shí)，也確定了物理量單位之間的關(guān)系。下列選項(xiàng)中可以用來表示磁感應(yīng)強(qiáng)度單位的是（）A. B.C. D.3.以下關(guān)于光學(xué)實(shí)驗(yàn)或應(yīng)用說法正確的是（）A.圖甲是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，單色光通過狹縫時(shí)也會(huì)發(fā)生衍射B.圖乙中檢驗(yàn)工件N的平整度，通過干涉條紋可推斷出Q為凹處C.圖丙中的牛頓環(huán)干涉圖樣是一些等間距的亮暗相間的同心圓環(huán)D.圖丁中觀看立體電影的眼鏡鏡片利用了光的干涉原理4.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻保持不變，和均為定值電阻，，滑動(dòng)變阻器。當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)觸點(diǎn)在ab的中點(diǎn)時(shí)合上開關(guān)S，此時(shí)三個(gè)理想電表、和V的示數(shù)分別為、和U，現(xiàn)將的滑動(dòng)觸點(diǎn)向a端移動(dòng)，則（）A.電源的輸出功率增大 B.消耗的功率增大C.不變 D.增大，減小，U減小5.“地震預(yù)警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到設(shè)防區(qū)域前，向設(shè)防區(qū)域提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報(bào)，以減少損失?？蒲袡C(jī)構(gòu)對(duì)波的特性展開研究，圖甲為簡(jiǎn)諧波在時(shí)的波形圖，M是此波上的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，平衡位置處于處，圖乙為質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像﹐則（）A該列波沿x軸負(fù)方向傳播B.經(jīng)過一段時(shí)間后，質(zhì)點(diǎn)M將到達(dá)處C.在時(shí)，質(zhì)點(diǎn)M的加速度沿y軸負(fù)方向D.在內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為6.某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈的邊長(zhǎng)、。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直，線圈的總電阻為r，外接電阻為R。則外接電阻R上電流的有效值為（）A. B.C. D.7.由玻璃材質(zhì)制成的實(shí)心正四面體形吊燈，棱長(zhǎng)為L(zhǎng)，單色點(diǎn)光源嵌在其幾何中心點(diǎn)。吊燈使用的玻璃對(duì)該單色光的折射率為，只考慮由點(diǎn)光源直接射向表面的光線，則有光出射的區(qū)域面積為（）A B. C. D.8.如圖所示，在水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一豎直足夠長(zhǎng)的固定絕緣桿MN，小球Р套在桿上，已知P的質(zhì)量為m，電荷量為，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，P與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，小球由靜止開始下滑，在運(yùn)動(dòng)過程中小球最大加速度為，最大速度為，則下列判斷正確的是（）A.小球開始下滑時(shí)的加速度最大B.小球的速度由增大至的過程中，小球的加速度一直減小C.當(dāng)時(shí)小球的速度v與之比一定小于D.當(dāng)時(shí)小球的加速度a與之比一定小于二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，共16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4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.2023年12月15日﹐德州發(fā)布低溫橙色預(yù)警信號(hào)﹐人們積極應(yīng)對(duì)極寒天氣。某汽車在17℃的車庫中，輪胎胎壓為，出行后，長(zhǎng)時(shí)間放置在溫度為℃的室外，輪胎胎壓為。若輪胎不漏氣，輪胎內(nèi)氣體可視為理想氣體﹐下列說法正確的是（）A.輪胎內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能減小B.輪胎內(nèi)氣體狀態(tài)變化符合查理定律C.輪胎內(nèi)氣體放熱D.單位面積上氣體分子與輪胎壁碰撞的平均作用力變大10.光電效應(yīng)用于癌細(xì)胞放射治療取得新進(jìn)展，某興趣小組用如圖甲所示電路研究光電效應(yīng)中遏止電壓與光的頻率之間的關(guān)系，作出某金屬的圖像如圖乙所示，已知電子電量，則（）A.圖甲中，電源的a端為正極B.該金屬逸出功約為C.用頻率為的光入射到該金屬時(shí)，遏止電壓約為D.其它金屬的圖像與該金屬的圖像平行11.在如圖所示的電路中，理想變壓器的匝數(shù)比，定值電阻，，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為。在c、d兩端輸入正弦式交變電流，電壓的表達(dá)式為。當(dāng)滑片P從a端滑到b端的過程中，下列說法正確的是（）A.電阻的功率一直增大B.理想變壓器的最大輸出功率為C.當(dāng)滑片Р滑至b端時(shí)，整個(gè)電路的功率達(dá)到最大D.電流表示數(shù)的最小值為12.如圖所示，導(dǎo)體棒a、b放置在足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左右兩部分的間距分別為l，，導(dǎo)體棒a、b的質(zhì)量為m和，接入電路的電阻分別為R和，其余部分電阻均忽略不計(jì)。導(dǎo)體棒a、b均處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，a，b兩導(dǎo)體棒均以的初速度同時(shí)水平向右運(yùn)動(dòng)，兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，導(dǎo)體棒a始終在窄軌上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒b始終在寬軌上運(yùn)動(dòng)，直到兩導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。下列說法正確的是（）A.開始導(dǎo)體棒a中電流為Q→PB.導(dǎo)體棒中的最大電流為C.穩(wěn)定時(shí)導(dǎo)體棒a的速度為D.從開始至穩(wěn)定狀態(tài)，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.（1）在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用一組測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)得到的g值偏大。其原因可能是（）A．測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)只測(cè)量了擺線長(zhǎng)度而忘記考慮小球半徑B．測(cè)定周期時(shí)振動(dòng)次數(shù)多計(jì)了一次C．開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下D．?dāng)[線上端未系牢固，在振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)導(dǎo)致擺線長(zhǎng)度增加（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在家里測(cè)重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖所示。他又找到一把量程為的刻度尺，并使用的秒表功能測(cè)時(shí)間。由于鎖的形狀不規(guī)則，無法準(zhǔn)確測(cè)量其擺長(zhǎng)，于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)作了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)О到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為、時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為、。由此可得重力加速度___________（用、、、表示）。（3）擺鐘是利用本實(shí)驗(yàn)的原理制成的。從廣州購(gòu)買的走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘在德州使用，要調(diào)準(zhǔn)它，需要將擺鐘的擺長(zhǎng)調(diào)___________（選填“長(zhǎng)”或“短”）。14.某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量某電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）該實(shí)驗(yàn)小組首先用如圖甲所示的電路測(cè)量一粗細(xì)均勻的直電阻絲的總電阻，圖甲中部分器材的參數(shù)如下：電源：電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻不計(jì)所測(cè)電阻絲：總電阻大約為電壓表：量程為時(shí)，內(nèi)阻大約為；量程為時(shí)，內(nèi)阻大約為電流表：量程為時(shí)，內(nèi)阻大約為；量程為時(shí)，內(nèi)阻大約為①實(shí)驗(yàn)中所選電壓表的量程應(yīng)為___________V，所選電流表的量程應(yīng)為___________A；②實(shí)驗(yàn)中要求電壓表示數(shù)從零開始變化，請(qǐng)?jiān)诩讏D中將測(cè)量電路補(bǔ)充完整___________；（2）該實(shí)驗(yàn)小組在第（1）步中測(cè)得的直電阻絲的總電阻為R，他們又用刻度尺測(cè)量了該直電阻絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。利用此直電阻絲又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，其中的電源為待測(cè)電池﹐使金屬滑片接觸直電阻絲的不同位置，分別記錄直電阻絲接入電路的有效長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖丙所示，圖乙中電流表內(nèi)阻不計(jì)，則所測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)___________，內(nèi)阻___________。（選用R、L、a，b表示）15.在公園經(jīng)?？吹叫∨笥咽掷餇恐溆泻獾臍馇蛟谕嫠?。有個(gè)容積為、壓強(qiáng)為的氦氣罐給氣球充氣，充氣后每個(gè)氣球的體積均為，當(dāng)充滿個(gè)同樣的氣球時(shí)，氦氣罐內(nèi)部壓強(qiáng)降為。地面附近的溫度為27℃，大氣壓強(qiáng)。假設(shè)充氣前后氣球內(nèi)和氦氣罐內(nèi)的氣體溫度不發(fā)生變化，且充氣過程沒有漏氣。求：（1）小朋友手里的氣球內(nèi)的壓強(qiáng)；（2）脫手飛走的氣球上升至高度時(shí)發(fā)生爆炸，爆炸時(shí)氣球內(nèi)氣體的體積。（已知高度每增加，氣溫下降6℃，氣球爆炸時(shí)，球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，氣球上升過程中沒有發(fā)生漏氣現(xiàn)象）16.某物理學(xué)習(xí)興趣小組成員小張找到了一個(gè)LED燈和一段光導(dǎo)纖維進(jìn)行研究。查閱資料發(fā)現(xiàn)，LED燈是一塊用環(huán)氧樹脂密封的發(fā)光半導(dǎo)體材料。光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層組成，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。（1）有一LED燈結(jié)構(gòu)如圖甲所示，發(fā)光區(qū)域?yàn)橹睆剑∕N之間）的圓盤（厚度不計(jì)），發(fā)光面上覆蓋折射率的半球形環(huán)氧樹脂，發(fā)光圓盤的圓心與球心重合。要使發(fā)光區(qū)域發(fā)出的所有光線在球面上都不發(fā)生全反射，求環(huán)氧樹脂半徑R滿足的條件；（2）一段長(zhǎng)直光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，其剖面如圖乙，其中內(nèi)芯的折射率，外套的折射率。已知光從折射率為的介質(zhì)射入折射率為的介質(zhì)時(shí)，入射角與折射角間滿足關(guān)系。試通過計(jì)算說明從該光導(dǎo)纖維一端入射的光信號(hào)是否會(huì)通過外套“泄漏”出去。17.高溫超導(dǎo)磁懸浮列車技術(shù)在我國(guó)已有相關(guān)研究。其原理如圖所示﹐金屬框放置于足夠長(zhǎng)的水平固定平行直導(dǎo)軌PQ和MN上，導(dǎo)軌間有豎直方向等間距的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和，二者大小相等、方向相反。金屬框的ad邊寬度與每個(gè)磁場(chǎng)寬度相等，當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)和同時(shí)以恒定速度沿導(dǎo)軌方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬框在磁場(chǎng)力作用下沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。已知金屬框總電阻為R，金屬框的質(zhì)量為m，垂直導(dǎo)軌的ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的恒定速度為，金屬框運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定的阻力為f。不考慮磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的其它影響。（1）當(dāng)金屬框速度為零時(shí)，求金屬框受到的磁場(chǎng)力F的大小和方向﹔（2）求金屬框的最大速率；（3）金屬框以最大速度做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，為維持金屬框運(yùn)動(dòng)，求外界需提供的總功率Р。18.物理學(xué)家在科研時(shí)經(jīng)常利用電磁場(chǎng)加速和約束高能粒子。在如圖所示的空間直角坐標(biāo)系中，的空間內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小為B，方向可調(diào)，初始時(shí)沿x軸負(fù)方向。坐標(biāo)為的M點(diǎn)有一粒子源，可沿不同方向發(fā)射速率相等的同種粒子。初始時(shí)粒子從平面的第一象限射入﹐速度方向與z軸負(fù)方向成角，第一次運(yùn)動(dòng)到平面時(shí)軌跡恰好與之相切。已知粒子源發(fā)射的粒子質(zhì)量為m，電荷量為，初速度大小為（未知）。不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，B、L、m、q為已知條