精品解析：陕西省西安市鄠邑区2023-2024学年高三上学期期末考试理科综合试题-高中物理

高三年级教学质量监测 考生注意： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。 2．请将各题答案填写在答题卡上。 一、选择题： 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。它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波来计时的。图为氢原子能级图，在n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，轻质细绳OA一端系在小球O上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，平衡时细绳OA垂直于天花板，弹簧恰好水平。将细绳OA剪断的瞬间，小球的加速度（　　） A. 竖直向下 B. 沿OB方向 C. 沿AO方向 D. 等于0 3. “天问一号”火星探测器被火星捕获后。经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。P点为椭圆的近火点，Q点为远火点，关于探测器在停泊轨道上的运动（忽略其他天体的影响）。下列说法正确的是（　　） A. 探测器的机械能守恒 B. 探测器经过P点时的速度最小 C. 探测器经过Q点时的加速度最大 D. 探测器经过Q点时做“离心运动” 4. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（　　） A. B. C. D. 5. 光滑水平地面上物体A沿直线运动时与静止的物体B发生正碰，其位移-时间图像如图所示。由图可知，物体A、B的质量之比为（　　） A. 1：6 B. 1：4 C. 1：3 D. 1：2 6. 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. 、d两点的电场强度相同 C. 棱和棱所在的直线均是等势线 D. 、两点的电势差等于、两点的电势差 7. 图为一理想自耦变压器，在A、B间输入电压有效值恒定的交变电流，起初滑片位于线圈CD的中点G，滑片位于滑动变阻器R的中点，电流表A1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 8. 如图甲所示，横截面积为10cm2、绕有4000匝的螺线管与一定值电阻串联。已知螺线管的电阻为2Ω，定值电阻的阻值为6Ω，穿过螺线管内的匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变大，其B—t图像如图乙所示，以磁场向右穿过螺线管为正方向，在0~2s内，下列说法正确的是（　　） A. 穿过螺线管磁通量的变化率为10Wb/s B. A点电势比C点电势低 C. 定值电阻的电功率为8W D. 螺线管产生的热量为4J 二、非选择题： 9. 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直径为d。 （2）闭合电磁铁开关，吸住小球；测出小球与光电门间的高度差h；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t。则小球通过光电门时的速度大小v=_________（用题中的字母表示）。 （3）改变光电门的位置，重复实验，得到多组h、t，以为纵轴、h为横轴，作出的图像如图乙所示，则当地的重力加速度大小g=__________（用题中的字母表示）。 10. 某物理兴趣小组欲将电流表A1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A1（量程为1mA，内阻约为90Ω）； B．电流表A2（量程为1.5mA，内阻约为400Ω）； C．定值电阻（阻值为200Ω）； D．定值电阻（阻值为20Ω）； E．滑动变阻器R（阻值为0~10Ω）； F.一节新的干电池E； G.开关S及导线若干。 ①图中的电阻R0应选用_________（填“C”或“D”）； ②根据如图所示的器材符号，请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A1的示数I1和A2的示数I2，测得电流表A1的内阻为100Ω。 （2）给电流表A1串联一个阻值为_________kΩ（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表A1改装成量程为3V的电压表V。 11. 如图所示，一个可视为质点、质量m＝1kg的小物块，从平台上的A点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从C点进入固定光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量M＝2kg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θ，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，sinθ＝0.8。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Q。 12. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第二象限内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，第一象限内一梯形区域中存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），点P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Q点进入第一象限，经磁场偏转后从N点垂直x轴射入第四象限。已知P、Q、N三点的坐标分别为、、，质子的质量为m、带电荷量为e，不计质子受到的重力，求： （1）质子的最大速度v； （2）质子从P点运动到N点时间t； （3）第一象限内匀强磁场区域的最小面积S。 13. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 每个水分子的直径约为4nm B. 布朗运动反映了分子的无规则运动 C. 两分子间的作用力为0时分子势能最小 D. 气体温度升高，分子的平均动能可能减小 E. 密闭容器内的气体温度降低时，单位时间内容器壁的单位面积上受到气体分子的撞击次数减少 14. 如图所示，导热性能良好的U形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的5倍，此时左端水银面到管口的距离，比右端水银面高。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求： （1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强p； （2）活塞向下推动的距离d。 15. x＝-5m处的振源做振幅为8cm的简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示，x轴上P、Q两质点的坐标分别为1m和9m，t＝1.3s时质点Q第一次处于波谷，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向向上 B. 这列波的周期为0.2s C. 这列波的传播速度为10m/s D. t＝0.4s时，质点P第一次到达波峰 E. 当质点Q第一次到达波峰时，质点P通过的路程为72cm 16. 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α＝45°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φ＝150°。求： （1）水滴对单色光的折射率n； （2）出射光线1、2的夹角θ。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高三年级教学质量监测 考生注意： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。 2．请将各题答案填写在答题卡上。 一、选择题： 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。它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波来计时的。图为氢原子能级图，在n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 【答案】D 【解析】 【详解】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n=4的能级，则氢原子吸收的光子的能量为 故选D。 2. 如图所示，轻质细绳OA一端系在小球O上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，平衡时细绳OA垂直于天花板，弹簧恰好水平。将细绳OA剪断的瞬间，小球的加速度（　　） A. 竖直向下 B. 沿OB方向 C. 沿AO方向 D. 等于0 【答案】C 【解析】 【详解】小球受重力、细绳OA斜向上的拉力及弹簧的弹力作用，细绳OA中的拉力大小为 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AO方向、大小为 故选C。 3. “天问一号”火星探测器被火星捕获后。经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道，为着陆火星做准备。P点为椭圆的近火点，Q点为远火点，关于探测器在停泊轨道上的运动（忽略其他天体的影响）。下列说法正确的是（　　） A. 探测器的机械能守恒 B. 探测器经过P点时的速度最小 C. 探测器经过Q点时的加速度最大 D. 探测器经过Q点时做“离心运动” 【答案】A 【解析】 【详解】A．探测器在停泊轨道上的运动无其他外力做功机械能守恒，故A正确； B．由开普勒第二定律可知探测器经过P点时的速度最大，故B错误； C．探测器经过Q点时离火星最远所受引力最小，加速度最小，故C错误； D．探测器经过Q点时做“向心运动”，故D错误。 故选A。 4. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】n个电子形成的电流为 故选B。 5. 光滑水平地面上的物体A沿直线运动时与静止的物体B发生正碰，其位移-时间图像如图所示。由图可知，物体A、B的质量之比为（　　） A. 1：6 B. 1：4 C. 1：3 D. 1：2 【答案】A 【解析】 【详解】由图像的斜率表示速度，可推出碰撞前后的瞬时速度为 ， ， 由动量守恒可得 代入数据解得 故选A。 6. 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. 、d两点的电场强度相同 C. 棱和棱所在的直线均是等势线 D. 、两点的电势差等于、两点的电势差 【答案】ABC 【解析】 【详解】AB．设等量异种点电荷的连线中心为O点，电场中关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相同，故、两点的电场强度相同，、d两点的电场强度相同，故AB正确； C．等量异种点电荷的连线中垂面为等势面，棱和棱在等量异种点电荷的连线中垂面上，棱和棱所在的直线均是等势线，故C正确； D． 、两点在等势面上，则 点距离正电荷较近，而点距离负电荷较近，可知a点电势高于点，则 则 故D错误。 故选ABC。 7. 图为一理想自耦变压器，在A、B间输入电压有效值恒定的交变电流，起初滑片位于线圈CD的中点G，滑片位于滑动变阻器R的中点，电流表A1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 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．仅将滑片向上移，原线圈匝数增大，根据理想变压器的电压比等于匝数比可知，不变，则减小，根据可知副线圈电流减小，即的示数变小，再根据可知原线圈电流减小，即的示数变小，故A正确，B错误； CD．因原副线圈匝数均不变且不变，根据理想变压器电压比等于匝数比可知不变，仅将滑片向上移，接入电路的电阻阻值变大，根据可知副线圈电流减小，即的示数变小，再根据可知原线圈电流减小，即的示数变小，故C正确，D错误； 故选AC 8. 如图甲所示，横截面积为10cm2、绕有4000匝的螺线管与一定值电阻串联。已知螺线管的电阻为2Ω，定值电阻的阻值为6Ω，穿过螺线管内的匀强磁场的磁感应强度随时间均匀变大，其B—t图像如图乙所示，以磁场向右穿过螺线管为正方向，在0~2s内，下列说法正确的是（　　） A. 穿过螺线管的磁通量的变化率为10Wb/s B. A点电势比C点电势低 C. 定值电阻的电功率为8W D. 螺线管产生的热量为4J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．磁通量的变化率为 故A错误； B．根据楞次定律结合安培定则可知，A点电势比C点电势低，故B正确； C．根据已知条件可得回路中的感应电动势为 则定值电阻的电功率为 故C错误； D．螺线管产生的热量为 故D正确。 故选BD。 二、非选择题： 9. 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d。 （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h；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t。则小球通过光电门时的速度大小v=_________（用题中的字母表示）。 （3）改变光电门的位置，重复实验，得到多组h、t，以为纵轴、h为横轴，作出的图像如图乙所示，则当地的重力加速度大小g=__________（用题中的字母表示）。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】（2）[1]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，小球通过光电门时的速度大小为 （3）[2]小球做自由落体运动，有 整理得 图象的斜率为 当地的重力加速度大小为 10. 某物理兴趣小组欲将电流表A1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A1（量程为1mA，内阻约为90Ω）； B．电流表A2（量程为1.5mA，内阻约为400Ω）； C．定值电阻（阻值为200Ω）； D．定值电阻（阻值为20Ω）； E．滑动变阻器R（阻值为0~10Ω）； F.一节新的干电池E； G.开关S及导线若干。 ①图中的电阻R0应选用_________（填“C”或“D”）； ②根据如图所示的器材符号，请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A1的示数I1和A2的示数I2，测得电流表A1的内阻为100Ω。 （2）给电流表A1串联一个阻值为_________kΩ（结果保留两位有效数字）的定值电阻，可将电流表A1改装成量程为3V的电压表V。 【答案】 ①. C ②. ③. 2.9 【解析】 【详解】（1）[1]当电流表、满偏时，电流表并联的电阻约为 故图中的电阻应选用C。 [2]滑动变阻器变阻器阻值较小，需采用分压式接法，电流表与定值电阻并联可求出电流表两端的电压，电流表测量通过电流表与定值电阻的总电流，故实验电路的原理图如图所示。 （2）[3]根据电压表改装原理 电流表A1串联一个定值电阻的阻值为 11. 如图所示，一个可视为质点、质量m＝1kg的小物块，从平台上的A点以的初速度水平抛出，恰好无碰撞地从C点进入固定光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量M＝2kg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θ，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，sinθ＝0.8。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Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小物块在C点的速度为 小物块从C点运动至D点，根据动能定理有 解得小物块滑上长木板时的速度大小为 （2）对小物块，根据牛顿第二定律有 对长木板，根据牛顿第二定律有 解得 ， 设经历时间小物块与长木板共速，速度为，则 解得 小物块与长木板间的相对位移为 小物块与长木板间因摩擦产生的热量为 12. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第二象限内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，第一象限内一梯形区域中存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），点P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Q点进入第一象限，经磁场偏转后从N点垂直x轴射入第四象限。已知P、Q、N三点的坐标分别为、、，质子的质量为m、带电荷量为e，不计质子受到的重力，求： （1）质子的最大速度v； （2）质子从P点运动到N点的时间t； （3）第一象限内匀强磁场区域的最小面积S。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）质子在电场力的作用下加速，根据动能定理有 质子的最大速度为 （2）质子从从Q点进入第一象限，经磁场偏转后从N点垂直x轴射入第四象限，画出轨迹如图所示。   质子在电场中运动有 质子磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力 质子做匀速直线运动的时间为 质子在磁场中运动的时间为 质子从P点运动到N点的时间为 （3）质子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力 则第一象限内匀强磁场区域的最小面积为 13. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 每个水分子的直径约为4nm B. 布朗运动反映了分子的无规则运动 C. 两分子间的作用力为0时分子势能最小 D. 气体温度升高，分子的平均动能可能减小 E. 密闭容器内的气体温度降低时，单位时间内容器壁的单位面积上受到气体分子的撞击次数减少 【答案】BCE 【解析】 【详解】A．每个水分子的直径约为0.4nm，选项A错误； B．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，反映了水分子的无规则运动，选项B正确； C．两分子间的作用力为0时分子势能最小，选项C正确； D．温度是分子平均动能的标志，则气体温度升高，分子的平均动能一定增加，选项D错误； E．密闭容器内的气体温度降低时，气体的体积不变，数密度不变，压强减小，分子平均速率减小，则单位时间内容器壁的单位面积上受到气体分子的撞击次数减少，选项E正确。 故选BCE。 14. 如图所示，导热性能良好的U形管开口向上竖直放置，两端口等高，左端开口、右端封闭，左端横截面积为右端的5倍，此时左端水银面到管口的距离，比右端水银面高。现用厚度不计的轻质活塞封闭左端端口并缓慢向下推动活塞，使两管水银面相平。已知外界大气压强恒为，封闭气体均可视为理想气体，环境温度保持不变，求： （1）两管水银面相平时右管封闭气体的压强p； （2）活塞向下推动距离d。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设初始状态右管封闭气体的压强，则 得 推动活塞至两管水银面相平，设左端液面下降，根据左端横截面积为右端的5倍，则右端液面上升，有 解得 对右管封闭气体，根据波意耳定律有 解得 （2）对左端封闭气体，根据波意耳定律有 解得 15. x＝-5m处的振源做振幅为8cm的简谐运动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示，x轴上P、Q两质点的坐标分别为1m和9m，t＝1.3s时质点Q第一次处于波谷，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向向上 B. 这列波的周期为0.2s C. 这列波传播速度为10m/s D. t＝0.4s时，质点P第一次到达波峰 E. 当质点Q第一次到达波峰时，质点P通过的路程为72cm 【答案】ACE 【解析】 【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据平移法可知x＝-1m处的质点向上振动，所以波源的起振方向向上，故A正确； BC．由图可知波长为4m，则有 t＝1.3s时质点Q第一次处于波谷，则有 其中x=10m，解得 s，m/s 故B错误，C正确； D．质点P第一次到达波峰所需的时间为 故D错误 E．质点P第一次到达波峰所需的时间为 当质点Q第一次到达波峰时，质点P运动的时间为 s-0.2s=0.9s=2T 运动的路程为 cm 故E正确； 故选ACE。 16. 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α＝45°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φ＝150°。求： （1）水滴对单色光的折射率n； （2）出射光线1、2的夹角θ。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知，第一次折射的折射角为 所以折射率为 （2）出射光线1、2的夹角 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$