遼寧省部分高中2023-2024學年高三上學期期末考試物理試題

2023—2024學年度上學期期末考試高三試題物理第I卷（選擇題，共46分）一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有一項符合要求，每小題4分；第8-10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.生產芯片的工具是紫外光刻機，目前有DUV和EUV兩種。DUV光刻機使用的是深紫外線，其波長為193nm。EUV光刻機使用的是極紫外線，其波長是13.5nm?，F(xiàn)用兩種紫外線分別照射同一塊鋅板，下列說法正確的是（）A.深紫外線光子的能量小于極紫外線光子的能量B.用紫外線照射鋅板，紫外線輻射強度必須足夠大才能發(fā)生光電效應C.發(fā)生光電效應時，驗電器和鋅板總是帶等量異種電荷D.發(fā)生光電效應時，深紫外線照射鋅板產生的光電子動能，一定小于極紫外線照射鋅板產生的光電子動能【答案】A【解析】【詳解】A．極紫外線波長小于深紫外線，根據(jù)可知深紫外線光子的能量小于極紫外線光子的能量，故A正確；B．用紫外線照射鋅板，能不能發(fā)生光電效應與輻射強度無關，只要紫外線的頻率大于鋅板的極限頻率即可發(fā)生光電效應，故B錯誤；C．發(fā)生光電效應時，電子從鋅板上飛出，鋅板帶正電，驗電器與鋅板相連，箔片張開，驗電器也帶正電，故C錯誤；D．根據(jù)公式由于深紫外線頻率小于極紫外線的頻率，發(fā)生光電效應時，深紫外線照射鋅板產生的光電子最大初動能一定小于極紫外線照射鋅板產生的光電子最大初動能，但不是深紫外線照射鋅板產生的光電子動能都一定小于極紫外線照射鋅板產生的光電子動能，故D錯誤。故選A。2.2023年10月3日，杭州第19屆亞運會女子跳水10米臺決賽，中國選手全紅嬋奪得金牌。在第二跳中，現(xiàn)場7名裁判都打出了10分，全紅嬋拿到滿分。以全紅嬋離開跳板開始計時，其v-t圖像如下圖所示，圖中僅0~t2段為直線，不計空氣阻力，則由圖可知（）A.圖中選擇了向上的方向為正方向B.t3時刻全紅嬋剛好接觸到水面C.0~t2段全紅嬋的位移大小為D.t2時刻和t4時刻全紅嬋的加速度可能相同【答案】C【解析】【詳解】AB．以全紅嬋離開跳板開始計時，則初始計時時刻速度向上，根據(jù)圖像可知，取向下為正方向，不計空氣阻力，運動員接觸水面之前，僅僅受到重力作用，即運動員接觸水面之前，加速度一定，為重力加速度，由于圖像斜率表示加速度，則在接觸水面之前，圖像為一條傾斜的直線，可知，時刻運動員剛好接觸到水面，故AB錯誤；C．根據(jù)勻變速直線運動的平均速度，0~t2段全紅嬋的位移大小為故C正確；D．圖像斜率表示加速度，t2時刻和t4時刻全紅嬋的加速度方向不同，故D錯誤。故選C。3.路面共振破碎機是一種新型路面破碎機械，用于舊水泥路面破碎。破碎機工作錘頭由電腦自動調節(jié)振動情況，激發(fā)錘頭下水泥路面局部范圍產生共振。若破除舊的混凝土的同時要保護舊路面的地基，為實現(xiàn)這樣的目的，破碎機工作錘頭的振動應該（）A.振動頻率越大，效果越好B.振動的振幅越大，效果越好C.振動的頻率越接近舊路面地基的固有頻率，效果越好D.振動的頻率越接近要破碎的混凝土的固有頻率，效果越好【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)共振現(xiàn)象，當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時物體的振幅達到最大值，所以應使破碎機工作的錘頭的振動與要破碎的混凝土的固有頻率相接近，從而損壞混凝土，效果好，而與地基頻率相差較大，可以不損壞路面的地基。故選D。4.圖甲所示為家庭電路中的漏電保護器，其原理簡圖如圖乙所示，變壓器原線圈由火線和零線并繞而成，副線圈接有控制器，當副線圈ab端有電壓時，控制器會控制脫扣開關斷開，從而起保護作用。關于漏電保護器，下列說法正確的是（）A.當無漏電時，線圈ab內的磁通量不為零B.當出現(xiàn)漏電時，線圈ab內的磁通量為某一恒定值C.當站在地面的人誤觸火線時，脫扣開關會斷開D.當站在絕緣凳上的人雙手同時誤觸火線和零線時，脫扣開關會斷開【答案】C【解析】【詳解】AB．控制器中線圈內的磁通量，是由火線和零線中的電流產生的，當無漏電時，火線和零線中的電流等大反向，在線圈ab內的磁通量始終為零，故AB錯誤；C．當站在地面的人誤觸火線時，有一部分的電流會通過人體流入大地，火線和零線中的電流不相等，發(fā)生漏電現(xiàn)象，則脫扣開關會自動斷開，故C正確；D．當站在絕緣凳上的人雙手同時誤觸火線和零線時，人相當于一個用電器，火線與零線的電流同時增大，脫扣開關不會斷開，故D錯誤。故選C。5.某同學在商場購買了一個“水晶玻璃半球”（半徑為R），欲利用所學的光學知識探究該“水晶玻璃半球”的光學性質。O點是勻質玻璃半球體的球心。平面水平放置，現(xiàn)用一束紅光從距離口點為的C點入射至玻璃半球內，光線與豎直方向的夾角為θ，當θ=0°時光線恰好在球面發(fā)生全反射，若只考慮第一次射到各表面的光線，光在真空中傳播的速率為c，則下列說法正確的是（）A.該玻璃半球對紅光的折射率為B.紅光在玻璃半球中傳播速度為C.調整角θ，若要使紅光從球形表面出射后恰好與入射光平行，則θ=37°D.θ=0°時用綠光從C點入射至玻璃半球內，光線不能在球面發(fā)生全反射【答案】B【解析】【詳解】A.當θ=0°時光線恰好在球面發(fā)生全反射，光路如圖則有根據(jù)幾何關系有解得A錯誤；B．紅光在玻璃半球中傳播速度為B正確；C．若要使紅光從球形表面出射后恰好與入射光平行，光路如圖則有由幾何關系可知可得C錯誤；D．由于綠光的折射率大于紅光，根據(jù)可知，綠光的臨界角小于紅光，當θ=0°時紅光恰好在球面發(fā)生全反射，則綠光也能發(fā)生全反射，D錯誤。故選B。6.水星軌道在地球軌道內側，地球和水星的公轉周期的比值為k，通過位于貴州的中國天眼FAST（目前世界上口徑最大、最精密的單天線射電望遠鏡）觀測水星與太陽的視角（觀察者分別與水星、太陽的連線所夾的角）為θ，則sinθ的最大值為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設水星的運動半徑為，周期為，地球的運動半徑為，周期為，根據(jù)開普勒第三定律有的最大值為故選C。7.如圖所示是光滑、絕緣的水平桌面。在桌面上有一直角坐標系xOy，它的第一象限內有一過O點的虛線OP，虛線與x軸正方向間夾角θ=37°。虛線右下方到第四象限內有與虛線平行、電場強度的勻強電場。虛線上有一點K，OK=5m。兩個質量均為m=0.02kg、電量均為的帶負電小球從K點以速度v=5m/s射入電場，如圖，球1速度平行y軸，球2速度垂直虛線，則兩小球運動過程中，下列說法不正確的是（）A.任意相同時間內，兩球速度變化相同B.任意相同時間內，電場力對球1做的功小于對球2做的功C.球1最小速度為4m/sD.球2的運動軌跡只在第一象限【答案】B【解析】【詳解】A．由題意可知，兩小球在水平桌面上受到電場力大小相等，方向相同，由動量定理可知，在任意相同時間內，電場力對兩小球的沖量相等，所以兩小球的動量變化量相等，兩球的質量相等，可知兩球速度變化量相同，A正確，不符合題意；B．由題意可知，小球1在沿電場方向有分初速度，電場力方向與其分速度方向在一條直線上，小球2的初速度方向垂直電場方向，即電場力方向與小球2開始運動方向垂直，因此在兩球開始射入電場的一小段時間內，電場力對球1做的功大于對球2做的功，B錯誤，符合題意；C．小球1在沿電場方向做減速運動，當速度減到零時，此時小球1速度最小，最小速度是在垂直電場方向的分速度C正確，不符合題意；D．由A選項解析可知，小球2沿x軸做勻加速直線運動，沿y軸做勻減速直線運動，則有對小球2在y軸方向的分速度，則有當y軸方向分速度減到零時則有可知球2的運動軌跡只在第一象限，D正確，不符合題意。故選B。8.在日常生活中有很多有趣的熱學現(xiàn)象，可以用所學的氣體知識來解釋。例如，如果你留心觀察，會發(fā)現(xiàn)在暴雨期間，水位迅速上漲，井蓋可能出現(xiàn)不斷跳躍的現(xiàn)象。如圖所示是某排水管道的側面剖視圖，井蓋上的泄水孔因雜物而堵塞，井蓋與井口間密封良好但不粘連。井內密封的空氣可視為理想氣體，密封空氣的溫度始終不變。隨著水面上漲到井蓋被頂起之前，對于被井蓋封閉的氣體，下列說法正確的是（）A.外界對氣體做功，氣體內能增大B.氣體對外界放出熱量C.氣體分子平均動能不變，氣體的分子勢能增大D.氣體單位時間、單位面積撞擊側壁的分子數(shù)增大【答案】BD【解析】【詳解】A．理想氣體的內能與溫度有關，而溫度始終不變，內能不變，故A錯誤；B．由熱力學第一定律可知，物體的內能不變，外界對氣體做功，氣體應該對外界放出熱量，故B正確；C．理想氣體分子勢能為零，故C錯誤；D．隨著水面上漲到井蓋被頂起之前，在溫度不變的情況下，分子平均動能不變，但是，分子密度增大，故氣體單位時間、單位面積撞擊側壁的分子數(shù)增大，故D正確故選BD。9.如圖所示為某精密電子器件防撞裝置，電子器件T和滑軌PQNM固定在一起，總質量為m1，滑軌內置勻強磁場的磁感應強度為B。受撞滑塊K套在PQ，MN滑軌內，滑塊K上嵌有閉合線圈abcd，線圈abcd總電阻為R，匝數(shù)為n，bc邊長為L，滑塊K（含線圈）質量為m2，設T、K一起在光滑水平面上以速度v0向左運動，K與固定在水平面上的障礙物C相撞后速度立即變?yōu)榱?。不計滑塊與滑軌間的摩擦作用，ab大于滑軌長度，對于碰撞后到電子器件T停下的過程（線圈bc邊與器件T未接觸），下列說法正確的是（）A.線圈中感應電流方向為adcbaB.線圈受到的最大安培力為C.電子器件T做勻減速直線運動D.通過線圈某一橫截面電荷量為【答案】AD【解析】【詳解】A．電子器件T向右運動過程中，穿過線圈的磁通量增加，由右手安培定則可得，線圈中感應電流方向為adcba，故A正確；B．由于線圈和磁場的相對運動，線圈產生的感應電動勢則線圈受到的安培力則K剛停止運動時，線圈受到的安培力最大，最大值為故B錯誤；C．由牛頓第二定律，電子器件T的受力隨著磁場和線圈間的相對速度逐漸減小，電子器件T的加速度逐漸減小，因此電子器件T做加速度減小的減速運動，故C錯誤；D．對線圈應用動量定理通過線圈某一橫截面電荷量故D正確；故選AD。10.如圖所示，傾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定擋板，質量均為m=4kg的A、B兩物體用輕彈簧拴接。對物體B施加一沿斜面向下的壓力F，使B靜止于P點。撤掉力F，B沿斜面做簡諧運動，當B運動至最高點時，A剛要離開擋板。已知彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m，重力加速度g=10m/s2，彈簧始終處于彈性限度內，彈簧的彈性勢能Ep與形變量x的關系為。下列說法正確的是（）A.當B運動至最高點時，B的加速度大小為10m/s2B.從撤掉F開始至彈簧首次恢復原長過程中，B的速度先增大后減小C.物體B靜止于P點時，對物體B施加的壓力F的大小為20ND.物體B沿斜面做簡諧運動的過程中，物體B的最大速度為【答案】ABD【解析】【詳解】AC.當B運動至最高點時，A剛要離開擋板，對A則有B在最高點時受彈力方向沿斜面向下，此時加速度最大，由牛頓第二定律則有解得由簡諧運動的對稱性，當物體B運動到最低點時，加速度最大，大小仍為，方向沿斜面向上，在撤去外力F瞬間，合外力等于撤去的外力的大小，則有故A正確，C錯誤；B．從撤掉F開始，B受向上彈力大于B的重力沿斜面向下的分力，B做加速運動，速度逐漸增大，隨彈力逐漸減小，加速度逐漸減小，速度仍逐漸增大；當彈力大小等于B的重力沿斜面向下的分力時，B的速度最大；以后彈力小于重力沿斜面向下的分力，B的加速度向下逐漸增大，B做減速運動，速度逐漸減小，減至彈簧首次恢復原長；可知從撤掉F開始至彈簧首次恢復原長過程中，B的速度先增大后減小，故B正確；D．物體B沿斜面做簡諧運動過程中，物體B在平衡位置時的速度最大，物體B在P點時形變量最大為物體B在平衡位置時，則有解得形變量大小為由能量守恒定律可得代入數(shù)據(jù)解得物體B的最大速度為故D正確。故選ABD。第II卷（非選擇題，共54分）11.某興趣小組的同學設計了圖甲所示的裝置測量滑塊和水平臺面間的動摩擦因數(shù)。水平轉臺能繞豎直的軸勻速轉動，裝有遮光條的小滑塊放置在轉臺上，細線一端連接小滑塊，另一端連到固定在轉軸上的力傳感器上，連接到計算機上的傳感器能顯示細線的拉力F，安裝在鐵架臺上的光電門可以讀出遮光條通過光電門的時間，興趣小組采取了下列步驟：①用螺旋測微器測量遮光條的寬度d。②用刻度尺測量滑塊旋轉半徑R。③將滑塊放置在轉臺上，使細線剛好伸直。④控制轉臺以某一角速度勻速轉動，記錄力傳感器和光電門的示數(shù)，分別為F1和；依次增大轉臺的角速度，并保證每次都做勻速轉動，記錄對應的力傳感器示數(shù)F2、F3…和光電門的示數(shù)、…?；卮鹣旅娴膯栴}（1）滑塊勻速轉動的線速度大小可由v=__________計算得出。（2）處理數(shù)據(jù)時，興趣小組的同學以力傳感器的示數(shù)F為縱軸，對應的線速度大小的平方v2為橫軸，建立直角坐標系，描點后擬合為一條直線，如圖乙所示，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，滑塊質量未知，則滑塊和臺面間的滑動摩擦因數(shù)μ=_________。（3）該小組同學換用相同材料的質量更大的滑塊再次做了該實驗，保持滑塊旋轉半徑為R不變，作出F-v2的新圖像，將兩圖像繪制于同一坐標系中，可能是下圖中的___________。A.B.C.D.【答案】①.②.③.C【解析】【詳解】（1）滑塊通過光電門的時間為，可得滑塊勻速轉動的線速度大?。?）滑塊在轉臺上，結合受力可得即由表達式結合F-v2圖像，斜率縱截距解得（3）結合F-v2的表達式，換用相同材料的質量更大的滑塊，圖像斜率和縱截距變大；當時，圖像與橫軸的截距滑塊材料相同，因此相等，因此橫軸截距不變，故C正確。12.某同學利用圖（a）所示電路測量電壓表V（量程0~3V，內阻大約2000Ω）的內阻Rv和電阻Rx（阻值大約1000Ω）的阻值。實驗器材有：A.電源E（電動勢約為4.5V，內阻可忽略不計）B.電流表A1（量程0~0.6A，內電阻約0.2Ω）C.電流表A2（量程0~6mA，內電阻約10Ω）D.定值電阻R（阻值為1000Ω）E.滑動變阻器R0（0~20Ω，額定電流2A）F.若干電鍵和導線實驗步驟如下：（1）選實驗器材：為了使測量結果盡量準確且兩電表讀數(shù)均不小于其量程的，電流表A應選用______。（填儀器前面的字母代號）（2）實物連線：根據(jù)原理圖（a），完成圖（b）中的實物連線；______（3）斷開電鍵S2，閉合電鍵S1，移動R0的滑動片，讀出多組對應的電壓表和電流表的讀數(shù)U和I；（4）斷開電鍵S1，把R0的滑動片滑到最初的位置；（5）閉合電鍵S1和S2，移動R0的滑動片，讀出多組對應的電壓表和電流表的讀數(shù)U'和I'；（6）根據(jù)步驟（3）和（5）的實驗數(shù)據(jù)得到如圖（c）所示的兩條I-U圖線。（7）已知圖（c）兩條圖線的斜率（a、b圖像的斜率分別為k1和k2）和定值電阻R，求出電壓表的內阻Rv=______和待測電阻的阻值Rx=______。（用k1、k2和R表示）【答案】①.C②.③.④.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)實驗電路，閉合時，根據(jù)題意，和的總電阻約為，則電流表最大示數(shù)約為為了使測量結果盡量準確且兩電表讀數(shù)均不小于其量程的，電流表A應選用電流表A2，即選C。（2）[2]實物連線根據(jù)電路圖連接實物圖，如下圖所示（7）[3][4]斷開電鍵，閉合電鍵，有圖線為b，得閉合電鍵、，有圖線為a，得根據(jù)題意，13.王老師每天騎共享單車從家到單位上班，王老師和共享單車的總質量為60kg，上班過程中共經過三段不同的平直路面，已知在三段不同的路面上王老師與共享單車所受阻力與時間的關系如圖乙所示，其中t未知，已知王老師給共享單車施加恒定的動力為16.5N，方向與前進方向相同，到達目的地時剛好靜止，則：（1）王老師加速行進的最大速度是多少；（2）王老師家到單位的距離為多少？【答案】（1）v=6m/s；（2）s=3600m【解析】【詳解】（1）由圖乙可知，王老師與共享單車在第一段路面上受到的阻力為f1=13.5N所經歷的時間為t1=120s根據(jù)牛頓第二定律結合運動學公式可知，第一階段加速運動，有解得v=6m/s（2）第二階段有王老師做勻速運動，第三階段做勻減速直線運動，加速度的大小為a3，有則王老師家到單位的各段距離分別為解得總距離14.某腫瘤治療新技術是通過電子撞擊目標靶，使目標靶放出X射線，對腫瘤進行準確定位，再進行治療，其原理如圖所示。圓形區(qū)域內充滿垂直紙面的勻強磁場，磁感應強度為B。水平放置的目標靶長為2l，靶左端M與磁場圓心O的水平距離為l、豎直距離為。從電子槍逸出的電子（質量為m、電荷量為e，初速度可以忽略）經勻強電場加速后，以一定的速度沿PO方向射入磁場，（PO與水平方向夾角為60°），若勻強電場場強大小為E時，電子恰好擊中M點，已知兩極板間的距離始終不變，求：（1）圓形區(qū)域內勻強磁場的方向及電子恰好擊中M點時在磁場中運動的時間；（2）若電子擊中目標靶MN的N點，此時勻強電場場強E1的大小?！敬鸢浮浚?）垂直紙面向里，；（2）3E【解析】【詳解】（1）由左手定則，可知勻強磁場的方向為垂直紙面向里；設電子從P點進入磁場的速度為，在磁場中運動時，由洛倫茲力提供向心力得周期為聯(lián)立可得設OM與豎直方向夾角為，則有可得由圖中幾何關系可知，電子在磁場中運動軌跡對應的圓心角為，則電子在磁場中運動時間為（2）在磁場中運動時，由洛倫茲力提供向心力得解得設勻強磁場區(qū)域半徑，當電子擊中M點時，有當電子擊中N點時，電子在磁場中的偏轉半徑為，設ON與豎直方向夾角為，則有解得由幾何關系知電子在磁場中運動軌跡對應的圓心角為，則電子擊中N點時偏轉半徑為聯(lián)立解得粒子穿過勻強電場過程，