河北省石家莊市辛集市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期1月期末物理試題【含答案解析】

辛集市2024-2025學(xué)年度第一學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)高三物理注意事項(xiàng)：1.本試卷滿(mǎn)分100分?？荚囉脮r(shí)75分鐘、另附加卷面分5分。2.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。3.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后、用鉛筆把答題卡上對(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)?；卮鸱沁x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，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.行駛中的汽車(chē)如果發(fā)生劇烈碰撞，車(chē)內(nèi)的安全氣囊會(huì)被彈出并瞬間充滿(mǎn)氣體。若碰撞后汽車(chē)的速度在很短時(shí)間內(nèi)減小為零，關(guān)于安全氣囊在此過(guò)程中的作用，下列說(shuō)法正確的是（）A.增加了司機(jī)單位面積的受力大小B.減少了碰撞前后司機(jī)動(dòng)量的變化量C.將司機(jī)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)換成汽車(chē)的動(dòng)能D.延長(zhǎng)了司機(jī)的受力時(shí)間并增大了司機(jī)的受力面積【答案】D【解析】【詳解】A．因安全氣囊充氣后，受力面積增大，故減小了司機(jī)單位面積的受力大小，故A錯(cuò)誤；B．有無(wú)安全氣囊司機(jī)初動(dòng)量和末動(dòng)量均相同，所以動(dòng)量的改變量也相同，故B錯(cuò)誤；C．因有安全氣囊的存在，司機(jī)和安全氣囊接觸后會(huì)有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，不能全部轉(zhuǎn)化成汽車(chē)的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；D．因?yàn)榘踩珰饽页錃夂竺娣e增大，司機(jī)的受力面積也增大，在司機(jī)擠壓氣囊作用過(guò)程中由于氣囊的緩沖故增加了作用時(shí)間，故D正確。故選D。2.中醫(yī)作為中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化之一，因其博大精深在現(xiàn)代醫(yī)療中發(fā)揮著不可替代的作用。圖為中醫(yī)師給病人抓藥采用的中藥秤，由秤桿、秤砣、秤盤(pán)和細(xì)繩構(gòu)成。某一中藥秤的三根細(xì)繩對(duì)稱(chēng)地系在秤盤(pán)上且與水平面成60°，假設(shè)每根細(xì)繩能夠承受的最大張力為N，秤盤(pán)的質(zhì)量可忽略不計(jì)，該秤盤(pán)能提起中藥的重量最多為（）A.30N B.45N C.N D.N【答案】B【解析】詳解】對(duì)秤盤(pán)及中藥整體受力分析，受三根繩子拉力F以及重力G，受力平衡，沿豎直方向正交分解，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性以及豎直方向受力分析可知又因?yàn)椋虼斯蔬xB。3.2023年5月30日，我國(guó)神舟16號(hào)飛船載著3名航天員奔赴太空，并與天宮空間站順利對(duì)接。宇航員在空間站工作5個(gè)月后，于2023年10月31日返回地球。如圖所示，返回艙在返回的過(guò)程中，在A點(diǎn)從天宮空間站的圓形軌道I進(jìn)入橢圓軌道II，B點(diǎn)為軌道Ⅱ上的近地點(diǎn)，如圖所示。關(guān)于返回艙的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的有（）A.在軌道I運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，萬(wàn)有引力恰好提供向心力B.在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道II上運(yùn)動(dòng)的周期C.在軌道II上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能等于在軌道I上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的機(jī)械能D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度大于在軌道I上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度【答案】A【解析】【詳解】A．依題意，返回艙在軌道I運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力恰好提供向心力。故A正確；B．由于在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí)半長(zhǎng)軸小于軌道I的半徑，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知在軌道II上的周期小于在軌道I上的周期。故B錯(cuò)誤；C．飛船在軌道Ⅰ上做圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)萬(wàn)有引力等于向心力；飛船在軌道Ⅱ上A點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力大于向心力。由萬(wàn)有引力定律可知，軌道Ⅰ和軌道II在A點(diǎn)的萬(wàn)有引力相等，根據(jù)向心力公式可知飛船在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度，因此飛船在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能，而勢(shì)能相等，故在軌道II上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的機(jī)械能小于在軌道I上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的機(jī)械能。故C錯(cuò)誤；D．飛船在A點(diǎn)的加速度由萬(wàn)有引力產(chǎn)生，因?yàn)槭峭晃恢?，所受萬(wàn)有引力大小不變，故不管在哪個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)，飛船的加速度大小一樣。故D錯(cuò)誤。故選A。4.如圖所示為某風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化模型，風(fēng)洞管中的均流區(qū)斜面光滑，一物塊在恒定風(fēng)力作用下由靜止沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，物塊從接觸彈簧到最高點(diǎn)的過(guò)程中（彈簧在彈性限度內(nèi)），下列說(shuō)法正確的是（）A.物塊的速度一直減小 B.物塊加速度先減小后增大C.彈簧彈性勢(shì)能先增大后減小 D.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【答案】B【解析】【詳解】AB．從物塊接觸彈簧開(kāi)始至到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)程中，對(duì)物塊受力分析，沿斜面方向有彈簧的壓縮量x從0開(kāi)始增大，物塊先沿斜面加速，加速度向上且逐漸減小，當(dāng)a減小到0時(shí)，速度加速到最大；然后加速度反向且逐漸增大，物體減速，直至減速到0，故A錯(cuò)誤、B正確；C．由于彈簧的壓縮量不斷增大，所以彈性勢(shì)能不斷增大，故C錯(cuò)誤；D．由于風(fēng)力對(duì)物塊一直做正功，所以物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直增大，故D錯(cuò)誤。故選B5.光滑水平地面上的物體A沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)與靜止的物體B發(fā)生正碰，其位移-時(shí)間圖像如圖所示。由圖可知，物體A、B的質(zhì)量之比為（）A.1：6 B.1：4 C.1：3 D.1：2【答案】A【解析】【詳解】由圖像的斜率表示速度，可推出碰撞前后的瞬時(shí)速度為，，由動(dòng)量守恒可得代入數(shù)據(jù)解得故選A。6.如圖所示是一種風(fēng)速測(cè)定裝置示意圖，其中風(fēng)速表表盤(pán)是由電壓表改裝而成，電源內(nèi)阻為r，R為定值電阻，R1為滑動(dòng)變阻器，T形管道的豎直管內(nèi)裝有可上下無(wú)摩擦自由移動(dòng)的輕質(zhì)活塞，活塞通過(guò)輕質(zhì)細(xì)桿和滑動(dòng)變阻器的滑片P相連，當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，活塞上方氣壓變小，活塞將上移，下列說(shuō)法正確的是（）A.風(fēng)速增大，電壓表的示數(shù)變小B.風(fēng)速增大，滑動(dòng)變阻器R1兩端的電壓變小C.風(fēng)速減小，通過(guò)R的電流變大D.風(fēng)速減小，滑動(dòng)變阻器R1端的電壓變化量與電流變化量之比變大【答案】B【解析】【詳解】AB．風(fēng)速增大，活塞上方氣壓變小，活塞將上移，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值減小，電路總電阻減小，電路總電流增大，定值電阻R、電源內(nèi)阻r兩端的電壓增大，電壓表的示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器R1兩端的電壓變小，故A錯(cuò)誤，B正確；C．風(fēng)速減小，活塞上方氣壓變大，活塞將下移，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，通過(guò)R的電流變小，故C錯(cuò)誤；D．同理可得，風(fēng)速減小，滑動(dòng)變阻器R1端的電壓將變大，通過(guò)滑動(dòng)變阻器R1的電流將減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律滑動(dòng)變阻器R1端的電壓變化量與電流變化量之比為故風(fēng)速減小，滑動(dòng)變阻器R1端的電壓變化量與電流變化量之比不變，故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖，真空中有兩個(gè)電荷量均為的點(diǎn)電荷，分別固定在正三角形的頂點(diǎn)B、C．M為三角形的中心，沿的中垂線對(duì)稱(chēng)放置一根與三角形共面的均勻帶電細(xì)桿，電荷量為．已知正三角形的邊長(zhǎng)為a,M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，靜電力常量的k．頂點(diǎn)A處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】B點(diǎn)C點(diǎn)的電荷在M的場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)為因M點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，因此帶電細(xì)桿在M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，由對(duì)稱(chēng)性可知帶電細(xì)桿在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為，方向豎直向上，因此A點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3個(gè)小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，每題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的加速度為，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個(gè)過(guò)程中物體（）A.重力勢(shì)能增加了mgh B.克服摩擦力做功mghC.動(dòng)能損失了mgh D.機(jī)械能損失了mgh【答案】AD【解析】【詳解】A．物體的高度增加了h，則重力勢(shì)能增加了故A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律有解得所以物體克服摩擦力做功故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)動(dòng)能定理有所以物體損失的動(dòng)能故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)能量守恒可知，物體損失機(jī)械能在數(shù)量上等于摩擦力做的功，即故D正確。故選AD。9.磁流體發(fā)電機(jī)如圖所示，間距的平行金屬板P、Q之間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一束等離子體以大小的速度噴人磁場(chǎng)。已知磁流體發(fā)電機(jī)等效內(nèi)阻，定值電阻，電壓表為理想交流電表。閉合開(kāi)關(guān)，小燈泡恰好正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)為，不考慮溫度對(duì)小燈泡電阻的影響。下列說(shuō)法正確的是（）A.金屬板Q帶正電B.通過(guò)定值電阻的電流為C.小燈泡的電阻為D.小燈泡的額定功率為【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，等離子體中的正離子向下偏轉(zhuǎn)，集聚到Q板，則Q板帶正電，故A正確；B．磁流體發(fā)電機(jī)單位電動(dòng)勢(shì)則回路中的電流故通過(guò)定值電阻的電流為，故B錯(cuò)誤；C．小燈泡的電阻為故C錯(cuò)誤；D．小燈泡的額定功率為故D正確。故選AD。10.如圖所示，處于豎直面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，O為圓心，AB為豎直直徑，已知一帶正電的比荷為k的粒子從A點(diǎn)沿AB方向以某一速度射入磁場(chǎng)后，經(jīng)時(shí)間t射出磁場(chǎng)，射出時(shí)速度方向的偏轉(zhuǎn)角為，不計(jì)帶電粒子的重力。下列說(shuō)法正確的是（）A.帶電粒子的速度大小為B.若只讓粒子速度大小改為，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為C.若讓粒子速度大小改為，入射方向改為AB右側(cè)與AB夾角，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度為D.若只改變?nèi)肷渌俣确较蜃屃Ｗ釉诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，則粒子的入射方向與AB夾角的正弦值應(yīng)為【答案】CD【解析】【詳解】A．帶電粒子的速度為v時(shí)，其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，由題意可知粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為，所以帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可求得故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)粒子的速度大小改為，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示。由圖乙可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為由圖甲可知所以故B錯(cuò)誤；C．若粒子的速度為，入射方向改為AB右側(cè)與AB夾角，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示，由圖可知，粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡長(zhǎng)度故C正確；D．若只讓粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，則粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的弦最長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)最長(zhǎng)弦為直徑AB，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖丁所示，由圖可知由幾何關(guān)系可知，角等于與AB的夾角，則粒子的入射方向與AB夾角的正弦值應(yīng)為，故D正確。故選CD。三、非選擇題：共54分。11.如圖所示的裝置，可用于探究合外力做功與動(dòng)能變化量的關(guān)系，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門(mén)，小車(chē)上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上砝碼盤(pán)，實(shí)驗(yàn)首先保持軌道水平，通過(guò)調(diào)整砝碼盤(pán)里砝碼的質(zhì)量讓小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實(shí)驗(yàn)中獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車(chē)、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門(mén)1和2的中心間的距離s。（1）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量_______（填“需要”或“不需要”）；（2）實(shí)驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度d，如圖所示，d＝_______mm；（3）某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，力傳感器的讀數(shù)為F。小車(chē)通過(guò)光電門(mén)1和2的擋光時(shí)間分別為t1、t2（小車(chē)通過(guò)光電門(mén)2后，砝碼盤(pán)才落地），已知重力加速度為g，則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是_______（根據(jù)題中給出的已知量的符號(hào)來(lái)表達(dá)）?！敬鸢浮竣?不需要②.5.50③.【解析】【詳解】（1）[1]該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，故不需要滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量；（2）[2]擋光板的寬度：d=5mm+0.05mm×10=5.50mm；（3）[3]由于光電門(mén)的寬度d很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度；滑塊通過(guò)光電門(mén)1速度為：滑塊通過(guò)光電門(mén)2速度為根據(jù)功能關(guān)系需要驗(yàn)證的關(guān)系式為12.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)量電流表A的內(nèi)阻（小于）、直流電源的電動(dòng)勢(shì)E（約為）和內(nèi)阻r。圖中和為電阻箱，和為開(kāi)關(guān)。已知電流表的量程為。（1）在閉合之前，使的阻值調(diào)到最大，閉合，斷開(kāi)，調(diào)節(jié)的阻值，使A滿(mǎn)偏，若A滿(mǎn)偏之前某次的示數(shù)如圖乙所示，則此次的阻值為_(kāi)______。（2）閉合，當(dāng)A滿(mǎn)偏時(shí)，保持的阻值不變，閉合，調(diào)節(jié)，當(dāng)?shù)淖柚禐闀r(shí)A的示數(shù)為。忽略閉合后電路中總電阻的變化，經(jīng)計(jì)算得_______。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）閉合，斷開(kāi)，記錄多組的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)I，作出圖線，用電源的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻表示隨變化的關(guān)系式為_(kāi)________。若所得圖線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，則電源的電動(dòng)勢(shì)_______、內(nèi)阻________。（用已知和測(cè)量出的物理量的符號(hào)表示）【答案】（1）693.2（2）6.4（3）①.②.③.【解析】【小問(wèn)1詳解】電阻箱的阻值為【小問(wèn)2詳解】忽略閉合后電路中總電阻的變化，由歐姆定律解得【小問(wèn)3詳解】[1][2][3]由閉合電路的歐姆定律化簡(jiǎn)可得根據(jù)表達(dá)式可得，斜率為縱截距為化簡(jiǎn)可得，電源的電動(dòng)勢(shì)為內(nèi)阻13.為搶救病人，一輛救護(hù)車(chē)緊急出發(fā)，鳴著笛沿水平直路從時(shí)由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小，在時(shí)停止加速開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，之后某時(shí)刻救護(hù)車(chē)停止鳴笛，時(shí)在救護(hù)車(chē)出發(fā)處的人聽(tīng)到救護(hù)車(chē)發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速，求：（1）救護(hù)車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小；（2）在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車(chē)距出發(fā)處的距離?！敬鸢浮浚?）20m/s；（2）680m【解析】【詳解】（1）根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)速度公式可得救護(hù)車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大?。?）救護(hù)車(chē)加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移設(shè)在時(shí)刻停止鳴笛，根據(jù)題意可得停止鳴笛時(shí)救護(hù)車(chē)距出發(fā)處的距離代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得14.在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)有沿軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第四象限內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為、電荷量為的帶負(fù)電粒子從軸上的點(diǎn)以大小為的速度沿軸正方向射入電場(chǎng)，并從軸上的點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后垂直于軸方向進(jìn)入第三象限。不計(jì)粒子自身的重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；（2）粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度的大小與方向；（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。【答案】（1）；（2），方向與x軸正方向成角；（3）【解析】【詳解】（1）粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，沿軸方向，有其中沿軸方向，有解得（2）粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)的水平分速度大小為，豎直分速度大小為，水平方向，有豎直方向，有解得則粒子到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度大小方向與軸正方向成角；（3）粒子從點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由洛倫茲力提供向心力，有解得15.如圖所示，在光滑水平平臺(tái)上有一輕彈簧一端固定在左側(cè)的墻壁上，另一端與物塊相連，初始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)。平臺(tái)的右側(cè)有一個(gè)與平臺(tái)相切且足夠長(zhǎng)的水平傳