山东省青岛市莱西市2023-2024学年高三上学期1月期末物理试题

这是一份山东省青岛市莱西市2023-2024学年高三上学期1月期末物理试题，共11页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

本试卷共100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．下列说法正确的是
A．水黾能停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B．在任何容器里，达到热平衡后，沿各个方向运动的气体分子数目基本相同
C．当一定质量的气体温度升高时，任意速率区间的分子数目均增多
D．晶体和非晶体间有严格的界限，相互不可转化
2．下列有关甲、乙、丙、丁四种物理现象说法正确的是
A．甲图中弹簧振子上下做等幅振动
B．乙图中闭合开关的瞬间，、两灯马上亮起
C．丙图中此时刻振荡回路中的电流等于零
D．丁图中电场和磁场垂直，并和传播方向垂直，故电磁波是横波，且有偏振性
3．如图所示，甲、乙、丙三个单摆模型中，轻绳长度相等，绝缘小球质量相等，最大摆角，乙、丙两模型中小球均带正电荷，周围分别有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，摆动过程中绳子一直处于伸直状态。下列说法正确的是
A．甲、乙、丙三个单摆模型的周期相等
B．若只增大甲、乙、丙三个单摆模型中小球的质量，其运行周期均不变
C．若乙单摆模型中的电场强度缓慢减小，其运行周期将逐渐变短
D．丙单摆模型中，一个周期内小球向右运动的时间小于向左运动的时间
4．如图所示，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于、，并处于与垂直斜向下的匀强磁场中，磁场与竖直方向成角。当导线中通以由到方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，重力加速度为，则磁感应强度大小为
A．B．C．D．
5．如甲、乙两图所示是某同学在做光的单缝衍射和杨氏双缝干涉实验时，利用光照强度传感器测得的条纹相对光强随水平距离的分布图像。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是
A．甲发生的是干涉现象，乙发生的是衍射现象
B．无论发生甲、乙哪种现象，当只减小单缝宽度时，两现象条纹间距均变大
C．当所用光线由红光变成蓝光时，甲现象条纹间距变大，乙现象条纹间距减小
D．发生甲现象时，说明光没有沿直线传播
6．如图甲所示电路图，螺线管匝数匝，横截面积，线圈电阻，定值电阻。螺线管内沿轴线方向存在如图乙规律变化的匀强磁场，规定向右为磁场的正方向。下列说法正确的是
A．内回路中产生的是直流电流
B．内线圈两端间的最大电压为
C．内点电势低于点电势
D．内任意相邻两匝线圈间均相互吸引
7．如图所示，正六边形内的三个正三角形区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，金属线圈初始位置与正三角形内切，让该线圈沿正六边形内侧无滑动的顺时针匀速滚动一周。规定线圈内顺时针方向为电流正方向，下列有关线圈内电流随时间变化图像正确的是
A．B．C．D．
8．如图所示，上细下粗圆柱形导热汽缸竖直放置，用有质量的“工”字形活塞密封一定质量的理想气体，外界大气压强恒定不变，不计活塞与汽缸内壁间摩擦。下列说法正确的是
A．当环境温度缓慢升高时，活塞会向上移动
B．当环境温度缓慢升高时，两活塞间的轻质连杆上的力将变大
C．当环境温度缓慢升高时，气体从外界吸收热量，并对外界做功
D．若环境温度不变，在小活塞上面放一小物块，静止时，汽缸内压强增大
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．甲图是某发电站经远距离输电线输送电能的示意图，乙图是发电厂出来的交流电。经理想升压变压器将电压升压到，高压输电线上总电阻为，某时段测得用户端电压为，用户端总功率。已知理想降压变压器原副线圈匝数比大于30，不考虑其它线路上的电阻。下列说法正确的是
A．升压变压器原副线圈匝数比3：25B．降压变压器原副线圈匝数比48：1
C．高压输电线上的电流为D．高压输电线上损耗的功率为
10．如图所示，水平面上有一粒子发射器，可持续竖直向上发射速度大小为的某种正粒子，粒子比荷为。左侧距离为处有竖直放置的接收屏。在水平面上方加上垂直纸面的匀强磁场，使粒子能打在接收屏上的点。将发射器向右平移距离，发现粒子又能打在接收屏的点上。不计粒子的重力，下列说法中正确的是
A．匀强磁场方向垂直纸面向外
B．磁场磁感应强度大小
C．粒子两次打在点时，其在磁场中运动的时间之比为1：2
D．发射器向右移动的过程中，粒子打在屏上的最大高度为
11．时刻，位于轴负半轴上某点的波源，从平衡位置开始向下振动，形成一列向右传播的简谐横波。时刻，部分波形图如图甲所示。平衡位置在内的某点部分振动图像如图乙所示。下列有关此机械波说法正确的是
A．波速为
B．波源平衡位置位于处
C．质点平衡位置位于处
D．内，位于原点处的质点振动的路程
12．如图所示，相距的光滑金属直导轨固定在水平面内，左端接有的定值电阻，导轨平面内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小，质量的金属棒垂直两导轨放置，给金属棒施加沿导轨向右的水平拉力，使棒以的加速度匀加速直线运动，后，保持拉力的功率不变继续运动，运动过程中金属棒与导轨接触良好，不计其它部分电路电阻。下列说法正确的是
A．前内拉力随时间呈线性均匀增大
B．末拉力的功率为
C．金属棒运动的最大速度为
D．金属棒达到最大速度后撤去拉力，棒向前还能运动的距离
三、非选择题，共6小题，共60分。
13．（6分）电吉他是年轻人比较喜爱的乐器之一，某同学为了探究电吉他的发声原理，利用实验室的仪器搭建了如图甲所示的装置。一根金属琴弦固定在木板支架两端，并用力张紧，琴弦两端与微电流传感器相连，在琴弦正下方固定合磁体。当拨动琴弦时，观察回路中产生的感应电流。
（1）在琴弦正下方固定不同的磁体，要求当前后拨动琴弦时回路中有明显电流产生，而上下拨动时无明显电流产生。则实验时固定的磁体应该为________；
A．形磁铁极朝外，极朝里，开口向上放置
B．条形磁铁极朝外，极朝里，与琴弦垂直放置
C．条形磁铁极朝下，极朝上，竖直放置
D．条形磁铁极朝左，极朝右，与琴弦平行放置
（2）按照（1）放置好磁体，拨动琴弦，利用微电流传感器测得某段时间内的电流与时间关系如图乙所示，已知琴弦上电流向左时为正值，规定垂直纸面向外为琴弦位移的正方向，则该时间段内琴弦的振动图像为_________；
A．B．C．D．
（3）电吉他相比较传统吉他有若干优势，参数可方便进行调整，下列说法正确的是
A．增大琴弦上的张力，可以提高发声音调
B．拨动琴弦力度越大，声音越大，同时音调也越高
C．琴弦自由振动时是阻尼振动，振幅减小的同时频率也会降低
D．外界强磁场会对电吉他的发声造成影响，所以演奏时应远离强磁场
14．（8分）
某同学在测量圆柱形玻璃砖的折射率时，步骤如下：
1、先用游标卡尺测出圆柱玻璃砖的直径，示数如图甲所示；
2、用圆规在白纸上画出直径为的圆，标记圆心“”；
3、把白纸固定在水平木板上，将玻璃砖和白纸上的圆边缘对齐放好；
4、用水平激光以一定角度照射圆柱玻璃砖侧面，调整好角度后，依次在透射光线和入射光线经过处，各插入两枚大头针；
5、移走玻璃砖和大头针，在白纸上得到实验数据，如图乙所示。
不考虑光线在玻璃砖内反射后再折射出的光线。请回答下面问题：
（1）游标卡尺的读数为_________；
（2）在图乙上完善光路图（画出完整光路和法线）；
（3）实验数据处理时，延长入射光线和透射光线，用量角器测得夹角为。又测得入射面法线与反射面法线间夹角为，则该玻璃砖的折射率_________；
（4）如果在步骤2中所画圆的圆心位置正确，但直径比真实值偏大了，则测出的折射率和真实值比较_________（选填“偏大”，“偏小”或“相等”）。
15．（8分）
如图，为了研究某种导热性能良好的新型材料对温度和压强的耐受性，用该种材料制成高度为的汽缸进行试验。现在用轻活塞在汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，汽缸处于温度为等下、外界大气压为的环境下，此时活塞距离汽缸底部，汽缸内气体内能为。现将此汽缸移至温度为，外界大气压强为的高温环境下，并在活塞上方放置一铅块，待气体温度升高活塞稳定后，活塞距汽缸底部的距离，该升温过程气体对活塞做功。已知汽缸内壁光滑，活塞的横截面积，。求：
（1）活塞上方放置铅块的质量；
（2）已知一定质量的理想气体的内能与热力学温度成正比：。求升温过程中气体通过缸壁传递的热量。
16．（9分）
圆柱形玻璃砖底面半径为，高为，玻璃砖只有上表面是光学面。在距离玻璃砖上表面处有一面积足够大的接收屏。现在玻璃砖底部中心处放一点光源，可以向四周均匀的发射光束，照射到玻璃砖上表面的光线均能透射出去，并在接收屏上留下半径为的亮斑。求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）为了使接收屏接收到的光能量最大，光源可以固定在玻璃砖内哪些位置。
17．（14分）
如图所示，光滑金属导轨相互平行，段水平放置，平面与水平面成，矩形内有垂直斜面向上的匀强磁场，水平导轨间有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场感应强度大小相等。两根完全相同的金属棒和并排放在导轨处，某时刻由静止释放金属棒，当运动到时再释放金属棒，在斜面磁场中刚好一直做匀速运动；当运动到处时，恰好运动到；当运动到处时，恰好运动到。已知两导轨间距及、金属棒长度相同均为，每根金属棒质量，电阻，到的距离。斜导轨与水平导轨在处平滑连接，金属棒、在运动过程中与导轨接触良好，不计其它电路电阻，不考虑磁场的边界效应，重力加速度，，。求：
（1）金属棒运动到处时的速度大小及磁场磁感应强度大小；
（2）若规定金属棒刚进入水平轨道时为时刻，发现在金属棒进入水平导轨前，金属棒在水平导轨上的速度随时间变化关系为，其中为为已知的常数，为刚进入水平导轨时的速度，求金属棒最终的运动速度大小及整个过程中棒上产生的焦耳热。
（3）在（2）的已知条件下，求金属棒进入水平导轨前，金属棒在水平导轨上的运动过程中通过金属棒横截面的电荷量。
18．（15分）
如图甲所示，矩形和为上下两部分对称磁场区域，分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁场磁感应强度大小均为，边界左侧有一粒子发射器，可垂直于边界连续发射带正电的粒子，其内部结构如图乙所示。现调节发射器中速度选择器的电场和磁场的大小，当电场强度和磁感应强度大小之比为时，发现从边界中点射入磁场的粒子，经过边界时速度方向与垂直。继续第二次调节速度选择器使射入磁场时的速度变为刚才的2.5倍，发现粒子恰好各经过上、下磁场一次从点射出。已知带电粒子比荷为，上、下两部分磁场区域高度均为。不考虑电场、磁场边界效应和粒子重力的影响。求：
（1）第一次调节速度选择器后，其电场强度和磁感应强度大小之比的值；
（2）对称磁场区域的长度；
（3）第一次调节好速度选择器后，当粒子发射器在间上下移动时，为使射入磁场的所有粒子均能从侧射出，须调节对称磁场的磁感应强度大小，求对称磁场的磁感应强度允许的最大值；
（4）在（3）中，当取最大值，且有界磁场的水平长度足够长时，求粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比。
高三学业水平阶段性检测（二）
物理答案2024．1
一、二选择题：（本题共12个小题，共计40分）
三、非选择题（本题共6个小题，共计60分）
13．（6分）
（1）C （2）B （3）AD
14．（8分）
（1）40.70或40.75 （2）如图所示 （3） （3）偏大
15．（8分）解：
（1）根据理想气体状态方程得：
且
解得
（2）设气体在时的内能为，由题意得：
气体内能的变化为
根据题意
由热力学第一定律
得
16．（9分）解：
（1）光线从点发出从点透射出去，
由折射定律得：
由几何关系得，
代入得
（2）取临界状态，当光源发出的光线在、处恰好发生全反射时，接收屏接收到的光能量最大。
由全反射定律得，解得
由几何关系得
所以光源可以固定在以点为顶点，玻璃砖上表面为底面的圆锥内任何位置。
17．（14分）解：
（1）金属棒未进入磁场时，由牛顿第二定律得：
解得
由运动学公式得： ；
经分析得，金属棒在倾斜导轨上运动的每一阶段时间相等为
所以
金属棒在磁场中匀速运动，则有
另：，
代入数据得：
（2）金属棒刚进入水平导轨时，．
、同时在水平导轨上运动时，系统动量守恒。
所以：
由能量转化和守恒定律得：
其中
代入数据得：
所以金属棒上产生的热量
（3）金属棒进入水平导轨前，金属棒在水平导轨上运动的过程中
金属棒，由动量定理得，
又因为
代入数据得：
18．（15分）解：
（1）第一次调节速度选择器后，粒子在磁场中运动的半径
由牛顿第二定律得：
粒子在速度选择器中，
由以上式子得：
（2）第二次调节速度选择器后，粒子在磁场中运动的半径变为，
粒子在磁场中运动轨迹如下图所示。由几何关系得：
代入数据得：
所以对称磁场区域长度
（3）粒子从边进入磁场中的位置越靠近点或点，粒子在磁场中转过的圆心角就越大，从而就更容易从边飞出，因此只要能保证粒子在点或点进入磁场时，不从边飞出，那么所有进入磁场中的粒子都将从边射出。
取临界状态，粒子从点入射进磁场中，刚好擦着边界又回到有界磁场中，如上图所示。
由几何关系得： 解得：
粒子在上、下部分磁场中转过的圆心角均为
代入数据得：
由牛顿第二定律得：
由以上几式得：
（4）
当粒子刚好不从磁场边界射出时，粒子在磁场中运动时间最长，根据运动轨迹的对称性得，在运动的一个周期时间内，粒子向右移动的距离为，经历的时间为。
假设粒子在磁场中运动个完整周期后，又经过射出磁场，在内向右运动的距离为，其中，。如上图所示。
粒子在磁场中运动的最长时间：；
经分析得，当粒子从接近点射入磁场中时，粒子在磁场中运动时间最短，
粒子在磁场中运动的最短时间：；
所以最长时间和最短时间之比；
由于有界磁场足够长，即足够大，而，均为有限数值
所以最长时间和最短时间之比。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
C
A
D
D
A
C
BD
CD
ABD
AB