第1頁/共1頁海淀區2023—2024學年第二學期期末練習高三物理一、本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.下列核反應方程中，屬于核裂變的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．A的衰變生成物里有電子，屬于β衰變，故A錯誤；B．B反應是用中子轟擊重核使重核轉變成輕核，屬于核裂變反應，故B正確；C．C反應是輕核聚變，是氫彈的基本反應方程，故C錯誤；D．D是用α粒子轟擊原子核發生核反應，是原子核人工轉變，是發現質子的方程，故D錯誤。故選B。2.下列關于光的現象說法正確的是（）A.水面上漂著的油膜呈彩色，是光的折射現象B.相機鏡頭上的增透膜，利用了光的偏振C.泊松亮斑現象是光的衍射現象，說明光具有波動性D.雨后天空出現的彩虹，是光的干涉現象【答案】C【解析】【詳解】A．水面上漂著的油膜呈彩色，是光的薄膜干涉現象，故A錯誤；B．相機鏡頭上的增透膜，利用了光的干涉，故B錯誤；C．泊松亮斑現象是光的衍射現象，說明光具有波動性，故C正確；D．雨后天空出現的彩虹，是光的折射現象，故D錯誤。故選C3.關于熱現象，下列說法正確的是（）A.兩熱力學系統達到熱平衡標志是內能相同B.氣體溫度上升時，每個分子的熱運動都變得更劇烈C.氣體從外界吸收熱量，其內能可能不變D.布朗運動是液體分子的無規則運動【答案】C【解析】【詳解】A．兩熱力學系統達到熱平衡的標志是溫度相同，選項A錯誤；B．氣體溫度上升時，分子的平均動能變大，但不是每個分子的熱運動都變得更劇烈，選項B錯誤；C．氣體從外界吸收熱量，若同時對外做功，則其內能可能不變，選項C正確；D．布朗運動是懸浮在液體表面的固體顆粒的無規則運動，是液體分子的無規則運動的具體表現，選項D錯誤。故選C。4.位于坐標原點的質點從t=0時開始沿y軸振動，形成一列沿x軸傳播的簡諧波，t=0.5s時的波形如圖所示，此時x=0處的質點位于波峰位置。圖中能正確描述x=2m處質點振動的圖像是（）A B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據波形圖可得解得周期由解得波長為該波的波速為所以波傳到x=2m經過的時間為根據波形圖可知，振源的起振方向向上，則波傳到x=2m時，質點開始向上振動。故選A。5.某同學用如圖所示的裝置探究等溫情況下一定質量的氣體壓強與體積的關系，下列說法正確的是（）A.該實驗必須保證良好的密封性B.該實驗必須測量柱塞的直徑C.應快速移動柱塞，以減少氣體向環境中放熱D.為方便操作，可用手握住注射器再推拉柱塞【答案】A【解析】【詳解】A．該實驗要使研究氣體對象質量一定，所以必須保證良好的密封性，故A正確；B．實驗中要驗證由于推拉柱塞前后柱塞橫截面積不變，因此只需驗證所以不需要測量柱塞的橫截面積，即不需要測量柱塞的直徑，故B錯誤；CD．為了保證氣體溫度不變，應緩慢移動柱塞，不可以手握住注射器再推拉柱塞，故CD錯誤。故選A。6.如圖所示，一物體在與水平方向夾角為θ的恒定拉力F作用下以速度v做勻速直線運動。已知物體質量為m，物體和桌面之間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g。在物體運動時間為t的過程中，下列說法正確的是（）A.支持力可能為零 B.摩擦力做功為?μmgvtC.拉力和摩擦力的合力方向豎直向上 D.合力做功為Fvt【答案】C【解析】【詳解】AB．物體勻速運動，對物體受力分析，水平方向豎直方向由于水平方向一定受到向左的摩擦力，故支持力不可能為零；摩擦力做功為故AB錯誤；C．對物體受力分析，受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，由平衡條件可知此時拉力和摩擦力的合力方向必定豎直向上此時與支持力的合力才能和重力平衡，故C正確；D．物體做勻速直線運動，受到的合外力為0，故合力做功為0，故D錯誤。故選C。7.地球同步衛星的發射過程可以簡化如下：衛星先在近地圓形軌道I上運動，在點A時點火變軌進入橢圓軌道II，到達軌道的遠地點B時，再次點火進入同步軌道III繞地球做勻速圓周運動。設衛星質量保持不變，下列說法中正確的是（）A.衛星在軌道I上運動經過A點時的加速度小于在軌道II上運動經過A點時的加速度B.衛星在軌道I上的機械能等于在軌道III上的機械能C.衛星在軌道I上和軌道III上的運動周期均與地球自轉周期相同D.衛星在軌道II上運動經過B點時的速率小于地球的第一宇宙速度【答案】D【解析】【詳解】A．由，解得可知衛星在軌道I上運動經過A點時的加速度等于在軌道II上運動經過A點時的加速度，故A錯誤；B．衛星從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ需在A點火加速，衛星從軌道Ⅱ進入軌道III需在B點火加速，所以衛星在軌道I上的機械能小于在軌道III上的機械能，故B錯誤；C．由開普勒第三定律，可知衛星在軌道I上的運動周期小于在軌道III上的運動周期，軌道III上的運動周期與地球自轉周期相同，故C錯誤；D．由，可知可知衛星在軌道III上運動經過B點時的速率小于地球的第一宇宙速度，衛星在軌道III上運動經過B點時的速率大于衛星在軌道II上運動經過B點時的速率，故衛星在軌道II上運動經過B點時的速率小于地球的第一宇宙速度，故D正確。故選D。8.如圖1所示為演示自感現象的實驗電路。實驗時，先閉合開關S，電路達到穩定后，燈泡A和B處于正常發光狀態，在t0時刻，將開關S斷開，測量得到t0時刻前后流過某一燈泡的電流I隨時間t的變化關系如圖2所示。電源內阻及電感線圈L的直流電阻可忽略不計。下列說法正確的是（）A.閉合S，燈泡A和B都緩慢變亮B.斷開S至燈泡B完全熄滅的過程中，a點電勢高于b點電勢C.圖2所示為燈泡B在S斷開前后電流隨時間的變化關系D.由圖2可知兩燈泡正常發光時，燈泡A的阻值大于燈泡B的阻值【答案】C【解析】【詳解】A．閉合S，B燈立刻變亮，由于線圈產生自感電動勢阻礙電流的增加，使得燈泡A緩慢變亮，選項A錯誤；BC．斷開S后，原來通過B的電流立即消失，由于線圈產生的自感電動勢阻礙電流的減小，則線圈L相當電源，在燈泡B和A重新組成回路，則通過B的電流由b到a，則從斷開S至燈泡B完全熄滅的過程中，a點電勢低于b點電勢，S斷開前后流過燈泡B的電流方向相反，即圖2所示為燈泡B在S斷開前后電流隨時間的變化關系，選項B錯誤，C正確；D．由圖2可知由于S斷開后通過B的電流大于S斷開之前通過B的電流，可知兩燈泡正常發光時，燈泡A的阻值小于燈泡B的阻值，選項D錯誤。故選C。9.地球表面與大氣電離層都是良導體，兩者與其間的空氣介質可視為一個大電容器，這個電容器儲存的電荷量大致穩定，約為5×105C，其間的電場，稱為大氣電場。設大地電勢為零，晴天的大氣電場中，不同高度h處的電勢φ的變化規律如圖所示，不考慮水平方向電場的影響。根據以上信息，下列說法正確的是（）A.大氣電場的方向豎直向上B.地面帶電量約為2.5×105CC.地面和大氣電離層組成的電容器電容值約0.6FD.高度h越大，大氣電場強度越小【答案】D【解析】【詳解】A．大地電勢為零，離地面越高，電勢越高，因沿電場方向電勢降低，可知大氣電場的方向豎直向下，選項A錯誤；B．因地面和大氣層分別是電容器的兩個電極，電容器儲存的電荷量約為5×105C，可知地面帶電量約為5×105C，選項B錯誤；C．根據電容器的定義式可知，地面和大氣電離層組成的電容器電容值約故C錯誤；D．根據可知圖像的斜率代表電場的倒數，高度h越大，大氣電場強度越小，故D正確。故選D。10.如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌位于水平的xOy平面內，導軌與x軸平行，左端接有電阻R。在x>0的一側存在豎直向下的磁場，磁感應強度B隨空間均勻變化，滿足B=B0+kx（k>0且為定值）。一金屬桿與導軌垂直放置，且接觸良好，在外力作用下沿x軸正方向勻速運動。t=0時金屬桿位于x=0處，不計導軌和金屬桿的電阻。圖2中關于金屬桿兩端的電壓U和所受安培力F大小的圖像正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】AB．設金屬桿在內運動的位移為x，且，設兩導軌間的距離為L，則在時間內金屬桿與導軌、電阻構成的閉合回路中磁通量的變化量則內閉合回路中產生的感應電動勢設金屬桿勻速運動的速度為v，則代入上式，可得不計導軌和金屬桿的電阻，則金屬桿兩端的電壓可知U與x成線性關系，是一條傾斜的直線，由，可得可知U與t成線性關系，是一條傾斜的直線，故A錯誤，B正確；CD．由閉合電路歐姆定律可得電路中感應電流金屬桿所受安培力：F=BIL，代入數據可得可知F與x不是線性關系，F-x圖像應為曲線，由，可得可知F與t不是線性關系，F-t圖像應為曲線，故CD錯誤。故選B。11.如圖所示為某靜電除塵裝置的簡化原理圖，兩塊平行帶電極板間為除塵空間。質量為m，電荷量為-q的帶電塵埃分布均勻，均以沿板方向的速率v射入除塵空間，當其碰到下極板時，所帶電荷立即被中和，同時塵埃被收集。調整兩極板間的電壓可以改變除塵率（相同時間內被收集塵埃的數量與進入除塵空間塵埃的數量之百分比）。當兩極板間電壓為U0時，。不計空氣阻力、塵埃的重力及塵埃之間的相互作用，忽略邊緣效應。下列說法正確的是（）A.兩極板間電壓為U0時，塵埃的最大動能為qU0+B.兩極板間電壓為U0時，除塵率可達100%C.僅增大塵埃的速率v，可以提升除塵率D.僅減少塵埃的電荷量，可以提升除塵率【答案】B【解析】【詳解】A．當兩極板間電壓為U0時，。可知相同時間內有80%的帶點塵埃打在下極板，則離開極板間的帶點塵埃的偏移量設塵埃的最大動能為，兩極板間的距離為，根據動能定理可知解得A錯誤；B．設離開板間的帶電塵埃的偏移量為，極板間的電壓為，粒子在平行極板的方向上做勻速直線運動，沿垂直極板的方向做勻加速直線運動，則有根據牛頓第二定律聯立解得由于故可解得故B正確；CD．根據上述結論可知，僅增大塵埃的速率v，或僅減少塵埃的電荷量，均使的偏移量減小，會降低除塵率，CD錯誤。故選B。12.如圖所示，一個沙漏沿水平方向以速度v做勻速直線運動，沿途連續漏出沙子，單位時間內漏出的沙子質量恒定為Q，出沙口距水平地面的高度為H。忽略沙子漏出瞬間相對沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不計空氣阻力，已知重力加速度為g。在已有沙子落地后的任意時刻，下列說法正確的是（）A.沙子在空中形成的幾何圖形是一條拋物線B.在空中飛行的沙子的總質量為C.沙子落到地面時對地面的作用力為QvD.沙子落到地面時與沙漏的水平距離為【答案】B【解析】【分析】根據題干中“一個沙漏沿水平方向以速度v做勻速直線運動，沿途連續漏出沙子”可知，本題考查平拋運動，根據運動的合成與分解分析作答。【詳解】A．由于沙子下落時，沙子與沙漏均具有水平向右的初速度v，所以漏出的沙子在水平方向上均與沙漏以相同的速度向右移動，因此沙子在空中形成的幾何圖形是一條直線，A錯誤；B．從第一粒沙子漏出開始到這粒篩子剛落地，這一過程中在豎直方向上，有這一過程的時間為由于單位時間內漏出的沙子質量恒定為Q，則這一過程中落下的沙子總質量滿足B正確；C．沙子落到地面時的水平分速度等于,設地面對沙子作用力的水平分力為，取水平向左為正方向，根據動量定理得解得由于地面對沙子還有豎直方向的作用力，故地面對沙子的作用力大于，根據牛頓第三運動定律可知沙子落到地面時對地面度作用力大于，故C錯誤；D．因為沙子與沙漏在水平方向上以相同的速度v運動，所以沙子落地與沙漏的水平距離為0，D錯誤。故選B。13.如圖1所示，某同學在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿態加速滑行到坡底。該同學下滑情境可簡化為圖2，雪坡傾角為α，人可視為質點，圖中用小物塊表示，下滑過程中某一時刻滑行的速度v的方向與雪坡上所經位置的水平線夾角為β（β<90），已知該同學和滑雪裝備的總質量為m，滑雪板與雪坡之間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g，不計空氣阻力。關于該下滑過程，下列說法正確的是（）A.該同學所受摩擦力小于μmgcosαB.該同學所受摩擦力的方向不變C.該同學沿v的方向做勻加速直線運動D.該同學所受重力的瞬時功率一直在增加【答案】D【解析】【詳解】A．垂直斜面方向，人對斜面的正壓力大小為所以滑動摩擦力大小不變，故A錯誤；BC．正視斜面，在斜面內有平行斜面向下的重力的分力和與v反向的滑動摩擦力f，會發現f與的合力與v不共線，人做曲線運動，即速度方向在變化，所以f的方向也變化，故BC錯誤；D．由于人加速下滑，所以f與的合力與v成銳角，且做曲線運動，所以隨著下滑v增大，且與夾角減小，重力的功率也增大，即所以P增大，故D正確。故選D。14.類比是研究問題的常用方法。與電路類比就可以得到關于“磁路”（磁感線的通路）的一些基本概念和公式。在電路中可以靠電動勢來維持電流，在磁路中靠“磁動勢”來維持鐵芯中的磁場，如圖1所示，磁動勢Em=NI，其中N為線圈的匝數，I為通過線圈中的電流。類比閉合電路的歐姆定律，磁路也存在閉合磁路的歐姆定律Em=ΦRm，其中Φ為磁通量，Rm被稱為磁阻，磁阻所滿足的磁阻定律與電阻定律具有相同的形式，磁阻率可類比電阻率，磁路的串、并聯規律可類比電路的串、并聯規律。結合以上關于磁路的信息以及你所學過的知識，下列說法不正確的是（）A.變壓器鐵芯的磁阻率遠小于空氣的磁阻率B.在國際單位制中，磁阻的單位可以表示為C.不考慮漏磁，圖2所示的串聯磁路滿足Em=Φ(Rm1+Rm2)D.不考慮漏磁，在圖3所示的并聯磁路中，磁阻小的支路中磁感應強度一定大【答案】D【解析】【詳解】A．變壓器鐵芯的磁阻率遠小于空氣的磁阻率，故A正確；B．根據磁阻定律磁阻的單位為；根據磁感應強度與磁通量的關系有磁感應強度B的單位為T，電流I的單位為A，時間t的單位為s，質量m的單位為kg，長度l的單位為m，面積S的單位為m2，根據磁動勢Em=NI磁阻的單位可以表示為，故B正確；C．不考慮漏磁，圖2所示的串聯磁路滿足磁路歐姆定律Em=Φ(Rm1+Rm2)故C正確；D．不考慮漏磁，在圖3所示的并聯電路中，磁阻小的支路中磁通量大，但磁感應強度不一定大，因為磁感應強度與磁通量和面積S的比值有關，故D錯誤。本題選不正確的，故選D。15.（1）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上，如圖1所示。雙縫間距為d，毛玻璃光屏與雙縫間的距離為L。從目鏡中看到的干涉圖樣如圖2所示，若A、B兩條亮紋中央間距為x，則所測光的波長為________。（用所給物理量的字母表示）使分劃板的中心刻線對齊A亮條紋的中心，此時游標尺上的示數情況如圖3所示，其讀數為________mm。（2）用如圖4所示裝置研究兩個半徑相同的小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。圖5中O點是小球拋出點在地面上的豎直投影。實驗時先讓a球多次從斜槽上某一固定位置C由靜止釋放，其平均落地點的位置為P。再把b球放在水平軌道末端，將a球仍從位置C由靜止釋放，a球和b球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復操作多次，其平均落地點的位置為M、N。測量出a、b兩個小球的質量分別為m1、m2（m1>m2），OM、OP、ON的長度分別為x1、x2、x3。①在實驗誤差允許范圍內，若滿足關系式____________________________（用所測物理量的字母表示），則可以認為兩球碰撞前后的動量守恒。②換用不同材質的小球再次進行上述實驗，計算得出，若碰撞過程滿足動量守恒，請分析說明兩球碰撞過程機械能是否守恒_____。【答案】（1）①.②.9.15（2）①.m1x2=m1x1+m2x3②.不守恒【解析】【小問1詳解】[1]根據題意可知相鄰兩條紋間的間距為，根據得光的波長為[2]讀數為【小問2詳解】[1]小球在空中運動的時間為t，若滿足動量守恒定律有得[2]碰撞前后系統總動能分別為故可得根據動量守恒關系式結合，整理得由于，故，可知兩球碰撞過程機械能不守恒。16.某同學用圖1所示裝置測定當地重力加速度。（1）關于器材選擇及測量時的一些實驗操作，下列說法正確的是。A.擺線盡量選擇細些、伸縮性小些且適當長一些的B.擺球盡量選擇質量大些、體積小些的C.為了使擺的周期大一些以方便測量，應使擺角大一些（2）在某次實驗中，測得單擺擺長為L、單擺完成n次全振動的時間為t，則利用上述測量量可得重力加速度的表達式g=________。（3）實驗時改變擺長，測出幾組擺長L和對應的周期T的數據，作出L-T2圖像，如圖2所示。①利用A、B兩點的坐標可得重力加速度的表達式g=__________。②因擺球質量分布不均勻，小球的重心位于其幾何中心的正下方。若只考慮擺長測量偏小造成的影響，則由①計算得到的重力加速度的測量值_______真實值。（選填“大于”“等于”或“小于”）（4）關于摩擦力可以忽略的斜面上的單擺，某同學猜想單擺做小角度擺動時周期滿足，如圖3所示。為了檢驗猜想正確與否，他設計了如下實驗：如圖4所示，鐵架臺上裝一根重垂線，在鐵架臺的立柱跟重垂線平行的情況下，將小球、擺線、擺桿組成的“桿線擺”裝在立柱上，調節擺線的長度，使擺桿與立柱垂直，擺桿可繞著立柱自由轉動，且不計其間的摩擦。如圖5所示，把鐵架臺底座的一側墊高，立柱傾斜，靜止時擺桿與重垂線的夾角為β，小球實際上相當于是在一傾斜平面上運動。下列圖像能直觀地檢驗猜想是否正確的是。A.-sinβ圖像 B.-cosβ圖像 C.-tanβ圖像【答案】（1）AB（2）（3）①.②.等于（4）B【解析】【小問1詳解】AB．為減小實驗誤差，擺線盡量選擇細些、伸縮性小些且適當長一些的，擺球盡量選擇密度大的，即質量大些、體積小些的，故AB正確；C．應使擺角小于5°，才可看作理想單擺，故C錯誤；故選AB。【小問2詳解】在某次實驗中，測得單擺擺長為L、單擺完成n次全振動的時間為t,則周期為根據單擺周期公式解得【小問3詳解】①[1]根據單擺周期公式變形有根據圖像的斜率可知解得②[2]因擺球質量分布不均勻，小球的重心位于其幾何中心的正下方。表達式變為若只考慮擺長測量偏小造成的影響，則圖像的斜率不變，測量值等于真實值；【小問4詳解】根據題圖可知等效重力加速度為重力加速度沿著垂直于立柱方向的分量，大小為a=gcosβ根據單擺周期公式變形可知則應作圖像；故選B。17.如圖所示，不可伸長的輕繩一端固定在距離水平地面高為h的O點，另一端系有質量為m，可視為質點的小球，將小球從與O等高的A點由靜止釋放，小球在豎直平面內以O點為圓心做半徑為r的圓周運動。當小球運動到最低點B時，繩恰好被拉斷，小球水平飛出。不計空氣阻力及繩斷時的能量損失，重力加速度為g。求：（1）小球飛出時的速率v。（2）繩能承受拉力的最大值Fm。（3）小球落地點到B點的水平距離x。【答案】（1）；（2）3mg；（3）【解析】【詳解】（1）根據動能定理有解得小球飛出時的速率（2）設繩對小球的拉力為T，依據牛頓第二定律有解得T=3mg根據牛頓第三定律，繩受到的拉力大小Fm=T=3mg（3）設平拋運動的時間為t，則解得拋出的水平距離18.如圖所示，寬為L的固定光滑平行金屬導軌與水平面成α角，金屬桿ab水平放置在導軌上，且與導軌垂直，處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。電源電動勢為E，當電阻箱接入電路的阻值為R0時，金屬桿恰好保持靜止。不計電源內阻、導軌和金屬桿的電阻，重力加速度為g。（1）求金屬桿所受安培力的大小F。（2）求金屬桿的質量m。（3）保持磁感應強度大小不變，改變其方向，同時調整電阻箱接入電路的阻值R以保持金屬桿靜止，求R的最大值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）電路中的電流金屬桿受到的安培力（2）金屬桿受力平衡，有解得（3）當磁感應強度垂直斜面向上時，安培力最小，電路中的電流最小，R有最大值，依據平衡條件有解得19.熱氣球的飛行原理是通過改變熱氣球內氣體的溫度以改變熱氣球內氣體的質量，從而控制熱氣球的升降，可認為熱氣球在空中運動過程中體積及形狀保持不變。設熱氣球在體積、形狀不變的條件下受到的空氣阻力f=kv2，其方向與熱氣球相對空氣的速度v相反，k為已知常量。已知熱氣球的質量（含載重及熱氣球內的熱空氣）為m時，可懸浮在無風的空中，重力加速度為g。不考慮熱氣球所處環境中空氣密度的變化。（1）若熱氣球初始時懸浮在無風的空中，現將熱氣球的質量調整為0.9m（忽略調整時間），設向上為正，請在圖中定性畫出此后熱氣球的速度v隨時間t變化的圖像。（2）若熱氣球初始時處在速度為v0的水平氣流中，且相對氣流靜止。將熱氣球質量調整為1.1m（忽略調整時間），熱氣球下降距離h時趨近平衡（可視為達到平衡狀態）。①求熱氣球平衡時的速率v1及下降距離h過程中空氣對熱氣球做的功W。②熱氣球達到平衡速率v1后，若水平氣流速度突然變為0，經過時間t熱氣球再次達到平衡狀態，求該過程中空氣對熱氣球的沖量大小I。【答案】（1）；（2）①，；②【解析】【詳解】（1）對熱氣球由牛頓第二定律故可知當熱氣球的質量調整為0.9m，熱氣球向上加速，隨著速度增大，受到的空氣阻力增大，故加速度在減小，即圖像的斜率在變小，最后以某一速度勻速運動，故圖像如下：（2）①熱氣球在無風空中懸浮時，有設熱氣球在水平氣流中平衡時水平方向速度為vx、豎直方向速度為vy；水平方向有vx=v0豎直方向，依據平衡有解得熱氣球平衡時的速率對熱氣球下降過程，依據動能定理有解得空氣對熱氣球做功②熱氣球再次平衡后，水平方向v′x=0豎直方向設空氣