山东省潍坊市2023届高三上学期1月期末考试物理试题 word版含解析

高三物理试卷 注意事项： 1．答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0．5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号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。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 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. 如图是蓝色大闪蝶，在阳光下可以看到其翅膀灿烂闪烁。蓝色大闪蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，这些翅脊有一串类似台阶的结构。光照射翅脊上“台阶结构”的典型光路如图所示，则（　　） A. 翅膀灿烂闪烁是光的干涉现象 B. 翅膀灿烂闪烁是光的色散现象 C. 翅膀灿烂闪烁是光的全反射现象 D. 光在空气中的波长约是在翅脊中波长的倍 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．翅膀灿烂闪烁是光的薄膜干涉现象，选项A正确，BC错误； D．根据 选项D错误。 故选A。 2. 如图所示为某科学实验小组利用计算机和传感器绘制出的一玩具小车做直线运动的v-x图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该玩具小车做匀变速直线运动 B. 该玩具小车运动的加速度逐渐增大 C. 该玩具小车运动的加速度逐渐减小 D. 该玩具小车运动的加速度随时间均匀变化 【答案】B 【解析】 【详解】BCD．根据图像得 所以 得 式中k不变，随着速度v的增大，加速度a增大，所以加速度随时间增大，B正确，CD错误； A．因为加速度增大，小车做非匀变速度直线运动，A错误。 故选B。 3. 如图所示，平面的第一象限内存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场边界与轴成角，边长为的正方形金属框MNPQ中心位于磁场边界上，电阻为R。现使金属框匀速向右运动至完全进入磁场过程中，下列说法正确的是（　　） A. 金属框中感应电流的大小和方向都不变 B. 金属框中磁通量的变化率变大 C. 金属框中感应电动势的变化率不变 D. 通过金属框的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．金属框运动过程中，根据楞次定律可知金属框磁通量增加，产生的感应电流方向一直为逆时针。只有边和边切割磁感线，若金属框速度为，运动时间为。根据右手定则和电磁感应定律可判断产生的电动势为 根据几何关系可知 整理可得 故感应电动势的变化率为不变。根据 可知随时间变小，故感应电流大小也随时间变小。根据 可知磁通量的变化率也随时间减小，故AB错误、C正确； D．通过金属框的电荷量为 故D错误。 故选C。 4. 磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭动，线圈停止转动时满足NBIS=kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（　　） A. 线圈转动过程中受到的安培力逐渐变大 B. 若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 C. 线圈（指针）偏角θ与通过线圈电流I成正比 D. 电流表灵敏度定义为，更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场是均匀地辐射分布，线圈转过过程中各个位置的磁感应强度大小不变，故受到的安培力大小不变，故A错误； B．若线圈中通以如图乙所示的电流时，根据左手定则，左侧安培力向上，右侧安培力向下，线圈将沿顺时针方向转动，故B错误； C．根据题意线圈停止转动时满足 NBIS=kθ 解得 可知线圈（指针）偏角θ与通过线圈的电流I成正比，故C正确； D．电流表的灵敏度定义为，根据题意 NBIS=kθ 解得 可知更换k值更大的螺旋弹簧，电流表的灵敏度减小了，故D错误。 故选C。 5. 第24届冬季奥运会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示，其简化图如图乙所示，跳台滑雪赛道由助滑道AB，着陆坡BC，减速停止区CD三部分组成，B点处对应圆弧半径为R=50m。比赛中质量m=50kg的运动员从A点由静止下滑，运动到B点后水平飞出，落在着陆坡的C点，已知运动员在空中的飞行时间为4.5s，着陆坡的倾角θ=37°，重力加速度g=10m/s²，忽略空气阻力影响，则（　　） A. 运动员从B点水平飞出的速度大小为60m/s B. 运动员从B点飞出后离斜面最远时速度大小为45m/s C. 运动员从B点飞出后经3s离斜面最远 D. 运动员在B点对轨道的压力为1400N 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员从B点水平飞出后做平抛运动，因此有 联立解得 故A错误； B．运动员从B点飞出后离斜面最远时速度方向与斜面平行，则有 联立解得 故B错误； C．运动员从B点飞出后离斜面最远时，竖直方向有 解得 故C错误； D．运动员在B点飞出前在做圆周运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，运动员在B点对轨道的压力与轨道对运动员的支持力相等，故D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，质量为m，长为L的均匀软绳用细线悬挂在O1点，软绳下端刚好与地面接触。剪断细线，软绳自由下落，落地后速度立刻变为零。图乙中，质量也为m的小球用细线悬挂在O2点，小球离地面高度为L，小球可以看成质点，剪断细线后小球自由下落，并与地面发生弹性碰撞。不考虑部分软绳落地后引起的落点的变化，空气阻力不计，重力加速度为g，小球与地面碰撞的接触时间，则（　　） A. 从细线断开到软绳全都落至地面过程中，地面对软绳的冲量大小为 B. 从细线断开到软绳全都落至地面过程中，地面对软绳的冲量大小为 C. 地面对小球的平均作用力大小为11mg D. 地面对小球的平均作用力大小为21mg 【答案】D 【解析】 【详解】AB．从细线断开到软绳全都落至地面有 解得 从细线断开到软绳全都落至地面过程中，对软绳用动量定理，取竖直向下为正方向 解得地面对软绳的冲量大小为 AB错误； CD．小球落地前瞬时速度大小为v，则 解得 小球与地面发生弹性碰撞，则原速率返回，对小球在与地面碰撞过程中用动量定理，设地面对小球的平均作用力大小为F，取竖直向上为正方向 解得 C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示的O-xyz三维坐标系中，xOy平面在水平地面内，z轴正方向竖直向上，空间有水平方向的匀强电场，电场方向与x轴正方向夹角θ=37°，场强大小E=500V/m。现从坐标原点O以初速度v0=15m/s竖直向上抛出一带正电小球，已知小球质量m=0.01kg，带电量 重力加速度g=10m/s²。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动过程中电势能先减小后增大 B. 经t=1.5s小球的速度最小，为7.5m/s C. t=2s时，小球的位置坐标为（8，6，10） D. 取O点为零势能点，小球落地时的电势能为-2.25J 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球运动过程中沿x、y轴两个方向，电场力均做正功，则电势能减小，选项A错误； B．因沿水平方向电场力 竖直向下的重力 mg=0.1N 则两个力的合力与竖直方向的夹角 大小为 当小球沿合力方向的速度减为零时速度最小，则经过的时间 小球的速度最小，为 选项B错误； C．t=2s时，沿z方向的位移 沿x方向的位移 沿y方向的位移 小球的位置坐标为（8，6，10）选项C正确； D．小球落地时的时间 沿电场力方向的位移 则电场力做功等于的电势能减小，即 即取O点为零势能点，小球落地时电势能为-1.125J，选项D错误。 故选C。 8. 质量不计的直角支架两端分别连接质量为的小球A和质量为的小球B，支架的两直角边长度分别为和，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边水平，现将小球A由静止释放，重力加速度为，则（　　） A. 小球A到达最低点时的速度大小 B. 当OA与竖直方向夹角为时，球A、B速度达到最大 C. 球B最大速度为 D. 小球A到达最低点的过程中，杆对小球A所做的功为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，小球A由静止到达最低点过程中，以A球开始位置为零势能，由机械能守恒定律，对A、B组成的系统有 两小球为同轴转动，角速度相同，由可知，两球的线速度之比为 解得 故A错误； D．根据题意，小球A由静止到达最低点过程中，设杆对小球A所做的功为，对小球A由动能定理有 解得 故D错误； BC．根据题意，设OA与竖直方向夹角为时，以A球开始位置为零势能，球A、B速度达到最大，由系机械能守恒定律，对系统有 又有 整理可得 由数学知识可知，当时，小球A、B速度达到最大，小球B速度最大值为 故C错误，B正确。 故选B。 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，有多项符合题目要求。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. 如图所示，某小型水电站通过升压变压器T₁、高压输电线路和降压变压器T₂将产生电能输送给5km外的用户，水电站输出电压为400V，高压输电线路的阻值为1Ω/km，输电总功率为20kW，用户端电压为220V。两变压器均为理想变压器，T₁的匝数比为1：5。下列说法正确的是（　　） A. T₁的输出电压为2000V B. T₂的匝数比 n₃：n₄ =95：11 C. 高压输电线上的电流为5A D. 高压输电线上损失的电功率为1kW 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据变压器电压与匝数比关系，可得 解得T1的输出电压为 故A正确； C．高压输电线上的电流为 故C错误； D．高压输电线总电阻 高压输电线上损失的电功率为 故D正确； B．高压输电线上损失的电压为 T2的输入电压为 T₂的匝数比 故B正确。 故选ABD。 10. 一列沿x轴传播的简谐横波，t=0.8s时的波形如图甲所示，质点N的平衡位置为xN=11m， 质点M的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 从t=0.8s时起到质点M通过的路程为20cm过程所用时间为0.6s B. 质点M的平衡位置为xM=8m C. t=12s时质点N的位移y=20cm D. 质点N的振动方程为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据振动图像，t=0.8s时，质点M向y轴负方向振动，说明波沿x轴正方向传播，由于M点此时并不是在正负最大位移处或者平衡位置，所以经过0.6s，也就是四分之一周期，质点运动的路程不是20cm，应该大于20cm，故A错误； B．由图可知，波长和周期分别为 所以波速为 根据振动图像可知，质点M在1.2s时回到平衡位置，结合波的传播，有 解得 故B正确； CD．根据波的传播，质点N在0.8s时向上振动，此后第一次到波峰的时间为t，则 所以 所以1.2s时N质点处于波峰，即 解得 所以质点N的振动方程为 当t=12s时，有 故C错误，D正确。 故选BD。 11. 火星的半径是地球半径的二分之一，质量为地球质量的十分之一，忽略