甘肃省武威市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

高三阶段调考物理本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的。光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为，外层材料的折射率为，如图所示。关于两折射率的关系，下列说法正确的是（ ）A. B.C.弯曲的光导纤维也能导光 D.光导纤维能够传输图像，但不能传输声音【答案】C【解析】【详解】AB．光在内芯和外层的界面上发生全反射，则内芯的折射率大于外层的折射率，故AB错误；C．光在光纤中传播主要是依据全反射原理。光线垂直光线端面射入，并与光纤轴心线重合时，光线沿轴心线向前传播；若弯曲度过大，就会造成部分光无法正常通过，其他光线还是可以正常通过，故C正确；D．光导纤维可以传输声音、图像和文字等信息，故D错误。故选C。2.质子在加速器中加速到接近光速后，常被用来与其他粒子碰撞。下列核反应方程中，X代表电子的是（ ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A．根据电荷数守恒，质量数守恒，X代表，故A错误；B．根据电荷数守恒，质量数守恒，X代表，故B正确；C．根据电荷数守恒，质量数守恒，X代表，故C错误；D．根据电荷数守恒，质量数守恒，X代表，故D错误；故选B。3.如图所示，这是一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米。已知，则在横梁绕O点转动的过程中（ ）A.在横梁绕O点转动过程中，B、C两点的加速度大小相等 B.舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力C.在横梁绕O点转动过程中，B点的速度大于C点的速度 D.脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤的重力势能增大【答案】D【解析】【详解】A．由题意可知，在横梁绕O点转动过程中，B与C两点属于同轴转动，则角速度相等，即ωB=ωC其向心加速度a=ω2r因，可知C的加速度较大，A错误；B．线速度v=ωr因，可知C的速度较大，B错误；C．舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力与稻谷对舂米锤的作用力是一对相互作用力关系，由牛顿第三定律可知，这两个力大小相等，C错误；D．脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤上升，克服重力做功，舂米锤的重力势能增大，D正确。故选D。4.一旅客在火车站某站台7号候车线处候车，他发现某动车进站时第5节车厢经过他用了0.83s，动车停下时他刚好在第7节车厢门口，车门靠近动车前进方向一端。每节车厢的长度相同，不计各节车厢连接处的长度，若动车进站时做匀减速直线运动，则第6节车厢经过他的时间约为（ ）A.0.64s B.2s C.0.5s D.1s【答案】B【解析】【详解】设每节车厢的长度为，动车做匀减速运动，末速度为零，则由逆向思维可看做初速度为零的匀加速直线运动，则第5节车厢经过他时有第6节车厢经过他时有且解得第6节车厢经过他的时间约为故选B。5.已知地球半径为R，同步卫星到地心的距离约为6.6R，某人造卫星在离地球表面的距离为1.2R的轨道上做匀速圆周运动，则该卫星运动的周期约为（）A.0.5天 B.0.2天 C.5.2天 D.9天【答案】B【解析】【详解】根据开普勒第三定律，人造卫星的周期代入数据解得故选B。6.如图甲所示，在真空中固定两个相同的点电荷A、B，它们关于x轴上的P点对称，在x轴上的电场强度E与坐标位置x的关系图像如图乙所示。若在坐标原点O由静止释放一个点电荷C（受到的重力可忽略不计），释放后它先沿x轴正方向运动。规定沿x轴负方向为电场强度的正方向，则点电荷C（ ）A.带正电荷 B.在处动能最大C.在处电势能最大 D.将沿x轴做往返运动【答案】D【解析】【详解】A．由图像可知，在x轴上的P点对应点，在P点的左侧电场强度为正值，说明场强方向沿x轴负方向。在P点的右侧为电场强度负值，场强方向沿x轴正方向，可知A、B带等量正电，在坐标原点O由静止释放一个点电荷C，释放后它先沿x轴正方向运动，点电荷C带负电荷，故A错误；BC．点电荷C从O点到P点，电场力做正功，电势能减小，从P点沿x轴正方向运动，电场力做负功，电势能增加，故点电荷C在处动能最大，在处电势能最小，故BC错误；D．设O点关于P点的对称点为点，点电荷C从O点到P点，做加速运动，从P点到点做减速运动，速度为零后从点到P点反向做加速运动，然后从从P点到点做减速运动，如此反复，故点电荷C将沿x轴做往返运动，故D正确。故选D。7.如图所示，两平行金属导轨（足够长）间接一阻值为R的定值电阻，导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.5，金属棒的质量为m、电阻为，导轨的倾角为37°，导轨电阻忽略不计，金属棒始终与导轨平面垂直且接触良好。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨向上，导轨间距为L。在金属棒从静止开始释放至其速度最大的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，重力加速度大小为g，取，，下列说法正确的是（ ）A.金属棒的最大速度为B.此过程中，金属棒沿导轨运动的距离为C.此过程中，金属棒运动的时间为D.此过程中，定值电阻和金属棒产生的总热量为【答案】A【解析】【详解】A．金属棒速度最大时，对金属棒有又解得故A正确；B．又解得故B错误；C．对金属棒，由动量定理有解得故C错误；D．对金属棒，由能量守恒定律有解得故D错误。故选A。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图如图所示，电容器上极板固定，下极板（与上极板正对）可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。当材料温度降低时，极板上所带电荷量变多。下列说法正确的是（ ）A.电容器的电容增大B.材料竖直方向的尺度减小C.极板间的电场强度变大D.保持降低后的温度不变，使下极板和材料一起水平向左移动，可使极板上所带电荷量继续变多【答案】AC【解析】【详解】A．电容两极板的电势差不变，根据可知，极板上所带电荷量变多，则电容器的电容变大。故A正确；B．根据结合材料只可以上下移动，可知电容器电容变大，电容器两板间距变小，即材料竖直方向尺度增大。故B错误；C．根据而电容器两极板的电势差不变，两极板间距变小，则极板间的电场强度变大。故C正确；D．保持降低后的温度不变，使下极板和材料一起水平向左移动，则两极板的间距不变，正对面积变小，则根据可知，电容器电容变小，再结合而电容两极板电势差不变，则极板上所带电荷量变少。故D错误。故选AC。9.在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用的电压进行远距离输电，输送总功率为。下列说法正确的是（ ）A.输电电流为B.输电电流为C.若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小D.若改用特高压输电，则输电效率减小【答案】BC【解析】【详解】AB用的电压进行远距离输电，输送总功率为，输电电流故A错误、B正确；C．若改用特高压输电，则输电电流减小，根据输电线上损耗的功率减小，故C正确；D．若改用特高压输电，输电线上损耗的功率减小，则输电效率提高，故D错误。故选BC。10.一列沿x轴正方向传播的简谐横波的波源在坐标原点，波源从t=0时刻开始振动，t=0.4s时刻的波形如图所示（波恰好传播到x=2m处），下列说法正确的是（ ）A.该横波在这种介质中的波速大小为5m/sB.平衡位置在x=2m处的质点，在t=0.5s时刻位于波谷C.波源的振动方程为y=0.02sin（4πt）mD.平衡位置在x=1m处质点在半个周期内向右移动半个波长【答案】AB【解析】【详解】A．由题图可知，经t=0.4s，波传播的距离x=2m，故波速大小故A正确；B．由题可知该波的周期为0.4s，波沿x轴正方向传播，则可知该波的起振方向沿y轴负方向，t=0.5s时，平衡位置在x=2m处的质点沿y轴负方向振动了0.1s，即，该质点位于波谷，故B正确；C．波源的振动方程为故C错误；D．质点只是沿y轴振动，不随波在x轴上移动，故D错误。故选AB。三、非选择题：共57分。11.某实验小组用如图甲所示的实验装置来测定重力加速度。在铁架台的顶端有一电磁铁，下方某位置固定一光电门，电磁铁通电后小铁球被吸起，此时小铁球与光电门的距离为，电磁铁断电后小球做自由落体运动，小铁球通过光电门的时间为。（1）用螺旋测微器测得小铁球的直径为，如图乙所示，则该示数为____________。（2）小铁球通过光电门时的速度大小____________（用等字母表示）。（3）当地重力加速度大小____________。（用等字母表示）【答案】①.4.700②.③.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700mm（2）[2]根据极短时间的平均速度近似等于瞬时速度可知小铁球通过光电门时的速度大小（3）[3]根据可知12.某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表。（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_______（用、、表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：__________（回答一条即可）；（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；②重复①的操作，记录多组不同、、，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为_______。（3）改装时，应该把毫安表与阻值为_______的定值电阻串联。【答案】①.②.测量毫安表内阻时，测得内阻偏大##定值电阻偏小③.④.2900【解析】【详解】（1）[1]根据电压表改装原理有电阻的字母表达式为（2）[2]发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：测量毫安表内阻时，测得内阻偏大或定值电阻偏小。（3）[3]根据电流关系可得整理得图象的斜率表示毫安表的内阻，则毫安表的内阻为[4]改装时，毫安表与定值电阻串联，定值阻值为13.如图所示，水平地面上有一半径为R的圆柱形汽缸（上端有卡扣），汽缸用质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线（未画出）连接并悬挂在足够高的天花板上。初始时汽缸内气体的热力学温度为，活塞与容器上、下部的距离分别为h和。已知外界大气压强恒为，活塞气密性良好，不计活塞的摩擦，重力加速度大小为g。现让封闭气体的温度缓慢升高，求：（1）活塞刚与卡扣接触时，缸内气体的热力学温度；（2）缸内气体的热力学温度为时气体的压强。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）气体做等压变化，有解得（2）升温前缸内气体的压强继续升温，缸内气体做等容变化，当气体的热力学温度为时，有解得14.如图所示，S为一离子源，为足够长的荧光屏，S到的距离为左侧区域有范围足够大的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。某时刻离子源S一次性沿平行纸面各个方向均匀地发出大量的质量为m、电荷量为q、速率为的正离子（此后不