湖北省武汉市武昌区2023-2024学年高三上学期期末物理试题含答案.pdf

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1、武昌区武昌区 2024 届高三年级上学期期末质量检测届高三年级上学期期末质量检测物理物理本试卷共本试卷共 8 页，页，15 题，全卷满分题，全卷满分 100 分，考试用时分，考试用时 75 分钟。分钟。祝考试顺利祝考试顺利注意事项：注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均

2、无效。铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共一、选择题：本题共 10 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第题只有一项符合

3、题目要求，第 810 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。1.用如图所示电路研究光电效应现象，A、K 两个电极密封在真空玻璃管中。先后用频率为1v、2v的入射光照射 K 极，电压表测出遏止电压分别为c1U和c2U，下列说法正确的是（）A.光电子在 K、A 间加速运动B.普朗克常量c1c212e UUhvv-=-C.增大入射光的光强，K 极金属的逸出功也增大D.当微安表示数最大时，电压表示数即为遏止电压2.某高速飞行器正在做直线飞行，雷达探测其 6 秒时间内的位置并通过数据拟

4、合出飞行器的位置 x（单位：米）与时间 t（单位：秒）关系的表达式为239468428 06sxttt=+-，下列说法正确的是（）A.飞行器先减速后加速运动B.飞行器的加速度大小为239m/sC.0t=时刻，飞行器的速度大小为468m/sD.飞行器在第 1s 时间内的位移大小为 79m3.某位同学在媒体上看到一篇报道称：“地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为火星冲日，平均 780 天才会出现一次。2022 年 12 月 8 日这次冲日，火星和地球间距约为 8250万千米。”他根据所学高中物理规律，设火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示，已

5、知地球的公转周期为 365 天，引力常量11226.67 10N m/kgG-=。由以上信息，他可以估算出下列哪个物理量（）A.火星的半径B.火星的质量C.火星表面的重力加速度D.火星绕太阳运动的公转周期4.如图所示，A、B 是点电荷电场中同一条电场线上的两点，电荷量911 10 Cq-=的试探电荷从无穷远运动到A 点，静电力做的功为84 10 J-；电荷量922 10 Cq-=-的试探电荷从 A 点匀速运动到 B 点，电势能增加了82 10 J-。下列说法正确的是（）A.场源电荷是正电荷B.A、B 间的电势差AB10VU=C.A 和 B 的中点的电势45Vj-D.从 A 到 B，电场对2q做

6、功的功率减小5.如图所示为气压式升降椅和简易结构切面图，在气缸和气缸杆之间封闭一定质量的理想气体，气缸密封性和导热性良好，忽略一切摩擦。设无人坐椅时，气缸内气体的初始状态为 A；有人慢慢地坐到座椅上后，双脚离地，椅面下降，气缸内气体稳定后的状态为 B；空调开启，室内温度下降至某值并保持恒温，气缸内气体稳定后的状态为 C；最后此人离开座椅，气缸内气体稳定后的状态为 D。关于气缸内气体的描述，下列说法正确的是（）A.状态 A 到 B，外界对气体做功，气体内能一直增大B.状态 B 到 C，气体分子热运动的平均动能保持不变C.状态 C 到 D，气体对外界做功，气体从外吸收热量D.状态 A 与状态 D

7、的气体分子热运动的平均动能相等6.如图所示水平面上，固定的装置是由半径为 R 的绝缘圆环和沿半径方向的绝缘细杆组成，空间中的匀强电场平行于细杆向左。圆环上套有一带正电小球 A，细杆上套有一带正电小球 B。初始时 A 静止在离 P 点较近处，A、B 间距为 R，现用外力使 B 缓慢向 P 点移动，则 A 沿圆环缓慢右移。在这过程中，若两小球所带电量不改变且不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（）A.圆环对 A 的弹力一直减小B.A、B 间的库仑力先增大后减小C.B 对 A 的库仑力可能大于圆环对 A 的弹力 D.B 对 A 的库仑力小于匀强电场对 A 的作用力7.如图所示，一平面简谐横波在0t=和

8、1st=时刻的波形曲线分别为图中实线和虚线。介质中平衡位置在坐标原点的质点 P 在图示的两个时刻的位移都为1cmy=。已知该波的周期1s3sT，质点 P 的位移时间关系可表示为（）A.452sincm36ytpp=+B.42sincm36ytpp=+C.252sincm36ytpp=+D.22sincm36ytpp=+8.如图所示是一个磁悬浮花盆和它的原理图，上方的花盆内有一个强永磁体，底座内有一个线圈，给线圈通电后，花盆就可以悬浮起来。下列说法正确的是（）A.线圈中通的是交流电B.图乙中接线柱 a 接的是电源负极C.若仅增大线圈中的电流，花盆悬浮得更高D.若仅增加线圈的匝数，再次悬浮稳定后的

9、花盆受到的磁力增大9.某景区有一喷泉，水柱从横截面积为 S 的喷口以恒定速度竖直向上持续喷出，水柱最大高度为 H。工作人员将一质量为 M 的玩具放在水柱中某高度处，玩具恰好可以稳定悬停在空中。已知水的密度为r，水柱冲击玩具底部后，在竖直方向的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开，重力加速度大小为 g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）A.喷口处喷出的水的速度MgvSr=B.喷口单位时间内喷出的水的质量为2mSgHr=C.单位时间内与玩具作用的水的质量为2gmMH=D.悬停在空中的玩具底面相对于喷口的高度为2224MhHHSr=-10.如图所示，空间中有一圆心为 O 的半圆，P、1P、2P为圆周

10、上的三点，且190POP=、2120POP=。一带电粒子从P点沿PO方向以一定速度0v射入，若空间中只有磁感应强度大小为B且垂直纸面的匀强磁场，粒子经时间1t恰好以动能1kE到达1P点，这段过程洛伦兹力的冲量大小为1I；若空间中只有电场强度大小为E且平行于1OP方向的匀强电场，粒子经时间2t恰好以动能k2E到达2P点，这段过程电场力的冲量大小为2I。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A.12:3ttp=B.:3 3:4B E=C.k1k2:3:7EE=D.12:6:2II=二、非选择题：本题共二、非选择题：本题共 5 小题，共小题，共 60 分。分。11.（7 分）实验小组的同学用以下器材验

11、证平抛运动过程中机械能守恒：二维运动传感器、平抛轨道、计算机、数据线、铁架台、重锤线。如图甲所示，二维运动传感器是由小球和接收器组成。接收器每隔 0.02s 采集一次小球发射出的定位信号，并将数据发送给计算机进行处理。（1）调节平抛轨道，使轨道末端_；（2）将小球从轨道的某高度处由静止释放。计算机接收到的数据如下表所示，并根据数据自动绘出了小球运动的点迹如图乙所示。点迹ABCDEFGx（cm）6.609.0011.4013.8016.2018.6021.00y（cm）0.671.893.505.507.8910.6713.84（3）分析实验数据可知，小球水平方向的分运动是_运动，选取图中 B

12、点到 F 点为研究过程，小球运动到这两点时竖直方向分速度的大小分别为Byv和Fyv，其中Byv=_m/s（结果保留 2 位有效数字），将数据带入等式_（用Byv、Fyv、B 和 F 间高度差yD、重力加速度 g 表示）。在误差允许范围内等式成立，即可验证平抛运动过程中机械能守恒。12.（10 分）某实验小组为测量一款旧移动电源的电动势和内阻，准备了以下实验：（1）查看移动电源的铭牌，如图甲所示，若持续输出 2A 的电流，该移动电源最多供电时长为_h。（2）实验室有以下器材：待测移动电源（内阻小于 1.0）；电流表 A：量程 0.6A，内阻约为 0.3电压表 V：量程 3.0V，内阻为 3000

13、定值电阻19R=W定值电阻23000R=W滑动变阻器、开关、导线若干同学们用以上器材设计了四种测量电路如下，其中最合理的测量电路是_（3）用最合理的测量电路进行实验，调节滑动变阻器的阻值，并记录不同阻值时电压表示数 U 和电流表示数I，做出UI-图线如图乙所示，则该移动电源的电动势为E=_V，内阻为r=_W。（结果保留 2位有效数字）（4）同学们在实验过程中发现，用不同最大阻值的滑动变阻器调节效果不同。因此分别接入最大阻值为 10、50、500 的滑动变阻器到上述实验的电路中进行实验，之后以滑动变阻器接入电路中的有效长度 l 与总长度L 的比值为横轴，以电压表示数 U 为纵轴，做出如图丙所示的

14、三条图线，对应最大阻值为 10 的滑动变阻器的图线是_（选填 A、B、C）13.（10 分）水平放置的不透明水槽里盛有 12cm 深的透明液体。一束激光以一定角度从 P 点斜射入液体中，如图所示在水槽 A、B、C 三个位置可观察到光斑。测量出15cmOA=，16.5cmOB=，30cmOC=，求该液体的折射率。14.（15 分）如图所示，半圆槽左端 A 与一块竖直挡板平滑无缝拼接并固定，总质量2kgM=，在水平拉力F的作用下沿光滑水平面向右匀加速直线运动，这时一个可看作质点的滑块恰好能静止在挡板右侧面的 B 点。滑块的质量1kgm=，与挡板间的动摩擦因数0.25m=，若最大静摩擦力等于滑动摩擦

15、力，重力加速度g取210m/s。（1）求水平拉力 F 的大小。（2）若换用较小的水平拉力使半圆槽从静止开始向右匀加速运动，同时滑块从 B 点开始沿挡板无初速下滑，经时间0.25st=恰好滑至 A 点进入半圆槽内，这时撤去拉力，滑块继续下滑至最低点 C。已知 A、B 间距0.125mh=，半圆槽的内壁光滑，切面半径0.25mR=，求滑块滑到 C 点时的速度大小。15.（18 分）如图所示，一足够长的倾角为q的光滑斜面固定在水平地面上，斜面中段有一垂直于斜面方向的匀强磁场区域，磁感应强度大小1BT=，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行。斜面顶端放有一质量0.06Mkg=，电阻忽略不计的型导体框P

16、PQQ，PQ长度为0.6Lm=且与斜面底边平行。一质量0.02kgm=，电阻3R=W的金属棒AB的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路ABQP。初始时，金属棒与导体框同时由静止开始下滑。金属棒进入磁场瞬间，立即做匀速运动，速度大小为04m/s3v=，直至离开磁场区域。金属棒离开磁场的瞬间，PQ边正好进入磁场，并匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好，且与 PQ 边始终不相碰，重力加速度g取210m/s，sin0.6q=，求：（1）金属棒与导体框之间的摩擦力。（2）金属棒和导体框在磁场中匀速运动的时间分别为多少？武昌区武昌区 2024 届高三年级上学期期末质量检测届高三

17、年级上学期期末质量检测物理评分标准物理评分标准一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 810 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。题号12345678910答案BCDBCDABCBDACD二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。11.（7 分）（1）水平（1 分）；（3）匀速直线（2 分），0.71（2 分），22FyB2yvvg y-=D（2 分）12.（10 分）（1）5（2 分）；（2）C（2 分）；（3）4.8（2 分）、0.80（0.700.

18、95 均可）（2 分）；（4）C（2 分）13.（10 分）作光路图，补全反射光线和折射光线，E 为 A 处法线与液面的交点，Q 为光线从液面出射点，根据反射定律和几何知识有，RtCDP和RtBDQ互为相似三角形。设PEEQx=则CDBDPDQD=2 分其中30 1218cmCD=-=，16.5 124.5cmBD=-=15cmPDx=+，15cmQDx=-带入中解得9cmx=2 分所以，在RtCDP中4tan3PDCDa=，即4sin5a=1 分在RTAEP中3tan4PEAEb=，即3sin5b=1 分由sinsinnab=2 分有43n=14.（15 分）（1）以物块为研究对象，画受力分

19、析图N1f111FmaFmg=LLLLLLLL 分 分物块恰好静止在挡板上，即所受摩擦力为最大静摩擦力又fNFFm=1 分以整体为研究对象()FmM a=+1 分由有120NF=2 分（2）以物块为研究对象，画受力分析图设物块沿挡板下滑，竖直方向的加速度为ya，水平方向的加速度为xaN2f 211xyFmamgFma=-=LLLLLLLL 分 分又滑块在竖直方向的运动有212yha t=1 分由有2224m/s4m/sxyaa=物块滑到 B 点时的速度在水平、竖直方向的分量分别为xv、yv，则6m/s11m/s1xxyyva tva t=LLLLLLLL 分 分设物块到达 C 点时，半圆槽的速

20、度为Mv，物块的速度为Cv。撤去F后，物块从B点运动到C点过程中，物块和半圆槽构成的系统水平方向动量守恒：MC()xMm vMvmv+=+1 分系统机械能守恒22222xxyMC11112222Mvm vvmgRMvmv+=+1 分由有MC5m/s8m/svv=或MC7m/s4m/svv=（舍）因物块从 A 点运动到 C 点过程中，物块加速运动，半圆槽减速运动，所以舍去不合理的计算结果故C8m/sv=2 分15.（18 分）金属棒在磁场中切割磁场产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得EBLv=1 分由闭合回路的欧姆定律可得EIR=1 分通电导体在磁场中受到的安培力为FILB=1 分金属棒在磁

21、场中以04m/s3v=匀速运动时，受力平衡fsinmgFFq+=1 分由有，金属棒受到的安培力0.16NF=摩擦力f0.04NF=2 分方向沿斜面向下1 分（2）设导体框在磁场中匀速运动时速度为2v，受到安培力为1F1fsinMgFFq=+1 分由以及牛顿第三定律有：18m/s3v=2 分设金属棒匀速运动时间为1t，导体框在这段时间做匀加速运动的加速度为1ai1sinMgFMaa-=1 分解得2116m/s3a=1 分10111s4vvta-=1 分磁场的长度为0 11m3dv t=1 分假设导体框在磁场中一直匀速运动，时间设为2t211s8dtv=1 分设金属棒在时间2t内匀加速运动的加速度为2a，末速度为2vf2sinmgFmaq+=1 分解得228m/sa=1 分202 217m/s3vva tv=+=1 分所以导体框在磁场中一直匀速运动的假设成立，