安徽省池州市2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期1月期末考試物理試題 含解析

高三物理滿分：100分考試時(shí)間：75分鐘注意事項(xiàng)：1.答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡簽字筆書寫，字體工整、筆跡清晰。3.請(qǐng)按照題號(hào)順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4.作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：本題共10小題，共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8小題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第9～10小題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題5分，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。1.如圖所示的橢圓面是一透明柱形物體的截面，O為橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，AB為短軸，橢圓偏心率（離心率）為0.8。焦點(diǎn)O處有一點(diǎn)光源，光源發(fā)出的單色光恰好在A點(diǎn)和B點(diǎn)發(fā)生全反射。光在真空中的傳播速度為c，則單色光在柱形物體中傳播的速度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】射到A點(diǎn)的光路如圖所示，由題意可知∠OAB等于單色光發(fā)生全反射的臨界角C，設(shè)橢圓的半長軸為a，半短軸為b，則離心率由幾何關(guān)系得由折射定律可知透明柱體對(duì)單色光的折射率為所以單色光在柱形物體中傳播的速度為故選D。2.據(jù)中國地震臺(tái)網(wǎng)正式測定，北京時(shí)間2023年12月18日23：59，在甘肅省臨夏州積石山縣發(fā)生6.2級(jí)地震，震源深度10公里。地震波可分為縱波（P波）、橫波（S波）（縱波和橫波均屬于體波）和面波（L波）三種類型。某地震監(jiān)測站檢測到一列地震橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示，P、Q、M是介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波沿x軸正方向剛好傳到M點(diǎn)，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)步調(diào)完全相反B.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M沿y軸負(fù)方向振動(dòng)C.若從計(jì)時(shí)時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)P在t時(shí)刻第一次回到圖示位置，則地震橫波的傳播速度為D.若從計(jì)時(shí)時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)P在t時(shí)刻第一次回到圖示位置，則這列波的周期為t【答案】C【解析】【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)P和質(zhì)點(diǎn)Q的距離不是半波長的奇數(shù)倍，它們的振動(dòng)步調(diào)不完全相反，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)同側(cè)法可知圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M沿y軸正方向振動(dòng)，故B錯(cuò)誤；D．若從計(jì)時(shí)時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)P在t時(shí)刻第一次回到圖示位置，則這列橫波的傳播周期為2t，故D錯(cuò)誤；C．這列橫波的傳播速度為故C正確。故選C。3.光電管是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件，在通信、醫(yī)療、安防監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。將光電管接入圖示電路中，用頻率為的光照射K板，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為0時(shí)，電壓表V的示數(shù)分別為U，此電壓通常也稱為遏止電壓。已知普朗克常量為h，電子電荷量為e，下列說法正確的是（）A.光電子從K板逸出后的初動(dòng)能與遏止電壓成反比B.若增大入射光的強(qiáng)度，遏止電壓會(huì)增大C.K板材料的逸出功為h-eUD.若僅增大入射光的頻率，使G的示數(shù)為0，則需向左調(diào)節(jié)滑片P【答案】C【解析】【詳解】A．由動(dòng)能定理可得所以光電子從K極逸出后的最大初動(dòng)能與遏止電壓U成正比，故A錯(cuò)誤；B．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得，化簡得遏止電壓與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．由可知W0=hν-eU故C正確；D．由可知，增大入射光的頻率，遏止電壓也增大，若使G的示數(shù)為0，需向右調(diào)節(jié)滑片P，故D錯(cuò)誤。故選C。4.北京時(shí)間2023年11月1日6時(shí)50分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征六號(hào)改運(yùn)載火箭，成功將天繪五號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，該衛(wèi)星主要用于開展地理信息測繪、國土資源普查和科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等任務(wù)。衛(wèi)星軌道距地面高度約幾百千米，設(shè)衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的軌道半徑為r，運(yùn)行速度為v，已知地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的加速度等于地球表面的重力加速度g B.衛(wèi)星運(yùn)行速度v大于第一宇宙速度C.地球質(zhì)量 D.地球半徑【答案】D【解析】【詳解】A．忽略地球自轉(zhuǎn)，對(duì)于地球上的物體有，對(duì)衛(wèi)星有，由于，故，故A錯(cuò)誤；B．第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，而該衛(wèi)星距離地面有一定的高度，所以衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)解得故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)，解得故D正確。故選D。5.如圖所示，正立方體ABCD-A1B1C1D1，G、H分別是AA1，CC1的中點(diǎn)，電荷量為+q的正點(diǎn)電荷固定在G點(diǎn)，電荷量為-q的負(fù)點(diǎn)電荷固定在H點(diǎn)。下列說法正確的是（）A.A點(diǎn)與C1點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B.A點(diǎn)電勢高于A1點(diǎn)電勢C.將質(zhì)子由B點(diǎn)沿直線移動(dòng)到D點(diǎn)，電勢能增大D.將電子由C1點(diǎn)移動(dòng)到A1點(diǎn)，電場力做負(fù)功【答案】A【解析】【詳解】ABC．G點(diǎn)和H點(diǎn)的電荷是等量異種電荷，根據(jù)電場線對(duì)稱分布可知A點(diǎn)與C1點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同，A和等勢，平面是等勢面，故A正確，BC錯(cuò)誤；D．將電子由點(diǎn)沿直線移動(dòng)到點(diǎn)過程，電勢變大，電勢能減小，電場力做正功，故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖1所示，可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的小球從傾角為θ的足夠長的斜面頂點(diǎn)以初速度v0水平拋出。取出發(fā)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，小球在空中的動(dòng)能Ek與小球下降的高度h的變化關(guān)系圖像如圖2所示，當(dāng)下降高度h=1.8m時(shí)小球落到斜面上。已知重力加速度g=10m/s2，下列說法正確的是（）A.小球質(zhì)量m=1kg B.斜面傾角θ=53°C.小球距斜面最遠(yuǎn)距離為0.36m D.小球在空中運(yùn)動(dòng)過程中重力的沖量為6N·s【答案】C【解析】【詳解】A．小球在斜面上做平拋運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得，由圖像的斜率可得解得，，故A錯(cuò)誤；B．由小球下落的高度，，，，，故B錯(cuò)誤；C．將、mg沿斜面、垂直斜面分解，垂直斜面，小球在垂直斜面方向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，時(shí)，距斜面最遠(yuǎn)故C正確；D．小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.6s，重力的沖量為故D錯(cuò)誤。故選C。7.在小型交流發(fā)電機(jī)中，由1000匝組成的矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場方向的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系如圖1所示，線圈內(nèi)阻不計(jì)。現(xiàn)將這樣的交變電源接在理想變壓器原線圈MN端，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2，理想變壓器的副線圈兩端與最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器相連，初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片位于最上端，電流表為理想電流表。下列說法正確的是（）A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中最大磁通量為B.線圈產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e=22sin100πt（V）C.滑動(dòng)變阻器的滑片在最上端時(shí)，電流表的示數(shù)為8.8AD.滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)減小【答案】C【解析】詳解】A．交變電流電動(dòng)勢最大值，故A錯(cuò)誤；B．交變電流電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為故B錯(cuò)誤；C．原線圈電壓為22V，根據(jù)電壓比公式可知，副線圈電壓為44V，副線圈電流為根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知，原線圈電流故C正確；D．滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電阻減小，副線圈電流增大，輸出功率變大，輸入功率變大，則原線圈電流也增大，故D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖所示，長度相等的兩根通電長直導(dǎo)線a、b垂直于紙面平行放置，質(zhì)量分別為、，通有相反方向的電流。先將a固定在O點(diǎn)正下方的地面上，b通過一端系于O點(diǎn)的絕緣細(xì)線懸掛，b靜止時(shí)a、b間的距離為x1。其他條件不變，僅將a、b位置對(duì)調(diào)一下，a靜止時(shí)a、b間的距離為x2。已知通電長直導(dǎo)線周圍磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足，式中k是常數(shù)，I是導(dǎo)線中電流，r是該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離。若，則兩根直導(dǎo)線質(zhì)量比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設(shè)O點(diǎn)到地面距離為h，通電直導(dǎo)線的長度為L，對(duì)導(dǎo)線b受力分析如下圖所示與矢量三角形相似，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)有a、b位置對(duì)調(diào)后，對(duì)a受力分析得聯(lián)立解得故選A。9.如圖所示，物塊A以平行于斜面的初速度v0沖上斜面，同時(shí)小球B從斜面右側(cè)與斜面頂端等高處自由下落，小球B與地面碰撞后以原速率反彈，物塊A第一次沖到斜面頂端時(shí)速度減為0，此時(shí)小球B正好第一次回到最高點(diǎn)。已知斜面的高度為h，重力加速度為g，物塊A和小球B均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。根據(jù)以上信息可以求解出（）A.斜面傾角的正弦值B.物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C.小球B與地面碰撞過程中的動(dòng)量改變量大小D.物塊A與斜面摩擦產(chǎn)生的熱量【答案】AB【解析】【詳解】A．小球B豎直下落和豎直上升的時(shí)間均為斜面的長度等于物塊A沿斜面上升的位移，即由幾何關(guān)系得故A正確；B．由可得物塊A沿斜面上滑的加速度大小，由牛頓第二定律得可得物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，故B正確；C．由機(jī)械能守恒定律可得小球B與地面碰撞前后速度大小但不知道小球B的質(zhì)量，所以無法求解出小球B與地面碰撞過程中的動(dòng)量改變量大小，故C錯(cuò)誤；D．由于不知道物塊A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和斜面傾角的具體數(shù)值，因質(zhì)量未知，摩擦力未知，不能求出物塊A與斜面摩擦產(chǎn)生的熱量，故D錯(cuò)誤。故選AB。10.如圖所示，水平桌面內(nèi)平行直線MN、PQ間存在垂直于桌面的勻強(qiáng)磁場，磁場寬度L=0.2m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T。一質(zhì)量m=2kg，邊長也等于L、匝數(shù)n=10的正方形線框在恒力F的作用下由靜止開始從某位置水平向右運(yùn)動(dòng)。線框ab邊剛進(jìn)入磁場時(shí)撤掉恒力F，當(dāng)cd邊剛出磁場時(shí)線框恰好靜止。已知線框運(yùn)動(dòng)過程中ab邊始終與磁場邊界平行，通過磁場的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=0.6s，線框與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，線框總電阻R=0.2Ω，重力加速度g=10m/s2，下列說法正確的是（）A.線框向右進(jìn)入磁場時(shí)，俯視方向看線框中有順時(shí)針電流B.線框ab邊進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為4m/sC.若恒力F=20N，線框出發(fā)時(shí)ab邊距離磁場邊界MN的距離為0.6mD.線框經(jīng)過磁場的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱為12J【答案】BD【解析】【詳解】A．線框向右進(jìn)入磁場時(shí)，ab邊切割磁感線，ab中感應(yīng)電流方向向上，線框中有逆時(shí)針電流，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v，根據(jù)動(dòng)量定理即，解得故B正確；C．根據(jù)牛頓第二定律解得，故C錯(cuò)誤；D．線框經(jīng)過磁場的過程中，動(dòng)能損失，轉(zhuǎn)化為焦耳熱和摩擦生熱，根據(jù)能量守恒可得解得故D正確。故選BD。二、非選擇題：共5小題，共58分。11.某同學(xué)利用如圖甲所示裝置測量滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將寬度相同的遮光片a、b安裝在滑塊上，如圖乙所示；②用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示；③用刻度尺測量遮光片a、b中心之間的距離L；④將氣墊導(dǎo)軌一端墊高，由靜止釋放滑塊，通過光電計(jì)時(shí)器讀取遮光片a、b通過光電門時(shí)的遮光時(shí)間和。回答下列問題：（1）遮光片a、b的寬度d=_________cm；（2）遮光片a、b中心的間距為L=8.50cm，某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，遮光片a、b的遮光時(shí)間分別為=16.0ms、=10.0ms。則遮光片a通過光電門時(shí)滑塊的速度=_______m/s，滑塊在傾斜氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a=_______m/s2（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?0.560②.0.350③.1.12【解析】【詳解】（1）[1]遮光片a、b的寬度（2）[2][3]遮光片a通過光電門時(shí)滑塊的速度遮光片b通過光電門時(shí)滑塊的速度滑塊傾斜氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度12.電容器的充、放電過程是電容器的主要工作形式，也是我們了解電容器的一個(gè)載體。某實(shí)驗(yàn)小組為了研究電容器的充、放電過程，從實(shí)驗(yàn)室找來了一些實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路圖用電流傳感器、電壓傳感器觀察電容器的充、放電過程。（1）開關(guān)接1時(shí)，電源給電容器充電，為了調(diào)高電容器的充電電壓，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向________端（填“a”或“b”）移動(dòng)；（2）開關(guān)接1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置，當(dāng)電壓表示數(shù)穩(wěn)定為8V時(shí)，將開關(guān)接2，電流傳感器記錄下了電流隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖2所示，則電容器的電容約為_________F；（3）開關(guān)接2時(shí)，如果不改變電路的其他參數(shù)，只增大電阻箱的電阻，放電時(shí)I-t圖像與橫軸圍成的面積將_________（填“增大”、“不變”或“變小”）；放電時(shí)間_________（填“變長”、“不變”或“變短”）；（4）在（2）條件下，開關(guān)接1時(shí)，電源給電容器充電所獲得的電能為_________J（上述計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?b②.4.1×10##4.2×10##4.3×10##4.4×10##4.5×10##4.6×10③.不變④.變長⑤.1.3×10##1.4×10##1.5×10【解析】【詳解】（1）[1]滑動(dòng)變阻器分壓式接法，故向b端滑動(dòng)充電電壓升高；（2）[2]I-t圖像與坐標(biāo)軸圍成圖形的面積表示電容器放電過程放出的電荷量，根據(jù)圖像得出每一小格代表的電荷量電容器充滿電的電荷量為電容器的電容為（4.1×10F~4.6×10F都正確）（3）[3][4]電容器的電荷量可知，電容器儲(chǔ)存的電荷量與電阻R無關(guān)，所以曲線與橫軸圍成的面積保持不變；當(dāng)增大電阻R，由于電阻對(duì)電流的阻礙作用增強(qiáng)，放電電流減小，所以放電時(shí)間將變長。（4）[5]圖像的面積表示電容器儲(chǔ)存的電能，如圖：所以（1.3×10J~1.5×10J都正確）13.如圖所示，下端開口的汽缸豎直放置，底面及活塞水平，汽缸內(nèi)壁有卡口a和b，緊貼卡口a的下方和b的上方左右兩側(cè)分別裝有厚度不計(jì)的兩個(gè)壓力傳感器，卡口a、b的間距為h，a距汽缸頂部的高度為2.5h。厚度可忽略的活塞上方密封有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞質(zhì)量為m，面積為S。開始時(shí)氣缸內(nèi)氣體溫度為T0，卡口a下方兩個(gè)傳感器的示數(shù)之和為0.5mg，現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞到達(dá)卡口b且兩個(gè)壓力傳感器的示數(shù)之和也為0.5mg。已知大氣壓強(qiáng)為，重力加速度大為g，活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)它們之間的摩擦。求：（1）到達(dá)最終狀態(tài)時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度；（2）在此過程中氣體對(duì)外做功的數(shù)值?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)大氣壓強(qiáng)為，開始時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為開始時(shí)活塞受力平衡，則最終狀態(tài)時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，活塞在b處受力平衡，則由理想氣體狀態(tài)方程得聯(lián)立解得（2）設(shè)活塞剛離開卡口a時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，對(duì)活塞有此過程中氣體對(duì)外所做的功解得14.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系xOy的第二象限內(nèi)存在著與x軸成45°的勻強(qiáng)電場E1（場強(qiáng)大小未知）。第四象限內(nèi)存在豎直向上、場強(qiáng)大小為的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q（q>0）的小球從P（，）點(diǎn)靜止釋放，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q（0，）點(diǎn)，進(jìn)入第一象限，從x軸上的M（圖中未畫出）點(diǎn)進(jìn)入第四象限。已知重力加速度為g，求：（1）第二象限中電場強(qiáng)度E1的大小；（2）帶電小球在M點(diǎn)的速度大小及小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間；（3）帶電小球第5次經(jīng)過x軸時(shí)距原點(diǎn)O的距離?！敬鸢浮浚?）；（2），；（3）【解析】【詳解】（1）帶電小球在第二象限內(nèi)從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，合力水平向右，對(duì)帶電小球受力分析，帶電小球受力示意圖如圖：有解得（2）帶電小球在第二象限做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，合力大小為mg，加速度大小為g，小球在第一象限做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球在M點(diǎn)的速度為，由動(dòng)能定理有解得設(shè)小球在Q點(diǎn)的速度為，小球從P運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間為，由動(dòng)能定理有解得則小球從Q運(yùn)動(dòng)到M的時(shí)間為，有解得小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的時(shí)間（3）小球在第一象限做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有設(shè)方向與x軸正方向夾角為，則則小球在第四象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有解得經(jīng)分析知，帶電小球第1次經(jīng)過x軸上M點(diǎn)進(jìn)入第四象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng)后，第2次過x軸進(jìn)入第一象限做斜拋運(yùn)動(dòng)，再次進(jìn)入第四象限，帶電小球第5次經(jīng)過x軸距原點(diǎn)O的距離為聯(lián)立以上各式，代入數(shù)據(jù)得15.如圖所示，左側(cè)墻壁上連接一輕彈簧，一質(zhì)量為m1=1kg物塊A靠近彈簧右側(cè)靜置在光滑平臺(tái)上（它們不相連，彈簧為原長）。一長為L=1.6m的水平傳送帶以一定速度v順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為m3=2kg、足夠