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2023-2024学年甘肃省武威市高三上学期1月期末考试 物理试题（含答案）
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这是一份2023-2024学年甘肃省武威市高三上学期1月期末考试 物理试题（含答案），共9页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容，如图所示，两平行金属导轨等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟．
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容．
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为，外层材料的折射率为，如图所示．关于两折射率的关系，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C．弯曲的光导纤维也能导光 D．光导纤维能够传输图像，但不能传输声音
2．质子在加速器中加速到接近光速后，常被用来与其他粒子碰撞．下列核反应方程中，X代表电子的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，这是一种古老的舂米机．舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米．已知,则在横梁绕O点转动的过程中（ ）
A．在横梁绕O点转动过程中，B、C两点的加速度大小相等
B．在横梁绕O点转动过程中，B点的速度大于C点的速度
C．舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力
D．脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤的重力势能增大
4．一旅客在火车站某站台7号候车线处候车，他发现某动车进站时第5节车厢经过他用了,动车停下时他刚好在第7节车厢门口，车门靠近动车前进方向一端．每节车厢的长度相同，不计各节车厢连接处的长度，若动车进站时做匀减速直线运动，测第6节车厢经过他的时间约为（ ）
A． B． C． D．
5．已知地球半径为R,同步卫星到地心的距离约为,某人造卫星在离地球表面的距离为的轨道上做匀速圆周运动，则该卫星运动的周期约为（ ）
A．9天 B．5.2天 C．0.5天 D．0.2天
6．如图甲所示，在真空中固定两个相同的点电荷A、B,它们关于x轴上的P点对称，在x轴上的电场强度E与坐标位置x的关系图像如图乙所示．若在坐标原点O由静止释放一个点电荷C（受到的重力可忽略不计），释放后它先沿x轴正方向运动．规定沿x轴负方向为电场强度的正方向，则点电荷C（ ）
A．带正电荷 B．将沿x轴做往返运动 C．在处动能最大 D．在处电势能最大
7．如图所示，两平行金属导轨（足够长）间接一阻值为R的定值电阻，导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.5，金属棒的质量为m、电阻为，导轨的倾角为，导轨电阻忽略不计，金属棒始终与导轨平面垂直且接触良好．匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨向上，导轨间距为L．在金属棒从静止开始释放至其速度最大的过程中，通过定值电阻的电荷量为q,重力加速度大小为g,取，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒的最大速度为
B．此过程中，金属棒沿导轨运动的距离为
C．此过程中，金属棒运动的时间为
D．此过程中，定值电阻和金属棒产生的总热量为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图如图所示，电容器上极板固定，下极板（与上极板正对）可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变．当材料温度降低时，极板上所带电荷量变多．下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容增大
B．材料竖直方向的尺度减小
C．极板间的电场强度变大
D．保持降低后的温度不变，使下极板和材料一起水平向左移动，可使极板上所带电荷量继续变多
9．在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指及以上电压等级的交流输电工程及相关技术．某电站采用的电压进行远距离输电，输送总功率为．下列说法正确的是（ ）
A．输电电流为 B．输电电流为
C．若改用特高压输电，则输电效率减小 D．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小
10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波的波源在坐标原点，波源从时刻开始振动，时刻的波形如图所示（波恰好传播到处），下列说法正确的是（ ）
A．该横波在这种介质中的波速大小为
B．波源的振动方程为
C．平衡位置在处的质点在半个周期内向右移动半个波长
D．平衡位置在处的质点，在时刻位于波谷
三、非选择题：共57分．
11．（7分）某实验小组用如图甲所示的实验装置来测定重力加速度．在铁架台的顶端有一电磁铁，下方某位置固定一光电门，电磁铁通电后小铁球被吸起，此时小铁球与光电门的距离为h,电磁铁断电后小铁球做自由落体运动，小铁球通过光电门的时间为．
（1）用螺旋测微器测得小铁球的直径为d,如图乙示，则该示数为_____________．
（2）小铁球通过光电门时的速度大小_____________．（用等字母表示）
（3）当地重力加速度大小_____________．（用等字母表示）
12．（9分）某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表．
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻,然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_____________（用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，将它们连接成图甲所示的电路，对改装后的电压表进行校对，但将滑动变阻器R从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：_________________________________________（回答一条即可）．
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关S,调节滑动变阻器、电阻箱,分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同,作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为_____________．
（3）改装时，应该把毫安表与阻值为_____________的定值电阻串联．
13．（11分）如图所示，水平地面上有一半径为R的圆柱形汽缸（上端有卡扣），汽缸用质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线（未画出）连接并悬挂在足够高的天花板上．初始时汽缸内气体的热力学温度为,活塞与容器上、下部的距离分别为h和．已知外界大气压强恒为,活塞气密性良好，不计活塞的摩擦，重力加速度大小为g．现让封闭气体的温度缓慢升高，求：
（1）活塞刚与卡扣接触时，缸内气体的热力学温度；
（2）缸内气体的热力学温度为时气体的压强．
14．（13分）如图所示，S为一离子源，为足够长的荧光屏，S到的距离为左侧区域有范围足够大的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里．某时刻离子源S一次性沿平行纸面各个方向均匀地发出大量的质量为m、电荷量为q、速率为的正离子（此后不再喷发），不计离子受到的重力，不考虑离子之间的相互作用力．求：
（1）离子从发出到打中荧光屏的最短时间和最长时间；
（2）离子打中荧光屏的宽度．
15．（17分）如图所示，平台和足够长的传送带处于同一高度，平台右端与传送带左端无缝连接，传送带在电动机的带动下沿顺时针方向匀速转动．传送带上方所在区域存在水平向左的匀强电场．在平台左端固定一个轻质短弹簧，一质量的带正电的物块B静止在平台右端，将另一个与物块B质量相同的绝缘物块A向左压缩弹簧（不拴连），在与物块B的距离处由静止释放，物块A向右运动恰好能与物块B接触．将物块A沿竖直方向切去一半（设为）,然后压缩弹簧仍从距物块B为l处由静止释放，物块与物块B发生弹性正碰，碰撞前后物块B的电荷量不变，且碰撞时间极短，碰撞后物块B在传送带上运动，经过时间后与传送带共速，此时物块B的速度大小为碰撞后瞬间速度大小的一半，与平台、传送带间的动摩擦因数均为,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，两物块均可视为质点．物块与物块B碰撞后撤去弹簧．
（1）求物块碰撞后滑行的距离；
（2）求物块B沿传送带向右运动的过程中克服电场力做的功及与传送带摩擦产生的热能；
（3）物块B能否与物块再次相碰？通过计算说明．
高三阶段调考物理参考答案
1．C 2．B 3．D 4．A 5．D 6．B 7．A 8．AC 9．BD 10．AD
11．（1）4.700（均给分） （2分）
（2） （2分）
（3） （3分）
12．（1） （3分） 测量毫安表电阻时，测得电阻偏大（或定值电阻偏小） （2分）
（2）100 （2分）
（3）2900 （2分）
13．解：（1）气体做等压变化，有 （3分）
解得． （2分）
（2）升温前缸内气体的压强 （2分）
继续升温，缸内气体做等容变化，当气体的热力学温度为时，有 （2分）
解得． （2分）
14．解：（1）根据 （2分）
可得离子在磁场中运动的轨迹半径 （1分）
离子的运动轨迹对应的弦长最短时，离子的运动时间最短，即离子的运动轨迹恰好经过P点，如图甲所示
离子在磁场中做完整的圆周运动的周期 （2分）
根据几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，能打中荧光屏的最短时间 （2分）
离子速度为时从下侧回旋，刚好和边界相切，离子速度为时从上侧回旋，刚好和上边界相切，离子的运动轨迹如图乙所示
离子打中荧光屏的最长时间． （2分）
（2）离子打中荧光屏范围的总长度为图丙中的长度，由几何关系可知打中荧光屏的宽度 （2分）
解得． （2分）
15．解：（1）从释放物块A到A恰好与物块B接触的过程中，由能量守恒定律可知弹簧弹性势能 （1分）
设物块与物块B碰撞前瞬间的速度大小为,从释放物块到物块与物块B碰撞前瞬间，由能量守恒定律有 （1分）
解得
物块和物块B发生弹性正碰，设碰撞后瞬间物块的速度为v，物块B的速度为,有 （1分）
（1分）
解得
碰撞后物块反向运动，碰撞后对物块有 （1分）
解得． （1分）
（2）传送带的速度大小,设物块B受到的电场力大小为F,物块B减速到与传送带速度相同的过程中有 （1分）
物块B减速时的加速度大小 （1分）
物块B减速到与传送带速度相同时向右运动的位移大小 （1分）
物块B与传送带的相对位移大小 （1分）
解得
物块B与传送带速度相等后，电场力大于最大静摩擦力，物块B将向右继续减速运动，有 （1分）
设物块B从与传送带共速到减速为零的过程中位移大小为,时间为,有
物块B与传送带的相对位移大小 （1分）
物块B从碰撞后到向右减速为零的过程中，电场力做负功，电势能增加量为,有 （1分）
物块B与传送带摩擦产生的热能． （1分）
（3）物块B速度为零后，以加速度大小向左加速运动，离开传送带时的位移大小
设物块B离开传送带时的速度大小为,有 （1分）
设物块B在平台上向左运动减速到零的位移大小为,有 （1分）
解得
因,故物块B会与物块发生第二次碰撞． （1分）
本试卷满分100分，考试用时75分钟．
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容．
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为，外层材料的折射率为，如图所示．关于两折射率的关系，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C．弯曲的光导纤维也能导光 D．光导纤维能够传输图像，但不能传输声音
2．质子在加速器中加速到接近光速后，常被用来与其他粒子碰撞．下列核反应方程中，X代表电子的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，这是一种古老的舂米机．舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米．已知,则在横梁绕O点转动的过程中（ ）
A．在横梁绕O点转动过程中，B、C两点的加速度大小相等
B．在横梁绕O点转动过程中，B点的速度大于C点的速度
C．舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力
D．脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤的重力势能增大
4．一旅客在火车站某站台7号候车线处候车，他发现某动车进站时第5节车厢经过他用了,动车停下时他刚好在第7节车厢门口，车门靠近动车前进方向一端．每节车厢的长度相同，不计各节车厢连接处的长度，若动车进站时做匀减速直线运动，测第6节车厢经过他的时间约为（ ）
A． B． C． D．
5．已知地球半径为R,同步卫星到地心的距离约为,某人造卫星在离地球表面的距离为的轨道上做匀速圆周运动，则该卫星运动的周期约为（ ）
A．9天 B．5.2天 C．0.5天 D．0.2天
6．如图甲所示，在真空中固定两个相同的点电荷A、B,它们关于x轴上的P点对称，在x轴上的电场强度E与坐标位置x的关系图像如图乙所示．若在坐标原点O由静止释放一个点电荷C（受到的重力可忽略不计），释放后它先沿x轴正方向运动．规定沿x轴负方向为电场强度的正方向，则点电荷C（ ）
A．带正电荷 B．将沿x轴做往返运动 C．在处动能最大 D．在处电势能最大
7．如图所示，两平行金属导轨（足够长）间接一阻值为R的定值电阻，导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.5，金属棒的质量为m、电阻为，导轨的倾角为，导轨电阻忽略不计，金属棒始终与导轨平面垂直且接触良好．匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨向上，导轨间距为L．在金属棒从静止开始释放至其速度最大的过程中，通过定值电阻的电荷量为q,重力加速度大小为g,取，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒的最大速度为
B．此过程中，金属棒沿导轨运动的距离为
C．此过程中，金属棒运动的时间为
D．此过程中，定值电阻和金属棒产生的总热量为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．某同学采用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图如图所示，电容器上极板固定，下极板（与上极板正对）可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变．当材料温度降低时，极板上所带电荷量变多．下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容增大
B．材料竖直方向的尺度减小
C．极板间的电场强度变大
D．保持降低后的温度不变，使下极板和材料一起水平向左移动，可使极板上所带电荷量继续变多
9．在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指及以上电压等级的交流输电工程及相关技术．某电站采用的电压进行远距离输电，输送总功率为．下列说法正确的是（ ）
A．输电电流为 B．输电电流为
C．若改用特高压输电，则输电效率减小 D．若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小
10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波的波源在坐标原点，波源从时刻开始振动，时刻的波形如图所示（波恰好传播到处），下列说法正确的是（ ）
A．该横波在这种介质中的波速大小为
B．波源的振动方程为
C．平衡位置在处的质点在半个周期内向右移动半个波长
D．平衡位置在处的质点，在时刻位于波谷
三、非选择题：共57分．
11．（7分）某实验小组用如图甲所示的实验装置来测定重力加速度．在铁架台的顶端有一电磁铁，下方某位置固定一光电门，电磁铁通电后小铁球被吸起，此时小铁球与光电门的距离为h,电磁铁断电后小铁球做自由落体运动，小铁球通过光电门的时间为．
（1）用螺旋测微器测得小铁球的直径为d,如图乙示，则该示数为_____________．
（2）小铁球通过光电门时的速度大小_____________．（用等字母表示）
（3）当地重力加速度大小_____________．（用等字母表示）
12．（9分）某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表．
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻,然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_____________（用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，将它们连接成图甲所示的电路，对改装后的电压表进行校对，但将滑动变阻器R从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：_________________________________________（回答一条即可）．
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关S,调节滑动变阻器、电阻箱,分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同,作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为_____________．
（3）改装时，应该把毫安表与阻值为_____________的定值电阻串联．
13．（11分）如图所示，水平地面上有一半径为R的圆柱形汽缸（上端有卡扣），汽缸用质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线（未画出）连接并悬挂在足够高的天花板上．初始时汽缸内气体的热力学温度为,活塞与容器上、下部的距离分别为h和．已知外界大气压强恒为,活塞气密性良好，不计活塞的摩擦，重力加速度大小为g．现让封闭气体的温度缓慢升高，求：
（1）活塞刚与卡扣接触时，缸内气体的热力学温度；
（2）缸内气体的热力学温度为时气体的压强．
14．（13分）如图所示，S为一离子源，为足够长的荧光屏，S到的距离为左侧区域有范围足够大的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里．某时刻离子源S一次性沿平行纸面各个方向均匀地发出大量的质量为m、电荷量为q、速率为的正离子（此后不再喷发），不计离子受到的重力，不考虑离子之间的相互作用力．求：
（1）离子从发出到打中荧光屏的最短时间和最长时间；
（2）离子打中荧光屏的宽度．
15．（17分）如图所示，平台和足够长的传送带处于同一高度，平台右端与传送带左端无缝连接，传送带在电动机的带动下沿顺时针方向匀速转动．传送带上方所在区域存在水平向左的匀强电场．在平台左端固定一个轻质短弹簧，一质量的带正电的物块B静止在平台右端，将另一个与物块B质量相同的绝缘物块A向左压缩弹簧（不拴连），在与物块B的距离处由静止释放，物块A向右运动恰好能与物块B接触．将物块A沿竖直方向切去一半（设为）,然后压缩弹簧仍从距物块B为l处由静止释放，物块与物块B发生弹性正碰，碰撞前后物块B的电荷量不变，且碰撞时间极短，碰撞后物块B在传送带上运动，经过时间后与传送带共速，此时物块B的速度大小为碰撞后瞬间速度大小的一半，与平台、传送带间的动摩擦因数均为,取重力加速度大小,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内，两物块均可视为质点．物块与物块B碰撞后撤去弹簧．
（1）求物块碰撞后滑行的距离；
（2）求物块B沿传送带向右运动的过程中克服电场力做的功及与传送带摩擦产生的热能；
（3）物块B能否与物块再次相碰？通过计算说明．
高三阶段调考物理参考答案
1．C 2．B 3．D 4．A 5．D 6．B 7．A 8．AC 9．BD 10．AD
11．（1）4.700（均给分） （2分）
（2） （2分）
（3） （3分）
12．（1） （3分） 测量毫安表电阻时，测得电阻偏大（或定值电阻偏小） （2分）
（2）100 （2分）
（3）2900 （2分）
13．解：（1）气体做等压变化，有 （3分）
解得． （2分）
（2）升温前缸内气体的压强 （2分）
继续升温，缸内气体做等容变化，当气体的热力学温度为时，有 （2分）
解得． （2分）
14．解：（1）根据 （2分）
可得离子在磁场中运动的轨迹半径 （1分）
离子的运动轨迹对应的弦长最短时，离子的运动时间最短，即离子的运动轨迹恰好经过P点，如图甲所示
离子在磁场中做完整的圆周运动的周期 （2分）
根据几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，能打中荧光屏的最短时间 （2分）
离子速度为时从下侧回旋，刚好和边界相切，离子速度为时从上侧回旋，刚好和上边界相切，离子的运动轨迹如图乙所示
离子打中荧光屏的最长时间． （2分）
（2）离子打中荧光屏范围的总长度为图丙中的长度，由几何关系可知打中荧光屏的宽度 （2分）
解得． （2分）
15．解：（1）从释放物块A到A恰好与物块B接触的过程中，由能量守恒定律可知弹簧弹性势能 （1分）
设物块与物块B碰撞前瞬间的速度大小为,从释放物块到物块与物块B碰撞前瞬间，由能量守恒定律有 （1分）
解得
物块和物块B发生弹性正碰，设碰撞后瞬间物块的速度为v，物块B的速度为,有 （1分）
（1分）
解得
碰撞后物块反向运动，碰撞后对物块有 （1分）
解得． （1分）
（2）传送带的速度大小,设物块B受到的电场力大小为F,物块B减速到与传送带速度相同的过程中有 （1分）
物块B减速时的加速度大小 （1分）
物块B减速到与传送带速度相同时向右运动的位移大小 （1分）
物块B与传送带的相对位移大小 （1分）
解得
物块B与传送带速度相等后，电场力大于最大静摩擦力，物块B将向右继续减速运动，有 （1分）
设物块B从与传送带共速到减速为零的过程中位移大小为,时间为,有
物块B与传送带的相对位移大小 （1分）
物块B从碰撞后到向右减速为零的过程中，电场力做负功，电势能增加量为,有 （1分）
物块B与传送带摩擦产生的热能． （1分）
（3）物块B速度为零后，以加速度大小向左加速运动，离开传送带时的位移大小
设物块B离开传送带时的速度大小为,有 （1分）
设物块B在平台上向左运动减速到零的位移大小为,有 （1分）
解得
因,故物块B会与物块发生第二次碰撞． （1分）
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