广东省湛江市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试卷（含解析）

湛江市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理
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.我国“北斗三号”使用的氢原子钟技术指标达到国际先进水平。它是利用氢原子吸收或释放能量发出的电磁波来计时的。图为氢原子能级图，在能级的能量值为，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射六种不同频率的光子，则氢原子吸收的光子的能量为（ ）
A.1.89eV B.10.2eV C.12.09eV D.12.75eV
2.如图所示，细绳一端系在小球上，另一端固定在倾斜天花板上的点，轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的点，平衡时细绳垂直于天花板，弹簧恰好水平。将细绳剪断的瞬间，小球的加速度（ ）
A.竖直向下 B.沿方向 C.沿方向 D.等于0
3.北京正负电子对撞机的储存环是周长为的近似圆形的轨道，环中的个电子以速度定向运动，已知电子的电荷量为，则个电子形成的电流为（ ）
A. B. C. D.
4.光滑水平地面上的物体沿直线运动时与静止的物体发生正碰、其位移—时间图像如图所示。由图可知，物体、的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
5.处的振源做振幅为8cm的简谐运动，形成一列沿轴正方向传播的简谐横波、时刻的波形如图所示，轴上、两质点的坐标分别为1m和9m，时质点第一次处于波谷，下列说法正确的是（ ）
A.这列波的周期为0.2s
B.这列波的传播速度为8m/s
C.时，质点第一次到达波峰
D.当质点第一次到达波峰时，质点通过的路程为72cm
6.当太阳光照射到空气中的水滴时，光线被折射及反射后，便形成了彩虹。如图所示，一束单色光以入射角射入空气中的球形水滴，折射出两条光线1、2（只考虑光在水滴内的第一次反射），已知入射光线与出射光线2之间的偏向角。下列说法正确的是（ ）
A.水滴对单色光的折射率为1.5 B.水滴对单色光的折射率为
C.出射光线1、2的夹角 D.入射光线与出射光线1之间的偏向角为45°
7.地球可看作半径为的均匀球体，质量为的物体在赤道处所受的重力大小为，由于地球自转的影响，物体在北极处所受的重力大小为，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A.地球同步卫星离地心的距离为 B.地球同步卫星的运行周期为
C.地球的第一宇宙速度为 D.地球的平均密度为
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.图为一理想自耦变压器，在、间输入电压有效值恒定的交变电流，起初滑片位于线圈的中点，滑片位于滑动变阻器的中点，电流表和为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变小
B.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变大
C.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变小
D.若仅将滑片向上滑动，则电流表、的示数均变大
9.如图所示，真空中有一长方体区域，棱、的长均为，棱的长为。现将电荷量为、的点电荷分别固定在棱、的中点、处，下列说法正确的是（ ）
A.、两点的电场强度相同 B.、两点的电场强度相同
C.、、、四点的电势相等 D.、两点的电势差等于、两点的电势差
10.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框，线框以速度进入一个有明显边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到，下列说法正确的是（ ）
A.线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动
B.线框能全部穿出磁场
C.线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为
D.线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为
三、非选择题：共54分。
11.（7分）小明利用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。实验中将铁架台竖直放置，上端固定电磁铁，在电磁铁下方固定一个位置可调节的光电门。
（1）用螺旋测微器测得小球的直径为。
（2）闭合电磁铁的开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差；断开开关，小球由静止自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。则小球通过光电门时的速度大小______（用题中的字母表示）。
甲 乙
（3）改变光电门的位置，重复实验，得到多组、，以为纵轴、为横轴，作出的图像如图乙所示，则当地的重力加速度大小______（用，、表示）。
（4）小明查阅当地的资料发现测量的重力加速度偏小，则产生误差的原因可能为：
①______；
②______。（请写出两条原因）
12.（10分）某物理兴趣小组欲将电流表改装成量程为3V的电压表。
（1）小组同学先测量电流表的内阻，提供的实验器材有：
A.电流表（量程为1mA，内阻约为）；
B.电流表（量程为1.5mA，内阻约为）；
C.定值电阻（阻值为）；
D.定值电阻（阻值为）；
E.滑动变阻器（阻值为）；
F.一节新的干电池；
G.开关S及导线若干。
①图中的电阻应选用______（填“C”或“D”）；
②将如图所示的器材符号连线，并画出实验电路的原理图；
③正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组的示数和的示数，测得电流表的内阻为。
（2）给电流表串联一个阻值为______（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表改装成量程为3V的电压表；
（3）用标准电压表与电压表并联进行校准。当的示数为1.4V时，电流表的指针恰好半偏，则电压表的实际量程为______V（结果保留两位有效数字）。
13.（9分）一定质量的理想气体由状态变化的图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度，求：
（1）此过程中气体对外界做的功；
（2）气体在状态时的热力学温度。
14.（12分）如图所示，一个可视为质点、质量的小物块，从平台上的点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从点进入固定光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端点的质量的长木板，并恰好能到达长木板的左端。已知长木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平，圆弧轨道的半径，圆弧轨道对应的圆心角为，小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取重力加速度大小，。求：
（1）小物块滑上长木板时的速度大小；
（2）小物块与长木板间因摩擦产生的热量。
15.（15分）如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在沿轴正方向、电场强度大小为的匀强电场，第一象限内一矩形区域中存在垂直纸面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场（图中未画出），点处的质子源由静止释放的质子在电场力的作用下加速后，从点进入第一象限，经磁场偏转后从点垂直轴射入第四象限。已知、、三点的坐标分别为、、，质子的质量为、带电荷量为，不计质子受到的重力，求：
（1）质子的最大速度；
（2）质子从点运动到点的时间；
（3）第一象限内匀强磁场区域的最小面积。
高三物理参考答案
1.D【解析】本题考查氢原子能级，目的是考查学生的推理论证能力。大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射六种不同频率的光子，可知氢原子跃迁到了的能级，有，选项D正确。
2.C【解析】本题考查牛顿运动定律的应用，目的是考查学生的理解能力。小球受到重力、细绳斜向上的拉力及弹簧的弹力作用，将细绳剪断的瞬间重力及弹簧的弹力均不变，所以小球的加速度沿方向，选项C正确。
3.B【解析】本题考查电流的定义式，目的是考查学生的推理论证能力。设环中形成的电流为，则有，，解得，选项B正确。
4.A【解析】本题考查图像及动量守恒定律，目的是考查学生的推理论证能力。由题中图像可知，碰撞前，碰撞后，。碰撞过程动量守恒，对、组成的系统，由动量守恒定律得，解得，选项A正确。
5.D【解析】本题考查机械波，目的是考查学生的推理论证能力。由题图可知时点第一次到达波谷，则波向右传播的距离为13m，则波速，波的周期，选项A、B均错误；波向右传播的距离为3m时质点第一次到达波峰，即时点第一次到达波峰，选项C错误；当点第一次到达波峰时经过的时间，而波传到质点的时间，质点第一次到达波峰时质点振动了0.9s，则质点通过的路程，选项D正确。
6.C【解析】本题考查光的折射，目的是考查学生的推理论证能力。根据几何关系知图中，设单色光射入水滴时的折射角为，有，，解得，选项A、B均错误；出射光线1的折射角为45°，所以有，解得，选项C正确；入射光线与出射光线1之间的偏向角为30°，选项D错误。
7.C【解析】本题考查万有引力，目的是考查学生的推理论证能力。根据万有引力提供向心力有，在赤道处有，在北极处有，解得，，选项A、B均错误；地球的第一宇宙速度，选项C正确：地球的平均密度，解得，选项D错误。
8.AC【解析】本题考查理想变压器，目的是考查学生的推理论证能力。若仅将滑片向上滑动，滑动变阻器两端的电压变小，电流表的示数变小，电流表的示数也变小，选项A正确、B错误；若仅将滑片向上滑动，电流表的示数变小，电流表的示数也变小，选项C正确、D错误。
9.ABC【解析】本题考查静电场，目的是考查学生的理解能力。根据对称性可知，、两点的电场强度相同，、两点的电场强度相同，选项A、B均正确；平面为等势面，选项C正确；由等量异种电荷电场强度和等势面的分布可知，选项D错误。
10.CD【解析】本题考查电磁感应的综合应用，目的是考查学生的创新能力。线框进入磁场时与离开磁场时均做加速度减小的减速运动，选项A错误；线框进入磁场时根据动量定理有，线框离开磁场时有，解得，选项B错误；根据动能定理有，，选项C正确；根据动量定理有，，选项D正确。
11.（2）（2分）（3）（3分）
（4）①存在空气阻力（1分）②电磁铁没有立即消磁（1分）（其他合理原因均给分）
【解析】本题考查测重力加速度实验，目的是考查学生的实验探究能力。
（2）小球通过光电门时的速度大小。
（3）根据运动学公式得，可得，结合题图乙可得，解得。
（4）空气阻力、电磁铁没有立即消磁或小球没有完全退磁均会造成偏大。
12.（1）①C（2分）②如图所示（其他正确连线方式均给分）（4分）
（2）2.9（2分）（3）2.8（2分）
【解析】本题考查电表的改装，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）①当两电流表均满偏时有，解得，因此电阻应选用C。
②如图所示。
（2）根据串、并联电路的特点有，解得。
（3）电压表的实际量程。
13.【解析】本题考查理想气体状态方程，目的是考查学生的推理论证能力。
（1）气体的图线与横轴所围的面积就是气体对外界做的功，有（2分）
解得。（2分）
（2）设气体在某状态对应的压强、体积、热力学温度分别为、、，则有（2分）
（2分）
当时，取最大值，代入上式解得。（1分）
14.【解析】本题考查功能关系，目的是考查学生的推理论证能力。
（1）设小物块在点时的速度大小为，根据运动的合成与分解有（2分）
（2分）解得。（2分）
（2）设小物块在长木板上滑动时的加速度大小为，长木板的加速度大小为，有（1分）
（1分）（2分）
（1分）解得。（2分）
15.【解析】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，目的是考查学生的创新能力。
（1）质子在电场中做匀加速直线运动，有（2分）解得。（1分）
（2）质子运动的轨迹如图中的实线所示，设质子在第二象限内运动的时间为，在第一象限内运动的时间为，质子在匀强磁场中运动的轨迹半径为，有（1分）（1分）
（2分）（1分）解得。（1分）
（3）如图所示，设矩形的高为，则有（2分）
（2分）解得（2分）