滄州市2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期1月期末聯(lián)考物理試題（解析版）

第6頁/共18頁滄衡名校聯(lián)盟高三年級2023—2024學(xué)年上學(xué)期期末聯(lián)考物理考生注意：1．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號填寫在試卷和答題卡上，并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置．2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號．回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效．3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回．一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分．每小題只有一個選項符合題目要求．1.2023年8月25日，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”取得重大科研進展，首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，再次刷新中國磁約束聚變裝置運行紀(jì)錄。關(guān)于聚變反應(yīng)，下列說法正確的是（）A.為質(zhì)子B.核聚變和核衰變均是可逆的C.質(zhì)量虧損相同時，聚變比裂變釋放更多的能量D.的比結(jié)合能小于【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，X應(yīng)為中子，故A錯誤：BC．核聚變和核衰變是不可逆的，虧損相同的質(zhì)量時，聚變和裂變釋放的能量相同，故BC錯誤；D．聚變放出能量，所以的比結(jié)合能小于，故D正確。故選D。2.如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射到一塊長方體玻璃磚上表面后分成兩束單色光a、b，光束a、b與法線的夾角分別為、，則光束a、b通過玻璃磚的時間之比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)折射定律為幾何關(guān)系可得時間聯(lián)立解得所以有故選A。3.光滑的水平面上有一個靜止的物體，某時刻一水平向右的恒定拉力作用在物體上，以向右為正方向，物體的動能與拉力的沖量I之間的關(guān)系圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】對物體應(yīng)用動量定理可得由動能表達式根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知動能與拉力的沖量I之間關(guān)系為一開口向上的二次函數(shù)的右半部分。故選C。4.我國自主研制了大型客運機C919。一架C919大飛機自身質(zhì)量為，不載客時離地起飛速度為80m/s，載客首航離地起飛速度為88m/s。設(shè)飛機獲得的升力大小與飛機在平直跑道上滑行的速度平方成正比，若每位乘客及所帶行李的平均質(zhì)量為75kg，則可估算該飛機首航載客人數(shù)約為（）A.130人 B.140人 C.150人 D.160人【答案】B【解析】【詳解】飛機獲得的升力大小與飛機在平直跑道上滑行的速度平方成正比，設(shè)比例系數(shù)為，飛機空載起飛時有載客離地起飛時有解得飛機首航載客人數(shù)約為故選B。5.如圖所示，細繩拉著小球在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做半徑為R的圓周運動，P是過圓心的直線上的一點，OP所在直線為豎直方向。A是圓周上的一點，OA連線與豎直方向成角，當(dāng)小球運動到A點時，細繩斷了，小球經(jīng)過P點時速度方向剛好與OP垂直。不計空氣阻力，P點與圓心O的距離為（）A.2R B.1.75R C.1.5R D.1.25R【答案】D【解析】【詳解】細繩斷后，小球做斜拋運動，運動至P點的時間為水平方向有豎直方向有P點與圓心O的距離為故選D。6.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端固定于傾角為的光滑絕緣斜面頂端的擋板上，另一端連接絕緣帶正電可視為質(zhì)點的小球A，小球的質(zhì)量為m，電量為q，彈簧處于原長時小球在O點。在空間中加一平行于斜面向上的勻強電場，電場強度大小為E，將小球從O點由靜止釋放，小球沿斜面運動至M點時加速度為零，重力加速度為g，則小球從O點運動至M點過程中，小球的（）A.機械能一直增加 B.機械能先增大后減小C.位移大小為 D.電勢能的增加量等于重力勢能的減少量【答案】C【解析】【詳解】AB．小球沿斜面運動至M點時加速度為零，該過程中彈力和電場力均做負功，所以機械能減小，故AB錯誤；C．在M點時位移大小故C正確；D．根據(jù)能量守恒可知，電勢能和彈性勢能的增加量等于重力勢能的減少量，故D錯誤。故選C。7.據(jù)報道，新一代人造太陽磁約束原理簡化為如圖所示，在環(huán)形區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面的勻強磁場，中心區(qū)域Ⅰ內(nèi)為粒子源且無磁場，所有粒子都不會越出環(huán)形區(qū)域磁場的外邊界。已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度成正比。下列說法正確的是（）A.核聚變的原理已成功應(yīng)用于工業(yè)核發(fā)電B.核能是可再生能源C.若帶電粒子比荷為，最大速度為，環(huán)形磁場的寬度為d，則磁感應(yīng)強度至少為D.若等離子體的溫度變?yōu)樵瓉淼?倍，則所需的磁感應(yīng)強度也變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】C【解析】【詳解】A．目前核發(fā)電的原理是核裂變，而可控核聚變尚未實現(xiàn)工業(yè)核發(fā)電，故A錯誤；B．核能是一種不可再生的能源，故B錯誤；C．由圖可知粒子運動的最大半徑等于，由可得半徑公式其中故故C正確；D．由可知，磁感應(yīng)強度正比于，而正比于溫度，所以正比于，故若等離子體的溫度變?yōu)樵瓉淼?倍，則所需的磁感應(yīng)強度也變?yōu)樵瓉淼谋?，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分．每小題有多個選項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．8.如圖所示，一列簡諧波沿軸正方向傳播，實線為時刻的波形，虛線為時的波形，下列說法正確的是（）A.該波的周期為B.時，處的質(zhì)點正在向軸正方向運動C.波速大小可能為D.內(nèi)該波上所有質(zhì)點運動的路程可能為【答案】CD【解析】【詳解】A．簡諧波沿軸正方向傳播，由波形圖可知故A錯誤；C．波速當(dāng)時，，故C正確；B．根據(jù)“上下坡”規(guī)律可得，時，處的質(zhì)點恰好向下通過平衡位置，故B錯誤；D．當(dāng)周期為時，傳播時間為半個周期，則所有質(zhì)點運動的路程均為，故D正確。故選CD。9.2023年5月，貨運飛船天舟六號對接中國空間站，形成的組合體繞地球飛行的軌道視為圓軌道，軌道半徑為地球半徑的，周期為。地球視為均勻球體，引力常量為，則（）A.飛船的發(fā)射速度大于B.組合體繞地球飛行的速度小于C.地球密度為D.周期大于【答案】BC【解析】【詳解】A．是第二宇宙速度，是脫離地球引力束縛的最小發(fā)射速度，而天舟六號繞地球飛行，則其發(fā)射速度小于，故A錯誤；BD．設(shè)地球質(zhì)量為，組合體質(zhì)量為，軌道半徑為，由可得，可知越大，線速度減小，周期越大，組合體的軌道半徑大于地球半徑而小于地球同步衛(wèi)星軌道半徑，其繞地球飛行的速度小于，周期小于24h，故B正確，D錯誤；C．設(shè)地球的軌道半徑為，由萬有引力充當(dāng)向心力有解得而地球的體積則可得地球的密度由已知條件可得聯(lián)立以上各式解得故C正確故選BC。10.如圖所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)為，副線圈匝數(shù)，正弦式交流電源的電壓有效值為，電源內(nèi)阻不計。開關(guān)斷開，小燈泡均恰好正常發(fā)光，與相同，電容器極板間有一質(zhì)量為的帶電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，極板間距為。重力加速度取，下列說法正確的是（）A.小球帶負電，電荷量為B.C.開關(guān)閉合后，要使小球保持靜止，需左移滑動變阻器的滑片D.開關(guān)閉合后，要使小球保持靜止，需右移滑動變阻器的滑片【答案】AB【解析】【詳解】A．正常發(fā)光，所以電壓為，電流，由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器上極板帶正電，小球帶負電，且解得故A正確；B．正常發(fā)光，兩端電壓，電流，根據(jù)解得由能量守恒解得，故B正確；CD．開關(guān)閉合后，電容器所帶電荷量不變，場強不變，不需要移動滑動變阻器，小球就能保持靜止，移動滑動變阻器不影響電容器，故CD錯誤。故選AB。三、非選擇題：本題共5小題，共54分．11.某同學(xué)觀看“天宮課堂”的慣性演示實驗后受到啟發(fā)，自行設(shè)計了一個在“天宮實驗艙”內(nèi)探究彈簧彈性勢能的實驗方案。實驗裝置如圖1所示，實驗儀器有：輕彈簧、帶有遮光片的滑塊、游標(biāo)卡尺、刻度尺、光電門。（1）實驗中涉及到下列操作步驟A．用游標(biāo)卡尺測遮光片的寬度d；B．重復(fù)中的操作，得到與的關(guān)系如圖3所示；C．將輕彈簧放在桌面上，左端固定，右端與一帶有遮光片的滑塊接觸但不拴接；D．向左推滑塊使彈簧壓縮一段距離，用刻度尺測量彈簧的壓縮量；E．由靜止釋放滑塊，滑塊離開彈簧后，記錄滑塊通過光電門的擋光時間；上述步驟正確操作順序是：__________（填寫步驟前面的字母）。（2）用游標(biāo)卡尺測遮光片的寬度示數(shù)如圖2所示，則___________。（3）滑塊離開彈簧時速度大小的表達式為__________（用表示）．（4）由此實驗可得出對于同一根彈簧，彈簧被壓縮時的彈性勢能與彈簧的壓縮量的__________（填“一次方”或“二次方”）成正比的結(jié)論。（5）本實驗中若要求出彈簧在某一壓縮量時的彈性勢能，還需要測量__________（填選項序號）。A．彈簧原長B．滑塊離開彈簧時到光電門的距離C．滑塊（含遮光片）的質(zhì)量【答案】①.CDEB②.3.75③.④.二次方⑤.C【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘O(shè)計思路，用游標(biāo)卡尺測遮光片的寬度d，將輕彈簧放在桌面上，左端固定，右端與一帶有遮光片的滑塊接觸但不拴接，向左推滑塊使彈簧壓縮一段距離，用刻度尺測量彈簧的壓縮量，由靜止釋放滑塊，滑塊離開彈簧后，記錄滑塊通過光電門的擋光時間；重復(fù)上述操作，得到與的關(guān)系，故本實驗操作順序應(yīng)該是ACDEB。（2）[2]由游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，示數(shù)為（3）[3]由于“天宮實驗艙”中物體處于完全失重狀態(tài)，所以滑塊在運動過程始終不受桌面的摩擦力，滑塊離開彈簧后一直做勻速直線運動；根據(jù)光電門測速原理得滑塊通過光電門速度這個速度也是滑塊離開彈簧時的速度大小。（4）[4]圖線是過原點的傾斜直線，所以滑塊的速度與形變量成正比；彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，即即彈性勢能與速率的平方成正比，則彈性勢能與壓縮量的平方成正比。（5）[5]彈簧的彈性勢能等于物體離開彈簧時增加的動能，故應(yīng)求解物體的動能，根據(jù)動能表達式可知，還需測量滑塊（含遮光片）的質(zhì)量。故選C。12.某同學(xué)要測量一段金屬絲的電阻率，實驗室提供的實驗器材有：A．粗細均勻的待測金屬絲，長度L約0.5m，電阻約4ΩB．電壓表（0~3V、內(nèi)阻約3kΩ）C．電流表（0~0.6A、內(nèi)阻約1Ω）D．滑動變阻器R（最大阻值10Ω）E．毫米刻度尺、螺旋測微器F．電源（電動勢3V、內(nèi)阻不計）、開關(guān)S及導(dǎo)線若干（1）首先用毫米刻度尺測出接入電路中金屬絲的長度L，以下四個讀數(shù)符合毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則的是________（填選項序號）。A．B．C．D．（2）用螺旋測微器測金屬絲直徑，如圖1所示，金屬絲直徑的測量值________mm。（3）為了更準(zhǔn)確測出金屬絲的電阻，選用圖________（選填“2”或“3”）更能減小實驗誤差。根據(jù)選擇的電路圖，完成相應(yīng)的實物圖連線_________。（4）電路連接好之后，調(diào)整滑動變阻器觸頭到最左端，然后閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器的觸頭位置，記錄下電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，通過多次調(diào)整滑動變阻器的觸頭位置，得到多組U、I數(shù)據(jù)。利用圖像法處理數(shù)據(jù)，作出如圖5所示的圖像。根據(jù)圖像可得到金屬絲的電阻測量值________Ω，結(jié)合金屬絲長度L和直徑d的測量值，可得金屬絲的電阻率________（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?C②.0.500③.3④.⑤.4.5⑥.【解析】【詳解】（1）[1]毫米刻度尺測出接入電路中金屬絲的長度，可精確讀數(shù)至毫米，并估讀一位。符合毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則的是故選C。（2）[2]金屬絲直徑的測量值（3）[3]電壓表阻值遠大于待測金屬絲，為減小實驗誤差，電流表應(yīng)外接，故為了更準(zhǔn)確測出金屬絲的電阻，應(yīng)選用圖3。[4]實物圖連線如圖所示。（4）[5]金屬絲的電阻測量值[6]金屬絲的橫截面積為根據(jù)電阻定律金屬絲的電阻率13.生活中常見到這樣的現(xiàn)象：給熱水瓶灌上開水并用軟木塞將瓶口蓋緊，過一會兒，軟木塞會蹦起來，再塞緊軟木塞，經(jīng)過一段時間后，要拔出軟木塞又會變得很吃力。如圖所示，一熱水瓶的容積為，現(xiàn)倒入溫度為的熱水，蓋緊瓶塞，設(shè)塞住瓶口瞬間封閉空氣的溫度為，壓強等于外界大氣壓。已知大氣壓強，瓶口的截面積，瓶塞與熱水瓶間的最大靜摩擦力為。瓶塞密封良好不漏氣且重力忽略不計，瓶中氣體可視為理想氣體，不考慮瓶內(nèi)水蒸氣的影響。（1）若熱水溫度保持不變，通過計算判斷瓶塞會不會蹦起來？（2）當(dāng)瓶內(nèi)氣體的溫度降至?xí)r，至少要用多大的力才能將瓶塞拔出？【答案】（1）瓶塞不會蹦起來；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)瓶中氣體溫度升至，依題意有其中瓶塞內(nèi)外氣體壓力差最大值其中代入數(shù)據(jù)解得可見瓶塞不會蹦起來；（2）瓶中氣體溫度由降至，依題意，有其中瓶塞內(nèi)外氣體壓力差設(shè)至少用力才能將瓶塞拔出，則根據(jù)力的平衡解得14.如圖所示，水平平行金屬導(dǎo)軌與固定在豎直面內(nèi)半徑為的四分之一圓弧軌道分別相切于分別為的中點，軌道左端接有的定值電阻。質(zhì)量為的導(dǎo)體棒接入電路部分的電阻為，兩水平導(dǎo)軌之間有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為。初始時，導(dǎo)體棒靜置于磁場左邊界，為磁場右邊界，導(dǎo)軌間距為。現(xiàn)給棒的初速度使其沿導(dǎo)軌向右運動，運動過程中棒始終與導(dǎo)軌垂直且恰好能夠到達處，所有軌道均光滑且不計電阻，重力加速度取。求：（1）棒第一次通過四分之一圓弧軌道的中點時，對A點的壓力大??；（2）磁場區(qū)域的長度?！敬鸢浮浚?）；