2023-2024學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三（上）期末物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.如圖所示，用特定頻率的光照射光電管陰極K，發(fā)現(xiàn)微安表示數(shù)不為0，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為6.6V時(shí)，微安表示數(shù)恰好為0。已知陰極K的截止頻率為νc=8×1014Hz，普朗克常量?=6.63×10?34A.9.6×1015Hz

B.2.4×1015Hz2.嫦娥七號(hào)將配置能在月面上空飛行的“飛躍探測(cè)器”，其中六足構(gòu)型如圖所示。對(duì)稱分布的六條輕質(zhì)“腿”與探測(cè)器主體通過鉸鏈連接，當(dāng)探測(cè)器靜止在水平地面上時(shí)，六條“腿”的上臂與豎直方向夾角均為θ，探測(cè)器的質(zhì)量為m，重力加速度為g。則每條“腿”的上臂對(duì)探測(cè)器的彈力大小為(

)A.mg6cosθ B.mg6sinθ C.mgcosθ63.如圖甲所示，波源是固定在同一個(gè)振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿，當(dāng)振動(dòng)片上下振動(dòng)時(shí)，兩根細(xì)桿周期性地觸動(dòng)水面，形成兩個(gè)波源。t=0時(shí)刻，波面圖如圖乙所示，虛線圓表示波峰，實(shí)線圓表示波谷，質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d的平衡位置均在同一直線上，放大圖像如圖丙所示，其中質(zhì)點(diǎn)c的平衡位置位于a、b平衡位置的中點(diǎn)，d的平衡位置位于b、c平衡位置的中點(diǎn)。已知兩波源振動(dòng)的周期為T，振幅相同。下列說法中正確的是(

)

A.t>0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)c始終處于平衡位置

B.t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)c向上振動(dòng)

C.t=0.25T時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置

D.t=0.75T時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)d的加速度豎直向上4.2021年2月，天問一號(hào)火星探測(cè)器被火星捕獲，經(jīng)過一系列變軌后從“調(diào)相軌道”進(jìn)入“停泊軌道”，為著陸火星做準(zhǔn)備。如圖所示，陰影部分為探測(cè)器在不同軌道上繞火星運(yùn)行時(shí)與火星的連線每秒掃過的面積，下列說法正確的是(

)A.圖中兩陰影部分的面積相等

B.從“調(diào)相軌道”進(jìn)入“停泊軌道”探測(cè)器機(jī)械能變小

C.從“調(diào)相軌道”進(jìn)入“停泊軌道”探測(cè)器周期變大

D.探測(cè)器在P點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度5.一長(zhǎng)方體魚缸長(zhǎng)為0.8m，高為0.6m，魚缸內(nèi)水面高度為0.48m，此時(shí)魚缸正視圖如圖所示，其中P為右側(cè)缸沿上的一點(diǎn)，Q為魚缸底部左邊上的一點(diǎn)。某同學(xué)從A點(diǎn)沿AP方向觀察魚缸底部的小石子，發(fā)現(xiàn)石子恰好位于Q處。將魚缸水放掉之后，測(cè)得石子到Q點(diǎn)的距離為0.28m。已知A、P、Q所在的平面與魚缸正視面平行，石子可視為質(zhì)點(diǎn)，sin37°=0.6，cos37°=0.8。則水的折射率為(

)A.43 B.53 C.34 6.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定在斜面底端，t=0時(shí)刻，一物塊從斜面頂端由靜止釋放，直至運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，物塊的速度v和加速度a隨時(shí)間t、動(dòng)能Ek和機(jī)械能E隨位移x變化的關(guān)系圖像可能正確的是(

)A. B.

C. D.7.如圖所示，光滑絕緣水平面上，有1、2、3三個(gè)帶電荷量均為+q、質(zhì)量均為m的相同金屬小球，用長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的三根絕緣細(xì)繩連接，A、B、C分別為其連線的中點(diǎn)，O為三角形中心，已知電荷量為q的點(diǎn)電荷在周圍空間產(chǎn)生的電勢(shì)φ=kqr，其中k為靜電力常量，r為到點(diǎn)電荷的距離，則下列說法正確的是A.O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零

B.若L長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，則A、O兩點(diǎn)的電勢(shì)可能相等

C.系統(tǒng)的總電勢(shì)能為k2q2L

二、多選題：本大題共3小題，共18分。8.如圖所示，在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)a、b、c、d處分別固定著垂直于紙面、電流大小均相同的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其中a處電流方向垂直于紙面向外，其余電流方向均垂直于紙面向里。測(cè)得正方形的幾何中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。對(duì)于下列四種情況，關(guān)于O處磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的說法正確的是(

)A.a導(dǎo)線單獨(dú)作用時(shí)，B1=B2，方向由b指向d

B.若僅將b處導(dǎo)線電流反向，則B1=2B

C.若僅將d處導(dǎo)線電流反向，則B1=2B

9.電動(dòng)打夯機(jī)可以幫助筑路工人壓實(shí)路面，大大提高工作效率。如圖為某電動(dòng)打夯機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，由偏心輪(飛輪和配重物組成)、電動(dòng)機(jī)和底座三部分組成。電動(dòng)機(jī)、飛輪和底座總質(zhì)量為M，配重物質(zhì)量為m，配重物的重心到輪軸的距離為r，重力加速度為g。在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，偏心輪在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶不打滑。當(dāng)偏心輪上的配重物轉(zhuǎn)到頂端時(shí)，剛好使整體離開地面。下列判斷正確的是(

)A.電動(dòng)機(jī)輪軸與偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同

B.配重物轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)，處于超重狀態(tài)

C.偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為(M+m)gmr

D.打夯機(jī)對(duì)地面壓力的最大值為10.如圖所示，PQ左右兩側(cè)分別有間距為L(zhǎng)和2L且足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，PQ兩側(cè)導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量分別為m、2m的導(dǎo)體棒a、b分別靜止在PQ兩側(cè)的導(dǎo)軌上，t=0時(shí)刻，b棒獲得一水平向右、大小為v0的初速度，t=t1時(shí)a棒剛好達(dá)到最大速度。已知a、b導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)、2L，電阻分別為R、2R，a棒始終在PQ左側(cè)運(yùn)動(dòng)，兩棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。關(guān)于0～t1時(shí)間內(nèi)a、bA.兩棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 B.a棒的最大速度為23v0

C.0～t1時(shí)間內(nèi)通過b棒的電荷量為mv0三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共14分。11.流量是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)封閉管道或明渠有效截面的流體的體積，又稱瞬時(shí)流量，某學(xué)習(xí)小組用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定桶裝水抽水器的水流量和噴水口的橫截面積。

實(shí)驗(yàn)器材：3m卷尺，1000cm3量筒一個(gè)，手機(jī)一部

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①調(diào)節(jié)抽水器噴口的位置和角度，使其末端水平；

②打開抽水器開關(guān)，將水水平噴出，調(diào)節(jié)桌面上量筒的位置使水落入量筒中；

③用卷尺測(cè)得噴口到水平桌面的豎直高度為y=49.0cm、噴口到水在量筒底部落點(diǎn)的水平位移為x=25.0cm；

④清空量筒中的水，重新打開抽水器開關(guān)，待空中水流穩(wěn)定后用手機(jī)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：時(shí)間(s)11.115.319.524.028.2水量(×300400500600700(1)根據(jù)流量的定義，從理論上分析，在空中下落的水柱的橫截面積會(huì)隨下落高度的增大而______(選填“增大”“減小”或者“不變”)；

(2)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，在圖2坐標(biāo)紙上作出時(shí)間與水量的關(guān)系圖線；

(3)根據(jù)圖像可得實(shí)驗(yàn)中桶裝水抽水器的水流量Q=______m3/s；(保留2位有效數(shù)字)

(4)若已知重力加速度g=9.8m/s2，10≈3.16，根據(jù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知抽水器的水流量Q與抽水器出水口橫截面積之比約為______。

A.0.74

B.0.79

C.12.某同學(xué)測(cè)量一段粗細(xì)均勻金屬絲的電阻率，器材如下：金屬絲Rx，電源E(電動(dòng)勢(shì)3V、內(nèi)阻不計(jì))，電流表(量程0～0.6A、內(nèi)阻0.5Ω)，電壓表(量程0～3V、內(nèi)阻約3kΩ)，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值15Ω)，毫米刻度尺，開關(guān)S及導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(1)首先用毫米刻度尺測(cè)出接入電路中金屬絲的長(zhǎng)度l=50.00cm，再用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲直徑，示數(shù)如圖甲所示，金屬絲直徑的測(cè)量值d=______mm。

(2)為減小誤差，應(yīng)選用乙圖中的______(填“a”或“b”)連接線路。

(3)實(shí)驗(yàn)過程中，改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，并記錄兩電表的讀數(shù)，作出如圖丙所示的U?I圖像，可得金屬絲的電阻R=______Ω，電阻率ρ=______Ω?m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(4)電路保持閉合，若測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)使電阻率的測(cè)量結(jié)果______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。四、計(jì)算題：本大題共3小題，共40分。13.如圖所示，A、B兩汽缸均由絕熱材料制成，其容積分別為2V0、V0。最初A、B之間細(xì)管道上的絕熱閥門K1和B排氣口處的絕熱閥門K2均閉合，兩缸內(nèi)同種理想氣體的壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度均相同，其值分別為p0、T0，A缸內(nèi)氣體的內(nèi)能為U0，B缸內(nèi)氣體的質(zhì)量為m0。已知理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比，外界氣壓為p0，溫度恒為T0，汽缸密封性均良好，細(xì)管道內(nèi)的氣體忽略不計(jì)?，F(xiàn)通過電熱絲對(duì)A缸內(nèi)的氣體緩慢加熱，當(dāng)其溫度達(dá)到2T0時(shí)停止加熱并打開K1，氣體狀態(tài)穩(wěn)定后再次閉合K1。

(1)求再次閉合K1之后A缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度。

(2)14.如圖所示，xOy坐標(biāo)系第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=3mv02qR的勻強(qiáng)電場(chǎng)；第二象限內(nèi)以O(shè)1為圓心、以R為半徑的圓與x、y軸均相切，其內(nèi)存在垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；第三、四象限內(nèi)存在垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。點(diǎn)P(?2R、R)處的粒子源不斷地向圓形區(qū)域內(nèi)發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q、速率相同、方向不同的粒子。粒子K以與x軸正方向夾角α=30°的方向射入圓形區(qū)域，且其在該磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)；粒子K經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后以與x軸正方向成β=60°角的方向射入第四象限，經(jīng)點(diǎn)M(?R、0)再次射入圓形區(qū)域。已知粒子在圓形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑大于R，粒子的重力及粒子間的相互作用均忽略不計(jì)。求：

(1)粒子在點(diǎn)15.如圖甲所示，在水平地面上固定一光滑的豎直軌道MNP，其中水平軌道MN足夠長(zhǎng)，NP為半圓形軌道。一個(gè)質(zhì)量為m的物塊B與輕彈簧連接，靜止在水平軌道MN上；物塊A向B運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻與彈簧接觸，到t=2t0時(shí)與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束；A、B的v?t圖像如圖乙所示。已知在0～t0時(shí)間內(nèi)，物塊B運(yùn)動(dòng)的距離為0.6v0t0，A、B分離后，B與靜止在水平軌道MN上的物塊C發(fā)生彈性正碰，此后物塊C滑上半圓形豎直軌道，物塊C的質(zhì)量為m，且在運(yùn)動(dòng)過程中始終未離開軌道MNP。已知物塊A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，碰撞時(shí)間忽略不計(jì)，重力加速度為g。求：

(1)半圓形豎直軌道半徑R滿足的條件。

(2)物塊A最終運(yùn)動(dòng)的速度大小。

(3)A、B第一次碰撞和第二次碰撞過程中物塊A的最大加速度大小之比[彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep=1參考答案1.B

2.A

3.C

4.B

5.A

6.A

7.D

8.CD

9.CD

10.BD

11.減小

2.2×10?5

12.0.500

a

4.0

1.6×10?6

13.解：(1)最初A、B兩缸內(nèi)同種理想氣體的壓強(qiáng)和熱力學(xué)溫度均相同，可知A、B兩缸內(nèi)同種理想氣體的密度相同，A中氣體體積是B的2倍，則A中氣體質(zhì)量和分子數(shù)量均為B的2倍，因溫度相同，故分子平均動(dòng)能相同，可得B中氣體的內(nèi)能是A的12，即UB=U02。

當(dāng)A中氣體溫度為2T0時(shí)，據(jù)題意可得：U0T0=UA12T0

解得此時(shí)A中氣體內(nèi)能為：UA1=2U0

此時(shí)A、B中氣體總的內(nèi)能為：U總=UA1+UB=2.5U0

根據(jù)能量守恒定律，可知?dú)怏w狀態(tài)穩(wěn)定后再次閉合K1后總的內(nèi)能不變，A中氣體的內(nèi)能是B的2倍，則A中氣體的內(nèi)能是總內(nèi)能的23，即：

UA2=2U總3=53U0

設(shè)所求的熱力學(xué)溫度為T，則有：UA2T=U0T0

14.解：(1)粒子K在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，可知該粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡以直徑PN為弦，如圖所示

其運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑

r1=Rsinα=2R

由

B0qv0=mv02r1

解得

v0=2B0qRm

(2)設(shè)粒子K在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則

Eqt=mv0cosα?tanβ?mv0sinα

設(shè)粒子經(jīng)Q點(diǎn)由第一象限射入第四象限，則

xQ=v0cosα?t

解得

xQ15.解：(1)由圖乙知t=2t0后

vB=2v0

B、C發(fā)生彈性碰撞，以B的初速度方向?yàn)檎较?，?/p>