河北省张家口市2023-2024学年高三上学期期末考试物理试卷（原卷版）

张家口市2023—2024学年度高三年级第一学期期末考试物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在试卷和答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。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.核污染水含有多种放射性物质，排入大海将给全人类带来很大的风险。铯137就是其中一种放射性物质，其衰变方程为，半衰期为30年。下列说法正确的是（ ）A.X粒子对应的射线可以穿透几毫米厚的铝板B.核污染水排入大海中，随着浓度下降，铯137的半衰期会大于30年C.的比结合能比的比结合能大D.铯137衰变时会放出能量，衰变过程中的质量亏损等于X的质量2.位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（）A B..C. D.3.一种重物缓降装置简化物理模型如图所示，足够长的轻质绝缘细线连接且缠绕在铜轴上，另一端悬挂着一个重物，一个铜制圆盘也焊接在铜轴上，大圆盘的外侧和铜轴的外侧通过电刷1，电刷2及导线与外界的一个灯泡相连，整个装置位于垂直于圆盘面的匀强磁场中，现闭合开关，将重物从合适位置由静止释放，整个圆盘将在重物的作用下一起转动，产生的电流可以使灯泡发光，除灯泡电阻外的其余电阻和一切摩擦阻力均忽略不计。下列说法正确的是（ ）A.通过灯泡的电流方向为从电刷2流经灯泡到电刷1B.重物下降速度越快，重物的加速度越小C.重物减小的重力势能全部转化为灯泡消耗的电能D.断开开关，由于圆盘中的涡流，该装置仍然能起到缓降的作用4.如图甲所示，A、B两颗卫星在同一平面内围绕中心天体做匀速圆周运动，且绕行方向相同，图乙是两颗卫星的间距随时间的变化图像，时刻A、B两颗卫星相距最近。已知卫星A的周期，则A、B两颗卫星运行轨道半径之比为（ ）A.1:2 B.1:4 C.1:7 D.1:85.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈接电源电压有效值不变且内阻忽略不计的正弦交变电源，为定值电阻，为可变电阻，现调节可变电阻阻值，理想电压表V的示数变化的绝对值为时，理想电流表A的示数变化的绝对值为，则等于（ ）A. B. C. D.6.如图所示，在直线上及其下方的半圆形区域内、外分别存在磁场方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场。已知半圆的圆心为，半径为，、、三点共线，是圆外一点且。一质量为，电荷量为的带正电粒子从点在纸面内沿垂直于磁场射入半圆中，第一次从A点（图中未画出）沿圆的半径方向射出半圆形区域后从点垂直离开磁场区域。不计粒子重力，半圆内、外磁场的磁感应强度大小之比为（ ）A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:57.某同学放学后到清水河练习打水漂，从距水面1.25m高处以的初速度水平掷出一枚石块。若石块始终在同一竖直面内运动，石块每次与水面接触后速率损失50%，入水速度和出水速度与水面的夹角相等且保持不变，当入水速度小于1m/s就会落入水中，取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）A.出水速度与竖直方向的夹角为30°B.水面上一共出现4个接触点C.从第二次接触水面到第三次接触水面所用时间为0.125sD.第三个接触点与第四个接触点之间距离为二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，一水平轻质弹簧①左端固定在竖直墙壁上，另一端与小球相连。轻质弹簧②与竖直方向夹角，一端固定在天花板上，另一端也与小球相连。小球处于静止状态且与固定斜面恰好接触但无弹力。已知斜面倾角，小球质量为，与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为，则（ ）A.剪断弹簧①的瞬间，小球的加速度大小为，方向水平向右B.剪断弹簧①的瞬间，小球的加速度大小为，方向沿斜面向上C.剪断弹簧②的瞬间，小球与斜面间的弹力会发生突变D.剪断弹簧②的瞬间，小球的加速度大小为，方向沿斜面向下9.张家口怀来大桥作为交通大动脉，与京张高铁跨官厅湖大桥交相辉映（如图甲）。其简化模型如下：吊桥由六对钢杆悬吊，六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如图乙所示为其一侧面图。已知图中相邻两钢杆间距离为8m，靠桥面中心的钢杆长度为2m（即），，，又已知两端钢缆、与水平方向夹角均为37°，若钢杆、钢缆自重不计，每根钢杆承受拉力相同，桥面总质量为，则下列说法正确的是（ ）A.每根钢杆的拉力大小为 B.钢缆中的拉力大小为C.， D.，10.如图所示，真空中电荷量未知的两个点电荷分别固定于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零），S点为等势面与直线的交点，点为延长线上S点右侧的一点，已知，，，点为点正上方等势面上的一点，点的场强大小为（），点的场强背离圆心，下列说法正确的是（ ）A.点的点电荷电荷量为B.S点的电场强度大小为C.在等势面为零的球内，一定存在场强为零的点D将正试探电荷从点移到点，静电力做负功三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）关于该实验，下列说法正确是__________。（填选项前的字母）A.滤光片的作用是让白光变成单色光，取走滤光片，无法看到干涉条纹B.若仅将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大C.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将光屏向靠近双缝的方向移动D.光通过单缝为了会聚光，使光在通过双缝发生干涉时更清晰，即使没有单缝也可以观察到干涉条纹（2）正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图甲所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺示数如图乙所示，则：①分划板在图中A、B位置时，相邻两条亮纹中心间距________mm。②该单色光的波长__________m（保留一位有效数字）。12.一实验小组欲测量一电源的电动势（约为12V）和内阻。所用的器材：电流表（量程0~10mA，内阻未知）、电阻箱（最大阻值）、电阻箱（最大阻值）、开关和导线若干，利用如图所示的电路先测量电流表内阻，再测量电源的电动势和内阻。（1）按图所示的电路，将电阻箱的电阻调到最大，只闭合开关S，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为9mA；再闭合开关S1，保持的阻值不变，调节，当电流表示数为6mA时，电阻箱接入电路的阻值为。则电流表的内阻为__________，此值_________（选填“大于”“等于”或“小于”）电流表实际内阻值。（2）保持电阻箱接入电路的阻值固定不变，不断调节电阻箱的阻值，读取电流表对应的示数，利用多组、数据绘制图像，所得图线为直线，其斜率为，纵截距为。结合（1）问电流表内阻的测量值，则电源的电动势可表示为___________，电源的内阻可表示为___________。（用含、的代数式表示）13.某兴趣小组设计了一个测水深的深度计，打算用它测量清水河的深度。深度计的结构如图所示，导热性能良好的圆柱形气缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为和，长度均为，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸Ⅰ左端开口，右端通过一细管连通气缸Ⅱ。初始时A、B均位于气缸最左端，且气缸Ⅰ内通过A封有压强为的气体，气缸Ⅱ内通过B封有压强为的气体。该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知外界大气压强为，相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体。（1）求此深度计能够测量的最大深度；（2）若要测量的最大水深为50m，可以调节初始状态气缸Ⅰ和气缸Ⅱ内的气体压强，若气缸Ⅰ内所封气体的初始压强为，求气缸Ⅱ内所封气体的初始压强。14.商场里某款热销小型跑步机如图甲所示，其测速原理简化为图乙所示。该跑步机底面固定有间距，长度的平行金属板电极。电极间存在磁感应强度大小、方向垂直底面向下的匀强磁场区域，绝缘橡胶带上镀有间距也为的平行细金属条，每根金属条的电阻。当健身者在跑步机上跑步时，位于电极区的这根金属条就会单独和外电阻构成闭合回路，已知外电阻，与外电阻并联的理想电压表量程为4V，求：（1）该跑步机可测量的橡胶带运动的最大速率；（2）当电压表的示数为2V时，金属条克服安培力做功的功率；（3）每根金属条从进入磁场到出磁场区域，所受安培力的冲量大小。15.如图所示，空间有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，一质量的绝缘木板A静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量、带正电的滑块B，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对木板A施加水平向左、大小的恒力，当A、B刚要发生相对运动时A、B恰好运动到与A等高且足够长的光滑矮台，同时A撞上矮台，B滑上矮台通过弹簧推动质量滑块C，若C左侧某位置锁定一竖直弹性挡板Q（图中未画出），B、C分开前C会与Q碰撞，碰撞过程中没有能量损失，碰撞时间极短，碰后立即撤去Q。g取10m/s2。求：（1）A、B恰好运动到光滑矮台时B的速度大小；（2）初始时木板A左端到矮台的距离；（3）滑块C与挡板Q碰撞后，B与C相互作用的过程中，弹簧弹性势能最大值的范围。