河南省漯河市2023－2024学年高三上学期物理期末质量监测

试卷更新日期：2024-03-01 类型：期末考试

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一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 2023年两会期间，核聚变领域首席专家段旭如表示，可控核聚变技术研发已进入快车道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（）

A、核聚变过程中核子的总质量增加 B、核聚变反应中释放的γ射线具有较强的穿透能力 C、核反应 ${}_{92}^{235}U ＋ {}_{0}^{1}n → {}_{56}^{144}B a ＋ {}_{36}^{89}K r ＋ 3 {}_{0}^{1}n$ 是核聚变 D、原子弹是利用核聚变原理制成的

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2. 一半圆环直径为AB，圆心为O，半圆环放置于竖直平面内，直径AB与水平方向的夹角为如图所示的θ， A、B两端系着一根不可伸长的轻绳，绳长大于直径AB，绳上套有一光滑小球，现将半圆环在竖直平面内绕圆心O顺时针缓慢转过2θ。在此过程中，下列说法正确的是（）

A、轻绳的拉力先增大后减小 B、轻绳的拉力先减小后增大 C、小球受到的合力先减小后增大 D、小球受到的合力先增大后减小

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3. 如图所示，将小球从倾角为θ=37°的斜面底端正上方某点以8m/s的速度水平抛出，同时一束平行光竖直向下照射小球，在斜面上留下了小球的“影子”，“影子”沿斜面运动6m时小球撞在斜面上。小球的质量为2kg，小球可视为质点，不计空气阻力，不考虑小球与斜面相撞后的运动情况，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）

A、小球的“影子”沿斜面做匀减速直线运动 B、小球在空中的运动时间为0.75s C、抛出点与斜面底端的高度差为5.4m D、小球撞在斜面瞬间重力的瞬时功率为200W

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4. 2023年10月26日17时46分，神州十七号载人飞船成功对接空间站天和核心舱，天和核心舱在距离地球表面h高度处围绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、若飞船绕地球做圆周运动经过M处，则它的周期大于核心舱的周期 B、若飞船在M处，则它的向心加速度小于核心舱的向心加速度 C、若飞船在N处，则应加速变轨才能成功对接核心舱 D、天和核心舱的周期为 $2 π \sqrt{\frac{{(R ＋ h)}^{3}}{g R^{2}}}$

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5. 如图所示，一封闭着理想气体的绝热气缸置于水平地面上，绝热活塞将气缸分为a、b两部分，活塞与气缸之间无摩擦；初始时a、b中的气体压强、温度均相等，现通过电阻丝对a中的气体进行缓慢加热，停止加热并达到稳定后（）

A、a中的气体温度减小 B、a中的气体压强减小 C、b中的气体压强增大 D、b中的气体单位体积内的分子数不变

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6. 2023年12月18日在甘肃临夏州积石山县发生了6.2级地震，让人感觉地球处于“活跃”的时期。地震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿x轴正方向传播的地震横波，在t（图中实线）与（t＋0.5）s（图中虚线）两个时刻x轴上 $- 3 ~ 3 k m$ 区间内的波形图如图所示，关于该地震波，以下判断一定正确的是（）

A、质点振动的周期T=1.0s B、最小波速v=4km/s C、t时刻位于x=1km的质点沿y轴正向振动 D、从t时刻开始计时，x=2.5km处的质点比x=2km处的质点先回到平衡位置

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7. 中空的圆筒形导体中的电流所产生的磁场，会对其载流粒子施加洛伦兹力，可用于设计能提供安全核能且燃料不虞匮乏的核融合反应器。如图所示为筒壁很薄、截面圆半径为R的铝制长直圆筒，电流I平行于圆筒轴线稳定流动，均匀通过筒壁各截面，筒壁可看作n条完全相同且平行的均匀分布的长直载流导线，每条导线中的电流均为 $i = \frac{I}{n}$ ， n比1大得多。已知通电电流为i的长直导线在距离r处激发的磁感应强度 $B = k \frac{i}{r}$ ，其中k为常数。下列说法正确的是（）

A、圆筒内部各处的磁感应强度均不为0 B、圆筒外部各处的磁感应强度方向与筒壁垂直 C、每条导线受到的安培力方向都垂直筒壁向内 D、若电流I变为原来的2倍，每条导线受到的安培力也变为原来的2倍

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8. 在同一水平面内平行正对放置的两相同细金属杆A、B，分别带有沿杆均匀分布的等量异种电荷，如图所示。水平面上方的P点到每杆两端点的距离都相等，Q点是P点在水平面内的投影点（P、Q两点图中未标出）。下列说法正确的是（）

A、P点的电场强度大小为零 B、将负试探电荷从P点沿PQ连线移到Q点的过程中，其电势能不断减小 C、在P点另放入一个正点电荷后，Q点的电势一定升高 D、在P点另放入一个负点电荷后，Q点的电场强度一定增大

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9. 将两大小相同、质量相等的铅球从图甲中左、右两个圆筒的正上方相同高度处同时由静止释放，不计空气阻力，两球分别与左、右两个筒的底部发生碰撞，假设碰后两球沿竖直方向反弹且速度相同。已知左筒底部为钢板，右筒底部为泡沫，用压力传感器同时测出力随时间变化的曲线①和曲线②，如图乙所示，下列说法正确的是（）

A、曲线①代表右球的碰撞情况，曲线②代表左球的碰撞情况 B、曲线①与时间轴围成的面积小于曲线②与时间轴围成的面积 C、两小球到达圆筒底部时，它们碰前的动量相等 D、碰撞过程中，两个小球所受合力冲量相等

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10. 如图所示，粗糙绝缘的直杆倾斜固定，轻质绝缘弹簧AB套在直杆上且位于直杆末端。一带正电的小球也套在杆上，从某一位置P由静止下滑，下滑到点M时速度最大，到达N点时速度为零（M、N两点未标出）。若在杆所在的竖直平面内加一方向垂直杆斜向右上的匀强磁场，小球仍然从P点由静止下滑（电量不变），则下列判断正确的是（）

A、磁场足够强时，小球有可能不能到达A点 B、小球速度最大的位置一定在P、M之间的某一位置 C、因为洛伦兹力不做功，所以小球下降的最低点仍然在N点 D、第二种情况下弹簧所具有的最大弹性势能一定比第一次小

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二、非选择题：本题共6小题，共60分。

11. 小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
①将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到O点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为 $S_{1}$ ，如图乙所示；
②将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于O点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距O点距离的平均值 $S_{2}$ 和 $S_{3}$ ，如图丙所示。

(1)、实验中还需要测量的量有____

A、五角硬币和一元硬币的质量 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ B、五角硬币和一元硬币的直径 $d_{1}$ 、 $d_{2}$ C、硬币与木板间的动摩擦因数 $μ$ D、发射槽口到O点距离 $S_{0}$

(2)、该同学要验证动量守恒定律的表达式为（用已知量和测量的量表示），若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式是否成立（用 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 、 $S_{3}$ 表示）。

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12. 如图甲所示的电路是可以用来测量电阻丝的电阻率，这一电路是在传统实验“测量电阻丝的电阻率”基础上进行改进的，与传统电路相比，多设置一个定值电阻 $R_{0}$ 和一个开关 $S^{'}$ 。被测电阻 $R_{x}$ 是一段粗细均匀的电阻丝，电阻丝被固定在木板上，两个鳄鱼夹夹住电阻丝然后接入电路，接入电路的电阻丝长度可通过木板上固定的刻度尺读出，如图乙所示。


(1)、主要实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图丙所示，则电阻丝的直径的测量值 $D =$ $m m$ ；

②按照图甲连接电路，让开关 $S 、 S^{'}$ 处于断开状态，同时将滑动变阻器阻值调到最大，测量并记录两鳄鱼夹之间的距离 $L$ ；
③仅闭合开关 $S$ ，调节滑动变阻器滑片，尽量使得V和A的指针落在表盘中央附近，记录下此时V和A读数，分别记作 $U$ 和 $I_{1}$ ；
④再闭合 $S^{'}$ ，然后调节滑动变阻器滑片，使得V的读数仍为 $U$ ，记录A的读数，记作 $I_{2}$ ，则此时电阻丝的测量值 $R_{x} =$ （用题中所测物理量字母表示）；
⑤改变两个鳄鱼夹之间的距离，重复步骤②③④得到多组数据。

(2)、用图像法处理数据：将得到的实验数据在 $R_{x} - L$ 坐标系中描点并拟合为一条直线，如图丁所示，测得这条直线斜率 $k$ 的数值等于 $1.6 \times 1 0^{- 3}$ ，则被测电阻丝的电阻率 $ρ =$ $Ω \cdot m$ （保留2位有效数字）。


(3)、这种改进型电路的优点是____

A、克服了电压表内电阻对实验结果带来的系统误差 B、克服了电流表内电阻对实验结果带来的系统误差 C、克服了电源内电阻对实验结果带来的系统误差

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13. 如图所示，一个质量为10kg的物体，在垂直于斜面推力F的作用下静止在倾角θ＝37°的固定斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，斜面足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g＝10m／s² ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8

(1)、若要使物体静止在斜面上，推力F至少为多大；

(2)、若撤去推力F，物体沿斜面下滑4m的过程中，求物体的平均速度大小。

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14. 如图所示，一玻璃砖的截面由半圆和等边三角形ABC组成，O点为圆心，半圆的直径BC长为2R，半圆上的D点到BC的距离为 $\frac{\sqrt{3}}{2} R$ 。一束光射到D点，入射角为60°，折射光线与BC垂直。已知光在真空中的传播速度为c。求：

(1)、玻璃砖的折射率n；

(2)、光在玻璃砖中的传播时间t。

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15. 如图所示，两平行极板间距y和长度x之比为 $\frac{\sqrt{3}}{6}$ ，两极板间加电场强度未知的匀强电场，一重力不计的带电粒子以速度v₀紧贴下极板的边缘、平行于极板射入两板间，恰好从上极板边缘进入一矩形区域OPSQ，区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，双平行绝缘轨道OP、QS间距为L，荧光屏MN沿轨道可以平行移动。求：

(1)、粒子从上极板飞出的速度方向与OP的夹角θ为多大；

(2)、当粒子恰好垂直打在荧光屏上的N点时，MN距OQ的距离为多大，该粒子的比荷为多大；

(3)、为使上述粒子打在荧光屏上MN的中点，MN应该向上移动多大距离。

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16. 如图所示，两电阻不计的足够长光滑金属轨道EG、FH平行排列，间距 $L = 1 m$ 。EF右侧水平部分有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小 $B = 1 T$ 。导体棒PQ质量 $m_{2} = 0.1 k g$ ，电阻 $R_{2} = 4 Ω$ ，静止在边界EF右侧x处。导体棒MN质量 $m_{1} = 0.3 k g$ ，电阻 $R_{1} = 2 Ω$ ，由轨道左侧高h处由静止下滑，运动过程中两杆始终与轨道接触良好，重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、若 $h = 3.2 m$ ，求MN进入磁场时导体棒PQ所受安培力F的大小；

(2)、若 $h = 3.2 m$ ，两棒在磁场中运动时发生弹性碰撞，求从MN进入磁场到两棒达到稳定过程中，导体棒MN上产生的焦耳热 $Q_{1}$ ；

(3)、若 $x = a m$ ， $h = b m$ ，要求MN与PQ运动过程中恰好不相撞，求a与b满足的函数关系。

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