甘肃省金昌市永昌县2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题（含解析）

永昌县2023-2024学年高三上学期期中考试
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑：非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共10小题，共43分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分，
1.钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，其衰变方程为→，半衰期为，下列说法正确的是（ ）
A.A的质量数为235,24个经过时间后一定还剩余12个
B.A的中子数为143,80克经过时间后，还有20克未衰变
C.A的核电荷数为96，核反应过程中电荷数、质量数守恒
D.核衰变前的质量等于衰变后A、核的质量之和
2.如图所示，从同一位置点先后水平抛出甲、乙两小球，分别落在水平地面的、两点，乙球在点与地面发生弹性碰撞，反弹后恰好也落在点，忽略一切阻力.则（ ）
A.两球质量一定相等 B.两球落在点的速度大小一定相等
C.从点到点两球运动的时间一定相等 D.甲、乙两球水平抛出的初速度大小之比为
3.一简谐横波沿轴传播，时的波形如图甲所示，处质点的振动图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.此波的波长 B.波的传播速度为
C.该波沿轴正方向传播 D.时，处质点的位移为
4.小明站在水池边玩激光笔，他用单色光斜射向水面，其折射光线把水池底的小鹅卵石照亮，一会儿水池水面上升一些，他换用单色光沿同一路径斜射向水面，其折射光线恰好也把小鹅卵石照亮.小鹅卵石可以看成一个点，则下列说法正确的是（ ）
A.光的波长比光长
B.水对光的折射率比光大
C.光在水中传播速度比光大
D.用同一装置做双缝干涉实验，光的相邻干涉条纹间距比光大
5.如图所示，用六根符合胡克定律且原长均为的橡皮筋将六个质量为的小球连接成正六边形，放在光滑水平桌面上.现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴以角速度匀速转动.在系统稳定后，观察到正六边形边长变为，则橡皮筋的劲度系数为（ ）
A. B. C. D.
6.图中所示虚线1、2、3、4为静电场的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一个电子在运动中仅受静电力的作用，经过、点的动能分别为和.则下列说法正确的是（ ）
A.电子一定是从点运动到点 B.等势面1的电势为10V
C.电子在等势面2上的电势能为 D.电子的电势能为时，它的动能为
7.2023年10月26日，我国神舟十七号载人飞船成功发射.按计划载人飞船将在太空驻留6个月，于明年4月份返回地面.飞船返回过程中要经过变轨，变轨后做匀速圆周运动的动能为变前做匀速圆周运动时的4倍，忽略空气阻力，不考虑飞船质量的变化，则飞船变轨后的相关变化，下列说法正确的是（ ）
A.角速度变为原来的2倍 B轨道半径变为原来的
C.向心加速度变为原来的4倍 D.周期变为原来的
8.如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为20Ω.降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，电压表V为理想电压表，升压变压器的输入功率为75kW.则（ ）
甲 乙
A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz
B.远距离输电线路损耗功率为9kW
C.当滑片向端滑动时，电压表V的示数变大
D.当滑片向端滑动时，输电线上的电流变大
9.如图所示，为两个方向相同且垂直于纸面的匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小关系为.一比荷值为的带电粒子（不计重力），以一定速率从点垂直进入磁感应强度为的磁场，则粒子下一次到达点经历的时间为（ ）
A. B. C. D.
10.如图所示，小物块套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮分别连接小物块和小球.系统开始时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为.已知小物块与小球的质量之比为，杆上点位于滑轮正上方，且，重力加速度为，不计空气阻力和一切摩擦.则系统由静止释放至小物块运动到点的过程中（ ）
A.小物块和小球的速度大小始终相等
B.任一时刻轻绳对小物块和小球做功的功率大小均相等
C.小物块和小球的机械能均保持不变
D.运动到点时，小物块的速度大小为，小球的速度大小为0
二、非选择题：本题共5小题，共57分.
11.（6分）电动小车上装有滴墨水的装置，它每隔0.6s的时间滴一滴墨水.当小车沿水平地面上向右做直线运动时，在地面上留下了墨迹，其中电动小车开始启动时恰好滴下第1滴墨水，测得相邻两个墨水滴之间的距离为：，，，，，，，.
（1）电动小车的最大速度大小是________m/s（保留2位有效数字）.
（2）根据测量数据，能确认小车做匀加速运动的过程在图中的________和________两墨点之间结束.
（3）电动小车匀加速过程的加速度大小是________（保留1位有效数字）.
12.（10分）某兴趣小组利用图甲所示装置测量电流表的内阻以及一节干电池的电动势和内阻.给定的实验器材：两个相同的电流表、，电阻箱、，两节相同的干电池组成电源，一只开关，导线若干.
甲 乙 丙
（1）闭合开关S之前，电阻箱应调到________（填“最大”或“零”）
（2）闭合开关S，调节电阻箱、，当电流表满量程时，电流表的指针在满量程的刻度处，电阻箱阻值如图乙所示，则电流表的内阻为________Ω.若电流表的量程为，保持不变，将和看作一个新的电流表，新电流表的量程为________
（3）保持的阻值不变，仅撤去电流表，连接好电路，再闭合开关S，改变电阻箱的电阻，得到电流表，的读数，作出图象如图丙，则一节干电池的电动势________，内阻________.（用字母、、表示）
13.（10分）如图所示，粗细均匀的直角U形管导热良好，左右两管（足够长）竖直且两端开口，管内水银柱的长度如图中标注，水平管内两段空气柱、的长度分别为10cm、5cm.在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来高.已知大气压强，环境温度恒定，求向左管注入的水银柱长度.
14.（12分）如图1所示，两根足够长的平行导轨，间距，在导轨间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度.一根直金属杆以的速度向左匀速运动，杆始终与导轨垂直且接触良好.的电阻，将其两端、分别与图1中的导轨和图2中的圆形线圈相连接，端接地，杆的电阻，导轨的电阻可忽略。
图1 图2 图3
（1）求杆中产生的感应电动势和两点的电势差；
（2）如图2所示，一个匝数的圆形线圈，面积，电阻.在线圈中存在面积垂直线圈平面（指向纸外）的匀强磁场区域，磁感应强度随时间变化的关系如图3所示.求圆形线圈中产生的感应电动势；
15.（19分）如图所示，水平传送带与左、右两边的光滑的水平台面等高，并能平滑对接.静止在台面上可视为质点的两滑块、质量分别为、，的左侧固定有一轻质水平弹簧，且刚开始处于原长状态.长的传送带始终以的速率顺时针转动.滑块左侧的枪膛长1m，高压气体对质量为子弹的平均作用力为80N，若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动，子弹击中滑块（子弹与滑块作用时间极短），并留在内，两者一起滑上传送带的左端.已知与传送带之间的动摩擦因数，忽略空气阻力，重力加速度g取，与弹簧间可视为弹性碰撞.求：
（1）子弹出膛的速度大小；
（2）子弹与小滑块的整体滑上传送带左端时的速度大小；
（3）小滑块在第一次到达传送带右端时速度大小；
（4）小滑块在第一次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.
永昌县2023-2024学年高三上学期期中考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1.B 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项A错误；根据质量数和电荷数守恒可知，A的质量数为235，电荷数为92，则中子数为，80克经过后，还有未衰变，选项B正确，C错误；因反应放出能量，则有质量亏损，即核衰变前的质量大于衰变后A、核的质量之和，选项D错误.
2.D 由平抛运动规律可知从点到点，甲、乙两球时间之比为，故速度大小之比为，与两球质量无直接联系，故不能判断两球质量是否一定相等，则D正确，A、B、C均错误.
3.A 根据波动图像得到波长，选项A正确；根据振动图像，周期，波速，选项B错误；结合两个图像，可知波沿轴负向传播，选项C错误；时处质点位移为零，波沿轴负向传播，再经0.5s即四分之一周期，的质点在时刻沿轴负方向振动到最大位移，位移为，选项D错误.
4.B 由题意，画出两次光路图如图所示，由图可见，、两种色光在水面入射角相同，光的折射角小，说明光的频率大，波长短，水对光的折射率比光大，A错误，B正确；据光速公式。可知，光在水中传播速度比光小.C错误；据双缝干涉公式可知，用同一装置做双缝干涉实验，光的相邻干涉条纹间距比光小，D错误.
5.D 对小球受力分析，相邻两根橡皮筋的合力提供向心力，，解得，故选D.
6.D 电子不一定是从点运动到点，A错误；若电子从点运动到点，根据动能定理，电场力做正功为，得，即，可见相邻的等势面之间的电势差为5V，因为=0，所以，B错误；，所以电子在等势面2上的电势能为，C错误；电子运动中动能和电势能之和不变，为，可见D正确.
7.D 飞船变轨后动能变为变轨前的4倍，线速度变为原来的2倍，，轨道半径变为原来的，B错误；，向心加速度变为原来的16倍，C错误；，角速度变为原来的8倍，A错误；，周期变为原来的，D正确。
8.AD 由题图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，选项A正确：由题图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为2500V，所以输电线中的电流为，输电线损失的电压为，输电线路损耗功率为，选项B错误；当滑片向端滑动时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，选项C错误；由以上分析知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，选项D正确.
9.BC 根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，，可得，由此可知带电粒子在磁感应强度为的匀强磁场中运动的轨道半径（或可得直径）是在磁感应强度为的匀强磁场中运动的轨道半径（或直径）的2倍，画出带电粒子运动轨迹的示意图，如图所示.粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中运动的时间为，粒子在磁感应强度为的匀强磁场中运动的时间为，在粒子下一次到达点经历的时间为，选项A错误，B正确：或表达为，选项C正确，D错误。
10.BD 根据运动的合成与分解可知，、速度大小不相等，则A错误：由于、沿绳方向的速度一定相等，绳子对、的拉力也一定相等，由，故任一时刻轻绳对小物块和小球做功的功率大小均相等，则B正确；、组成的系统机械能守恒，但、各自的机械能均发生变化，则C错误；当小物块A运动到点时，下降到最低点，故此时的速度为0，由机械能守恒有，解得，故D正确。
11.（1）12（2分）（2）67（2分）（3）4（2分）
解析：（1）根据各段数据可以判断，电动小车在0.6s末到3s末（图中2到6）匀加速，3.6s末以后（图中7到9）以最大速度匀速，电动小车在最后两段速度最大，.
（2）电动小车在6和7间匀加速直线运动结束，
（3）电动小车匀加速过程的加速度大小是.
12.（1）最大（2分）（2）10.0或10（2分）（2分）（3）（2分）（2分）
解析：（1）为保护电表，电阻箱应调到最大.
（2）根据并联电路的电压相等号，所以.改装后的电流表的量程为原来的3倍，即为.
（3）根据闭合电路欧姆定律，其中，得到，所以，得到，.
13.解：初状态、两部分空气柱的压强：（1分）
因右管水银面升高的高度，故空气柱仍在水平直管内.
末状态、两部分空气柱的压强：（1分）
设末状态、两部分空气柱的长度分别为、；
对部分空气柱，根据玻意耳定律：（2分）
对部分空气柱，根据玻意耳定律：（2分）
解得：，（1分）
左管所注入的水银柱长度：（2分）
解得：.（1分）
14.解：（1）杆MN做切割磁感线的运动，根据法拉第电磁感应定律有：（2分）
代入数据得产生的感应电动势为：，方向由指向（2分）
所以（2分）
（2）穿过圆形线的蓝通量发生变化：（2分）
其中（2分）
代入数据得产生的感应电动势为：（2分）
15.解：（1）设子弹出膛的速度为，则
由牛顿第二定律可得（1分）
由匀变速直线运动规律有（1分）
解得（2分）
（2）子弹打滑块过程中动量守恒，则（2分）
解得含有子弹的小滑块水平滑上传送带左端时的速度大小（2分）
（3）从传送带的左端滑到右端的过程中，根据动能定理有（2分）
代入数据解得（2分）
因为，所以在第一次到达传送带右端时速度大小为3m/s（1分）
（4）第一次压缩弹簧过程中，当和的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律有
代入数据解得（1分）
代入数据解得（1分）