云南省保山市2023-2024学年高三上学期1月期末物理试题（Word版附解析）

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注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分300分，考试用时150分钟。
以下数据可供解题时参考。
可能用到相对原子质量：H—1 C—12 O—16 S—32 Au—197
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求；第19~21题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。
1. 原子核A经过x次α衰变和y次β衰变变为原子核C，若A、C是同位素，但C的中子数比A少16个，则（ ）
A. B. C. D.
2. 如图所示，a、b两卫星均环绕地球做匀速圆周运动，a为同步轨道卫星，b为倾斜轨道卫星，a、b两卫星到地心的距离相同。下列说法正确的是（ ）
A. a卫星的速率小于b卫星的速率
B. a卫星的周期小于b卫星的周期
C. a卫星角速度大于b卫星的角速度
D. a卫星的向心加速度大小等于b卫星的向心加速度大小
3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，先后通过相距40m的A、B两质点，从波传播到A质点开始计时，测得质点A完成10次全振动用时，而在这一段时间内，质点B一共完成了8次全振动。则该波的波速大小为（ ）
A. 2m/sB. 4m/sC. 5m/sD. 10m/s
4. 某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶，如图所示，自行车的大齿轮的半径为，小齿轮的半径为，车轮的半径为，大齿轮转动的周期为T，则自行车前进的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L，每条边的电阻均为r，处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连，则线框abcd受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 某光学器材内部有一个长方体形的光学元件abcd，该元件由三个等腰直角三棱镜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组成。一单色细光束垂直ab面射入三棱镜Ⅰ，依次通过三棱镜Ⅱ和三棱镜Ⅲ，最终垂直cd面射出，光束穿过三个棱镜的光路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 三个棱镜中，棱镜Ⅰ的折射率最大
B. 棱镜Ⅰ的折射率和棱镜Ⅲ的折射率相同
C. 光在棱镜Ⅰ中的传播速度大于棱镜Ⅱ中的传播速度
D. 光在棱镜Ⅰ中的传播速度小于棱镜Ⅲ中的传播速度
7. 如图所示，绝热气缸内用质量为m的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，轻质弹簧一端固定在活塞上，另一端固定在气缸底部，活塞可沿气缸无摩擦滑动，此时弹簧处于原长。现通过电热丝对气体进行缓慢加热，使活塞上升了一段距离，此过程中封闭气体没有泄漏，大气压强恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 加热前封闭气体的压强等于大气压强
B. 加热过程中封闭气体分子的平均动能增大
C. 加热过程中气体吸收的热量等于弹簧弹性势能的增加量与活塞重力势能的增加量之和
D. 加热过程中气体对活塞做的功大于弹簧弹性势能的增加量与活塞重力势能的增加量之和
8. 如图所示，平行金属板M、N竖直放置，两板间有P、Q两小球（可视为质点）用绝缘细线连接悬挂于固定点O，两小球的带电量分别为，P的质量为m，Q的质量为2m，两绝缘细线长度均为L，系统静止时两绳均处于拉直状态。现使M板带正电、N板带负电，它们的电荷量从0开始缓慢增加，直到连接P、Q之间的细绳与竖直方向的夹角为后停止增加两板的带电量，此后两板的带电量保持恒定。M、N两板之间的电场视为匀强电场，重力加速度为g，取，，下列说法正确的是（ ）
A. 增加两板的带电量的过程中电场力对小球P做正功
B. 增加两板的带电量的过程中电场力对小球Q做正功
C. 最后系统静止时板间电场强度的大小为
D. 此过程中电场力对P、Q两小球组成的系统做的功为
二、非选择题：共14题，共174分。
9. 某同学用如图所示实验装置做“验证动量守恒定律”的实验。部分实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测得两条遮光片的宽度均为d，并将它们固定在两滑块上。
（2）用天平测得滑块A的质量为，滑块B的质量为。
（3）将两滑块放到气垫导轨上，启动气泵，使气垫导轨正常工作，将气垫导轨调成水平。
（4）在气垫导轨上方固定两个光电门，调整光电门位置，使两滑块沿气垫导轨滑动时，遮光片能通过光电门，但光电门不影响两滑块的滑动。
（5）先使滑块A和滑块B静止在气垫导轨上如图中所示位置，然后用外力推动滑块A使其获得一速度后沿气垫导轨滑动，通过光电门1后与滑块B碰撞，碰后滑块A反弹再次通过光电门1后用手止住，碰后滑块B向右运动，通过光电门2后用手止住。
（6）计时器记录得滑块A第一次通过光电门1时遮光片挡光时间为，第二次通过光电门1时遮光片的挡光时间为，滑块B通过光电门2时遮光片的挡光时间为，则可得碰撞前两滑块组成的系统总动量为______，碰后两滑块组成的系统总动量为______，若在误差允许范围内，与近似相等，则可认为碰撞过程中滑块A、B组成的系统动量守恒。若已经验证了此过程中滑块A、B组成的系统动量守恒，还要验证它们的碰撞是不是弹性碰撞，还需要验证的表达式是______。（用上述相关物理量的字母表示）
10. 某同学用如图甲所示的电路测量一热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线，图中为放置于控温箱中的热敏电阻，该电阻上标有10℃时该电阻的阻值为830Ω。部分实验步骤如下：
（1）按图甲所示的电路图连接电路，开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片滑到______（填“a”或“b”）点。
（2）将控温箱的温度调至10℃，闭合开关S，调整滑动变阻器和电阻箱，使电流表G有适当的示数，记为I，此时电阻箱如图乙所示，可得其阻值为______Ω。
（3）保持滑动变阻器的阻值不变，将控温箱的温度调至20℃，温度稳定后调整电阻箱，使电流表的示数仍为I，此时电阻箱如图丙所示，可得此时热敏电阻的阻值为______Ω。
（4）不断调整热敏电阻的温度，记录不同温度及该温度下热敏电阻的阻值，得到热敏电阻的阻值随温度t变化的图像如图丁所示。
（5）关闭控温箱电源，一段时间后热敏电阻的温度与室温相同，此时用图甲中的电路测得热敏电阻的阻值为520Ω，可知室温为______℃。（结果保留2位有效数字）
（6）某同学用该热敏电阻设计了一简易报警装置如图戊所示，图中电源的电动势为，内阻不计，当RT两端的电压降到4V及以下时控制开关将启动报警电路报警。要使报警器在40℃时报警，电阻箱Rx的阻值应调为______Ω；若要提高报警温度，应将Rx调______（填“大”或“小”）。
11. 如图所示，AB为高台滑雪某段滑道的示意图，由一段倾斜轨道和一段圆弧轨道组成，A、B两点间的竖直高度差为。质量为的滑雪运动员（可视为质点）从A点由静止开始下滑，从B点斜向上飞出后运动轨迹如图中BCD所示，C为轨迹最高点，B、C两点的竖直高度差为，B、D两点位于同一水平面上，它们之间的距离为。取重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）运动员到达B点时的速度大小；
（2）从A到B的过程中运动员克服阻力做的功。
12. 如图所示，平面直角坐标系xOy位于光滑绝缘水平面上，第一象限内有垂直xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，第二象限内有平行x轴正方向的匀强电场。质量为m、不带电的小球N静止在y轴上的点，质量为2m、带电量为的小球M，从点在电场力作用下从静止开始运动，运动到点时与小球N发生弹性正碰，碰后两小球各带的电荷量，小球N在磁场中运动后从点离开磁场，两小球均可视为质点。求：
（1）碰后小球N的速度大小；
（2）小球M在磁场中运动的时间。
13. 如图甲所示，两足够长的平行导轨间距为，导轨下端连接一阻值为的电阻，导轨平面与水平面的夹角为，矩形区域abcd范围内存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量为m：电阻为的导体棒MN跨在两导轨上并始终与导轨接触良好。时刻开始，导体棒MN从磁场区域下方某处在平行导轨向上的力F作用下由静止开始运动，穿越磁场区域后继续向上运动，此过程中MN始终保持与两导轨垂直，MN的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，力F随时间t变化的图像如图丙所示。若全过程中电阻R产生的热量为4.13J，取重力加速度。求：
（1）导体棒与导轨之间的动摩擦因数；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）导体棒穿越磁场过程中拉力F做的功。