山东省枣庄市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

2023—2024学年第一学期高三质量检测物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。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。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.物理概念的建立推动了物理学的发展，下列关于物理概念建立的说法中正确的是（ ）A.力的概念是牛顿建立的B.加速度概念是由亚里士多德首先提出的C.电压概念是伽利略首先建立的D.电场是安培完善后形成的概念【答案】A【解析】【详解】A．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”，为提出牛顿第一定律而确立了一个重要的物理概念，故A正确；B．加速度的概念是由伽利略首先提出来的，故B错误；C．电压概念是伏特首先建立的，故C错误；D．法拉第最早提出了“电场”的概念，麦克斯韦建立电磁场后完善了场的概念，故D错误。故选A。2.2024年1月10日是第四个中国人民警察节，东莞上千架无人机上演“苍穹之舞”。若取竖直向上为正方向，其中一架无人机沿竖直方向运动的v-t图像，如图所示。关于这架无人机运动的说法中正确的是（）A.4s~6s内无人机处于悬停状态B.无人机可以上升的最大高度是8mC.6s~10s内无人机处于失重状态D.无人机在第2s末开始向下运动【答案】C【解析】【详解】A．4s~6s内无人机以4m/s的速度匀速向上运动，A错误；B．v-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移，可得，无人机在前2s内上升的高度为0-8s无人机都在上升，所以上升的最大高度一定大于8m，B错误；C．v-t图像中图线表示物体的加速度，6s~10s内斜率为负值，表示无人机加速度向下，处于失重状态，C正确；D．无人机在第2s末速度仍未正值，所以依然向上运动但速度开始减小，D错误。故选C。3.如图所示，细绳将光滑小球A悬挂在电梯轿厢竖直壁上的O点，木板B被小球A挤在轿厢内壁上，细绳与侧壁的夹角为θ，电梯静止时，木板B恰好不下滑。已知小球A、木板B的质量分别为M、m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）A.木板B与电梯侧壁之间的动摩擦因数为B.当电梯以加速度竖直加速下降时，A对B的压力大小为C.当电梯以加速度a竖直加速上升时，木板B会滑落D.电梯以加速度竖直加速下降时，木板B仍保持静止【答案】D【解析】【详解】A．根据题意，对小球A受力分析，设木板B对小球的支持力为，绳子的拉力为，由平衡条件有，解得，对木板B有解得故A错误；BD．当电梯以加速度竖直加速下降时，则有解得则木板B对小球的支持力为由牛顿第三定律可得，A对B的压力大小为此时，木板B与墙面的最大静摩擦力对木板B，竖直方向上有解得可知，木板B仍保持静止，故B错误，D正确；C．当电梯以加速度a竖直加速上升时，则有解得同理可得此时，木板B与墙面的最大静摩擦力为对木板B，竖直方向上有解得可知，木板B仍保持静止，故C错误。故选D。4.2023年11月22日，“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，完成在轨初步评估，卫星工作正常，性能稳定。“夸父一号”卫星最终运行在太阳同步晨昏轨道II（距离地面720km的圆形轨道）上，其轨道面和地球晨昏线始终近似重合。该卫星先被发射到椭圆轨道I上运行，在A处通过变轨转移至圆形轨道II上运行，A、B分别为椭圆轨道I的远地点和近地点，地球同步卫星距离地面36000km，下列说法中正确的是（ ）A.卫星经过B点时的速度小于沿轨道II经过A点时的速度B.卫星沿轨道I、II经过A点时的加速度相等C.“夸父一号”卫星的周期与地球同步卫星的周期相等D.“夸父一号”卫星的机械能小于地球同步卫星的机械能【答案】B【解析】【详解】A．设卫星在过B点圆轨道上的运行速度为，卫星沿轨道II经过A点时的速度为，由万有引力提供向心力有可得设卫星在轨道I经过B点时速度，卫星经过B点时，由圆轨道变轨到轨道I需加速，则有则有即卫星经过B点时的速度大于沿轨道II经过A点时的速度，故A错误；B．根据题意，由万有引力提供向心力有解得可知，卫星沿轨道I、II经过A点时的加速度相等，故B正确；C．由万有引力提供向心力有解得由于“夸父一号”卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径不相等，则“夸父一号”卫星的周期与地球同步卫星的周期不相等，故C错误；D．由于不知道“夸父一号”卫星与地球同步卫星的质量关系，无法比较二者的机械能关系，故D错误。故选B。5.如图所示，真空中M、N、O三点共线，MN、NO之间的距离分别为3L、L，N点固定电荷量为的点电荷，当M点也放置一点电荷后，在它们共同形成的电场中，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零）恰好是以O点为球心的球面。已知点电荷周围某点的电势为，r为该点到点电荷的距离，Q为场源电荷的电荷量。则放置在M点的点电荷的电荷量为（）A.q B.2q C.3q D.4q【答案】B【解析】【详解】根据题意，设等势面的半径为，置在M点的点电荷的电荷量为，则有，联立解得，故选B。6.如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场中一矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动角速度为，产生的电能通过滑环由单刀双掷开关控制提供给电路中的用电器。线圈的面积为，匝数为，线圈的总阻值为，定值电阻，理想变压器的原、副线圈匝数比为，电压表为理想电表。线圈由图示位置转过的过程中，下列说法中正确的是（ ）A.若开关打到“1”，通过电阻的电荷量B.若开关打到“1”，电阻产生的热量C.若开关打到“2”，电压表的示数为D.若开关打到“2”，电阻产生的热量【答案】C【解析】【详解】A．若开关打到“1”，线圈由图示位置转过的过程中，平均感应电动势为又有，可得故A错误；BCD．根据题意可知，线圈由图示位置转过的过程的时间为线圈转动产生感应电动势的最大值为有效值为若开关打到“1”，感应电流的有效值为电阻产生的热量若开关打到“2”，设电压表读数为，流过的电流为，则原线圈两端电压为流过原线圈的电流为则原线圈的等效电阻为则有则电压表读数电阻产生的热量故BD错误，C正确。故选C。7.如图所示，纸面内一正三角形的中心在O点，顶点a、b处分别垂直于纸面放置通电长直导线，电流方向相反，a处电流大小是b处电流大小的2倍，顶点c处的磁感应强度大小为B0。已知电流为I的无限长通电直导线在距其r远的圆周上产生的磁感应强度为，k为比例系数。那么正三角形中心O点处的磁感应强度的大小，下列说法中正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设正三角形边长为，b处电流大小为，a处电流大小为，则a处电流和b处电流在c处产生的磁感应强度大小分别为a处电流和b处电流在O处产生的磁感应强度大小分别为则有根据右手螺旋定则，如图所示在c处根据矢量叠加原则可得解得在O处根据矢量叠加原则可得解得故选A。8.如图所示，半径为r的光滑竖直圆环固定在水平地面上，套在圆环上的小球A、B由不可伸长的细线连接，质量均为m，细线长度为r，小球A在拉力F作用下沿圆环缓慢上移至顶点M。初始时细线竖直，拉力F始终沿圆环切线方向，下列说法中正确的是（）A.小球B到达与圆心O等高处时拉力F=mgB.小球A到达M点时拉力C.细线的拉力先增大后减小D.圆环对球B的支持力先增大后减小【答案】C【解析】【详解】A．小球B到达与圆心O等高处时进行受力分析，如图对B，绳上的拉力为对A，有A错误；B．小球A到达M点时进行受力分析，如图对B，有对A，有B错误；CD．开始时绳上拉力为环对B的支持力综合AB的分析，可知，细线的拉力先增大后减小，圆环对球B的支持力一直增大，C正确，D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（）A.线圈中磁场的方向向下B.电容器两极板间电场强度正在变大C.电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反【答案】AB【解析】【详解】A．根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，A正确；B．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，B正确；CD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，根据“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同，CD均错误。故选AB。10.如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，小球从弹簧正上方由静止释放，释放点与弹簧顶端的距离h，小球接触弹簧后向下运动的最大距离x。已知弹簧的原长l，劲度系数为k，小球的质量m，它运动过程中所受空气阻力的大小恒为f，取重力加速度为g。在小球由开始下落至被反弹离开弹簧后上升到最高点的过程中，下列说法中正确的是（）A.小钢球的最大动能B.轻质弹簧的最大弹性势能C.下降至最低点过程中两者组成的系统损失的机械能D.小钢球反弹后上升的最高点位置与释放点的高度差【答案】AD【解析】【详解】A．小球下落过程中合力先减小，后反向增大，当合力为0时，动能最大，此时设弹簧的形变量为，有解得根据动能定理，有解得A正确；B．小球从下落到最低点的过程中，根据动能定理，有解得B错误；C．小球下降至最低点过程中两者组成的系统损失的机械能等于小球克服空气阻力做的功，即C错误；D．设小钢球反弹后上升的最高点与弹簧顶端距离为，整个过程，根据动能定理，有解得所以小钢球反弹后上升的最高点位置与释放点的高度差为D正确。故选AD。11.一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的部分波形，如图所示，质点M、P的平衡位置的坐标分别为和。已知质点P在时首次返回平衡位置，质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P，则下列说法中正确的是（ ）A.该波沿x轴负方向传播B.该波传播速度为2m/sC.时，质点M位于波峰D.时刻，质点M与质点P速度大小之比为【答案】BC【解析】【详解】A．由于质点M首次返回平衡位置的时间早于质点P，可知，时刻质点沿轴负方向振动，由同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；B．已知质点P在时首次返回平衡位置，由图可知，解得，则该波的传播速度为故B正确；C．经过时间质点M恰好位于波峰，故C正确；D．设弹簧的劲度系数为，由弹性势能公式可得，最大的弹性势能为由机械能守恒定律可得，时刻，质点M的动能为质点P的动能为则质点M与质点P速度大小之比为，故D错误。故选BC。12.如图所示，水平面上固定有形状为“”的光滑金属导轨MON、PO'Q，OO'左右导轨的宽度分别为2L、L，两侧匀强磁场的方向分别竖直向上和竖直向下，磁感应强度大小分别为B0和2B0，导体棒a、b垂直于导轨放在OO'两侧，长度分别为2L、L。已知导体棒的材料相同、横截面积相同，导体棒b的质量为m，两导体棒与导轨接触良好，不计导轨电阻。使导体棒b获得水平向右的初速度，直到导体棒b达到稳定状态的过程中，下列说法中正确的是（ ）A.导体棒b克服安培力做功等于其产生的焦耳热B.导体棒a上产生的焦耳热为C.导体棒a、b最终以相同的速度做匀速直线运动D.通过a棒的电荷量为【答案】BD【解析】【详解】导体棒的材料相同、横截面积相同，长度分别为，导体棒b的质量为m，则导体棒a的质量为2m，由电阻定律可知，导体棒的电阻之比为设回路中电流为，导体棒a受的安培力为导体棒b受的安培力为可知，运动过程中，两导体棒的安培力大小相等C．根据题意，设导体棒a、b稳定时的速度大小分别为、，稳定时有分别对导体棒a、b应用动量定理有，解得由于导体棒b开始向右运动，由左手定则可知，导