湖北省宜荊荊隨恩2023-2024學年高三上學期1月期末聯(lián)考物理試題 含解析

2024年宜荊荊隨恩高三1月聯(lián)考高三物理試卷試卷滿分：100分注意事項：1．答題前，先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，是光電效應(yīng)實驗中a、b兩種單色光的光電流與電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的是（）A.在同一介質(zhì)中a光的波長大于b光的波長B.a光單個光子的能量比b光單個光子的能量大C.若正向電壓不斷升高，則光電流不斷增大D.若增大光強，則反向遏止電壓增大【答案】B【解析】【詳解】AB．由圖可知，a光的截止電壓大，根據(jù)可知，a光頻率大，a光單個光子的能量比b光單個光子的能量大，由公式可知，a光波長短，故A錯誤，B正確；C．由于有飽和光電流存在，光電流不能不斷增大，故C錯誤；D．由AB分析可知，反向遏止電壓與光強無關(guān)，故D錯誤。故選B。2.2023年9月21日15時45分，“天宮課堂”第四課在軌道高度約為400km的空間站問天實驗艙開講，地面?zhèn)鬏斨行恼{(diào)用兩顆軌道高度約為36000km的地球同步靜止衛(wèi)星“天鏈一號”03星和“天鏈二號”01星實現(xiàn)太空授課，下列說法正確的是（）A.在空間站問天實驗艙內(nèi)的宇航員手中的陀螺儀釋放后，將看到陀螺儀作自由落體運動B.空間站問天實驗艙的角速度小于“天鏈一號”03星的角速度C.“天鏈一號”03星和“天鏈二號”01星動能一定相同D.“天鏈一號”03星和“天鏈二號”01星只能分布在赤道的正上方，且兩星相對靜止【答案】D【解析】【詳解】A．在空間站問天實驗艙內(nèi)，陀螺儀隨問天實驗艙一起做勻速圓周運動，重力提供向心力，則在空間站問天實驗艙內(nèi)的宇航員手中的陀螺儀釋放后，不能做自由落體運動，故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力有解得由于空間站問天實驗艙的軌道半徑小于“天鏈一號”03星的軌道半徑，則空間站問天實驗艙的角速度大于“天鏈一號”03星的角速度，故B錯誤；C．雖然“天鏈一號”03星和“天鏈二號”01星在同一軌道上具有相同的線速度，但由于他們的質(zhì)量不一定相同，他們的動能也不一定相同，故C錯誤；D．所有的地球同步衛(wèi)星只能分布在赤道的正上空，他們的環(huán)繞周期相同，約為24h，則星相對靜止，故D正確。故選D。3.圖甲和圖乙是某手動發(fā)電的手電筒內(nèi)部發(fā)電機的兩個截面示意圖，多匝線圈a處于輻向的磁場中，線圈a連接理想變壓器的原線圈，副線圈接一小燈泡，當推動手柄使線圈a沿軸線做振幅一定的往復運動，其圖像為如圖丙所示的正弦曲線時，小燈泡恰好能正常發(fā)光。該小燈泡長期使用導致燈絲變細，要使舊燈泡恢復之前的亮度，下列措施可行的是（）A.僅減少線圈a的匝數(shù) B.僅增加變壓器原線圈的匝數(shù)C.增大推動手柄時的周期 D.增大推動手柄時的最大速度【答案】D【解析】【詳解】B．根據(jù)電阻定律可知，當燈絲變細后其橫截面積變小，燈絲的電阻增大，而要使其恢復原來的亮度，則需要增大燈泡兩端的電壓，使通過燈絲的電流達到其額定值，因此需要增大變壓器副線圈兩端的電壓，而若保持原線圈兩端的電壓不變，則根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系可得可知，增加副線圈的匝數(shù)或減小原線圈的匝數(shù)才能使副線圈兩端的電壓增大，故B錯誤；A．若保持原副線圈匝數(shù)不變，要增大副線圈兩端的電壓，則必須增加原線圈兩端的電壓，而根據(jù)手電筒的發(fā)電原理可知，推動手柄使線圈a切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，設(shè)線圈a的半徑為，由圖像可得，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值的表達式為而原線圈兩端電壓的有效值為由此可知，減小線圈a的匝數(shù)原線圈兩端的電壓減小，舊燈泡不能恢復之前的亮度，故A錯誤；C．增大推動手柄時的周期并不會影響原線圈兩端電壓的有效值，不能使副線圈兩端的電壓增大，因此不能使燈泡恢復原來的亮度，故C錯誤；D．增大推動手柄時的最大速度，則原線圈兩端電壓的有效值增大，從而使副線圈兩端電壓的有效值增大，燈泡可以恢復之前的亮度，故D正確。故選D。4.如圖所示，在紙面內(nèi)水平放置兩根長直導線AB和CD，只有一條導線中通有恒定電流。在紙面內(nèi)，一電子由E點開始經(jīng)過F運動到G的軌跡如圖中曲線所示，下列說法中正確的是（）A.導線AB中通有從A到B方向的電流B.導線AB中通有從B到A方向的電流C.導線CD中通有從C到D方向的電流D.導線CD中通有從D到C方向的電流【答案】C【解析】【詳解】由于電子在運動的過程中，速度大小不變，根據(jù)可知在F點處軌道半徑較小，磁感強度較大，一定是導線CD中通有電流由于，電子帶負電荷，根據(jù)左手定則可知，F(xiàn)處的磁場方向垂直紙面向內(nèi)，由安培定則可知，導線CD中電流的方向從C到D。故選C。5.如圖所示，傾角為30°的粗糙斜面固定在水平地面上，一根輕繩的一端與斜面上的物塊a相連，另一端繞過光滑的定滑輪系在豎直桿上的P點，用光滑輕質(zhì)掛鉤把物塊b掛在O點，此時豎直桿與繩OP間的夾角為60°，a與斜面之間恰好沒有摩擦力且保持靜止。已知物塊a的質(zhì)量為，物塊b的質(zhì)量為m，重力加速度為g。下列判斷正確的是（）A.B.將P端緩慢向上移動一小段距離，a將受到沿著斜面向下的摩擦力C.將豎直桿緩慢向右移動一小段距離，a將受到沿著斜面向下的摩擦力D.剪斷定滑輪與a之間輕繩的瞬間，a的加速度大小為0.5g【答案】C【解析】【詳解】A．對a，由平衡條件得對O點受力分析，由平行四邊形定則得聯(lián)立解得故A錯誤；B．如圖所示AO與BO關(guān)于水平虛線對稱，AC水平。將P端緩慢向上移動一小段距離，長度不變，即AP的長度不變。則不變，即OP與PC夾角不會變。則拉力不會變?？芍猘與斜面之間仍然沒有摩擦力，故B錯誤；C．將豎直桿緩慢向右移動一小段距離，AC變長，角變大對O點，有可見，拉力變大，a有上滑趨勢，將受到沿著斜面向下的摩擦力，故C正確；D．剪斷定滑輪與a之間輕繩的瞬間，a有下滑趨勢，由于不知道摩擦因數(shù)，即摩擦力的大小，無法判斷其運動情況，即無法求a的加速度，故D錯誤。故選C。6.如圖所示陰影部分為某玻璃磚的截面圖，ABCD是邊長為L的正方形，DC是半圓弧CPD的直徑，O是其圓心，一束單色光從AD邊的E點射入玻璃磚，入射角為i，折射光線正好照射到半圓弧的頂端P，并且在P點恰好發(fā)生全反射，反射光線正好經(jīng)過BC邊的F點。已知，光在真空中的傳播速度為c，則該單色光在玻璃磚中的傳播時間為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】在P點恰好發(fā)生全反射，根據(jù)幾何關(guān)系可知，在E點的折射角與臨界角C互余。根據(jù)折射定律，解得單色光在玻璃磚中的傳播速度為由幾何關(guān)系有該單色光在玻璃磚中的傳播時間為故選D。7.如圖所示，重力不計、初速度可忽略的帶電粒子X和Y，經(jīng)電壓為U的電場加速后，從F點（F為磁場左邊界AB的中點）垂直AB和磁場方向進入足夠長的邊界平行的勻強磁場區(qū)域。已知X在磁場中轉(zhuǎn)過90°后從磁場上邊界射出，Y在磁場中轉(zhuǎn)過53°后也從磁場上邊界射出（）。則X和Y在電場和磁場中運動時，下列說法錯誤的是（）A.比荷之比為25∶4 B.在磁場中運動的速度大小之比為5∶2C.剛離開磁場區(qū)域時動能之比為1∶4 D.在磁場中的運動時間之比為72∶265【答案】C【解析】【詳解】A．帶電粒子X和Y，經(jīng)電壓為U的電場加速過程中，由動能定理得在磁場中偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力提供向心力，有聯(lián)立解得依題意，根據(jù)粒子在磁場中運動軌跡，如圖由幾何關(guān)系得解得因此比荷之比為故A正確；B．在磁場中運動的速度與電場加速后速度相同，根據(jù)可得可知速度大小之比為5：2，故B正確；C．洛倫茲力不做功，剛離開磁場區(qū)域時的動能與進入磁場時相等，根據(jù)可知動能之比與電荷量成正比，但兩粒子電荷量未知，故動能之比無法求解，故C錯誤；D．由知時間之比為72∶265，故D正確。本題選錯誤的，故選C。8.一簡諧橫波沿x軸方向傳播，已知時的波形如圖甲所示，圖乙是處的質(zhì)點的振動圖像，則下列說法正確的是（）A.該簡諧波沿x軸負方向傳播B.再經(jīng)過，處質(zhì)點向前傳播C.在時，處的質(zhì)點速度方向與位移方向相同D.經(jīng)過任意0.5s的時間，處的質(zhì)點經(jīng)過的路程一定為【答案】AC【解析】【詳解】A．由圖乙可知，時處的質(zhì)點沿軸正方向振動，根據(jù)圖甲由同側(cè)法可知，該簡諧波沿x軸負方向傳播，故A正確；B．質(zhì)點只能在平衡位置上下振動，不能隨波遷移，故B錯誤；C．由圖乙可知，周期為，由圖甲可知，時處的質(zhì)點沿軸負方向振動，經(jīng)過可知，質(zhì)點正從平衡位置向負向最大位移處運動，則質(zhì)點速度方向與位移方向相同，故C正確；D．經(jīng)過，即，只有從平衡位置或端點開始質(zhì)點經(jīng)過的路程為故D錯誤。故選AC。9.空間中有水平方向上的勻強電場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒在豎直平面內(nèi)運動，其電勢能和重力勢能隨時間的變化如圖所示，則該微粒（）A.一定帶正電B.0～3s內(nèi)靜電力做的功為－9JC.運動過程中動能不變D.0～3s內(nèi)除靜電力和重力外所受其他力對微粒做的功為12J【答案】BC【解析】【詳解】A．由于不清楚電場強度的方向，故無法確定微粒的電性，故A錯誤；B．由題圖可知，0～3s內(nèi)電勢能增加9J，則0～3s靜電力做的功為－9J，故B正確；C．由題圖可知，電勢能均勻增加，即靜電力做的功與時間成正比，說明微粒沿靜電力方向做勻速直線運動，同理，沿重力方向也做勻速直線運動，則微粒的合運動為勻速直線運動，所以運動過程中速度不變，動能不變，故C正確；D．由功能關(guān)系可知，0～3s內(nèi)重力勢能與電勢能共減少6J，又微粒的動能不變，故0～3s內(nèi)除靜電力和重力外所受其他力對微粒做的功為6J，故D錯誤。故選BC。10.如圖，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面傾角為，其底端固定一輕質(zhì)彈簧，將質(zhì)量為m的物塊從斜面頂端由靜止釋放，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的最大壓縮量為。已知，彈簧彈性勢能為，其中x是形變量，彈簧振子簡諧運動的周期，則下列說法正確的是（）A.速度最大時的彈簧壓縮量為B.物塊下滑的最大位移為C.物塊的最大動能為D.物塊從與彈簧接觸到速度第一次為零的時間為【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，物塊速度最大時，物塊所受合力為0，則有解得故A錯誤；B．根據(jù)題意可知，物塊運動到最低點時，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，則有解得故B錯誤；C．物塊速度最大時，物塊的動能最大，由能量守恒定律有解得故C正確；D．物塊開始壓縮彈簧后，到分離前做簡諧振動，物塊合力為0的位置為平衡位置，則物塊做簡諧運動的振幅為則物塊開始壓縮彈簧時，偏離平衡位置的距離為從物塊開始壓縮彈簧到平衡位置所用時間為則從開始接觸到最短經(jīng)歷的時間為故D正確。故選CD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某興趣小組用如圖所示裝置測定物塊與完全相同的兩固定木板間的動摩擦因數(shù)。實驗時，將物塊從傾斜木板上P點由靜止釋放，物塊最終停在水平木板上的Q點，測得P點距水平木板的高度為h。（1）要測出物塊與木板間的動摩擦因數(shù)，實驗中還需要再測出的一個物理量是___________。A．物塊在傾斜木板上滑行的距離LB．傾斜木板與水平面間的夾角θC．P、Q兩點間的水平距離x（2）所測得的物塊與木板間的動摩擦因數(shù)___________（用第（1）問中所給字母表達）；（3）由于實驗時兩木板連接處不是平滑的，物塊經(jīng)過此處時會有能量損失，這會導致測出的物塊與木板間的動摩擦因數(shù)比真實值___________；（選填“大”或“小”）（4）為了消除小鐵塊在轉(zhuǎn)接點處的機械能損失，興趣小組中某位同學建議將傾斜段做成曲面，其末端與水平段相切，如圖所示，仍然通過上述方法求得動摩擦因數(shù)，該方案動摩擦因數(shù)的測量值比真實值___________；（選填“大”或“小”“相等”）【答案】①.C②.③.大④.大【解析】【詳解】（1）[2]依題意，設(shè)物塊在傾斜木板上滑行的距離L，水平木板上滑行的距離為l，傾斜木板與水平面的夾角為，P、Q兩點間的水平距離x，根據(jù)動能定理有又有聯(lián)立可得則實驗中還需要再測出的一個物理量是P、Q兩點間的水平距離x。故選C。（2）[2]由（1）分析可知（3）[3]若物塊經(jīng)過兩木板連接處時仍然有能量損失，則導致x測量值比實際偏小，使得測出的物塊與木板間的動摩擦因數(shù)比真實值偏大。（4）[4]因為物體做圓周運動時有向心力，造成支持力大于重力垂直于切面的分力，從而摩擦力偏大，在曲面處摩擦力做功相比更多，導致x的測量值比實際偏小，使得測出的物塊與木板間的動摩擦因數(shù)比真實值偏大。12.某實驗小組用圖甲所示電路測量電源E的電動勢和內(nèi)阻（要求盡可能精確），圖甲中電壓表V的最大量程為3V，虛線框內(nèi)為用電流計G改裝的電流表。（1）已知電流計G的滿偏電流、內(nèi)阻，電路中已將它改裝成量程為600mA的電流表，則___________。（2）通過移動變阻器R的滑片，得到多組電壓表V的讀數(shù)U和電流計G的讀數(shù)I，作出如圖乙的圖像。某次測量時，電壓表V如圖丙所示，則電壓表示數(shù)為___________V。（3）請根據(jù)圖乙求出電源的電動勢E等于_________V（此空保留到小數(shù)點后兩位），電源內(nèi)阻等于_______（此空保留到小數(shù)點后一位），電源內(nèi)阻測量值___________（“大于”“小于”“等于”）真實值?！敬鸢浮竣?0.6②.2.60③.2.92##2.93##2.94④.0.7⑤.等于【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)題意，由歐姆定律有解得（2）[2]由圖丙可知，電壓表的量程為，最小刻度為，則讀數(shù)為。（3）[3][4]根據(jù)題意可知，改裝后電路表的內(nèi)阻為流過電源的電流為由閉合回路歐姆定律有結(jié)合圖像可得，解得[5]由上述分析可知，電源內(nèi)阻測量值等于真實值。13.如圖所示，某種自動洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣（視為理想氣體）。粗細均勻的細管上端的壓力傳感器能感知細管中的空氣壓力，從而控制進水量。初始時，洗衣缸和細管內(nèi)的水面等高。封閉的空氣長度，周圍環(huán)境的熱力學溫度為300K。已知管內(nèi)空氣溫度始終保持與周圍環(huán)境的溫度相同，水的密度，大氣壓強恒為，取重力加速度大小。（1）當封閉的空氣長度時，洗衣缸剛好停止進水，求洗衣缸內(nèi)的水面上升的高度；（2）若周圍環(huán)境的溫度變?yōu)?85K，且注水結(jié)束時洗衣缸和細管內(nèi)的水面高度差和（1）中的相同，求此時細管內(nèi)空氣的長度【答案】（1）50.5cm；（2）9.5cm【解析】【詳解】（1）由玻意耳定律，有解得又解得h＝50cm洗衣缸內(nèi)的水面上升的高度（2）由理想氣體狀態(tài)方程有根據(jù)題意知解得L＝9.5cm14.如圖所示，固定豎直面內(nèi)半徑為的光滑半圓軌道與動摩擦因數(shù)為的粗糙水平面平滑相連，整個區(qū)域有水平向右、大小為的勻強電場，一質(zhì)量為，電量為的可視為質(zhì)點帶正電的小物塊從A點靜止開始運動，已知AB的長度為，重力加速度。求：（1）小物塊運動到B點的速度為多大；（2）小物塊運動軌道最右邊C點時，軌道對小物塊的支持力；（3）小物塊從D點離開到落地過程中克服電場力做功的平均功率?！敬鸢浮浚?）；（2），方向水平向左；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，在小物塊從A運動到B的過程中，由動能定理解