山东省威海市2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题

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1．本试卷共8页，满分100分，考试用时90分钟。
2．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
3．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
4．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．关于核反应方程：（1）（2）（3）（4），下列说法正确的是
A．（1）是衰变，1g经过两个半衰期全部衰变
B．（2）是核裂变，β射线的电离本领比α射线强
C．（3）是人工转变，的比结合能比大
D．（4）是热核反应，该反应需要很高的温度并放出热量
2．下列对光电效应规律的理解正确的是
A．遏止电压与入射光频率成正比
B．极限频率是能发生光电效应的最小频率
C．饱和电流大小由入射光频率决定，与光照强度无关
D．所有光电子的初动能都等于光电子的最大初动能
3．采用电解法可以测量阿伏加德罗常数。用两块铜片作两极，以CuSO4溶液为电解质溶液进行电解，Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜，使铜片增重，作为阳极的铜片溶解而减重。电极反应分别为阴极：Cu2++2e-=Cu，阳极：Cu-2e-=Cu2+。电解时，电流强度为I，经过时间t阴极铜片增加的质量为m，铜的摩尔质量为M，电子的电量为e，则阿伏加德罗常数为
A． B． C． D．
S
S1
S2
P
4．如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图，实验时光源发出的白光从左边照射单缝S，若在S左侧加上红色滤光片，可以在光屏P上看到红光的干涉条纹。下列说法正确的是
A．仅增大双缝到屏的距离，干涉条纹的间距将减小
B．仅增大双缝间的距离，干涉条纹的间距将增大
C．仅将红色滤光片替换为蓝色滤光片，干涉条纹间的距离会减小
D．仅将单缝S从中央对称轴位置处稍微向上移动，中央亮纹的位置向上移动
N
M
F
5．如图所示，光滑的轻质滑轮通过竖直杆固定于天花板上，一根不可伸长的轻绳跨过滑轮分别系着物块M和N，M静止在光滑水平地面上，N在水平拉力F作用下处于静止状态。现将F沿逆时针方向缓慢转至竖直方向，此过程中M和N始终静止不动。下列说法正确的是
A．F先增大后减小
B．绳的弹力先减小后增大
C．M对地面的压力逐渐减小
D．滑轮对杆的作用力逐渐减小
6．如图所示，地月拉格朗日L2点在地球与月球的连线上。卫星在L2点受地球、月球的引力作用，与月球一起以相同的角速度绕地球运动。已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，月球表面的重力加速度为，月球绕地球运转的周期为T，地、月间的距离为L，月球与L2点的距离为S，则月球的半径可表示为
A．
地球
月球
拉格朗日L2点
B．
C．
D．
x/cm
-2
/ V
•
4
•
0
40
7．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波，振荡原理可以解释如下：静电场平行于x轴，电势随x的变化图像如图所示。一带电粒子的质量为2×10-6kg，电荷量大小为1×10-9C，从x=4cm处由静止释放，仅在电场力作用下粒子在x轴上往返运动。下列说法正确的是
A．原点左侧的电场强度方向沿x轴正方向
B．原点右侧的电场强度大小为2×103V/m
C．粒子的最大速度为2m/s
D．粒子运动的周期为1.2s
A
F
F/Nm
0
x/m
1.86
6
12
甲 乙
8．如图甲所示，质量为0.2kg的物块受到水平向右的拉力F，以4m/s的初速度从A点向右运动，F随位移x变化的图像如图乙所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g取10m/s2，在运动过程中物块的最大速度为
A．m/s
B．m/s
C．m/s
D．3m/s
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示为测量大气压强的实验装置，将一定质量的理想气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接。最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水，稳定后U形管两臂中水银面的高度差为25cm。环境温度不变，不计细玻璃管中气体的体积。下列说法正确的是
A．气体的内能增大
B．气体分子的平均动能不变
C．气体对外界做的功等于它吸收的热量
D．大气压强的测量值为75cmHg
10．在光滑水平面上建立Oxy平面坐标系，一质量为m的质点以某一初速度v0运动时，受到外力F=0.2N的作用，x轴方向的速度-时间图像如图甲所示，y轴方向的位移-时间图像如图乙所示。质点运动过程中的最小速度为v，速度最小时相对出发点的位移为x。下甲 乙
0
vx(m/s)
t/s
0
y/m
t/s
2
4
6
2
列说法正确的是
A．m=0.1kg
B．v0=4m/s
C．v=3m/s
D．x=10m
甲 乙
学生电源
交流
A
×
×
V
L1
L2
T1
T2
学生电源
交流
A
×
×
V
L1
L2
11．某同学将远距离输电实况巧妙的移入室内进行科学实验与研究。如图甲所示，将6卷导线（每卷为100m）串联后接入电路，其中L1、L2两灯完全相同，电表均为理想电表。将学生电源的电压调至4V，可以看到灯L1正常发光，灯L2几乎不亮，此时电流表的示数为250mA，电压表的示数为0.5V；如图乙所示，在两灯附近分别接理想变压器T1和T2，将学生电源的电压仍调至4V，电流表的示数为190mA，电压表的示数为3.8V，可以观察到灯L1和L2的亮度相差不大，不考虑温度对灯丝阻值的影响。下列说法正确的是
A．6卷导线的总电阻为14Ω
B．乙图电路中6卷导线上损失的总功率约为0.51W
C．变压器T1的匝数比为1:5
D．变压器T2的匝数比为10:1
12．如图甲所示，光滑金属导轨abc和deO电阻不计，abed为边长为d的正方形，bc段为圆弧，O为圆弧的圆心，bOe=45°，ad间连接电阻为R的灯泡。0时刻开始电阻为R的导体棒绕O点沿圆弧转动，转动的角速度为，经2t0由b转到c。扇形区域内磁场恒定，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B0，正方形区域内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是
A．0-t0灯泡发光且电流方向由a→d
B．0-t0灯泡两端电压为
C．0-t0通过导体棒的电荷量为
D．若要使t0-2t0灯泡不发光，乙图中B的变化率为B0
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）
某同学将横截面为三角形的玻璃砖放在水平木板的白纸上，用插针法测定其折射率，如图甲所示，P1、P2、P3、P4为四枚大头针，θ1、θ2分别为入射角与折射角。回答以下问题：
sinθ2
sinθ1
0
0.2
0.6
0.2
0.4
0.6
0.4
0.8
0.8
P1
P4
P2
P3
θ1
θ2
A
B
C
甲 乙
（1）下列说法正确的是________；
A．θ1越大，实验误差越小
B．P3、P4没有竖直插入不影响测量结果
C．P3、P4间的距离小些会减小实验误差
D．入射点适当靠近A点可以减小实验误差
（2）该同学根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图乙所示，从图线可知折射率为________（保留两位有效数字）；
（3）该同学开始实验时忘记描绘ABC的轮廓，记录下四枚大头针的位置，描绘ABC的轮廓时，不小心将玻璃砖的位置沿AC的方向向右平移了少许（玻璃砖底边仍与AC所在直线重合），则该材料折射率的测量值________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
14．（8分）
某同学查阅资料后发现，金属丝的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数，ρ0是金属丝在t=0℃时的电阻率。该同学利用实验室中的器材测定某种金属丝的电阻温度系数。实验的主要步骤如下：
a．将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω的灵敏电流计并联一电阻R，改装成量程为0.6A的电流表；
b．用螺旋测微器测量金属丝的直径；
c．将金属丝接入如图甲所示的电路中，用米尺测量金属丝接入电路中的有效长度；
d．闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，测量金属丝的温度并记下电压表及灵敏电流计的多组示数；
e．改变金属丝的温度，重复实验；
G
V
R
RX
甲 乙 丙
ρ/×10 7(Ω·m)
t/℃
0
10
30
2.00
4.00
6.00
20
40
8.00
0
30
35
40
-
f．算出不同温度下金属丝的电阻率，将电阻率与温度的数据在坐标纸中描出点迹，如图乙所示。
请回答以下问题：
（1）R=______Ω；
（2）某次测量螺旋测微器的读数如图丙所示，则读数为______mm；
（3）某次实验中，电压表的示数为2V，灵敏电流计的示数为100mA，则金属丝的电阻为______Ω；
（4）该金属丝的电阻温度系数α=______℃-1（结果保留2位有效数字）。
15．（7分）
如图所示，t=0时刻，位于x=0处的质点A从平衡位置开始向下运动，经1.4s第一次形成如图所示的波形。质点B是平衡位置为x=2.2m处的质点。求：
（1）该波的波速；
y/cm
x/m
0.1
0.7
0
2
（2）从t=0到质点B第一次到达波峰，质点A通过的路程。
16．（9分）
A
B
C
D
37°
O
53°
如图所示，与竖直方向成α=37°的光滑直轨道AB与半径R= EMBED Equatin.KSEE3 \* MERGEFORMAT 的光滑圆轨道相切于B点，O为圆心，C为圆轨道最低点，OB与OC的夹角β=53°，D为圆轨道上与O等高的点，整个轨道竖直固定在水平地面上。现将一可视为质点的小球从直轨道上距离B点L= EMBED Equatin.KSEE3 \* MERGEFORMAT 处的A点由静止释放，小球从圆轨道上的E点（图中未画出）离开。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求小球到达E点时的速度大小及方向；
（2）计算说明小球离开圆轨道后能否落到直轨道上。
17．（14分）
如图甲所示的三维坐标系Oxyz中，荧光屏P与平面xOy平行放置，分界面M与P平行并将空间分为Ⅰ、Ⅱ两区域。区域Ⅰ内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。区域Ⅱ内存在如图乙所示的匀强磁场（沿z轴正方向为磁场的正方向），磁感应强度大小为B。一电荷量为q，质量为m的带正电粒子从O点以初速度v0沿z轴正方向射入区域Ⅰ，到达M时速度方向与z轴正方向成60°，此时开始计时，最后粒子在t=时刻打在P上。粒子的重力忽略不计，求：
（1）M到O点的距离；
（2）粒子在区域Ⅱ的速度大小；
（3）MP间的距离；
甲
O
y
x
z
P
区域Ⅱ
区域Ⅰ
M
-B
B
Bz
0
t
乙
（4）粒子打在P上的x坐标和y坐标。
18．（16分）
如图所示，水平面上镶嵌两个传送带甲、乙，甲的长度为2m，乙的长度为 EMBED Equatin.3 m，甲左侧地面粗糙，甲、乙之间的地面光滑且长度为0.5m，在电动机的带动下甲顺时针转动，速度为3m/s，乙逆时针转动，速度未知。质量为0.1kg的物体a从距甲左端1m处，在恒定外力F的作用下由静止开始运动，滑上甲时撤去外力F，此时a的速度为v0=2m/s，质量为0.5kg的物体b静止于乙左端的地面上。a与甲左侧地面及甲间的动摩擦因数均为 EMBED Equatin.3 ，与乙间的动摩擦因数为 EMBED Equatin.3 ，b与乙间的动摩擦因数为 EMBED Equatin.3 ，a、b均可视为质点且它们间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度g=10m/s2。求：
a
乙
甲
b
（1）外力F的最小值；
（2）a在甲上从左端滑到右端的过程中，电动机多消耗的电能；
（3）a与b从第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔；
（4）b在乙上滑动的过程中摩擦力对b的冲量大小。B0
B
0
t0
2t0
t
甲 乙
O
d
e
c
a
b
×
· · ·
· ·