河北省張家口市2024-2025學(xué)年高三（上）期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測物理試卷

這是一份河北省張家口市2024-2025學(xué)年高三（上）期末教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測物理試卷，共15頁。試卷主要包含了單選題，多選題，實驗題，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.放射性同位素電池具有工作時間長、可靠性高和體積小等優(yōu)點，是航天、深海、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的重要新型電源，也是我國近年重點科研攻關(guān)項目。 233Pu是制造電池的一種放射性同位素，已知 238Pu的衰變方程為 94238Pu→92234U+X，式中的X為( )
A. 01nB. ?10eC. 10eD. 24He
2.如圖所示為兩點電荷的電場線分布圖，圖中P、Q兩點關(guān)于兩點電荷連線對稱。下列關(guān)于負的試探電荷在M、N、P、Q四點的電勢能和受到的電場力說法正確的是( )
A. 試探電荷在P點和Q點受到的電場力相同
B. 試探電荷在P點和Q點的電勢能相同
C. 試探電荷在M點的電勢能和受到的電場力都最大
D. 試探電荷在N點的電勢能和受到的電場力均為零
3.起重機是一種做循環(huán)、間歇運動的起重機械。如圖甲所示為某種類型的起重機正在作業(yè)，作業(yè)過程中的某一階段在豎直方向上運動。如圖乙為被吊起貨物在該階段0～4s內(nèi)運動的v?t圖像，若規(guī)定豎直向上為正方向，則此時間內(nèi)起重機對貨物拉力最大的時刻為( )
A. 0sB. 1sC. 2sD. 3s
4.中國是全球發(fā)電量最大的國家。如圖所示為交流發(fā)電機模型的示意圖，兩磁極之間可視為磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場。矩形線圈ABCD面積、S=200cm2、線圈的匝數(shù)N=100，線圈的總電阻r=5Ω，線圈繞軸OO′以角速度ω=50 2rad/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動。電阻R=20Ω，其他部分電阻不計，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路相連。交流電流表A的示數(shù)為( )
A. 4AB. 2 2AC. 2AD. 22A
5.如圖所示為一種簡易“千斤頂”的示意圖，豎直輕質(zhì)桿被套管P限制，只能在豎直方向運動，輕質(zhì)桿上方放置被頂起的重物，輕質(zhì)桿下端通過輕質(zhì)小滑輪放在水平放置的斜面體上，對斜面體施加水平方向的推力F即可將重物緩慢頂起。若斜面體的高為30cm，底邊長為60cm，不計各處摩擦和阻力，在緩慢頂起重物的過程中，推力F與被頂起重物重力的比值為( )
A. 116B. 18C. 14D. 12
6.如圖所示，ABCD四點為長方形的四個頂點，AB邊長6 3m，AD邊長6m，A、B兩點有兩個波源，t=0時刻，A波源位移大小為0.1m，方向垂直紙面向外，B波源在平衡位置垂直紙面向里振動，已知圖中介質(zhì)為均勻介質(zhì)且所有介質(zhì)均已振動，A、B兩波源的振幅分別為0.1m和0.2m，波速均為20m/s，頻率均為53Hz。關(guān)于t=0時刻D點的位移，下列說法正確的是( )
A. 大小為0.1m，方向垂直紙面向外B. 大小為0.1m，方向垂直紙面向里
C. 大小為0.3m，方向垂直紙面向外D. 大小為0.3m，方向垂直紙面向里
7.在雙縫干涉實驗中，用某單色光照射雙縫，在雙縫后的屏上形成明暗相間的干涉條紋。實驗測得相鄰兩條亮條紋間的距離為2.60mm。已知雙縫之間的距離為0.200mm，雙縫到屏的距離為0.800m，則單色光的波長為( )
A. 6.50×10?7mB. 1.04×10?7mC. 3.25×10?7mD. 0.520×10?7m
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.2024年5月3日，“嫦娥六號”探測器由“長征五號”遙八運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，自此開啟世界首次月球背面采樣返回之旅。如圖所示為“嫦娥六號”著陸月球前部分軌道的簡化示意圖，Ⅰ是“嫦娥六號”的地月轉(zhuǎn)移軌道，Ⅱ、Ⅲ是“嫦娥六號”繞月球運行的橢圓軌道，Ⅳ是“嫦娥六號”近月運行的圓形軌道，P、Q分別為橢圓軌道Ⅱ上的遠月點和近月點。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是( )
A. “嫦娥六號”由Ⅰ軌道變?yōu)棰蜍壍?，需要在P點減速
B. “嫦娥六號”由Ⅱ軌道變?yōu)棰筌壍?，需要在Q點加速
C. 通過測量“嫦娥六號”在Ⅳ軌道上的運行周期可以估測月球的密度
D. “嫦娥六號”在Ⅲ軌道上的運行周期小于在Ⅳ軌道上的運行周期
9.空氣彈簧是一種廣泛應(yīng)用于商業(yè)汽車、巴士、高鐵及建筑物基座的減震裝置，其基本結(jié)構(gòu)和原理如圖所示，在導(dǎo)熱良好的汽缸和可自由滑動的活塞之間密封著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和重物的總質(zhì)量為m，活塞的橫截面積為S，大氣壓強為p0，重力加速度為g。若外界溫度保持不變，下列說法正確的是( )
A. 汽缸內(nèi)氣體的初始壓強為p0+mgS
B. 緩慢增大重物質(zhì)量，與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能變大
C. 緩慢增大重物質(zhì)量，與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體對汽缸底部單位時間內(nèi)撞擊的分子數(shù)增多
D. 若重物質(zhì)量緩慢增大了Δm，汽缸內(nèi)氣柱的高度減小了Δ?，則空氣彈簧的等效勁度系數(shù)為ΔmgΔ?
10.如圖所示，一電子從y軸上的P點以大小為2v0、方向與y軸成θ= 60°的速度沿坐標系xOy平面射入第二象限，第二象限內(nèi)存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小B=3mv02eL的圓形有界勻強磁場，電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后通過x軸時，與y軸負方向的夾角為30°。已知電子的電荷量為?e，質(zhì)量為m，不考慮電子的重力，下列說法正確的是( )
A. 圓形磁場的最小半徑可能為2 23L
B. 圓形磁場的最小半徑可能為 6+ 23L
C. 電子在圓形磁場中的運動時間可能為2πL3v0
D. 電子在圓形磁場中的運動時間可能為5πL9v0
三、實驗題：本大題共2小題，共16分。
11.某實驗小組用如圖所示的裝置研究歐姆表原理，已知電源電動勢E為1.5V，內(nèi)阻r不計；電流計G的量程為300μA，內(nèi)阻為99Ω。
(1)右側(cè)表筆是_______(選填“紅”或“黑”)表筆。
(2)正確操作之后，若電流計G示數(shù)為滿偏的23，則被測電阻為_______Ω。
(3)將一定值電阻與電流計G并聯(lián)，相當(dāng)于歐姆表更換倍率，并聯(lián)定值電阻之后歐姆表的倍率比并聯(lián)之前_______(選填“大”或“小”)。
12.某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置“驗證動量守恒定律”，在長木板右端下面適當(dāng)位置處墊放小木塊用以平衡摩擦力，放在長木板上的小車A的前端粘有橡皮泥，后端連有紙帶?，F(xiàn)給小車A一瞬時沖量，使之做勻速運動，與原來靜止在前方的小車B相碰并粘成一體，繼續(xù)做勻速運動。已知打點計時器的打點頻率為50Hz。該實驗小組從若干紙帶中選出了一條比較清晰的紙帶如圖乙所示。
(1)實驗中小車A的質(zhì)量_______(選填“必須”或“不必須”)大于小車B的質(zhì)量。
(2)應(yīng)選圖乙中_______段來計算小車A碰前的速度，應(yīng)選_______段來計算小車A和小車B碰后的速度。
(3)已測得小車A的總質(zhì)量mA=0.56kg，小車B的總質(zhì)量mB=0.28kg，則碰前小車A和小車B的總動量為_______kg·m/s，碰后小車A和小車B的總動量為_______kg·m/s。由此該小組同學(xué)得出實驗結(jié)論：_______。(計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
四、計算題：本大題共3小題，共38分。
13.如圖所示，Rt△ABC處于勻強電場中并與勻強電場平行，∠B= 90°，AB邊長d1= 20 cm，BC邊長d2= 40 cm，D為BC邊上的一點，且CD= 3BD。將電荷量q1= ?2.0 × 10?9C的帶電粒子從C點移動到A點電場力做功6.0 × 10?8J，將電荷量q2= 2.0 × 10?9C的帶電粒子從A點移動到D點需要克服電場力做功3.0 × 10?8J，求：
(1)B、C兩點間的電勢差UBC；
(2)勻強電場的電場強度。
14.如圖甲所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd間距L=1m，與水平面間的夾角θ=37 °，導(dǎo)軌上端接有電阻R=40Ω。一導(dǎo)體棒PQ垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒PQ質(zhì)量m=2kg，連入電路的電阻r=20Ω，軌道間充滿垂直于軌道平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。t=0時刻，導(dǎo)體棒PQ在沿軌道平面向下的拉力F的作用下從靠近bd的位置由靜止開始做加速度a=10m/s2的勻加速直線運動。導(dǎo)軌足夠長且導(dǎo)軌電阻忽略不計，重力加速度g取10m/s2，sin37 °=0.6，求t=1s時：
(1)通過導(dǎo)體棒PQ的感應(yīng)電流方向；
(2)通過導(dǎo)體棒PQ的感應(yīng)電流大??；
(3)拉力F的功率。
15.如圖所示，足夠長的光滑水平平臺右端與長度L=12m、以速度v=12m/s逆時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶平滑無縫連接。在平臺上靜置著質(zhì)量分別為ma=0.2kg、mb=0.5kg、mc=0.5kg的a、b、c三個小滑塊，a、b滑塊間有一被壓縮的輕彈簧(滑塊與輕彈簧不拴接)，此時輕彈簧的彈性勢能Ep=14J。釋放彈簧，彈簧與滑塊a、b分離后立刻撤去彈簧，此時a未滑上傳送帶，b未與c碰撞。已知b與c碰撞后結(jié)合在一起，a、b的碰撞為彈性碰撞，a與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，滑塊均可視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)彈簧與小滑塊a、b分離后，a、b的速度大小va，vb；
(2)小滑塊b、c碰撞過程中損失的機械能ΔE；
(3)小滑塊a在傳動帶上通過的總路程s(結(jié)果保留兩位小數(shù))。
答案和解析
1.D
【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得
A=238?234=4
Z=94?92=2
故式中的X為 24He 。
故選D。
2.B
【解析】A.由對稱性可知，負試探電荷在P點和Q點受到的電場力大小相等，方向不同，故A錯誤；
B.由對稱性可知，P點和Q點的電勢相等，所以負試探電荷在P點和Q點的電勢能相等，故B正確；
C.根據(jù)電場線的疏密表示場強的大小，可知M點的場強最大，則負試探電荷在M點受到的電場力最大；根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸減低，可知M點的電勢最高，根據(jù) Ep=qφ 知負電荷在該點電勢能最小，故C錯誤；
D.N點的場強不為零，則試探電荷在N點受到的電場力一定不為零，故D錯誤。
故選B。
3.A
【解析】由題意，根據(jù)牛頓第二定律有
F?mg=ma
物體豎直向上的加速度最大時，拉力F最大，由 v?t 圖像可知0s時和4s時豎直向上的加速度最大，拉力最大。
故選A。
4.C
【解析】線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值
Em=NBSω
則感應(yīng)電動勢的有效值
E=Em 2
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
I=ER+r
則交流電流表A的示數(shù)為
I=NBSω 2R+r=2A
故選C。
5.D
【解析】設(shè)斜面傾角為 θ ，對斜面體受力分析，如圖所示
根據(jù)平衡條件可得
FNsinθ=F
對重物和桿整體在豎直方向上有
F′Ncsθ=mg
FN=F′N
聯(lián)立可得
F=mgtanθ=12mg
故選D。
6.B
【解析】波長
λ=vf=12m
AD=6m=λ2
則 t=0 時刻波源A在D點引起的位移大小為0.1m，方向垂直紙面向里。
BD=12m=λ
則 t=0 時刻波源B在D點引起的位移為0，所以 t=0 時刻波源A、B在D點引起的合位移大小為0.1m，方向垂直紙面向里。
故選B。
7.A
【解析】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式
Δx=ldλ
可得
λ=Δx?dl
代入數(shù)據(jù)解得
λ=6.5×10?7 m
故選A。
8.AC
【解析】A.“嫦娥六號”由Ⅰ軌道變?yōu)棰蜍壍?，需要在P點減速，故A正確；
B.“嫦娥六號”由Ⅱ軌道變?yōu)棰筌壍溃枰赒點減速，故B錯誤；
C.Ⅳ軌道是貼近月球表面環(huán)月飛行，設(shè)其周期為T，根據(jù)萬有引力提供向心力
GMmR2=m2πT2R
解得
M=4π2R3GT2
則月球的密度為
ρ=M43πR3
解得
ρ=3πGT2
所以通過測量“嫦娥六號”在Ⅳ軌道上的運行周期可以估測月球的密度，故C正確；
D.根據(jù)開普勒第三定律可知，半長軸越大，周期越大，即“嫦娥六號”在Ⅲ軌道上的運行周期大于在Ⅳ軌道上的運行周期，故D錯誤。
故選AC。
9.ACD
【解析】A.對活塞和重物受力分析，由平衡條件可知
p0S+mg=p1S
解得
p1=p0+mgS
故A正確；
B.汽缸導(dǎo)熱良好，緩慢增大重物質(zhì)量過程中，汽缸內(nèi)氣體溫度不變，內(nèi)能不變，故B錯誤；
C.緩慢增大重物質(zhì)量，由平衡條件可知，汽缸內(nèi)氣體壓強增大，體積減小，溫度不變，則與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體對汽缸底部單位時間內(nèi)撞擊的分子數(shù)增多，故C正確；
D.等效彈力改變量為 Δmg ，等效彈簧形變改變量為 Δ? ，據(jù)胡克定律可得，空氣彈簧的等效勁度系數(shù)
k=ΔmgΔ?
故D正確。
故選ACD。
10.ABD
【解析】AB.設(shè)電子在磁場中運動的半徑為r，由
e2v0B=m2v02r
解得
r=43L
電子與y軸負方向的夾角為30°可能有兩種情況，其運動軌跡圖如圖所示
設(shè)兩種情況下圓形磁場的最小半徑分別為R1和R2，由幾何知識可得
R1=ab2=rsin45 °=2 23L
R2=ac2=rsin75 °= 6+ 23L
故AB正確；
CD.兩種情況下電子在圓形磁場中的運動時間分別為
t1=14?2πr2v0=πL3v0
t2=512?2πr2v0=5πL9v0
故C錯誤，D正確。
故選ABD。
11.(1)紅
(2)2500
(3)小
【解析】(1)由電流從紅表筆流入可知，圖中右側(cè)表筆是紅表筆。
(2)設(shè)歐姆表內(nèi)阻為 R內(nèi) ，由閉合回路歐姆定律有
EIg=R內(nèi)
E23Ig=R內(nèi)+Rx
聯(lián)立并代數(shù)解得
Rx=2500Ω
(3)將一定值電阻與電流計G并聯(lián)，當(dāng)電流計G滿偏時，通過電源的電流比并聯(lián)之前大，則歐姆表內(nèi)阻比并聯(lián)之前小，所以倍率比并聯(lián)之前小。
12.(1)不必須
(2) BC DE
(3) 0.588 0.584 在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒
【解析】(1)本實驗中不必須滿足小車A的質(zhì)量大于小車B的質(zhì)量。
(2)[1][2]因為小車A與B碰撞前、后都做勻速直線運動，且碰后A與B粘在一起，其共同速度比小車A原來的速度小。所以應(yīng)選點跡分布均勻且點距較大的BC段計算A碰前的速度，選點跡分布均勻且點距較小的DE段計算A和B碰后的速度。
(3)[1][2]由圖乙可知，碰前A的速度和碰后A、B的共同速度分別為
vA=10.50×10?20.02×5m/s=1.05m/s
v′A=v′B=6.95×10?20.02×5=0.695m/s
故碰撞前總動量為
mAvA=0.588kg?m/s
碰撞后總動量為
mAv′A+mBv′B=0.584kg?m/s
[3]由此得出結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，系統(tǒng)動量守恒。
13.【解析】(1)由題可知
q1φC?φA=W1
q2φA?φD=W2
解得
φA?φC=30V
φD?φA=15V
則
φD?φC=45V
由于
CD=3BD
所以
φB?φD=15V
聯(lián)立可得
UBC=φB?φC=60V
(2)易得BC的中點P與A點等電勢，如圖所示，連接AP并作出電場方向
則
E=UBPd′=12UBCd1sin45 °
解得
E=150 2V/m
方向與BA成45°，向下垂直AP。

14.【解析】(1)由楞次定律和右手定則得通過導(dǎo)體棒PQ的感應(yīng)電流方向為從Q到P；
(2) t=1 s時， B=4 T，導(dǎo)體棒PQ的位移
x=12at2=5m
速度
v=at=10m/s
感應(yīng)電動勢
E=ΔBΔtLx+BLv
據(jù)閉合電路歐姆定律可得
I=ER+r
解得
I=1A
(3)根據(jù)牛頓第二定律可得
F+mgsin37 °?ILB=ma
拉力F的功率
P=Fv
解得
P=120W

15.【解析】(1)彈開后a的速度大小為 va ，b的速度大小為 vb 。由動量守恒定律得
mbvb=mava
根據(jù)能量守恒有
Ep=12mbvb2+12mava2
解得
va=10 m/s， vb=4 m/s
(2)b與c發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰后二者共同速度為 vc1 ，由動量守恒定律有
mbvb=mb+mcvc1
解得
vcl=2 m/s
由能量守恒，碰撞過程中損失的機械能為
ΔE=12mbvb2?12mb+mcvcl2
解得
ΔE=2 J
(3)小滑塊a在傳送帶上的加速度大小
a=μg
假設(shè)小滑塊a未離開傳送帶，其在傳送帶上向右移動的距離
xa1=v a22a=10m