湖北省部分市州2023-2024学年高三上学期元月期末联考物理试题

试卷更新日期：2024-01-19 类型：期末考试

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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1-7题只有一项符合题目要求，第8-10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。

1. 如图所示的a、b图线分别表示在平直公路上从同一位置开始行驶的a车和b车的速度随时间变化关系。下列说法正确的是（）

A、两车在 $t_{1} ~ t_{2}$ 这段时间内的平均速度相同 B、a车在 $t_{1}$ 和 $t_{2}$ 时刻的加速度相同 C、 $t_{1}$ 时刻两车速度相同，位置不同 D、 $t_{2}$ 时刻，两车一定处在同一位置

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2. 物理实验是物理理论研究的基石。关于下面几幅图说法正确的是（）

A、图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 B、图乙说明在 $α$ 粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转 C、图丙说明氡原子核衰变时，每过 $3.8$ 天，发生衰变的原子核数目保持不变 D、由图丁可以推断出，氧原子核（ $_{8}^{16} O$ ）比锂原子核（ $_{3}^{6} L i$ ）更稳定

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3. 弹弓飞箭（如图所示）颇受小孩的喜爱，某次一小孩手拉紧橡皮筋发射器，松开手后将飞箭竖直射向天空。从松开手至飞箭到达最高点的过程中（橡皮筋始终在弹性限度内且不计空气阻力），下列说法正确的是（）

A、飞箭的机械能一直增大 B、飞箭重力做功的功率一直增大 C、飞箭与橡皮筋刚分离时，飞箭的速度最大 D、橡皮筋的弹性势能和飞箭的重力势能之和先减小后增大

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4. 2023年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约 $6.5$ 小时。空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道II为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为R，两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、轨道I上的线速度大小为 $\sqrt{g R}$ B、神舟十七号载人飞船在轨道I上P点的加速度小于在轨道II上P点的加速度 C、神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道II进入轨道I D、轨道I上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可

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5. 某静电场中，其一条电场线恰好与x轴重合，其电势随坐标变化的 $φ - x$ 图像如图所示，一带正电的粒子以一定初速度沿x轴从O点运动到 $x_{4}$ ，粒子仅受电场力，下列说法正确的是（）

A、 $x_{1}$ 处电场强度最大 B、 $x_{3}$ 处电势为零，电场强度也为零 C、粒子在 $x_{1}$ 处电势能最大，动能最小 D、粒子从 $x_{2}$ 到 $x_{3}$ 受到的电场力和从 $x_{3}$ 到 $x_{4}$ 受到的电场力方向相反

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6. 我国是目前世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。如图是交流特高压远距离输电的原理图，假定在远距离输电过程中，等效理想变压器 $T_{1}$ 的输入功率 $P_{0} = 2.2 \times 1 0^{8} W$ ，输入电压 $U_{0} = 11 k V$ ，输电线上的电流 $I_{1} = 200 A$ ，输电线的总电阻为R，输电线中的功率损失为输入功率的4%。则（）

A、 $U_{1} = 1.1 \times 1 0^{5} V$ B、变压器 $T_{1}$ 的原副线圈匝数比为 $1 ： 100$ C、 $R = 2200 Ω$ D、若保持输入功率 $P_{0}$ 不变，提高输电电压 $U_{1}$ ，则 $U_{1}$ 与 $U_{2}$ 的差值增大

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7. 如图所示，倾角为 $30 °$ 的斜面固定在水平面上，一段轻绳左端拴接在质量为2m的物体P上，右端跨过光滑的定滑轮连接质量为m的物体Q，整个系统处于静止状态。对Q施加始终与右侧轻绳夹角为 $θ = 135 °$ 的拉力F，使Q缓慢移动直至右侧轻绳水平，该过程中物体P始终静止。下列说法正确的是（）

A、拉力F先变大后变小 B、轻绳的拉力先减小后增大 C、物体P所受摩擦力沿斜面先向下后向上 D、物体P所受摩擦力先增大后减小

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8. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。水袖可简化为一列沿x轴传播的简谐横波，如图（a）为 $0.1 s$ 时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为 $x_{1} = 1.0 m$ 和 $x_{2} = 4.0 m$ 的两质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（）
图（a）图（b）

A、简谐波向x轴负方向传播 B、简谐波的传播速度为20m/s C、从图（a）所示时刻起，质点Q比质点P先到达正向最大位移处 D、 $t = 0.175 s$ 时刻，质点P恰好位于平衡位置

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9. 哈尔滨是中国著名的冰雪旅游城市，每年冬季都会举办盛大的冰雪节。冰雕展则成为了人们探访冬季梦幻之旅的最佳选择。冰雕展上有一块边长为1m的立方体的冰块，冰块内上下底面中心连线为 $O O^{'}$ ，在 $O^{'}$ 处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰的折射率为 $1.3$ 。下列说法正确的是（）

A、若光在冰块中发生全反射的临界角为C，则 $s i n C = \frac{10}{13}$ B、由灯直接发出的光照射到冰块四个侧面时都能从侧面射出 C、由灯直接发出的光照射到冰块上表面时都能从上表面射出 D、从冰块正上方沿 $O O^{'}$ 方向观察，点光源的视深仍是1m

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10. 如图所示，在纸面内两直角边长均为L的三角形MNP区域内（不含边界）有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从PM边的中点A平行PN边射入MNP区域，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（）

A、粒子刚进入磁场时受到向左的洛伦兹力 B、 $v = \frac{B q L}{2 m}$ 时，带电粒子垂直于PN边射出磁场 C、若粒子从PN边射出磁场，则 $\frac{B q L}{4 m} < v < \frac{\sqrt{2} B q L}{m}$ D、若粒子从MN边射出磁场，则粒子在磁场中运动的最长时间为 $\frac{π m}{4 q B}$

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二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11. 如图甲所示为某实验小组探究加速度与力、质量关系的装置（当地的重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ ）。

(1)、实验时，下列操作正确的是____。

A、将长木板垫高，平衡小车下滑时所受的阻力 B、平衡小车下滑时所受的阻力，应同时连接纸带及沙和沙桶 C、为减小实验误差，实验中要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量 D、小车应靠近电火花计时器，先释放小车，再接通电源

(2)、已知电火花计时器所接电源的频率是50Hz，通过图乙所示的纸带（相邻两个计数点间的距离已标在图上，每两个相邻计数点之间还有4个计时点未画出），求出小车的加速度 $a =$ $m / s^{2}$ （结果保留两位有效数字）。

(3)、保持小车的质量M不变，不断增加沙桶内沙的质量，得到小车的加速度a与沙和沙桶总重力F之间的关系图线，发现 $a - F$ 图线明显弯曲，如图丙所示，图线出现弯曲的原因是，理论上可得到加速度a的大小趋向于。

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12. 某实验小组为探究某金属材料的导电性能，需测定该金属材料的电导率（电导率是电阻率的倒数）。现有一根由该金属材料制成的粗细均匀的电阻丝，该实验小组先用多用电表粗测其阻值 $R_{x}$ 约为 $200 Ω$ ，为进一步精确测定其电导率，实验室除了螺旋测微器、游标卡尺外，还给出了以下器材：
①电流表 $G_{1}$ （0~5mA，内阻 $r_{1} = 3 Ω$ ）
②电流表 $G_{2}$ （0∼10mA，内阻 $r_{2} = 1 Ω$ ）
③定值电阻 $R_{1}$ （ $R_{1} = 200 Ω$ ）
④定值电阻 $R_{2}$ （ $R_{2} = 20 Ω$ ）
⑤滑动变阻器R（ $0 ~ 5 Ω$ ）
⑥干电池（ $1.5 V$ ，内阻不计）
⑦开关S及导线若干

(1)、该实验小组用螺旋测微器和游标卡尺分别测量特制金属丝的直径D和长度L如上图所示，螺旋测微器读数为mm，游标卡尺读数为cm。

(2)、根据现有器材，该实验小组设计了如图所示的电路图，其中B为被测电阻、A为定值电阻，则定值电阻A应选（填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ”）。

(3)、若某次测得电流表 $G_{1}$ 、 $G_{2}$ 的示数分别为 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 。则该金属材料的电导率的大小为（用已知和测量物理量的符号表示）。

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13. 如图为一个简易的环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸内温度与环境温度可以认为相等，当轻绳拉力刚好为零时，蜂鸣器开始报警。汽缸内有一质量不计、横截面积， $S = 10 c m^{2}$ 的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量 $m = 1 k g$ 矩形重物。当缸内温度为 $T_{1} = 300 K$ 时，活塞与缸底相距 $H = 10 c m$ ，与重物相距 $h = 2 c m$ 。大气压强 $p_{0} = 1.0 \times 1 0^{5} P a$ ，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。

(1)、当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度 $T_{2}$ ；

(2)、报警器刚开始报警时，求环境温度 $T_{3}$ 。

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14. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，半圆bcd在b处与ab相切，圆弧轨道半径 $R = 0.45 m$ 。在足够长直轨道ab上放着质量分别为 $m_{A} = 3 k g$ 、 $m_{B} = 1 k g$ 的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量 $M = 3 k g$ 长 $L = 0.5 m$ 的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，恰能滑到小车中点；B向右滑动，经过c处时，对圆轨道的压力大小为20N。重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、物块B运动到圆弧轨道c处时的速度大小 $v_{c}$ ；

(2)、通过计算判断物块B能否到达圆弧轨道最高点d；

(3)、物块A与小车之间的动摩擦因数 $μ$ 。

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15. 电磁阻尼指的是当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动这种现象。电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。如图所示的装置，水平平行金属轨道间距为L，处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，左端连着阻值为2R的定值电阻，细绳绕过定滑轮一端连接质量为m，长为有效电阻为R的导体棒a，另一端连接质量为2m的重物b，导体棒a始终保持水平并垂直于导轨，且与导轨接触良好，刚开始a、b间的细绳恰好绷紧（无张力）且两者初速度均为0，现释放重物b，当重物b下落h时导体棒a速度恰好达到稳定，（运动过程中不考虑摩擦力和空气阻力的影响，导体棒a与定滑轮间的细绳始终与导轨平面平行，重力加速度g已知）求：

(1)、导体棒a稳定的速度v；

(2)、导体棒a从开始运动到稳定的过程中定值电阻上产生的热量Q；

(3)、若释放b后，经 $t_{0}$ 导体棒的速度为 $v_{0}$ 时，b从细绳上脱落。求导体棒a在导轨上滑行的总距离。

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