江西省赣州市赣州立德虔州高级中学2023-2024学年高三下学期期中考试物理试题

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（总分：100分，考试时间：75分钟）
一、单选题（每题4分，共28分，1-7单选，）
1．2023年4月12日，中国“人造太阳”一全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录，其内部发生的核反应方程为，则（ ）
A．该反应为β衰变 B．X为中子
C．X为质子 D．He的结合能比H的结合能小
2．近年来，人们越来越注重身体锻炼。有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．两根战绳形成的波形一定完全相同
B．两根战绳上的波传播速度相同
C．两根战绳上的点的振动频率一定不相同
D．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失
3．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，副线圈接一定值电阻。矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁场的磁感应强度大小为B，线圈的匝数为N，转动的角速度为，ab边的长度为L1，ad边的长度为L2，线圈电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端电压的有效值为
B．若仅增大线圈的转速，则通过定值电阻的电流减小
C．若仅增大变压器原线圈的匝数，则通过定值电阻的电流减小
D．若仅增大定值电阻的阻值，则原线圈两端的电压增大
4．关于光学现象，下列说法正确的是（ ）
A．图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射
B．图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的
C．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象
D．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象
5．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布着总电荷量为q的正电荷，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，，已知M点的电场强度大小为E，静电力常量为k，则N点的电场强度大小为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，在以半径为R和2R的同心圆为边界的区域中，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在圆心O处有一粒子源（图中未画出），在纸面内沿各个方向发射出比荷为的带负电的粒子，粒子的速率分布连续，忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用力，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8。若所有的粒子都不能射出磁场，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子速度的最大值为
B．粒子速度的最大值为
C．某粒子恰好不从大圆边界射出磁场，其在磁场中运动的时间为（不考虑粒子再次进入磁场的情况）
D．某粒子恰好不从大圆边界射出磁场，其在磁场中运动的时间为（不考虑粒子再次进入磁场的情况）
7．如图所示，在光滑的水平面上，质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁，与墙壁不粘连。质量为m的滑块（可视为质点）以水平向右的速度v滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零。现滑块以水平速度kv（k未知）滑上木板左端，滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，滑块以原速率弹回，刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下，重力加速度大小为g．下列说法正确的是（ ）
A．滑块向右运动的过程中，加速度大小为
B．滑块与木板间的动摩擦因数为
C．k=2
D．滑块弹回瞬间的速度大小为
二、多选题
8．图示为某同学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，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化而上下移动，两极板间电压不变。若材料温度升高，极板上所带电荷量增加，则（ ）
A．材料竖直方向的尺度减小
B．材料竖直方向的尺度增大
C．极板间的电场强度减小
D．极板间的电场强度增大
9．如图所示，一轻杆通过铰链固定在竖直墙上的O点，轻杆的另一端C用弹性轻绳连接，轻绳的另一端固定在竖直墙上的A点。某人用竖直向下、大小为F的拉力作用于C点，静止时AOC构成等边三角形。下列说法正确的是（ ）
A．此时弹性轻绳的拉力大小为F
B．此时弹性轻绳的拉力大小为2F
C．若缓慢增大竖直向下的拉力，则在OC到达水平位置之前，轻绳AC的拉力增大
D．若缓慢增大竖直向下的拉力，则在OC到达水平位置之前，轻杆OC对C点的作用力减小
10．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100秒时，它们间的距离为r，绕两者连线上的某点每秒转动n圈，将两颗中子星都看作质量均匀分布的球体，忽略其他星体的影响，已知引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．两颗中子星转动的周期均为n秒
B．两颗中子星转动时所需向心力与它们的转动半径成正比
C．两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比
D．两颗中子星的质量之和为
三、实验题
11．某同学探究“小车的加速度与力的关系”的实验装置如图所示，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，平衡摩擦力后在A点由静止释放小车，测出小车上的挡光片通过光电门的时间t。
(1)在该实验中，下列说法正确的是____________。
A．要用天平称量小车的质量
B．每次改变钩码的个数，都需要测量钩码的总质量
C．调节滑轮的高度，使细线与轨道平行
D．A、B之间的距离尽可能小些
(2)若挡光片的宽度为d，挡光片与光电门的距离为L，d<12．为了测定某电池的电动势（约为10V）和内阻（小于5Ω），一个量程为5V的电压表与电阻箱串联，将其量程扩大为15V，然后用伏安法测电池的电动势和内阻，电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻，该实验的操作过程如下：
(1)扩大电压表的量程，实验电路如图甲所示。
①把滑动变阻器的滑片移至 （填“a”或“b”）端，把电阻箱的阻值调到零，闭合开关。
②移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为4.8V，保持滑动变阻器滑片的位置不变，把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表的示数为 V，若此时电阻箱的示数为R0，则改装后电压表的内阻为 （结果用R0表示）。
(2)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变）测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，记录多组电压表的示数U和电流表的示数I，并作出U一I图线如图丙所示，可知电池的电动势为 V，内阻为 Ω。
赣州立德虔州高级中学 2023—2024学年第二学期
期中考试高三物理答题卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（共7小题，每小题4分共28分〉
二、多选题（共3小题，每小题6分共18分）
三、填空题（每空2分共16分）
12、（1） ，（2） ,

13、（1） ， , （2） ,
四、解答题（共3小题，12+12+14共38分）
13．发生地震时，我国地震局能记录地震过程中的振动图像和波动图像，图（a）为传播方向上距离震源2km的质点P的振动图像，图（b）为地震发生后，质点P振动1.0s时的地震简谐横波图像，假设地震简谐横波传播的速度大小不变，求：
（1）该地震简谐横波的传播方向和时质点P的振动方向；
（2）该地震简谐横波传播的速度大小；
（3）质点P振动30s后，该地震简谐横波能到达的最远位置与震源之间的距离。
14．如图所示，电阻不计、竖直放置的平行金属导轨相距，与总电阻的滑动变阻器、板间距的足够长的平行板电容器连成电路，平行板电容器竖直放置．滑动变阻器的左侧有垂直导轨平面向里的匀强磁场，其磁感应强度，电阻的金属棒ab与导轨垂直，在外力作用下紧贴导轨做匀速直线运动。合上开关S，当滑动变阻器触头P在中点时，质量m=1.0×10- 8kg，电量的带正电的微粒从电容器中间位置水平射入，恰能在两板间做匀速直线运动，取重力加速度。求：
（1）金属棒ab运动的电流大小；
（2）金属棒ab运动的方向及其速度大小；
（3）当触头P移至最上端C时，同样的微粒从电容器中间位置水平射入，则该微粒向电容器极板运动过程中所受重力的冲量大小（计算结果可用根式表示）。
15．如图所示，在光滑绝缘足够大的水平面上存在方向水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为q的带正电金属小球甲从A点由静止释放后，以大小为的速度与静止在O点、质量为3m小球乙发生碰撞，乙球不带电，碰撞时间极短且无电荷量转移，首次碰撞后甲向左运动的最远距离距O点，已知AO相距为L，与A点相距3L处的B处有一固定的竖直挡板，乙球与挡板碰撞时间极短且无机械能损失。求：
（1）电场的电场强度E的大小；
（2）首次碰撞后瞬间，甲、乙两球的速度大小；
（3）如果在甲、乙两球首次碰撞后瞬间，将电场强度大小改为，方向不变，要保证乙球碰撞挡板后，甲、乙两球能再次在OB区域相碰，K的取值范围。
期中考试高三物理试题卷
参考答案：
1．B【详解】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X为中子；该反应为核聚变；原子序数越大的原子核的结合能越大，则的结合能比的结合能大。故选B。
2．B
【详解】A．当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，由于双手的抖动的初相位和抖动幅度不一定相同，所以两根战绳形成的波形不一定完全相同，故A错误；
B．介质材料相同，则两根战绳上的波传播速度相同，故B正确；
C．双手以相同节奏上下抖动，则两根战绳上的点的振动频率一定相同，故C错误；
D．若人停止抖动战绳，绳波不会立即消失，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．线圈转动产生正弦式交变电流，由于磁场只分布在边的左侧，则波形只有完整波形的一半，感应电动势的最大值为
设电压有效值为，有解得电压有效值为
A错误；
B．若增大转速，则角速度增大，原线圈电压有效值变大，由变压器规律
定值电阻两端电压变大，则通过定值电阻的电流变大，B错误；
C．若仅增大变压器原线圈的匝数，则定值电阻两端电压减小，则通过定值电阻的电流减小，C正确；
D．原线圈两端的电压只与产生交变电流的线圈的匝数，转动角速度，线圈面积和转动角速度有关，和副线圈的负载电阻大小无关，所以仅增大定值电阻的阻值，原线圈两端的电压不变，D错误。
故选C 。
4．D
【详解】AB．图甲：光导纤维中，只有光的入射角大于等于发生全反射的临界角，才能发生全反射；若光源是白光，如果所有颜色光在光导纤维均能发生全反射，则所有颜色光的传播路径完全相同，从光导纤维中射出的光仍然是白光，故AB错误；
CD．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】右边补齐半球面，电荷量为2q的球型在N点产生的电场强度大小为
由于对称性可得，N点实际的电场强度大小故选A。
6．C【详解】AB．根据洛伦兹力提供向心力可得粒子的运动半径为
可知粒子速度最大时，运动半径最大，做出粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系有联立解得
故AB错误；
CD．某粒子恰好不从大圆边界射出磁场，即粒子速度最大时，根据几何关系有
解得其在磁场中运动的时间为故C正确；D错误。故选C。
7．D
【详解】A．滑块（可视为质点）以水平向右的速度v滑上木板左端，滑到木板右端时速度恰好为零，根据匀变速直线运动规律可知解得故A错误；
B．根据牛顿第二定律有解得故B错误；
CD．小滑块以水平速度右滑时，由动能定理有
小滑块以速度kv滑上木板到运动至碰墙时速度为v1，由动能定理有
滑块与墙碰后至向左运动到木板左端，此时滑块、木板的共同速度为v2，由动量守恒有
由能量守恒定律可得解得，
故C错误，D正确；故选D。
8．BD
【详解】CD．根据题意可知极板之间电压U不变，极板上所带电荷量Q变多，根据电容定义式
可知电容器得电容C增大，根据电容的决定式
由于电容C增大，可知极板间距d减小，再根据
由于电压U不变，可知极板间电场强度增大，故C错误，D正确；
AB．由于极板间距d减小，即下极板向上移动，则材料竖直方向尺度增大，故A错误，故B正确。故选BD。
9．AC
【详解】AB．轻杆通过铰链固定在竖直墙上的O点，可知轻杆对C端的支持力方向沿杆的方向，两边细线的拉力方向成120°角，轻杆的弹力方向在两细绳拉力的平分线上，可知两边细绳的拉力大小相等，均为F，选项A正确，B错误；
CD．对C受力分析如图
由相似三角形可知
若缓慢增大竖直向下的拉力F，则在OC到达水平位置之前，轻绳AC的拉力T增大，轻杆OC对C点的作用力N变大，选项C正确，D错误。
故选AC。
10．CD【详解】A．两颗中子星转动过程中角速度相等，周期也相等，根据题意绕两者连线上的某点每秒转动n圈，则周期故A错误；
B．设两颗星的质量分别为、，两颗中子星转动时所需的向心力由二者之间的万有引力提供，即向心力大小均为故B错误；
CD．设两颗星的轨道半径分别为、，相距r，根据万有引力提供向心力可知
可知
即两颗中子星的转动半径与它们的质量成反比。同时上述向心力公式化简可得
故CD正确。故选CD。
11．(1)C (2)
【详解】（1）A．探究“小车的加速度与外力关系”时，只要保持小车质量不变即可，没有必要测量其质量。故A错误；
B．本题直接从力传感器上读出绳子拉力的大小，不需要测量钩码质量。故B错误；
C．要使绳子的拉力等于小车受到的合外力，则要使细线与轨道平行。故C正确；
D．A、B之间的距离尽可能大些，可以减小测量误差。故D错误。
故选C。
（2）[1]小车通过光电门时的速度大小为[2]根据
解得小车的加速度大小为
12．(1) b 1.6 1.5 R0 (2) 9.6 3.0
【详解】（1）①[1]把滑动变阻器的滑片移至b端，可以保证电路的安全。
②[2]根据电路分析，把量程5V的电压表量程扩大到15V，则电阻箱所分电压为10V，其阻值为改装前电压表的两倍，保持滑动变阻器滑片的位置不变，把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表与电阻箱的电压之和为4.8V，即电压表电压为1.6V，电阻箱电压为3.2V，符合实验要求。
[3]若此时电阻箱的示数为R0，则改装后电压表的内阻为
（2）[1][2]由闭合电路欧姆定律，可得整理，可得
结合丙图，可得，解得，
13．（1）沿轴正方向或水平向右，沿轴正方向；（2）；（3）
【详解】（1）由振动图像和波动图像得，该地震简谐横波的传播方向沿轴正方向或水平向右。时，质点沿轴正方向振动。
（2）由振动图像和波动图像得波长，周期，由解得
（3）质点振动后，波沿轴正方向传播的距离为则
解得
14．（1）棒水平向左运动，；（2）
【详解】（1）平行板上板为负，根据右手定则，棒水平向左运动。设运动的速度大小为，则有在中点时，由闭合电路欧姆定律，有两板间电压为
板间电场强度为带电粒子作匀速直线运动联立得
计算得
（2）当移至时，滑动变阻器全部接入电路，由闭合电路欧姆定律得
两板间电压为平行板间的电压变,
带电微粒向上偏转，在竖直方向得，得
微粒向电容器极板运动过程中所受重力的冲量大小得
15．（1）；（2），方向水平向左；；方向水平向右；（3）
【详解】（1）方法一：对甲与乙碰撞前的过程，根据动能定理得
方法二：碰撞前，对甲球
（2）设碰撞后甲的速度为，乙的速度为，由动量守恒定律
碰后对甲，由动能定理解得
方向水平向左；方向水平向右；
（3）如果甲乙两球恰好在挡板B处再次相撞，对甲球，由牛顿第二定律
取水平向右为正
解得
如果甲乙两球恰好在处相撞，对甲球，由牛顿第二定律
对乙球
解得
故要保证乙球碰撞挡板后，甲、乙两球能再次在区域相碰，的取值范围为
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
题号
8
9
10
答案