山東省菏澤市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期1月期末考試物理試題 含解析

2024—2025學(xué)年度第一學(xué)期期末考試高三物理試題注意事項(xiàng)：1．本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間90分鐘。2．答題前，考生務(wù)必將姓名、班級等個人信息填寫在答題卡指定位置。3．考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑：非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答。超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.核電池又稱“放射性同位素電池”，某種核電池常用的放射性同位素是钚238（），其半衰期為87年，該電池利用衰變放出的能量轉(zhuǎn)化為電能，可為心臟起搏器提供電能。下列說法正確的是（）A.溫度升高钚238的半衰期縮短B.钚238衰變后的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多50個C.钚238衰變產(chǎn)生的射線的電離本領(lǐng)比射線弱D.經(jīng)過174年后，核電池內(nèi)剩余钚238的質(zhì)量變?yōu)槌跏假|(zhì)量的【答案】D【解析】【詳解】A．元素的半衰期是由放射性元素本身決定的，與原子所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)均無關(guān)，故A錯誤；B．钚238的衰變方程為則內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的差值為可知钚238衰變后的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少50個。故B錯誤；C．钚238衰變產(chǎn)生的射線的電離本領(lǐng)比射線強(qiáng)。故C錯誤；D．設(shè)初始時核電池內(nèi)钚238的質(zhì)量為m，則經(jīng)過174年后，核電池內(nèi)剩余钚238的質(zhì)量故D正確。故選D。2.如圖所示，光滑半圓球形碗內(nèi)放有一根質(zhì)量分布不均勻的筷子，點(diǎn)為半球的球心。當(dāng)筷子靜止時，筷子與碗接觸點(diǎn)A、B的連線與碗的直徑AB夾角為30°，在A點(diǎn)碗對筷子的作用力大小為，在B點(diǎn)碗對筷子的作用力大小為，筷子的質(zhì)量為，重力加速度大小為。下列說法正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】筷子的受力圖如下的方向過圓心，由平行四邊形定則結(jié)合幾何關(guān)系得故選C。3.2024年12月7日，湖南瀏陽煙花盛典驚艷上演，無人機(jī)燈火秀表演給觀眾帶來了一場視覺盛宴。其中一架無人機(jī)在一段時間內(nèi)沿豎直方向運(yùn)動，通過傳感器獲得其速度與時間關(guān)系如圖所示，圖中速度以豎直向上為正方向。下列說法正確的是（）A.時間內(nèi)無人機(jī)勻速直線上升，末開始下降B.末無人機(jī)上升到最高點(diǎn)C.時間內(nèi)無人機(jī)的總位移為D.時間內(nèi)無人機(jī)處于超重狀態(tài)【答案】B【解析】【詳解】A．以豎直向上為正方向，0~3s時間內(nèi)速度均為正值，無人機(jī)均在上升，其中1~2s時間內(nèi)勻速上升，末開始減速上升，故A錯誤；B．0~3s時間內(nèi)，無人機(jī)均在上升，3s末無人機(jī)開始下降，3s末無人機(jī)上升到最高點(diǎn)，故B正確；C．速度與時間圖線與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移，故時間內(nèi)無人機(jī)的總位移為故C錯誤；D．時間內(nèi)速度與時間圖線的斜率為負(fù)，加速度豎直向下，無人機(jī)處于失重狀態(tài)，故D錯誤。故選B。4.2024年3月20日，我國探月工程四期鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空。當(dāng)?shù)诌_(dá)距離月球表面某高度時，鵲橋二號開始進(jìn)行近月制動，并順利進(jìn)入捕獲軌道運(yùn)行，后經(jīng)多次軌道調(diào)整，進(jìn)入凍結(jié)軌道運(yùn)行，軌道示意圖如圖所示。鵲橋二號在捕獲軌道運(yùn)行時，下列說法正確的是（）A.運(yùn)行周期大于在凍結(jié)軌道的運(yùn)行周期B.近月點(diǎn)的加速度大于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時近月點(diǎn)的加速度C.近月點(diǎn)的機(jī)械能等于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時近月點(diǎn)的機(jī)械能D.與月球的連線在單位時間內(nèi)掃過的面積與在凍結(jié)軌道運(yùn)行時相等【答案】A【解析】【詳解】A．軌道Ⅰ的半長軸大于軌道Ⅱ的半長軸，由開普勒第三定律可知“鵲橋二號”在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期比在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期長，A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律有解得可知“鵲橋二號”在軌道Ⅰ上經(jīng)過A點(diǎn)的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)時的加速度，B錯誤；C．“鵲橋二號”在軌道Ⅰ運(yùn)行到近月點(diǎn)A時減速才能變軌進(jìn)入凍結(jié)軌道Ⅱ運(yùn)行，在凍結(jié)軌道運(yùn)行時近月點(diǎn)的機(jī)械能小于在捕獲軌道運(yùn)行時近月點(diǎn)的機(jī)械能，C錯誤；D．只有在同一軌道繞同一天體運(yùn)行，相同時間內(nèi)與中心天體連線掃過的面積才相等，D錯誤。故選A。5.乒乓球被譽(yù)為中國的“國球”，深受大眾喜愛。如圖所示，某初學(xué)者為了練習(xí)手感，持拍對墻練習(xí)，將球從同一位置斜向上擊出，其中有兩次乒乓球垂直撞在豎直的墻上，運(yùn)動軌跡如圖所示，不計空氣阻力。關(guān)于這兩次乒乓球從擊出到撞擊豎直墻的過程中，下列說法正確的是（）A.乒乓球在空中沿軌跡2運(yùn)動的時間比沿軌跡1的長B.乒乓球沿軌跡2運(yùn)動時撞擊墻的速度大于沿軌跡1運(yùn)動時撞擊墻的速度C.乒乓球沿軌跡2運(yùn)動擊出時速度的豎直分量大于沿軌跡1運(yùn)動擊出時速度的豎直分量D.乒乓球沿軌跡2運(yùn)動擊出時的動能與沿軌跡1運(yùn)動擊出時的動能一定相等【答案】B【解析】【詳解】A．可以把乒乓球的運(yùn)動逆向看成平拋運(yùn)動，由于沿軌跡1運(yùn)動的豎直高度大，根據(jù)平拋運(yùn)動豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動，則有解得其運(yùn)動時間故乒乓球在空中沿軌跡2運(yùn)動的時間比沿軌跡1的短，A錯誤；B．由于兩次乒乓球垂直撞在豎直的墻上，結(jié)合上述分析可知軌跡2運(yùn)動的時間短，而水平方向的位移相等，故乒乓球沿軌跡2運(yùn)動時撞擊墻的速度大于沿軌跡1運(yùn)動時撞擊墻的速度，B正確；C．由于豎直方向做自由落體運(yùn)動，則有由于沿軌跡1運(yùn)動的豎直高度大，乒乓球沿軌跡2運(yùn)動擊出時速度的豎直分量小于沿軌跡1運(yùn)動擊出時速度的豎直分量，C錯誤；D．由于整個過程機(jī)械能守恒，沿軌跡1則有沿軌跡1則有其中、為兩次撞擊墻壁的速度，、為兩次距擊球的豎直高度，根據(jù)上述分析可知，，故、大小無法比較，因此乒乓球沿軌跡2運(yùn)動擊出時的動能與沿軌跡1運(yùn)動擊出時的動能也無法確定，D錯誤。故選B。6.小明同學(xué)質(zhì)量為50kg，從2m高處無初速跳下，腳掌觸地后，他采取屈膝下蹲的保護(hù)方式停止運(yùn)動。已知從腳掌觸地到身體停止運(yùn)動用時約0.5s，則在觸地的過程中地面對他的平均作用力最接近（）A.500N B.900N C.1200N D.1500N【答案】C【解析】【詳解】設(shè)人觸地瞬間速度大小為v，則觸地過程中，根據(jù)動量定理可得代入數(shù)據(jù)解得故選C。7.如圖所示，真空中電荷量均為的兩正點(diǎn)電荷連線和一玻璃正方體框架的兩側(cè)面和中心連線重合，連線中心和正方體中心重合。下列說法中正確的是（）A.正方體兩頂點(diǎn)A、電場強(qiáng)度相同B.正方體兩頂點(diǎn)A、電勢相等C.檢驗(yàn)電荷在頂點(diǎn)、受到的電場力相同D.檢驗(yàn)電荷在頂點(diǎn)的電勢能比在頂點(diǎn)電勢能低【答案】B【解析】【詳解】A．正方體兩頂點(diǎn)A、電場強(qiáng)度大小相同，方向不同，故A錯誤；B．根據(jù)電勢的對稱性可知A、B、B1、A1、和D、C、C1、D1這8個點(diǎn)的電勢相等（關(guān)于點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)對稱），故B正確；C．檢驗(yàn)電荷在頂點(diǎn)、受到的電場力大小相同，方向不同，故C錯誤；D．由B項(xiàng)可知A1和C1電勢相等，故檢驗(yàn)電荷在頂點(diǎn)的電勢能和在頂點(diǎn)電勢能相等，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，質(zhì)量為的木箱放置在水平地面上，木箱頂端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端懸掛質(zhì)量為的重物。將重物豎直下拉一段距離后放手，重物到達(dá)最高點(diǎn)時彈簧恰好處于原長。已知在運(yùn)動過程中重物未觸及木箱底部，彈簧的最大彈性勢能為，彈簧的彈性勢能與形變量的平方成正比，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A.重物的最大動能為 B.重物的最大動能為C.木箱對地面的最小壓力為 D.木箱對地面的最大壓力為【答案】B【解析】【詳解】AB．重物做簡諧運(yùn)動，設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為，在平衡位置時，有重物到達(dá)最高點(diǎn)時彈簧恰好處于原長，此時重物只受重力作用，重物的加速度為，根據(jù)對稱性可知，重物處于最低點(diǎn)時的加速度大小為，方向豎直向上，則有彈簧的最大彈性勢能為，則有當(dāng)重物處于平衡位置時，動能最大，從最高點(diǎn)到平衡位置過程，根據(jù)能量守恒可得聯(lián)立解得重物的最大動能為故A錯誤，B正確；C．當(dāng)重物到達(dá)最高點(diǎn)時，彈簧彈力剛好為0，此時木箱對地面的壓力最小，為，故C錯誤；D．當(dāng)重物到達(dá)最低點(diǎn)時，彈簧對木箱向下的拉力最大，此時木箱對地面的壓力最大，為故D錯誤。故選B二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.圖甲為小型發(fā)電機(jī)與理想變壓器變壓輸電過程的示意圖，圖乙為該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時間的變化規(guī)律。理想變壓器的匝數(shù)比，電阻R1阻值未知，電阻R2=5Ω，燈泡的額定電壓為10V，額定功率為5W。不計發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻及交流電表A的內(nèi)阻。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A.t=0.01s時，通過發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為0B.電流表A的示數(shù)為1AC.電阻R1=4ΩD.發(fā)電機(jī)的輸出功率為10W【答案】BC【解析】【詳解】A．由乙圖可知，t=0.01s時，感應(yīng)電動勢為0，磁通量的變化率為零，磁通量最大，故A錯誤；BC．原線圈回路滿足原副線圈滿足，又，，聯(lián)立解得，，，，，，，故BC正確；D．發(fā)電機(jī)的輸出功率為故D錯誤。故選BC。10.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其變化過程的圖像如圖所示，已知?dú)怏w在狀態(tài)B時的溫度。下列說法正確的是（）A.氣體在狀態(tài)A時的溫度B.氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容過程，單位時間內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的撞擊次數(shù)不變C.氣體從狀態(tài)A到吸收的熱量大于從狀態(tài)到放出的熱量D.氣體從狀態(tài)A到吸收的熱量小于從狀態(tài)到放出的熱量【答案】AC【解析】【詳解】A．氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B有解得故A正確；B．氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C為等容過程，根據(jù)可知，壓強(qiáng)減小則溫度降低，則單位時間內(nèi)氣體分子對器壁單位面積的撞擊次數(shù)減小。故B錯誤；CD．氣體從狀態(tài)到有解得則氣體從狀態(tài)A到C溫度不變，內(nèi)能不變。由于體積增大，氣體對外界做負(fù)功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w從狀態(tài)A到B吸收的熱量大于從狀態(tài)到放出的熱量。故C正確，D錯誤。故選AC。11.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻的波形如圖甲所示，A、B、P是介質(zhì)中的3個質(zhì)點(diǎn)，t=0時刻波剛好傳播B點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)A的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.波源的起振方向沿y軸正方向B.該波的傳播速度是2.5m/sC.t=0.1s時，質(zhì)點(diǎn)A的位移為D.從t=0到t=1.6s，質(zhì)點(diǎn)A通過的路程為16cm【答案】AD【解析】【詳解】A．在t=0時刻波剛好傳播到B點(diǎn)，根據(jù)“上下坡”法可知，質(zhì)點(diǎn)B的起振方向沿y軸正方向，則波源的起振方向沿y軸正方向，故A正確；B．根據(jù)波形可知，波長為20m，周期為0.8s，則故B錯誤；C．t=0.1s時，質(zhì)點(diǎn)A的位移為故C錯誤；D．從t=0到t=1.6s，即質(zhì)點(diǎn)A振動兩個周期時間，通過路程為故D正確。故選AD。12.如圖所示，足夠長金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平平行放置，處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌間距為。導(dǎo)體棒、垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌接觸良好，兩導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為，其在導(dǎo)軌間的電阻均為，不計一切摩擦及導(dǎo)軌電阻?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個平行于導(dǎo)軌向右的初速度，運(yùn)動中導(dǎo)體棒、未相撞。下列說法正確的是（）A.導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動，導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動B.導(dǎo)體棒的速度為時，導(dǎo)體棒的加速度大小為C.整個運(yùn)動過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱為D.整個運(yùn)動過程穿過導(dǎo)軌橫截面的電荷量為【答案】CD【解析】【詳解】A．根據(jù)右手定則可知導(dǎo)體棒、以及兩導(dǎo)軌構(gòu)成的回路中電流方向?yàn)槟鏁r針方向，根據(jù)左手定則可知剛開始導(dǎo)體棒所受的安培力水平向左，做減速運(yùn)動。導(dǎo)體棒所受的安培力水平向右，開始向右做加速運(yùn)動，切割磁感線。兩導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流大小相等均為兩導(dǎo)體棒所受安培力方向相反，大小相等，均為隨著導(dǎo)體棒減速，加速可知感應(yīng)電流逐漸減小，兩導(dǎo)體棒所受安培力逐漸減小，根據(jù)加速度可知，導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，導(dǎo)體棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，故A錯誤；B．兩導(dǎo)體棒所受的安培力大小相等方向相反，合外力為0，整體動量守恒，當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為時，根據(jù)解得代入A選項(xiàng)中的表達(dá)式可得導(dǎo)體棒的加速度大小為故B錯誤；C．根據(jù)分析可知最終兩導(dǎo)體棒會共速，則有解得根據(jù)能量守恒定律可知解得整個運(yùn)動過程中電路中產(chǎn)生的焦耳熱為故C正確；D．對導(dǎo)體棒分析，根據(jù)動量定理可得又因?yàn)榻獾谜麄€運(yùn)動過程穿過導(dǎo)軌橫截面的電荷量為故D正確。故選CD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某同學(xué)采用圖甲所示的裝置探究小車做直線運(yùn)動的規(guī)律。小車放在光滑長木板上，在恒力F作用下，從緊貼接收器的位置由靜止開始運(yùn)動，數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得小車與位移傳感器距離隨時間變化的x-t圖像如圖乙所示。請完成下列問題：（1）分析圖乙中可知，小車相鄰相等的0.1s時間內(nèi)的位移差為______cm，可得小車的加速度大小為_______m/s2。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（2）如果小車的質(zhì)量為500g，恒力F的大小為_______N?！敬鸢浮浚?）①.2.50②.2.50（2）1.25【解析】【小問1詳解】[1]由圖可知，0~0.1s內(nèi)小車的位移為0.1s~0.2s內(nèi)小車的位移為小車相鄰相等的0.1s時間內(nèi)的位移差為[2]根據(jù)可得【小問2詳解】如果小車的質(zhì)量為500g，恒力F的大小為14.某物理實(shí)驗(yàn)小組測量某款國產(chǎn)新能源汽車上電池小組件的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計G改裝的電流表A，V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，為待測電池組，為開關(guān)，為滑動變阻器，是標(biāo)稱值為的定值電阻。（1）已知靈敏電流計G的滿偏電流、內(nèi)阻，若要改裝后的電流表滿偏電流為，應(yīng)并聯(lián)一只_______的定值電阻。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（2）根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路______。（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片在不同位置，多次記錄下對應(yīng)的電壓表的示數(shù)和靈敏電流計的示數(shù)，得到如圖丙所示的圖像，則電池的電動勢_______，內(nèi)阻_______。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）【答案】（1）1.0（2）（3）①.2.80##2.78##2.79##2.81##2.82②.2.92##2.90##2.91##2.93##2.94【解析】【小問1詳解】根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)解得【小問2詳解】根據(jù)電路圖，實(shí)物圖連接如下【小問3詳解】[1][2]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得故在圖線中，縱截距為電源電動勢，即斜率的絕對值為代入數(shù)據(jù)解得15.辦公桌上擺放著一個質(zhì)量分布均勻的透明“水晶球”，如圖甲所示。該水晶球的半徑，過球心的截面如圖乙所示，為直徑，一單色細(xì)光束從點(diǎn)射入球內(nèi)，折射光線與夾角為，出射光線與平行。已知光在真空中的傳播速度。求：（1）“水晶球”的折射率；（2）光在“水晶球”中的傳播時間?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1詳解】如圖所示，由幾何關(guān)系可知，光線射出時的折射角為，折射率【小問2詳解】又因?yàn)楣庠诓Ａе袀鞑ゾ嚯x故光在玻璃中傳播的時間聯(lián)立上述各式解得16.如圖所示，傾角為37°的足夠長斜面體固定在水平面上，質(zhì)量m=1.5kg的小物塊在恒定拉力F作用下從斜面體底端由靜止沿斜面向上運(yùn)動，經(jīng)t1=2s后撤去拉力。已知小物塊與斜面體間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，拉力大小F=15N，與斜面夾角為37°斜向上，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小物塊沿斜面向上運(yùn)動的位移大??；（2）小物塊再次返回斜面底端的速度大小。【答案】（1）2.2m（2）【解析】【小問1詳解】撤去拉力前，對小物塊受力分析如圖沿斜面方向有垂直斜面方向有撤去拉力時，小物塊的位移小物塊的速度撤去拉力小物塊繼續(xù)向上運(yùn)動過程小物塊的位移小物塊沿斜面向上運(yùn)動的位移【小問2詳解】小物塊沿斜面向下運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)速度位移關(guān)系有解得17.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限有豎直向上的勻強(qiáng)電場，第二、四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子從x軸上的M點(diǎn)以速度v0沿y軸正方向進(jìn)入第二象限，經(jīng)y軸上N點(diǎn)沿x軸正方向射入第一象限，再從x軸上P點(diǎn)進(jìn)入第四象限，經(jīng)y軸上的Q點(diǎn)（圖中未