山東省聊城市2023-2024學年高三上學期期中考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2024學年第一學期期中考試高三物理試題一、單選題（每題3分，共24分）1.下列有關原子結構和原子核的認識，其中正確的是（）A.射線是高速運動的電子流B.氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變D.的半衰期是5天，100克經(jīng)過10天后還剩下50克【答案】B【解析】A．射線是光子流，故A錯誤；B．氫原子輻射光子后，從高軌道躍遷到低軌道，其繞核運動的電子速度增大，動能增大，故B正確；C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的輕核聚變，故C錯誤；D．的半衰期是5天，100克經(jīng)過10天后還剩下故D錯誤。故選B。2.利用智能手機的加速度傳感器可測量手機自身的加速度。用手掌托著智能手機，打開加速度傳感器，從靜止開始迅速上下運動，得到如圖所示的豎直方向加速度隨時間變化的圖像，該圖像以豎直向上為正方向。下列說法正確的是（）A手機一直沒有離開手掌B.時刻手機運動到最高點C.時刻手機開始減速上升，時刻速度為0D.時刻手機開始減速上升，時間內手機所受的支持力一直減小【答案】D【解析】A．由圖可知，手機的加速度某一段時間內等于重力加速度，則手機與手掌沒有力的作用，手機可能離開過手掌，故A錯誤；B．根據(jù)可知圖像與坐標軸圍成面積表示速度變化量，可知手機在時刻速度為正，還沒有到最高點，故B錯誤；C．根據(jù)圖像與坐標軸圍成面積表示速度變化量，可知手機在時刻前后速度均為正，運動方向沒有發(fā)生改變，故C錯誤；D．由圖可知時刻后加速度變?yōu)樨撝担俣纫琅f為正，則手機開始減速上升。時間內加速度向上不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律得得可知加速度由向上到向下的過程中支持力一直減小。故D正確。故選D。3.如圖，兩光滑直桿OA、OB成60°夾角固定在豎直平面內，其角平分線OC豎直。質量均為m的甲、乙兩小環(huán)套在桿上，用輕質彈簧相連，開始時兩環(huán)在同一高度且彈簧處于原長狀態(tài)。將兩環(huán)同時由靜止釋放，彈簧始終在彈性限度內，不計空氣阻力。在兩環(huán)沿直桿下滑的過程中，下列說法正確的是（）A.兩環(huán)的加速度一直減小B.兩環(huán)的速度先增大后減小C.兩環(huán)與桿間的彈力先增大后減小D.兩環(huán)的加速度為零時，彈簧的彈性勢能最大【答案】B【解析】AB．根據(jù)對稱性可知，兩環(huán)在沿直桿下滑的過程中運動情況相同。以甲環(huán)為研究對象，在下滑的過程中受到重力、垂直桿向左上的彈力以及彈簧伸長產生的水平向右的彈力。沿桿和垂直與桿建立坐標系：沿桿方向，隨著甲環(huán)的下滑，重力沿桿的分力不變，彈簧彈力沿桿方向的分力不斷增大，甲環(huán)做加速度不斷減小的加速運動；當彈簧彈力沿桿的分力與重力沿桿的分力相等時，甲環(huán)加速度為零，速度達到最大值；之后甲環(huán)的繼續(xù)下滑過程中，彈簧彈力沿桿的分力大于重力沿桿的分力，甲環(huán)做加速度不斷增大的減速運動直到速度減小到零，故A錯誤，B正確；CD．垂直桿方向，重力垂直桿的分力和彈簧彈力垂直桿的分力的矢量合平衡桿對環(huán)的彈力，隨著環(huán)沿桿的下滑，彈簧形變不斷增大，彈簧彈力不斷增大，彈簧彈力垂直桿的分力不斷增大，桿對環(huán)的彈力不斷增大，當兩環(huán)的速度為零時，彈簧的彈性勢能最大，故C、D錯誤。故選B4.2023年5月30日，舉世矚目的神舟十六號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功，飛船成功對接于空間站天和核心艙徑向端口。如圖所示是飛船對接前后運動的簡化，圓形軌道2為空間站運行軌道，橢圓軌道1為對接前飛船運行軌道，兩軌道相切于P點。若軌道2的半徑為r，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，地球自轉周期為T，軌道1的半長軸為a，引力常量為G，則（）A.可求得地球質量為B.飛船由軌道1進入軌道2前需在P點減速C.經(jīng)過P點時飛船在軌道1的加速度小于在軌道2的加速度D.飛船在軌道1和空間站在軌道上運行周期之比為【答案】D【解析】D．設飛船在軌道1和空間站在軌道上運行周期分別為、。根據(jù)開普勒第三定律可得可得故D正確；A．根據(jù)得因地球自轉周期T大于圓形軌道2的周期。故A錯誤；B．載人飛船在軌道1上經(jīng)過P點時，飛船做近心運動，萬有引力大于向心力，在軌道2上經(jīng)過P點時萬有引力等于向心力，兩軌道上P點的向心力相等，可知，飛船從軌道1進入軌道2需要在P點加速，故B錯誤；C．在軌道1和軌道2上P點均是萬有引力提供向心力，則解得因兩軌道上P點到地球的距離是一樣的，故兩軌道上P點加速度相等。故C錯誤。故選D。5.密立根油滴實驗裝置如圖所示。兩塊水平放置相距為d的金屬板A、B分別與電源正、負兩極相接。從A板上小孔進入兩板間的油滴因摩擦而帶有一定的電荷量。當兩金屬板間未加電壓時，通過顯微鏡觀察到某帶電油滴P在重力和阻力的作用下，以速度向下做勻速運動；這時給金屬板施加電壓U，經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)油滴P以速度向上做勻速運動。已知油滴所受阻力大小與速度大小成正比，比例系數(shù)為k。下列說法正確的是（）A.油滴P帶正電B.油滴P所帶電荷量的值為C.從施加電壓U開始，油滴P做加速度逐漸減小的加速運動D.施加電壓U后，當油滴P上升h高度的過程中，其電勢能的變化量【答案】B【解析】A．未加電壓時，帶電油滴P在重力和阻力的作用下，以速度向下做勻速運動，則給金屬板施加電壓，帶電粒子向上做勻速直線運動，則重力和阻力豎直向下，電場力豎直向上，由于電場線方向豎直向下，故粒子帶負電，電場力方向豎直向上，故A錯誤；B．已知油滴所受阻力大小與速度大小成正比，故由于解得故B正確；C．帶電粒子的速度為，當施加電壓U開始，帶電粒子的受到豎直向上的電場力、重力和豎直向上的摩擦力，即由于初速度方向豎直向下，合外力方向向上，則粒子的速度減小，故粒子的加速度減小，做加速度減小的減速運動，速度為0后，此時合外力向上，故開始向上運動，此時速度增大，則阻力增大，故加速度減小，粒子做加速度減小的加速運動，故C錯誤；D．根據(jù)以上分析可知，電場力做正功，電勢能減小，電勢能的變化量為故D錯誤。故選B。6.如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數(shù)為的原線圈中電壓隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（）A.n1為1100匝，為B.間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為C.若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為D.若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為【答案】D【解析】A．變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關系，故輸入交流電壓的最大值為，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為解得原線圈為2200匝，A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，BC間的電壓應該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關系有BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為B錯誤；C．若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AB間的電壓應該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達式可知，交流電的角速度為，故交流電的頻率為C錯誤；D．若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AC間的電壓應該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為交流電的周期為D正確。故選D。7.在東京奧運會賽場，我國運動員朱雪瑩、劉靈玲包攬蹦床女子冠亞軍，分析朱雪瑩比賽錄像得到某次動作過程的時間分配是：從最高點落下到觸網(wǎng)用時0.750s，接著用時0.300s離網(wǎng)，又用時1.500s再觸網(wǎng)。若運動員在離網(wǎng)和觸網(wǎng)時均處于直體正立狀態(tài)，運動員體重50kg，身高1.65m，忽略空氣阻力，重力加速度g取10。下列說法正確的是（）A.運動員在接觸網(wǎng)的時間里受到的平均彈力大小為3000NB.運動員在接觸網(wǎng)的時間里受到的平均彈力大小為2500NC.運動員在接觸網(wǎng)的時間里網(wǎng)對運動員做功為225JD.運動員由第一次觸網(wǎng)到離網(wǎng)時間里重力的沖量為0【答案】A【解析】AB．從最高點落下到觸網(wǎng)用時t1=0.750s，則第一次觸網(wǎng)的速度大小由于又用時t2=1.500s再觸網(wǎng)，則第一次離網(wǎng)的速度大小運動員在接觸網(wǎng)的時間里，由動量定理有解得故A正確，B錯誤；C．根據(jù)動能定理，運動員在接觸網(wǎng)的時間里有由于則有故C錯誤；D．運動員由第一次觸網(wǎng)到離網(wǎng)時間里，由沖量定義式可得重力的沖量故D錯誤。故選A。8.如圖（a）所示，在xOy平面內有兩個沿z軸方向做簡諧運動的點波源S1（0，4m）和S2（0，-2m），兩波源的振動圖像分別如圖（b）和圖（c）所示。已知圖（a）中三個點的位置為點A（8m，-2m）、點B（4m，1m）和點C（0，0.5m），兩列波的波速均為1m/s。下列說法正確的是（）A.兩列波的波長均為3mB.兩波源起振方向相同C.兩列波引起點A處振動加強D.兩列波引起點B處振動減弱，而點C處振動加強【答案】D【解析】A．由題圖（）、（）可知兩列波的周期均為，則波長均為A錯誤；B．由振動圖像可知兩波源起振方向相反，B錯誤；C．由幾何關系可知兩波源到點A的路程差為，為半波長的偶數(shù)倍，故點A處振動減弱，C錯誤；D．同理可得，兩波源到點B的路程差為為半波長的偶數(shù)倍，故點B處振動減弱，兩波源到點C的路程差為為半波長的奇數(shù)倍，故點C處振動加強，D正確。故選D。二、多選題（每題4分，部分2分，共18分）9.如圖，兩對等量異號點電荷、固定于正方形的4個頂點上。L、N是該正方形兩條對角線與其內切圓的交點，O為內切圓的圓心，M為切點。則（）A.L和N兩點處的電場方向相互垂直B.M點的電場方向平行于該點處的切線，方向向左C.將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做正功D.將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功為零【答案】AB【解析】A．兩個正電荷在N點產生的場強方向由N指向O，N點處于兩負電荷連線的中垂線上，則兩負電荷在N點產生的場強方向由N指向O，則N點的合場強方向由N指向O，同理可知，兩個負電荷在L處產生的場強方向由O指向L，L點處于兩正電荷連線的中垂線上，兩正電荷在L處產生的場強方向由O指向L，則L處的合場方向由O指向L，由于正方形兩對角線垂直平分，則L和N兩點處的電場方向相互垂直，故A正確；B．正方形底邊的一對等量異號電荷在M點產生的場強方向向左，而正方形上方的一對等量異號電荷在M點產生的場強方向向右，由于M點離上方一對等量異號電荷距離較遠，則M點的場方向向左，故B正確；C．由圖可知，M和O點位于兩等量異號電荷的等勢線上，即M和O點電勢相等，所以將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做功為零，故C錯誤；D．由圖可知，L點的電勢低于N點電勢，則將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功不為零，故D錯誤。故選AB。10.如圖所示，水平地面上有相距為d的M、N兩點，在M點的正上方某高度處有一A點。現(xiàn)在A點以速度v1水平拋出一個小球的同時，從水平地面上的N點以速度v2向左上方拋出另一個小球，其速度方向與水平地面的夾角為，兩球恰好能在M、N連線中點的正上方相遇，不計空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A.從A點拋出的小球做勻變速曲線運動，從N點拋出的小球做變加速曲線運動B.兩小球拋出時的初速度之比為C.A、M兩點間的豎直距離為D.兩小球從拋出到相遇的過程中，速度變化量相同【答案】CD【解析】A．兩小球拋出后只受重力作用，在運動過程中的加速度均為重力加速度，故兩小球均做勻變速曲線運動，選項A錯誤；B．設兩小球相遇所用時間為t=v1t=v2cosθ·t解得兩小球拋出時的初速度之比為=cosθ選項B錯誤；C．由于hAM=gt2+v2sinθ·t-gt2=v2sinθ·t=v2cosθ·t聯(lián)立解得hAM=tanθ選項C正確；D．由可知兩小球從拋出到相遇的過程中，速度變化量相同，選項D正確。故選CD。11.如圖所示，一根不可伸長的輕繩繞過兩個輕質光滑小定滑輪、，一端與一小球連接，另一端與套在足夠長的光滑固定直桿上的小物塊連接，小球與小物塊的質量均為m，直桿與兩定滑輪在同一豎直平面內，與水平面的夾角為，直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度，C點到定滑輪的距離為L，重力加速度為g，小球運動過程中不會與其他物體相碰，不計一切摩擦。將小物塊從C點由靜止釋放，則下列說法正確的是（）A.小球速度達到最大時，繩子拉力等于mgB.小球運動到最低點時，繩子拉力等于mgC.當小物塊沿桿下滑距離為L時，小球運動到最低點D.當小物塊沿桿下滑距離為L時，其速度大小為【答案】AD【解析】A．小球速度達到最大時加速度為零，重力等于拉力，故A正確；B．小物塊下滑過程繩子拉力先做正功，設繩子與物塊速度方向的夾角為，對小球速度和小物塊的速度沿繩和垂直繩子方向分解得當時，拉力對物塊做正功時物塊速度變大，而小球速度先增大后減小，所以小球速度為零時達到了最低點，即小球速度達到最大時加速度為零，重力等于拉力，而不是最低點，故B錯誤；CD．當小物塊沿桿下滑距離為L時，此時繩和桿不垂直，球不在最低點，設小球的速度為，物塊的速度為，根據(jù)速度得分解可知根據(jù)機械能守恒得解得故C錯誤，D正確。故選AD。12.如圖，傾角為30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定擋板，質量均為4kg的A、B兩物體用輕彈簧拴接。對物體B施加一沿斜面向下的壓力F，使B靜止于P點。撤掉力F，當B運動至最高點時，A剛要離開擋板。已知彈簧的勁度系數(shù)為200N/m，重力加速度，彈簧始終處于彈性限度內。下列說法正確的是（）A.物體B運動過程中，A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機械能及動量均守恒B.物體B靜止于P點時彈簧的形變量是0.3mC.物體B靜止于P點時，壓力F的大小為40ND.彈簧彈性勢能最大值為8J【答案】BC【解析】A．物體B運動過程中，對A、B、彈簧組成的系統(tǒng)只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，可系統(tǒng)在沿斜面方向受合外力不等于零，因此系統(tǒng)的動量不守恒，故A錯誤；BC．當B運動至最高點時，A剛要離開擋板，對A由共點力平衡條件得kx1=mgsinθB在最高點時受彈力方向沿斜面向下，此時加速度最大，對B，由牛頓第二定律得kx1+mgsinθ=ma聯(lián)立解得a=2gsinθ由簡諧運動的對稱性，當物體B運動到最低點時，加速度最大，大小仍為a，方向沿斜面向上，在撤去壓力F的瞬間，B所受合外力大小就等于撤去的壓力F的大小，由牛頓第二定律得F=ma=2mgsinθ代入數(shù)據(jù)得F=40N物體B靜止于P點時彈簧的形變量故BC正確；D．在P點時彈力最大，彈性勢能最大故D錯誤。故選BC。三、實驗題（每空2分，共14分）13.如圖甲、乙，是兩種“驗證機械能守恒定律”的實驗方案。（1）圖甲中，釋放紙帶前，正確的操作方式是___________。（2）圖乙中，將拉力傳感器固定在天花板上，不可伸長的細線一端連在拉力傳感器上的O點，另一端系住可視為質點的鋼球。開始鋼球靜止于最低位置，此時拉力傳感器示數(shù)為，重力加速度為g，則鋼球質量m=___________；將鋼球拉至細線與豎直方向成θ角度由靜止釋放，記下傳感器的最大示數(shù)F，改變θ角，重復操作，記下每次傳感器的最大示數(shù)F，并作出圖像，如果鋼球的機械能守恒，下列圖像合理的是___________。【答案】（1）C（2）C【解析】（1）[1]為了減小阻力，兩限位孔與紙帶要在同一豎線上，用手提重物時，為充分利用紙帶，重物應盡量靠近打點計時器；故選C。（2）[2]根據(jù)題意，由平衡條件有解得m=[3]根據(jù)機械能守恒則有在最低點拉力與重力的合力提供向心力聯(lián)立解得圖線為斜率為負的一次函數(shù)；故選C。14.如圖是某校興趣小組在做“驗證動量守恒定律”實驗時設計的裝置。已知該裝置由弧形軌道和直軌道兩部分組成，弧形軌道下端與直軌道相切，a、b兩滑塊材料、表面粗糙程度均相同。其操作步驟如下：①將裝置放在水平桌面上；②如圖甲，將滑塊a從弧形軌道上某點由靜止釋放，一段時間后停在直軌道上，用刻度尺測出滑塊在直軌道的滑行距離；③如圖乙，將滑塊b放置在平直軌道左端，再次將滑塊a從同一點由靜止釋放，兩滑塊碰撞后同向運動，最終均靜止在直軌道上，測出兩滑塊在平直軌道上的滑行距離、；回答以下問題：（1）該實驗中需滿足的條件是。A.圓弧軌道必須光滑 B.直軌道必須水平 C.滑塊a的質量必須大于b的質量（2）若a、b質量之比為k，關系式___________成立則說明兩滑塊碰撞過程中動量守恒，關系式___________成立則說明兩滑塊之間發(fā)生彈性碰撞（用題目中所給符號表示）。（3）實際的操作中滑塊與平直軌道之間存在摩擦阻力，這會造成兩滑塊a、b碰撞后動量之和___________（填“大于”或“等于”或“小于”）碰撞前滑塊a的動量?！敬鸢浮浚?）C（2）（3）等于【解析】【小問1詳析】[1]A．傾斜軌道不一定必須光滑，只要滑塊a到達底端時的速度相同即可，故A錯誤；B．因兩滑塊的材料相同，表面粗糙程度相同，則根據(jù)可知，無論軌道是否水平，則兩滑塊在軌道上運動的加速度都相同，則平直軌道不一定必須水平，故B錯誤；C．為防止滑塊a與滑塊b碰后反彈，則滑塊a的質量必須要大于滑塊b的質量，故C正確。故選C。【小問2詳析】[2]設兩滑塊在水平軌道上滑動的加速度為a，則實驗中滑塊a碰撞前的速度實驗中滑塊a、b碰撞后的速度為若a、b兩滑塊碰撞過程中滿足動量守恒，規(guī)定向右為正方向，則解得可知若a、b質量之比為k，則應滿足[3]若滑塊a、b之間的碰撞為彈性碰撞，則滿足則有【小問3詳析】[4]實際的操作中滑塊與平直軌道之間存在摩擦阻力，對兩滑塊碰撞過程中的動量守恒無影響，所以兩滑塊a、b碰撞后動量之和等于碰撞前滑塊a的動量。四、解答題15.如圖所示，粗細均勻的U形管豎直放置，左管上端封閉，右管上端開口且足夠長，用兩段水銀封閉了A、B兩部分理想氣體，下方水銀左右液面高度差△L=6cm，右管上方的水銀柱高h=18cm，初狀態(tài)時的環(huán)境溫度為27℃，A氣體長度l1=13cm，外界大氣壓強p0=76cmHg。現(xiàn)保持溫度不變在右管中緩慢注入水銀，使下方水銀左右液面等高。然后給A部分氣體緩慢升溫，使A中氣柱長度恢復到13cm。求：（1）右管中注入水銀的高度△h。（2）A中氣柱長度再次為13cm時，A部分氣體的溫度。【答案】(1)36cm；(2)408K【解析】(1)設右管中注入的水銀高度為QUOTE，對A部分氣體，有初狀態(tài)末狀態(tài)根據(jù)玻意耳定律，有解得QUOTE=36cm。(2)升溫前A部分氣體的溫度T0=300K，設升溫后A部分氣體的溫度為T，對A部分氣體進行分析，升溫前V2=10S升溫后V3=13S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有聯(lián)立可解得T=408K。16.如圖所示，電荷量均為Q的正點電荷A、B在同一水平線上；GH為與A、B連線在同一水平面的垂直平分線，懸點O位于A、B連線中點正上方。另有一個質量為m、電荷量為的帶電小球C（可視為質點），用長為L的絕緣輕細線懸掛于O點?，F(xiàn)在把小球C拉起到M點，使細線水平且與G、H處于同一豎直面內，由靜止釋放后，小球C運動到GH線上的N點時剛好速度為零，此時細線與豎直方向的夾角。已知重力加速度為g，靜電力常量為k，不計空氣阻力，試求：（1）在A、B所形成的電場中，M、N兩點間的電勢差；（2）若NA、NB與AB連線的長度相等，則小球運動到N點瞬間，細線對小球的拉力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）帶電小球C在從M點運動到N點的過程中，由動能定理解得（2）在N點，小球C受力如圖所示，沿細線方向的合力為零，則又解得17.如圖所示，金屬板AB和CD水平放置，中間開有小孔O1、O2，兩板之間加有加速電壓。金屬板EF和GH均是以O點為圓心，半徑為3R和R的同心圓弧板，O3O4也是以O點為圓心的圓弧，且到兩金屬板距離相等，兩板之間加有電壓。長2R的金屬板MN、PQ水平放置，點M、P分別和點F、H對齊，兩板之間加有偏轉電壓。質量為m、電荷量為q的粒子從粒子源中無初速度漂進加速電場，恰好能沿圖示O1－O2－O3－O4－O5－K虛線軌跡運動，最后到達PQ板的中點K。不考慮場的邊界效應，不計粒子的重力。求：（1）圓弧O3O4處電場強度的大小；（2）為使粒子恰好能到達PQ板的中點K，金屬板MN、PQ之間加的偏轉電壓U的值；（3）從粒子進入金屬板MN、PQ開始計時，經(jīng)多長時間粒子運動到距直線MQ最近，最近距離是多少?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），【解析】（1）粒子從O1運動到O2的過程中，由動能定理有