2023-2024学年陕西省西安市部分学校高三（上）入学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年陕西省西安市部分学校高三（上）入学考试物理试卷

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1.  年月日，世界首个全超导托卡马克装置简称装置获重大成果，实现秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。核聚变能源具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点，是人类未来最主要的清洁能源之一。一个氘核与一个氚在聚合成一个氦核的同时放出一个粒子，下列说法正确的是(    )

A. 由于核聚变是热核反应，故生成物的总质量比反应物的总质量大
B. 粒子为质子
C. 粒子为电子
D. 粒子为中子

2.  公路上安装的一种测速“电子眼”的示意图如图所示。在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈，当汽车通过线圈上方的道路时，会引起线圈中的电流变化，系统根据两次电流变化的时间及线圈之间的距离，对超速汽车进行抓拍。下列说法正确的是(    )
 

A. 汽车通过线圈上方的道路时，线圈中会产生感应电流
B. 汽车通过线圈上方的道路时，线圈中的电流一定增大
C. 汽车通过两个线圈的速度越小，线圈中的感应电流越大
D. 若某个线圈出现断路故障，则“电子眼”仍能正常工作

3.  如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源电压的有效值不变，副线圈接滑动变阻器和两个定值申阳、，电路中的电表均视为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动过程中，下列说法正确的是(    )

 

A. 电压表的示数不变 B. 电压表的示数变小
C. 电流表的示数变小 D. 电流表的示数变小

4.  在第十四届中国航展上，歼一战斗机进行了一系列实战化飞行展示，其中就有大仰角拉起。在飞机进行大仰角快速爬升过程中，飞行员最大需要承受倍自身重力的载荷。若飞机轨迹为竖直平面内的圆弧，圆弧半径为，取重力加速度大小，则飞机在圆弧最低点展示该动作时的速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

5.  电容器是一种重要的电学元件，在国际单位制中，力学和电学的基本单位有、、和。电容的单位用上述基本单位可表示为(    )

A.  B.
C.  D.

6.  如图所示，两根细线不可伸长，但长度可以改变的一端分别固定在、两点，另一端系在一个玩具娃娃上，使段细线恰好水平，段细线与水平方向的夹角为。若使段细线的悬点缓慢向下移动一小母距离，玩具娃娃的位置不变，则与移动前相比(    )

 

A. 段细线的拉力变小 B. 段细线的拉力不变
C. 段细线的拉力变大 D. 段细线的拉力变小

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

7.  某国产品牌的纯电动汽车在平直公路上由静止开始做习加速直线运动，其速度的二次方随位移变化的图像如图所示。下列说法正确的是(    )

 

A. 该汽车的加速度大小为
B. 该汽车的加速度大小为
C. 该汽车由静止匀加速运动到所需的时间约为
D. 该汽车由静止匀加速运动到所需的时间约为

8.  河外星系中两星球、的质量分别为和，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，如图所示。星球和星球均可看成球体，天文学家测得，且星球的半径大于星球的半径但远小于、之间的距离，下列说法正确的是(    )

 

A.
B. 星球的第一宇宙速度更大
C. 星球表面附近的重力加速度更大
D. 若两星球、间的距离不变，把星球上的物质转移到星球上，则它们运行的周期均不变

9.  如图所示，匀强电场的方向水平向右，一质量为的带电粒子在匀强电场所在的竖直平面内运动，、为其运动轨迹上的两点。已知该带电粒子在点的速度大小为，方向与竖直方向的夹角为，它运动到点时速度方向与竖直方向的夹角变为。不计带电粒子受到的重力，若点电势为零，则下列说法正确的是(    )

 

A. 带电粒子带正电
B. 带电粒子在点的速度大小为
C. 带电粒子从点运动到点的过程中，电势能减少了
D. 带电粒子在点的电势能为

10.  如图所示，两平行光滑金属导轨、竖直放置，导轨间距为，间接有一阻值为的定值电阻，导轨平面内区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，、水平，两者间高度差为。现有一电阻为、质量为、长度为的水平导体棒沿着导轨平面从边以大小为的速度竖直向上进入磁场，当导体棒运动到边时速度恰好减半运动中导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度大小为，空气阻力和导轨电阻均不计，则(    )

 

A. 导体棒刚进入磁场时，导体棒两端的电压为
B. 导体棒刚进入磁场时，定值电阻上电流的方向为从流向
C. 导体棒通过磁场区域过程中，定值电阻上产生的热量为
D. 导体棒通过磁场区域过程中，通过定值电阻的电荷量为

三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

11.  用如图甲所示的电路测量一个量程为，内阻约为的待测毫安表的内阻，所用电源的电动势约为，有两个电阻箱可选，，。

甲

根据电路图，请把图乙中的实物连线补充完整。

乙

丙

将滑动变阻器的滑片移至左端，将调至最大值，闭合，断开，调节滑片至某位置再调节使毫安表满偏，闭合开关，调节，使毫安表半偏，此时的示数如图丙所示，则待测毫安表的内阻为          ，该测量值          填“大于”、“小于”或“等于”真实值。

12.  某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验的主要步骤如下：

调整气垫导轨使之水平

用天平测量滑块含遮光条质量并记录为

测量遮光条宽度并记录为

将滑块放在气垫导轨上，通过轻质细绳与钩码连接，记录钩码总质量为
将滑块从位置曲静止释放后，光电计时器测量遮光条通过光电门的时间并记录为
对测量数据进行分析，得出实验结论。
甲
请回答下列问题。已知当地的重力加速度大小为
用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示，则          步骤中光电计时器记录的时间，滑块经过光电门时的速度大小          结果保留三位有效数字。
乙
丙
用刻度尺测出滑块释放时遮光条到光电门之间的距离，用光电计时器记录遮光条的遮光时间，改变滑块释放的位置，测出多组、数据。利用实验数据绘制出图像如图丙所示，若图线的斜率为，则滑块的加速度大小          用题中所给的字母表示。
若本实验中          用以上对应物理量的符号表示，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。

四、计算题（本大题共4小题，共48.0分）

13.  如图所示，放在光滑水平面上的小车可以在两个固定障碍物、之间往返运动。小车的左端放有一个小木块，初始时小车紧挨障碍物静止。某时刻，一子弹以大小为的水平速度射入小木块并嵌入其中时间极短。小年向右运动到与障碍物相碰时，小木块恰好运动到了小车的有端，且小车与小木块恰好达到共同速度。已知子弹的质量为，小木块的质量为，小车的质量为、长度为。于弹和小木块都可以看成质点，求：结果可保留分数

小木块运动过程中的最大速度

障碍物、之间的距离。

14.  如图所示，有一对水平的平行金属板，板间加有恒定电压，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于纸面向里。在平行金属板的下极板右下方正方形的区或内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，正方形边长，与下极板等高，与金属板右端在同一竖直线上。一质量、电荷量的带正电离子，以大小的初速度沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从点射入金属板间，不计离子受到的重力，取，，。

若离子恰好做匀速直线运动，求金属板间电场的电场强度大小

若撤去金属板间的磁场，已知离子恰好从金属板的下极板的右边缘射出电场，方向与水平方向的夹角，求平行金属板的长度

在的情形中，若离子进入磁场运动后从边界射出，求正方形区域内磁场的磁感应强度大小的取值范围结果保留两位有效数字。

15.  雨滴在空中形成后，在重力的作用下下落到地面，若下落过程中，周围空气的温度越来越高，则下列说法正确的是          。

A.因为下落过程中速度逐渐增大，所以雨滴的内能逐渐增大

B.雨滴在空中近似成球形，是因为液体表面有张力

C.雨滴下落过程中吸收热量

D.雨滴中所有水分子的动能增大

E.雨滴下落过程中温度升高

如图所示，导热良好的固定直立圆筒内用面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。圆筒内气体的热力学温度，平衡时圆筒内气体的体积，压强。大气压强，取重力加速度大小。

求活塞的质量

缓慢推动活塞使气体的体积，固定活塞，缓慢升高筒内气体的温度，使气体的热力学温度，求此时筒内气体的压强。

16.  选修关于光学现象，下列说法正确的是          。

A.炎热的夏天看到柏油马路像被水淋过一样，是因为光射到地面上发生了干涉现象

B.利用光的干涉现象可检测元件表面的平整度

C.潜水员在水面下看天空中的飞鸟位于潜水员的斜上方时，鸟的实际高度比看到的要高

D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽

E.在同一种透明物质中，波长越短的光波波速越小

一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图像如图所示，经，平衡位置在处的质点第一次回到平衡位置，求：

波传播的速度大小

质点在内通过的路程。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，选项A错误根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘、氚核聚变的核反应方程为，粒子为中子，选项B、均错误，D正确。
 

2.【答案】 

【解析】在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设的是通电线圈，汽车的大部分部件是金属，当汽车通过线圈时会引起通电线圈的磁通量变化，从而产生电磁感应现象，产生感应电动势，汽车经过线圈会产生感应电流，但感应电流的方向和原电流的方向可能相反，故线圈中的电流可能减小，选项 A正确、B错误由可知，汽车通过两个线圈的速度越小，线圈中的感应电流越小，选项C错误若某个线圈断路，汽车通过时就不会产生电流，“电子眼”就无法正常工作，选项 D错误。
 

3.【答案】 

【解析】

【分析】

本题考查理想变压器和动态电路分析，目的是考查学生的推理论证能力。

【解答】

B、电压表测量副线圈两端的电压，该电压跟副线圈电阻的变化无关，保持不变，故B错误；
、当变阻器的滑片由端向端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，副线圈的总电流减小，两端的电压减小，两端的电压变大，通过的电流变大，则电流表的示数减小，电压表的示数减小，电流表的示数变大，故AD错误，C正确。

4.【答案】 

【解析】在圆弧最低点时，对飞行员受力分析有，解得，选项C正确。
 

5.【答案】 

【解析】解：由，，，可知，，电容的单位用上述基本单位可表示为，选项B正确。

本题考查国际单位制，目的是考查学生的理解能力。解决本题的关键是掌握物理量的关系，由此得出电容的表达式，从而得出其单位。
 

6.【答案】 

【解析】

【分析】

移动前和移动后，玩具都处于平衡状态，运用图像法，分析、段细线中拉力的变化情况。
本题考查物体平衡，目的是考查学生的推理论证能力。

【解答】

段细线的悬点向下移动一小段距离后，玩具的位置不变，其受力情况如图所示。

可知、段细线的拉力均变大，选项C正确，ABD错误。

7.【答案】 

【解析】根据公式，再结合图像，可得汽车的加速度大小，选项A错误、B正确由解得，选项C正确、D错误。
 

8.【答案】 

【解析】两星球绕点转动的角速度相等，，又，则，选项A错误第一宇宙速度即最大环绕速度，由解得，又，，则，选项B错误由解得，同理，选项C正确由解得，则周期不变，选项D正确。
 

9.【答案】 

【解析】

【分析】

本题考查带电粒子在电场中的运动，由带电粒子的运动轨迹可判断粒子的电性，抓住带电粒子在竖直方向的速度不变求解在点的速度；根据动能的增加量等于电势能减少量计算电势能的减少量，进而计算在点的电势能。

【解答】

由带电粒子的运动轨迹可得，带电粒子带正电，选项A正确 
带电粒子在竖直方向的速度不变，设带电粒子在点的速度大小为，，解得，选项B错误带电粒子的电势能减少量，选项C错误
点的电势为零，带电粒子在点的电势能也为零，在点的电势能为，选项D正确。

10.【答案】 

【解析】

【分析】
导体棒进入磁场时切割磁感线产生感应电动势，两端的电压是外电压，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解两端的电压，由楞次定律判断感应电流的方向，根据能量守恒定律求电阻上产生的热量。
根据求解电荷量。
本题掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律和楞次定律，是基础题，关键要能运用根据能量守恒定律求电阻上产生的热量，根据求解电荷量。
【解答】
A.导体棒刚进入磁场时，棒产生的感应电动势为 ，则电阻两端的电压为，故A错误；
B.导体棒刚进入磁场时，由楞次定律知，电阻上电流方向为从流向，故B正确；
导体棒通过磁场区域过程中，根据能量守恒得，回路中产生的总热量为，定值电阻上产生的热量为，故C正确；
D.，选项D错误。
故选 。  

11.【答案】如图所示

   小于

【解析】的示数即是毫安表的内阻，其值为。闭合，总电阻变小，通过的电流大于原来的电流，则流过的电流大于，故。
 

12.【答案】；；；。 

【解析】

【分析】
本题考查验证机械能守恒定律。
在主尺上读出副尺零线以左的刻度，该值就是最后读数的整数部分，副尺上一定有一条与主尺的刻线对齐，在刻尺上读出该刻线距副尺的格数，将其与刻度间距相乘，就得到最后读数的小数部分，将所得到的整数和小数部分相加就得总尺读数；经过光电门的速度求得。
小车加速运动根据速度位移公式构造函数，解得加速度；
钩码重力做的功等于系统动能的增加；
【解答】
主尺上的读数：，游标尺上的读数，读数为：；
滑块经过光电门时的速度大小为：；
滑块通过光电门时的速度大小，滑块从静止释放后做匀加速直线运动，根据速度位移关系式有，解得，则图线的斜率，则滑块的加速度大小。
滑块从点运动到点的过程中，滑块与钩码组成的系统减少的机械能，滑块和钩码增加的动能，故若成立，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。  

13.【答案】解：根据动量守恒定律有

解得。

内嵌子弹的小木块与小车作用过程中，系统动量守恒，设小木块恰好运动到了小车的右端时的速度大小为，
有

解得

设小木块与小车之间的摩擦力大小为，小木块从点运动到点有

对小车有

解得。

【解析】见答案
 

14.【答案】解：离子做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡有

解得。
设点离下极板的距离为，离子射出电场时的速度大小为，根据动能定理有

离子在电场中做类平抛运动，设运动时间为，离子在水平方向的分运动为匀速直线运动，则
有
解得
由几何关系有
解得。
设离子进入磁场后做匀速圆周运动的最小半径为，此时离子经过点，如图所示，

由几何关系有
根据牛顿第二定律有
解得
设离子进入磁场后做匀速圆周运动的最大半径为，此时离子经过点，
由几何关系有

解得
则正方形中磁场的磁感应强度大小的范围为。 

【解析】离子做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力平衡，根据平衡条件即可得解；
根据动能定理求出离子射出电场时的速度，离子在电场中做类平抛运动，根据运动的分解求解；
离子进入磁场后做匀速圆周运动的，画出图形，根据几何关系和牛顿第二定律求解。
本题考查带电粒子在磁场中的运动，目的是考查学生的模型建构能力。
 

15.【答案】

由物体平衡条件有

解得。

由气体状态方程有

解得。

【解析】雨滴内能由质量和温度决定，与雨滴的速度无关，选项A错误雨滴在空中近似成球形，是由雨滴的表面张力形成的，选项B正确由于周围空气的温度越来越高，因此雨滴下落过程中吸收热量，温度升高，选项C、E正确雨滴中水分子的平均动能增大，并不是所有水分子的动能增大，选项D错误。
见答案
 

16.【答案】

波沿轴正方向传播，当处的状态传到质点时，质点第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离

则波速大小

解得。

由题中波动图像可知波长

周期

即质点的运动时间为

。

【解析】炎热的夏天看到柏油马路像被水淋过一样，是因为光射到路面上方的水蒸气中发生了全反射现象，选项A错误利用光的干涉现象可检测元件表面的平整度，选项B正确潜水员在水面下看天空中的飞鸟时，鸟的实际高度比看到的要低，选项C错误分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，因为红光的波长更长，所以用红光时得到的条纹间距更宽，选项D正确由可知，在同一种透明物质中，波长越短的光波波速越小，选项E正确。
见答案