湖北省襄陽市高中2024屆高三年級(jí)下冊1月期末考試物理試題

湖北省襄陽市優(yōu)質(zhì)高中2024屆高三下學(xué)期1月期末考試物理試題

考生須知：

1.全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛第填涂；非選擇題的答案必須用黑色

字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。

2.請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號(hào)。

3.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1、如圖所示，真空中等邊三角形。MN的邊長為L=2.0m,在N兩點(diǎn)分別固定電荷量均為q=+2.0xl（）-6c的點(diǎn)

電荷，已知靜電力常量Z=9.0xl（）9N-m2/C2,則兩點(diǎn)電荷間的庫侖力的大小和。點(diǎn)的電場強(qiáng)度的大小分別為（）

A.9.0X10~3N,7.8X103N/CB.9.0xl0-3N,9.0xl05N/C

C.1.8xlO-2N,7.8xlO3N/CD.1.8X10-2N,9.0X103N/C

2、太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子（：H）聚變?yōu)?個(gè)氮核（：He）的熱核反應(yīng)，核反應(yīng)方程是4；H-；He+2X,

這個(gè)核反應(yīng)釋放出大量核能。已知質(zhì)子、氮核、X的質(zhì)量分別為,小、〃?2、加3,真空中的光速為c。下列說法中正確的

是（）

A.方程中的X表示中子；n

B.方程中的X表示電子：e

C.這個(gè)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損

D.這個(gè)核反應(yīng)中釋放的核能AE=（4/wi—m2—c2

3、普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖中電流互感器仍一

側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為1時(shí)，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為1小為了使電流表能正常工作，則（）

A.4。接MN、cd接尸。,lab<lcdB.如接MMcd接P。，labeled

C.M接尸cd接MN,LbVLdD.ab接町cd接MN,

4、如圖，在兩等量正點(diǎn)電荷連線的中垂線上，有。、8兩個(gè)點(diǎn)電荷繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且。、）與。始終在一條

直線上。忽略。、b間的庫侖力，已知simz=0.6,sin/?=0.8,則0、力兩個(gè)點(diǎn)電荷的比荷之比為（）

3

D.

4

5、如圖所示，正三角形ABC區(qū)域內(nèi)存在的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為方向垂直其面向里的勻強(qiáng)磁場，三角形導(dǎo)線框。加

從A點(diǎn)沿AB方向以速度y勻速穿過磁場區(qū)域c已知A5=2L,ab=L,Nb=90"，NC=30"，線框a加三邊阻值均為凡

而邊與A5邊始終在同一條直線上。則在線圈穿過磁場的整個(gè)過程中，下列說法正確的是（）

A.磁感應(yīng)電流始終沿逆時(shí)針方向

B.感應(yīng)電流一直增大

c.通過線框某截面的電荷量為匣眩

6R

D.c、力兩點(diǎn)的最大電勢差為友處

3

6、平面OM和平面ON之間的夾角為30。，其橫截面（紙面）如圖所示，平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為B,方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為加，電荷量為q（q>0）。粒子沿紙面以大小為u的速度從OM的

某點(diǎn)向左上方射入磁場，速度與成30。角。已知該粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn)，并從。M上另

一點(diǎn)射出磁場。不計(jì)粒子重力。則粒子離開磁場的出射點(diǎn)到兩平面交線。的距離為

mvyf3mv2/nv47nv

A.~—B.--------C.~D.~~

2qBqBqBqB

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得。分。

7、物塊套在光滑的豎直桿上，通過光滑的定滑輪用不可伸長的輕繩將物塊由A點(diǎn)勻速拉到5點(diǎn)，AB高度為h,則在

運(yùn)動(dòng)過程中（）

A.繩中張力變小

B.繩子自由端的速率減小

c.拉力尸做功為尸4

cost/

D.拉力戶的功率P不變

8、如圖所示，光滑水平面放置一個(gè)靜止的質(zhì)量為2m的帶有半圓形軌道的滑塊〃，半圓形軌道的半徑為K。一個(gè)質(zhì)量

為m的小球b從半圓軌道的左側(cè)最高點(diǎn)處由靜止釋放，b到達(dá)半圓軌道最低點(diǎn)P時(shí)速度大小以=,然后進(jìn)入

右側(cè)最高可到點(diǎn)0。。連線與0尸間的夾角。=53°,不計(jì)空氣阻力，重力加速度為以下列說法正確的是（）

A.滑塊。向左滑行的最大距離為0.6R

B.小球》從釋放到滑到。點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為

C.小球b第一次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為1.8/wg

⑵若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，可采取的改善辦法有（至少寫一條）。

12.（12分）某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。

壓力表

柱塞

空氣柱

橡膠塞

⑴在實(shí)驗(yàn)中，下列哪些操作不是必需的。

A.用橡膠塞密封注射器的下端

B.用游標(biāo)卡尺測量柱塞的直徑

C.讀取壓力表上顯示的氣壓值

D.讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度

⑵實(shí)驗(yàn)裝置用鐵架臺(tái)固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動(dòng)活塞，這些要求的目的是

（3）下列圖像中，最能直觀反映氣體做等溫變化的規(guī)律的是

四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

13.（10分）如圖所示，光滑軌道Q45c是由水平直軌道06與一段半徑K=62.5m的圓弧〃。在5點(diǎn)相切而成。zn=lkg

的物塊戶在戶二20N的水平推力作用下，緊靠在固定于墻面的輕彈簧右側(cè)A處保持靜止，A點(diǎn)與〃點(diǎn)相距己

知物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，彈簧的勁度系數(shù)A=100N/m。取重力加速度g=10m/s2,cos5o=0.996?，F(xiàn)突然撤去力尸，求：

（1）物塊產(chǎn)第一次向右運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧對物塊的沖量大??；

（2）從物塊P離開彈簧到再次接觸彈簧經(jīng)過的時(shí)間。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

5

14.（16分）真空中有如圖所示的周期性交變磁場，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度8垂直紙面向里為正方向，fi0=lT,ro=nxl0s,k為

正整數(shù)。某直角坐標(biāo)系原點(diǎn)。處有一粒子源，在U0時(shí)刻沿x軸正方向發(fā)射速度為yo=l（Pm/s的正點(diǎn)電荷，比荷

—=lxlO6C/kg,不計(jì)粒子重力。

m

⑴若A=l,求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和粒子第3次（從。點(diǎn)出發(fā)記為第1次）經(jīng)過y軸時(shí)的時(shí)刻；

⑵若A=2,求粒子在運(yùn)動(dòng)過程中與j軸交點(diǎn)坐標(biāo)的最大值和最小值；

TT

（3）若力=二^10個(gè)，則&取何值時(shí)，粒子可做周期性循環(huán)運(yùn)動(dòng)回到出發(fā)點(diǎn)？并求出循環(huán)周期的最小值Tmin和相應(yīng)的A

值。

15.（12分）如圖所示，在直角坐標(biāo)系xQy的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xQy面向里，第四象限內(nèi)存

在沿），軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E,磁場與電場圖中均未畫出。一質(zhì)量為，小帶電荷量為+g的粒子自y

軸的P點(diǎn)沿工軸正方向射入第四象限，經(jīng)x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入第一象限。已知P點(diǎn)坐標(biāo)為（0,?/）,Q點(diǎn)坐標(biāo)為（21,0）,

不計(jì)粒子重力。

（1）求粒子經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；

⑵若粒子在第一象限的磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后以垂直y軸的方向進(jìn)入第二象限，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

參考答案

一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。

1、A

【解題分析】

根據(jù)庫侖定律，N兩點(diǎn)電荷間的庫侖力大小為尸二,代入數(shù)據(jù)得

L2

F=9.0X10-3N

M.N兩點(diǎn)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，均為E、=k*,M、N兩點(diǎn)電荷形成的電場在。點(diǎn)的合場強(qiáng)大小為

￡?=2E,cos300

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得

E?7.8X103N/C

A.9.0X10-3N,7.8X1()3N/C與分析相符，故A正確;

B.9.0X10-3N,9.0X1()3N/C與分析不符，故B錯(cuò)誤;

C.1.8X1(T2N,7.8X1()3N/C與分析不符，故C錯(cuò)誤;

D.1.8X1(T2N,9.0X103N/C與分析不符，故D錯(cuò)誤;

故選：Ao

2、D

【解題分析】

AB.由核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可推斷出X為：e,故AB錯(cuò)誤；

CD.質(zhì)量虧損為

釋放的核能為

△￡=△me1-(4mi-m2-2m3)c2

故C錯(cuò)誤、D正確。

故選D。

3、B

【解題分析】

高壓輸電線上的電流較大，測量時(shí)需把電流變小，根據(jù)2=這，MN應(yīng)接匝數(shù)少的線圈，故ab接MN,cd接PQ,

且Iab>Icd>選項(xiàng)B正確.

4、A

【解題分析】

設(shè)兩等量正電荷的電荷量均為。，。、“兩點(diǎn)電荷的電荷量分別為必和強(qiáng)，質(zhì)量分別為處和機(jī)”。到正點(diǎn)電荷的距離

為/,由題意知。、〃做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，設(shè)為丁。根據(jù)庫侖定律、牛頓第二定律，對。，有

2k—0%,sin37°=ma{—1Ztan37°

(Iy\T)

lcos37°J

對瓦有

整理得

%

(=27

還一64

故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選A。

5、D

【解題分析】

A.當(dāng)三角形導(dǎo)線框abc從A點(diǎn)沿A5運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)時(shí)，穿過線圈的磁通量一直增大，此時(shí)線圈產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針電流;

而后線圈逐漸離開磁場，磁通量減少，線圈產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針電流，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)公式E=即-可知，感應(yīng)電流先增大后減小，B錯(cuò)誤；

C.由公式

討Lx同

AO*x---叢BE

q=----=------------——=--------

3R3R3R

故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)線框。點(diǎn)剛到達(dá)8點(diǎn)時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢

E=6BLv

電流

Ey/3BLv

1r=—=---

3R3R

所

%=/(2/?)=^^

故D正確。

故選D。

6、D

【解題分析】

粒子進(jìn)入磁場做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示,

根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有

V"

qvB=m—

R

解得

R=—

qB

根據(jù)軌跡圖知

2mv

PQ=2R=

NOPg=60°

則粒子離開磁場的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距嘲為

4/nv

0P=2PQ=

則D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得。分。

7、BD

【解題分析】

A.因?yàn)槲飰K做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上合力為零，則有

Tcos0=mg

因?yàn)?。增大，COS8減小，則拉力7'增大，故A錯(cuò)誤;

B.物塊沿繩子方向上的分速度

V=VAcos0

該速度等于自由端的速度，。增大，自由端速度y減小，故B正確；

C.尸為變力，不能用功的定義。應(yīng)根據(jù)動(dòng)能定理，拉力廠做功等于克服重力做的功，即

W=mgh

故C錯(cuò)誤；

D.拉力的功率為

mg

P=Fv=——vcos3=mgv

cos。AA

可知拉力尸的功率P不變，故D正確。

故選BDo

8、AD

【解題分析】

A.滑塊。和小球力相互作用的過程，系統(tǒng)水平方向合外力為零，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，小球》到達(dá)。點(diǎn)時(shí)，根據(jù)

動(dòng)量守恒定律得滑塊。和小球b的速度均為零，有

2/n.va=/nsb

Sa+Sb=R+Ksin53°

解得

Sa=0.6R

故A正確；

B.根據(jù)功能關(guān)系得小球力從釋放到滑到。點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為

W-機(jī)gRcos53=0.6nigR

故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)》第一次到達(dá)半圓軌道最低點(diǎn)尸時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

2inva=mvb

解得

匕=標(biāo)

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得

V2（V4-V,）2

N-mg=fn—=~

RR

解得

?r14

Af=-mg

對軌道的壓力

14

N=N=——mg

5

故C錯(cuò)誤；

D.小球從P點(diǎn)到。點(diǎn)，根據(jù)功能關(guān)系可得克服摩擦力做的功為

W=~x+gmvl-mgR（\-cos53。）=0.2mgR

由功能關(guān)系結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，得小球b第一次返回到P點(diǎn)的過程中克服摩擦力做的功

W^.lmgR

故小球b第一次返回到P點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)能

Ek>mgR(A-cos53°)-W，=0.2?ngR

r

0=2mv'a+mvb

線=；2機(jī)12+；加%2

解得

%>2廊

故D正確。

故選ADo

9、AD

【解題分析】

根據(jù)星球表面物體受到的萬有引力等于物體的重力有

「Mm

得星球表面重力加速度

GM

故

g行=〃行R加_q

g地一聞地4P1

可知A正確，B錯(cuò)誤;

根據(jù)萬有引力提供向心力有

_Mmv2

G——=in——

R

得第一宇宙速度

可知C錯(cuò)誤，D正確。

故選ADo

10、ACF

【解題分析】

A：由圖象得：％=4atm、&=3atm、匕=1L、VB=3L,據(jù)理想氣體狀態(tài)方程岑公=岑&,代入數(shù)據(jù)得：

"=720K.故A項(xiàng)正確.

B：由圖象得：PA=4atm.pc=latm>匕=1L、Vc=4Lt則(〃/=&%,所以溫度是分子平均動(dòng)

能的標(biāo)志，所以狀態(tài)A與狀態(tài)C理想氣體分子平均動(dòng)能相等.故B項(xiàng)錯(cuò)誤.

C：從狀態(tài)A到狀態(tài)。的過程，氣體體積增大，氣體對外做功.故C項(xiàng)正確.

D：據(jù)AB兩項(xiàng)分析知，，=720K>7；=A，所以從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體溫度不是先降低后升高.故D

項(xiàng)錯(cuò)誤.

E：TA=TC,A、C兩個(gè)狀態(tài)理想氣體內(nèi)能相等，A到C過程△(/=()；，-V圖象與丫軸圍成面積表示功，所以4到

3+zxl3(3+1X1Q3

C過程，外界對氣體做的功W=-(0x2x10-F^xlX10-J=-900J；據(jù)熱力學(xué)第一定律得:

△U=Q+W,解得：Q=900J,所以狀態(tài)4到狀態(tài)C的過程中氣體吸收熱量為900J.故E項(xiàng)正確.

三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

IK1.H2.33.2X10-7減小雙縫間距d或者增大雙縫到干涉屏的距離L

【解題分析】

(1)[1][2].游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為l.lcm+0.1mmxl=l.llcm；若游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為l.67cm,此時(shí)主尺上的2.3cm刻度與游標(biāo)

尺上某條刻度線對齊；

[3].條紋間距

Ar=L67T."cm=0.08cm

7J

則根據(jù)可得

d

,Nxd0.08x10-2x0.2xlO_3℃.

Z=-----=-------------------m=3.2x1A07m

L0.5

(2)[4J.若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，即條紋間距太小，根據(jù)-=可采取的改善辦法有：減小雙縫間距d或者增大雙縫

a

到干涉屏的距離L。

12、B保證氣體狀態(tài)變化過程中溫度盡可能保持不變C

【解題分析】

(1)[1]A.為了保證氣密性，應(yīng)用橡膠塞密封注射器的下端，A需要：

BD.由于注射器的直徑均勻恒定，根據(jù)可知體積和空氣柱長度成正比，所以只需讀取刻度尺上顯示的空氣柱長

度，無需測量直徑，B不需要D需要；

C.為了得知?dú)鈮旱淖兓闆r，所以需要讀取壓力表上顯示的氣壓值，C需要。

讓選不需要的，故選B。

(2)⑵手溫會(huì)影響氣體的溫度，且實(shí)驗(yàn)過程中氣體壓縮太快，溫度升高后熱量不能快速釋放，氣體溫度會(huì)升高，所以這

樣做的目的為保證氣體狀態(tài)變化過程中溫度盡可能保持不變。

PV11

⑶[3]根據(jù)〒=C可知當(dāng)氣體做等溫變化時(shí)，p與V成反比，即px歹，故圖像為直線，所以為了能直觀反映

P與V成反比的關(guān)系，應(yīng)做A-*圖像，C正確。

四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

13、(l)2N-s；⑵23.65s

【解題分析】

(1)設(shè)彈簧在A處保持靜止時(shí)壓縮量為x,有

F=kx

若物塊離開彈簧時(shí)速度為y,根據(jù)動(dòng)能定理

W=—kx2-—mv2

22

物塊。向右運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧對物塊的沖量

I=mv

解得

Z=2N-s

⑵物塊離開彈簧到8之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)時(shí)間為乙，則有

l-x=vt1

設(shè)物塊沿著圓弧軌道上升到。點(diǎn)，B、。間的高度為九則有

mgh=^mv2

設(shè)過。點(diǎn)的半徑與豎直方向的夾角為。，則

R-h

COS/9=2L_2>0.996

R

即

e<5°

物塊從〃點(diǎn)到&點(diǎn)再返回笈點(diǎn)的過程中，可以看做單擺，單擺周期

可得從物塊P離開彈簧到再次接觸彈簧經(jīng)過的時(shí)間

r=2/l+r2

代入數(shù)據(jù)得

/=23.65s

14、(l)O.Olm；/=2^-x10~5S;(2)=0.04m；為訪=~002m；⑶當(dāng)k取非44+1(4=0,1,2,-??)的正整數(shù)時(shí),

均可以回到出發(fā)點(diǎn)；當(dāng)％=3時(shí)，最小循環(huán)周期為1.256X1()TS

【解題分析】

⑴粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由

^=—

0r

T2冗r

%

解得

廠二絲1=0.01m

27rm

T==2^x10-5s

當(dāng)％=1時(shí)，因?yàn)?=(,粒子第3次經(jīng)過y軸時(shí)恰好向上經(jīng)歷兩個(gè)半圓(如圖)則時(shí)間，=r=2萬xi(r5s

o

⑵當(dāng)女=2時(shí)，2*)=T,粒子一個(gè)循環(huán)周期中運(yùn)動(dòng)分別為半圓T整圓T半圓T整圓，因此由幾何關(guān)系得:

與y軸交點(diǎn)坐標(biāo)的最大值為

ymax=4r=0.04m

與＞軸交點(diǎn)坐標(biāo)的最小值為

%=-2-=—0.02m

T1