四川省仁寿一中2023-2024学年高三上学期期末考试理综高中物理 Word版含解析.docx

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仁寿一中北校区高三上学期终结考试理科综合试卷本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共35题，共300分，共12页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。可能用到的相对原子质量：S-32O-16Na-23第Ⅰ卷选择题（共126分）一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1.2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主交会对接。交会对接前，空间站组合体会从距地面较高的轨道变轨到距地面较低的轨道，等待神舟十五号载人飞船的到来。变轨前后，空间站组合体绕地球的运行均视为匀速圆周运动，则空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的（　　）A.周期减小B.加速度减小C.动能减小D.机械能增大【答案】A【解析】【详解】A．根据可得 空间站组合体变轨后相对于变轨前运行的轨道半径减小，则根据可知，周期减小，选项A正确；B．根据可知加速度变大，选项B错误；C．根据可知，速度变大，则动能变大，选项C错误；D．从高轨道到低轨道要点火减速制动，则机械能减小，选项D错误。故选A2.宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（　　）A.发生衰变的产物是B.衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C.近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年【答案】D【解析】【详解】A．根据即发生衰变的产物是，选项A错误； B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。故选D。3.一质量为2×103kg的汽车，在倾角θ=30°的足够长斜坡底端，由静止开始以大小为0.5m/s2的恒定加速度启动，行驶过程中汽车受到的空气和摩擦阻力之和恒为103N，汽车发动机的额定输出功率为60kW，则汽车从启动至发动机功率达到额定输出功率所用的时间为（重力加速度g取10m/s2）（　　）A.10sB.20sC.30sD.40s【答案】A【解析】【详解】汽车的牵引力达到额定功率时的速度所用的时间为故选A。4.如图所示，为一儿童玩具的起吊部件，B处为一小型的电动机，OA是可自由转动的轻杆，电动机启动后可将OB绳缓慢的抽进内部，使OA杆从接近水平位置缓慢的逆时针转动，直到OA杆竖直为止，用这种方式把小物块C提起，物体的质量为m，此时OA与竖直方向的夹角为30°，OB与竖直方向的夹角为60°，下列说法中正确的是（　　）A.此时OA杆所承受的力为mgB.此时OB力为2mgC.随着小物块缓慢抬起杆OA的力保持不变 D.随着小物块缓慢抬起绳OB的力越来越大【答案】A【解析】【详解】AB．对O点受力分析，受OA杆的支持力、OB绳的拉力、OC绳的拉力，由于O点处于平衡状态，由共点力的平衡条件可得三力围成一矢量三角形，如图所示，由几何关系可得又有解得A正确，B错误；CD．随着小物块缓慢抬起，O点一直处于平衡状态，矢量三角形一直与相似，如图所示，由相似三角形的对应边关系可得解得 在OA杆缓慢的逆时针转动时，几何的OA不变，OD变小，AD变大，由此可知随着小物块缓慢抬起时和都变小，CD错误。故选A。5.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，绳a与竖直方向成θ角，绳b在水平方向且长为L。小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A.a绳的张力可能为零B.a绳的张力随角速度的增大而增大C.当角速度时，b绳将产生弹力D.若b绳突然被剪断，则θ一定不变【答案】C【解析】【详解】AB．小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等解得可知a绳的张力不可能为零，且保持不变，故AB错误；C．当b绳伸直且弹力零时，a绳的张力的水平分力提供向心力，根据向心力公式有解得 可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；D．由于b绳可能有弹力，故b绳突然被剪断，则θ可能发生变化，故D错误；故选C。6.甲、乙两汽车在同一平直公路上做直线运动，其速度时间（v-t）图像分别如图中a、b两条图线所示，其中a图线是直线，b图线是抛物线的一部分，两车在t1时刻并排行驶。下列关于两车的运动情况，判断正确的是（　　）A.t1到t2时间内甲车的位移小于乙车的位移B.t1到t2时间内乙车的速度先减小后增大C.t1到t2时间内乙车加速度先减小后增大D.在t2时刻两车也可能并排行驶【答案】AC【解析】【详解】A．v-t图像中图线与坐标轴所围面积即物体的位移，由图可知t1到t2时间内甲车的位移小于乙车的位移，选项A正确；B．由图象可知，乙车的速度先增大后减小，选项B错误；C．根据图象的斜率等于加速度，可知乙车的加速度先减小后增大，选项C正确；D．两车在t1时刻并排行驶，因t1到t2时间内乙的位移大于甲的位移，可知在t2时刻两车不可能并排行驶，选项D错误。故选AC。7.手机微信运动步数的测量原理如图所示，M和N为电容器两极板，M固定，N两端与固定的两轻弹簧连接，只能按图中标识的“前后”方向运动，则手机（  ） A.静止时，电流表示数零，电容器M极板带正电B.匀速运动时，电流表示数不为零且保持不变C.由静止突然向前加速时，电流由点流向点D.保持向后匀加速运动时，M、N之间的电场强度减小【答案】AC【解析】【详解】A．静止时，没有极板的移动，没有充放电过程，电流表示数为零。电容器M极板与电源正极相连，M极板带正电。故A正确；B．匀速运动时加速度为0，极板没有移动，电容C不变，线路中无电流。故B错误；C．由静止突然向前加速时，N板由于惯性向后移，d增大，C减小、Q减小，所以有放电电流，电流b向a，故C正确；D．保持向后的匀加速运动时，a不变，弹簧形变不变，两板间距离d不变，所以MN之间的电场强度不变。故D错误。故选AC。8.如图所示，在正六边形的M、N、P三个顶点上各放一个完全相同且带正电的点电荷，X、Y、Z为正六边形的另外三个顶点，O点是六边形的中心，规定无穷远处为电势能零点，下列说法正确的是（）A.O点的电场强度为0B.Z点的电势高于O点电势C.从Y点至O点移动正试探电荷，电场力做正功 D.若仅将N点的正电荷换成等量的负电荷，则X点和Z点的电势相等，比Y点电势低【答案】AD【解析】【详解】A．点电荷电场强度满足关系式可知点电荷M、N、P分别在O点产生的电场强度大小相等，且夹角互为，根据场强叠加原理得O点合场强为零，故A正确；B．根据对称性及场强叠加原理，OZ连线上的合场强沿OZ方向，沿电场线方向，电势逐渐降低，则O点的电势高于Z点电势，故B错误；C．根据对称性及场强叠加原理，OY连线上的合场强沿OY方向，因此从Y点至O点移动正试探电荷，逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，故C错误；D．点电荷电场中电势与场源电荷的电性及距离有关。点电荷M、P到X点的距离，与点电荷M、P到Z点的距离相等，即点电荷M、P在X点和Z点的电势相等；N点换成等量负电荷后，到X点和Z点的距离也相等，即点电荷N在X点和Z点的电势相等，综上可得正点电荷M、P与负点电荷N在X点和Z点的电势相等。若在O点有一正的试探电荷，将试探电荷从O点移动到X点，根据等量异种电荷电场的特点，点电荷N、P对试探电荷不做功，点电荷M对试探电荷做正功，电势能减小。同理若将试探电荷从O点移动到Y点，点电荷M、P对试探电荷不做功，点电荷N对试探电荷做负功，电势能增加，综上可知，Y点电势比X点和Z点的电势高，故D正确；故选AD。第Ⅱ卷非选择题（共174分）二、非选择题：本题包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.受天空课堂中王亚平测量聂海胜质量实验的启发，某实验小组设计类似测物体质量的实验。安装好如图甲实验装置，调节气垫导轨上的旋钮P、Q使气垫导轨水平，滑块在O点时弹簧处于原长。力传感器能采集弹簧的弹力，固定在滑块上的加速度传感器能采集滑块的加速度。 （1）接通气源后，将滑块拉至A点（图中未标出），距离为，此时力传感器的示数为，则弹簧的劲度系数为_________（结果保留两位有效数字）。（2）静止释放滑块后，根据传感器采集的数据绘制的图像如图乙所示，可知滑块与加速度传感器的总质量为_________（结果保留一位有效数字）。（3）测出两调节旋钮之间距离为L，调节旋钮Q，使之比旋钮P高出，重绘图像，纵轴截距为，由此可知当地的重力加速度为_________。【答案】①.12②.0.2③.【解析】【详解】（1）[1]根据胡克定律可得，弹簧的劲度系数为（2）[2]根据牛顿第二定律可得可得可知图像的斜率为解得滑块与加速度传感器的总质量为（3）[3]测出两调节旋钮PQ之间距离为L，调节旋钮Q，使之比旋钮P高出，则有 根据牛顿第二定律可得可得可知图像的纵轴截距为解得当地的重力加速度为10.太阳能电池帆板可以给卫星、宇宙飞船提供能量。如图甲，太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电动势为零的电学器件。探究一：实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，用图乙电路探究太阳能电池被不透光黑纸包住时的特性曲线。（1）图乙中虚线处______（填“需要”或“不需要”）连接导线，实验前滑动变阻器的滑片应该调到______（填“A”或“B”）端；（2）通过实验，作出被黑纸包住的太阳能电池的特性曲线如图丙，将其与一个电动势为（内阻忽略不计）的电源和阻值为的定值电阻串联在一起，则太阳能电池消耗的电功率约为______W（结果保留两位有效数字）；探究二：在稳定光照环境中，取下太阳能电池外黑纸，并按图所示电路测量金属丝的电阻率。（3）实验中测得电压表示数为U，电流表示数为I，金属丝直径为D、长度为L，则金属丝电阻率为______（用上述测量量表示）； （4）考虑电压表与电流表内阻对测量结果的影响，金属丝电阻率的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。【答案】①.需要②.A③.④.⑤.小于【解析】【详解】（1）[1][2]实验目的是描绘太阳能电池被不透光黑纸包住时的伏安特性曲线，电压需要从0开始调节，则控制电路需要采用滑动变阻器的分压式接法，为了确保安全，实验前滑动变阻器的滑片应该调到A端，使闭合开关之前，控制电路输出电压为0。（2）[3]将其电动势为（内阻忽略不计）的电源和阻值为的定值电阻等效为一个新电源，其内阻为，根据在图丙中作出电源的图像，如图所示两图像交点坐标为（1.9V，210μA），则太阳能电池消耗的电功率约为（3）[4]根据欧姆定律有根据电阻定律有解得（4）[5]测量电路采用电流表的外接法，误差在于电压表的分流，导致，电流的测量值偏大，则电阻的测量值偏小，结合上述可知，金属丝电阻率的测量值小于真实值。 11.如图所示，在平面直角坐标系xOy的y轴右侧有竖直向下的匀强电场，场强大小为E0，宽度为d，y轴左侧有水平向右的匀强电场，电场中有一粒子源，坐标为（-d，d），粒子源能产生初速度为零、质量为m，电荷量为q的带正电粒子。粒子恰能从坐标（d，0）处离开y轴右侧电场。不计粒子重力。（1）求y轴左侧匀强电场的场强大小E；（2）若粒子源位置可调，y轴左右两侧匀强电场的场强大小不变，求粒子从y轴右侧电场边界离开时的最小动能。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子在左侧电场中加速过程，根据动能定理有粒子在右侧电场中做类平抛运动，则有，解得（2）令粒子源与y轴间距为x，粒子在左侧电场中加速过程，根据动能定理有粒子在右侧电场中做类平抛运动，则有，从y轴右侧电场边界离开时的动能结合上述解得 根据数学函数规律可知，当有即有此时，粒子飞出右侧电场的动能最小，解得12.如图，水平桌面上一个质量的物体（视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度后脱离弹簧，之后从桌子边缘B点平抛出去，并从C点沿CD方向进入竖直平面内，由斜直轨道CD和圆弧形轨道DEFGH平滑连接而成的光滑轨道上运动，CD与水平面成角，EG为竖直直径，FH为水平直径。已知物块刚好能沿圆轨道经过最高点G，AB间的距离，物体与桌面间的动摩擦因数，C点距离桌面的水面距离，B、C两点间的高度差，C、D两点间的高度差，重力加速度g取，，，求：（1）弹簧被压缩至A点时的弹性势能；（2）圆弧轨道半径R；（3）当物体从D点进入圆弧轨道后，撤去斜直轨道CD，物体从H点落到水平面的时间t。【答案】（1）0.18J；（2）1m；（3）【解析】【详解】（1）物体从B到C做平抛运动，则竖直方向有 解得则水平方向有解得物体从A运动到B，根据能量守恒定律有代入数据解得（2）物块在C点的速度为由题知物块刚好能沿圆轨道经过最高点G，则有解得物体从C运动到G，根据动能定理有由几何关系可得联立解得（3）物体从G运动到H，根据动能定理有解得 从H点下落到地面上，根据运动学公式有代入数据解得（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。13.如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。已知两波源分别位于x=0.2m和x=1.0m处，振幅均为A=0.5cm，波速均为v=0.1m/s。t=0时刻，平衡位置处于x=0.2m和x=0.6m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.4m处，以下说法正确的是（　　）A.0~2s内，质点P的运动路程为2cmB.t=4s时，x=0.5m处质点的位移为-1cmC.t=0时，质点P振动方向向上，质点Q振动方向向下D.两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变E.t=3s时，平衡位置处于0.3-0.5m之间的质点位移均为0【答案】BDE【解析】【详解】A．两列波的周期为0~2s内，质点P振动半个周期，运动路程为2A=1cm，选项A错误；B．t=4s时，两列波各自向前传播一个波长，由波的叠加可知，则x=0.5m处质点的位移为-1cm，选项B正确；C．由“同侧法”可知，t=0时，质点P振动方向向下，质点Q振动方向向上，选项C错误；D．根据波的独立传播原理可知，两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变，选项D正确；E．t=3s时，两列波各自向前传播，则根据叠加原理可知，平衡位置处于0.3-0.5m之间的质点位移均为0，选项E正确。故选BDE。 14.如图所示是一个水平横截面为正方形的平底玻璃缸，玻璃缸深度为2h，缸底面几何中心处有一单色点光源S，缸中装有某种透明液体，深度为h，O点为液面的几何中心，OS垂直于水平面。用以O为圆心，半径r1=h的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线射出。（i）求该液体的折射率n；（ii）若在上述黑纸片上，以O为圆心剪出一个半径的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，并在缸口上部放一接收屏，则光线在接收屏上照亮的面积为多大？【答案】（i）；（ii）【解析】【分析】【详解】（i）从点光源S发出的光线射到黑纸片的边缘处恰发生全反射，临界角为C，光路图如图甲所示。由几何关系得：解得由全反射知识有解得（ii）剪出一个半径为r2的圆孔后，射出光线的最大入射角为i，对应的折射角为θ ，光路图如图乙所示。由几何关系得：解得根据折射定律有解得接收屏接收光线的圆半径为光线在接收屏上照亮的面积为