陽泉市2024~2025學年度第一學期期末教學質量監測試題高三物理（考試時長：75分鐘滿分：100分）注意事項：1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號等填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結束后，將答題卡交回。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題，只有一項符合題目要求，每小題4分，共28分；第8~10題，有多項符合題目要求，每小題6分，共18分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.2024年10月3日，中國科學院近代物理研究所某研究團隊合成新核素钚，并測出該新核素的半衰期。已知钚的衰變方程為，下列說法正確的是（）A.10個钚原子核經過一個半衰期后還剩余5個B.改變環境壓強或溫度，钚原子核的半衰期發生改變C.原子核的比結合能比原子核的比結合能大D.钚原子核發生的是衰變【答案】D【解析】【詳解】A．半衰期是大量粒子的統計規律，10個钚原子核經過一個半衰期后不一定還剩余5個，故A錯誤；B．半衰期由原子核內部結構決定，改變環境壓強或溫度，钚原子核的半衰期不會發生改變，故B錯誤；C．原子核的衰變過程是釋放能量的，比結合能增大，所以原子核的比結合能比原子核的比結合能小，故C錯誤；D．根據電荷數和質量數守恒，可知Y的質量數為4，電荷數為2，可知Y為粒子，則钚原子核發生的是衰變，故D正確。故選D。2.當今時代被稱為低空經濟元年，低空經濟正迅猛崛起，成為全球矚目的新興力量。其中，無人機配送在部分城市展開試點，有效提升了物流配送的效率。下圖為某無人機配送物資過程中在豎直方向運動的圖像。若配送物資質量為2kg，以豎直向上為正方向，設水平方向速度始終為0，不計空氣阻力，取。下列說法正確的是（）A.無人機在3~4s內處于超重狀態B.無人機在第1s內和第4s內的加速度大小相等C.在1s末配送物資所受無人機的拉力大小為24ND.在此過程中無人機上升的最大高度為4m【答案】C【解析】【詳解】A．根據圖像可知，無人機在3~4s內豎直向上做減速運動，加速度向下，處于失重狀態，故A錯誤；B．圖斜率表示加速度，圖像可知第1s內加速度大小第4s內的加速度大小可知兩時段加速度大小不等，故B錯誤；C．圖像可知前2s內無人機做勻加速直線運動，設拉力大小為F，則由牛頓第二定律有代入題中數據得故C正確；D．圖像面積表示位移，圖像可知4s末無人機達到最高點，故最大高度為故D錯誤。故選C。3.雨過天晴的天空經常會出現彩虹。彩虹是因為下雨后的空氣中布滿了小水珠，太陽光透過水珠后經過多次的折射和反射形成的。圖為一束太陽光射到水珠上時的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，比較a、b兩種單色光，下列說法正確的是（）A.若a光能使某金屬發生光電效應，則b光也一定可以使該金屬發生光電效應B.若a光是藍光，則b光可能是紅光C.a、b兩種光分別從同一種玻璃射入空氣發生全反射時，a光的臨界角比b光的小D.在真空中，a、b兩種光的速度相同，在水珠中，b光的光速比a光的大【答案】A【解析】【詳解】A．由圖可知，太陽光進入水珠上時b光的偏折程度更大，即水珠對b光的折射率更大，即b光的頻率更大，根據產生光電效應的條件，可知若a光能使某金屬發生光電效應，則b光也一定可以使該金屬發生光電效應，故A正確；B．b光的頻率更大，若a光是藍光，則b光可能是紫光，故B錯誤；C．根據發生全反射條件有因b光的折射率更大，可知b光的的臨界角比a光的小，故C錯誤；D．在真空中，a、b兩種光速度相同，都為c；在水珠中，根據因b光的折射率更大，可知b光的光速比a光的小，故D錯誤。故選A。4.我國科研人員利用“探測衛星”獲取了某一未知星球的探測數據，如圖所示，圖線P表示“探測衛星”繞該星球運動的關系圖像，Q表示“探測衛星”繞地球運動的關系圖像，其中r是衛星繞中心天體運動的軌道半徑，T是對應的周期。“探測衛星”在該星球近表面和地球近表面運動時均滿足，圖中c、a、b已知，則（）A.該星球和地球的質量之比為B.該星球和地球的第一宇宙速度之比為C.該星球和地球的密度之比為D.該星球和地球表面的重力加速度大小之比為【答案】B【解析】【詳解】A．根據萬有引力提供向心力有解得可知圖像的斜率為故該星球和地球的質量之比故A錯誤；B．“探測衛星”在該星球近表面和地球近表面運動時均滿足，即可得根據萬有引力提供向心力有解得故該星球和地球的第一宇宙速度之比故B正確；C．星球的體積為密度為故該星球和地球的密度之比為故C錯誤；D．在星球表面，萬有引力與重力的關系有解得故該星球和地球表面的重力加速度大小之比為故D錯誤。故選B。5.圖甲為某感溫式火災報警器，其簡化電路如圖乙所示。理想變壓器原線圈接入電壓有效值不變的正弦交流電源，副線圈連接報警系統，為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，為定值電阻，滑動變阻器用于設定報警溫度。當流過的電流大于設定臨界值時就會觸發報警。那么出現火情時（）A.副線圈兩端電壓會隨著副線圈電路端溫度的變化而變化B.定值電阻兩端電壓減小C.滑片上移一點可以提高報警溫度D.原線圈輸入功率減小【答案】C【解析】【詳解】A．副線圈兩端電壓由變壓器原線圈電壓和匝數比決定，與副線圈電阻變化無關，即與副線圈電路端溫度的變化無關，故A錯誤；C．R0滑片上移一點，其阻值變大，則要想報警，需減小熱敏電阻RT，即提高溫度，所以R0滑片上移一點可以提高報警溫度，故C正確。BD．當出現火情時，熱敏電阻阻值變小，導致副線圈電流變大，根據可知定值電阻兩端電壓增大，由可知原線圈輸入功率變大，故BD錯誤。故選C。6.筆記本電腦機身和顯示屏分別安裝有磁體和霍爾元件，以此控制屏幕的熄滅。當顯示屏閉合時霍爾元件靠近磁體，屏幕熄滅電腦休眠。如圖為顯示屏內的霍爾元件：寬為a、長為c，元件內的導電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速率為v。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面方向向下的勻強磁場中，此時元件的前后面間出現電壓U，下列關于該元件說法正確的是（）A.前表面的電勢比后表面的電勢低B.開屏過程中，元件前、后表面間的電壓變小C.前后表面間的電壓U與c成正比D.前后表面間的電壓U與所通電流成反比【答案】B【解析】【詳解】A．電流方向向右，電子向左定向移動，根據左手定則可知，電子所受的洛倫茲力指向后表面，因此后表面積累的電子逐漸增多，前表面的電勢比后表面的電勢高，故A錯誤；C．當電子受到的電場力與洛倫茲力平衡時，電子不再發生偏轉，此時前、后表面間的電壓達到穩定，對穩定狀態下的電子又電場強度聯立解得前后表面間的電壓故前、后表面間的電壓U與v成正比，與a成正比，與c無關，故C錯誤；B．開屏過程中，磁感應強度與上表面的夾角在逐漸減小，最后平行，相當于垂直上表面的磁感應強度在減小，根據可知元件前、后表面間的電壓變小，故B正確；D．設單位體積內的自由電子數為n，霍爾元件上下表面的高度為，根據電流的微觀表達式有解得故前后表面間的電壓即前后表面間的電壓U與所通電流成正比，故D錯誤。故選B。7.如圖所示，半徑為R的光滑圓環豎直放置，環上套有質量分別為m和2m的小球A和B，A、B之間用一長為的輕桿相連．開始時A在圓環的最高點，現將A、B靜止釋放，則（）A.B球可以運動到圓環的最高點B.A球運動到圓環的最低點時，速度為零C.B球從開始運動至到達圓環最低點的過程中，桿對B球所做的總功不為零D.B運動至右半圓弧上最高點時，其與圓心連線和豎直方向夾角約為37°【答案】D【解析】【詳解】AD．設B球到右側最高點時，B與圓心連線和豎直方向夾角為，如圖，圓環圓心處為零勢能面，系統機械能守恒代入數據得所以B球在圓環右側區域內能達到的最高點與豎直方向夾角約為37°，A錯誤，D正確。B．在A、B運動的過程中，A、B組成的系統只有重力做功，機械能守恒，則有又因為得故B錯誤；Ｃ．對B球，根據動能定理可得解得W=0故C錯誤。故選D。8.一列簡諧橫波沿x軸傳播，在時的波形如圖甲所示，B、C、D、E為介質中的四個質點，已知質點E的平衡位置的橫坐標為。圖乙為質點C的振動圖像。下列說法正確的是（）A.該波沿x軸正方向傳播B.該波的波速為90m/sC.質點D的平衡位置坐標為14mD.從開始，質點B與質點C第一次回到平衡位置時間差為【答案】BD【解析】【詳解】A．由圖乙可知時質點沿軸正方形運動，根據同側法可知該波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；BC．由甲圖可知，此簡諧波振幅為20cm，而此時B位移為，故B與E兩質點平衡位置之間距離與總波長的比例關系滿足解得，則質點D的平衡位置坐標為由圖乙知，因此波速故B正確，C錯誤；Ｄ．從開始，由圖乙可知，質點C第一次回到平衡位置的時間為由于波沿x負方向傳播，所以質點B向上振動到平衡位置。設任何質點從平衡位置振動到位移為10cm時所需時間為，根據得從開始，質點B第一次回到平衡位置的時間為它們的時間差為故D正確。故選BD。9.已知電荷量為Q的點電荷產生的電場中，取無限遠處電勢為零時，距離該點電荷r處的電勢為，其中k為靜電力常量。多個點電荷產生的電場中某點的電勢，等于每個點電荷單獨存在時該點的電勢的代數和。如圖所示，光滑絕緣水平面上有A、B、C三個帶電小球，A球的質量為m，電荷量為，B、C球質量均為2m，電荷量均為，用長為L的三根絕緣輕繩連接，穩定后呈等邊三角形，a、b、c為三條邊的中點。下列說法正確的是（）A.a、b、c三點電勢的大小關系為B.a、c兩點電場強度相同C.A、B、C三個帶電小球組成系統的電勢能為D.若b處剪斷，則之后小球A的最大速度為【答案】AD【解析】【詳解】A．根據點電荷的電勢公式結合幾何關系可得，則有故A正確；B．分別做出A、B、C三個帶電小球在a、c兩點的電場強度如圖所示根據對稱性及平行四邊形定則可知a、c兩點的電場強度大小相同，方向不同，故B錯誤；C．A球的電勢能為B球的電勢能為C球的電勢能為則整個系統的電勢能為故C錯誤；D．當3個小球位置關系成一條直線時整個系統的電勢能最小，動能最大，A球速度最大，此時A球的電勢能B球的電勢能C球的電勢能此時整個系統電勢能最小為對系統，根據能量守恒有根據動量守恒有聯立解得小球A的最大速度為故D正確。故選AD。10.如圖所示，勻強磁場Ⅰ、Ⅱ的磁場方向均沿水平方向垂直紙面向外，兩磁場邊界水平，磁場寬度均為L，磁場Ⅰ下邊界到磁場Ⅱ上邊界的距離為4L，磁場Ⅰ的磁感應強度大小為B。邊長為L、電阻為R的單匝正方形金屬線框位于垂直于磁場的豎直平面內，開始時ab邊到磁場Ⅰ上邊界距離為L，由靜止釋放金屬線框，線框在向下運動的過程中始終在豎直面內，且ab邊始終水平，線框分別勻速穿過磁場Ⅰ、Ⅱ。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，則下列說法正確的是（）A.磁場Ⅱ的磁感應強度大小為B.線框經過磁場Ⅰ產生的焦耳熱等于經過磁場Ⅱ產生的焦耳熱C.金屬線框的質量為D.線框經過磁場Ⅰ、Ⅱ產生的總焦耳熱為【答案】BC【解析】【詳解】AC．靜止釋放金屬線框到ab邊開始進入磁場Ⅰ，根據動能定理有解得勻速穿過磁場Ⅰ，則有，解得同理，金屬線框從cd出磁場Ⅰ到ab進磁場Ⅱ過程，根據動能定理有解得勻速穿過磁場Ⅱ，則有，解得故A錯誤，C正確；B．線框分別勻速穿過磁場Ⅰ、Ⅱ，則根據功能關系知線框經過磁場Ⅰ產生的焦耳熱為2mgL，等于經過磁場Ⅱ產生的焦耳熱2mgL，故B正確；D．線框經過磁場Ⅰ、Ⅱ產生的總焦耳熱為故D錯誤。故選BC。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學用如圖甲所示的雙線擺測當地的重力加速度。兩根懸線長均為a，均系于小球同一點，調節兩懸點A、B在同一水平線上，A、B間距離也為a，小球為質量分布均勻的磁性小球，打開手機的磁傳感器并將手機平放在小球的正下方，不考慮手機對小球運動的影響，空氣阻力不計。

（1）先用螺旋測微器測小球的直徑，示數如圖乙所示，則小球直徑______mm。（2）使雙線擺在垂直于擺線平面方向做小幅度擺動，某時刻起手機磁傳感器測得磁感應強度隨時間變化的規律如圖丙所示，則小球振動的周期______（用表示）。（3）由實驗測得當地的重力加速度______（用a、d和表示），若兩懸點A、B間的實際距離小于a，則測得的重力加速度與真實值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】（1）4.700（2）（3）①.②.偏小【解析】【小問1詳解】根據螺旋測微器讀數規則小球直徑【小問2詳解】設磁場變化的周期為，則如圖丙所示則雙線擺擺動的周期為小問3詳解】[1]擺長為根據單擺周期公式聯立解得[2]若兩懸點A、B間的實際距離小于a，則測得的擺長L偏小，測得的重力加速度偏小。12.某實驗小組想利用熱敏電阻自制一個簡易的電子溫度計。（1）首先用“等效替代法”測量熱敏電阻的阻值與溫度t的關系曲線，實驗裝置為圖甲，用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物連接圖補充完整。______（2）多次測量熱敏電阻在不同溫度t下的阻值，并描繪熱敏電阻的阻值與溫度t的關系圖像如圖乙所示，由圖乙可知，溫度t升高，熱敏電阻的阻值______（填“增大”或“減小”）。（3）利用該熱敏電阻制作簡易的溫度計電路圖如圖丙所示，其中電源的電動勢，內阻忽略不計，靈敏電流計G的量程為1mA、內阻為。已知在重新標刻表盤時，靈敏電流計0.5mA刻度處標刻的溫度為，則電阻箱R的阻值應調節為______Ω。（4）若使用過程中，由于電池老化，電源實際的電動勢只有，內阻忽略不計，電阻箱R的阻值保持不變，當表盤顯示溫度為時，實際溫度為______℃。（結果保留兩位有效數字）【答案】（1）（2）減小（3）1100（4）34【解析】【小問1詳解】電路連線如圖【小問2詳解】由圖乙可知，溫度t升高，熱敏電阻的阻值減小。【小問3詳解】溫度為時RT=1.8kΩ由電路可知解得R=1100Ω【小問4詳解】溫度為時電流為0.5mA，則根據解得由圖可知此時的溫度約為34℃。13.如圖所示，爆米花機是一種對谷物進行膨化加工的裝置，主體為一導熱良好的鋼制罐體，罐體的容積為，兩端分別焊接了支撐軸和搖柄。在（1個標準大氣壓）的氣壓，的干燥環境下打開閥門向罐體內放入的谷物，關閉閥門，將支撐軸和搖柄架設在火爐的支架上進行旋轉加熱，谷物內部分水分汽化成高壓水蒸氣與罐內空氣形成混合氣體（可視為理想氣體）。當罐內混合氣體溫度為、壓強達5atm時，打開閥門，因為壓強突然變小，巨大的壓強差使得谷物迅速膨脹，從而達到膨化的效果。忽略谷物間隙氣體的體積和在罐體內加熱過程中谷物體積的變化。已知絕對零度為。求：（1）從開始加熱到壓強變為5atm時，罐體內水蒸氣的分壓強。（已知混合氣體的壓強等于在同溫度同體積條件下組成混合氣體的各成分單獨存在時的分壓強之和）（2）打開閥門后的混合氣體迅速膨脹對外做功使得谷物全部噴出，當混合氣體溫度為，罐體內剩余混合氣體質量占原有混合氣體質量的百分比。【答案】（1）（2）40%【解析】【小問1詳解】對原有空氣，根據查理定律其中，聯立解得代入數據得從開始加熱到壓強變為時，罐體內水蒸氣分壓強為【小問2詳解】設罐體的體積為，對混合氣體分析，由理想氣體狀態方程可得其中可得則有罐體內剩余混合氣體質量占原有混合氣體質量的百分比為14.如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第一象限內有沿y軸負方向的勻強電場，場強為E，在第三、四象限內有垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度等于。從y軸上坐標為的P點沿x軸正方向，以初速度射出一個帶正電的粒子，粒子經電場偏轉后從坐標為的Q點第一次經過x軸進入磁場。不計粒子的重力。求（1）帶電粒子的比荷；（2）粒子從P點射入到第二次經過x軸所用的時間；（3）粒子第n次經過x軸的位置離O點的距離。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1詳解】粒子從P點射出后在電場中做類平拋運動，則，根據牛頓第二定律有解得【小問2詳解】根據類平拋運動規律可知，穿過x軸時速度與水平方向夾角為，則有解得則進入磁場的速度為根據洛倫茲力提供向心力有解得根據幾何關系可知粒子從O點射出磁場，如圖粒子在磁場中運動的周期為粒子在磁場運動的時間為其中粒子從P點射入到第二次經過x軸所用的時間為【小問3詳解】粒子第二次經過x軸的坐標為0，速度與x軸正方向夾角為，根據運動的分解可知，豎直方向先勻減速，再勻加速，水平方向做勻速運動，運動的時間為，水平方向的位移為由上述分析可知第四次經過x軸的坐標為2L，第五次經過x軸的坐標為6L；如此循環運動；則粒子第n次經過x軸的位置離O點的距離為15.如圖所示，半圓形軌道與光滑的水平臺階連接，直徑PQ與水平面垂直，軌道的最低點Q與右側光滑的臺階相切，臺階右側緊靠著一個上表面與臺階平齊的足夠長的長木板C。臺階上的兩個小鐵塊A，B之間有一被壓縮的微型彈簧（彈簧與鐵塊不栓接），某時刻，將壓縮的微型彈簧釋放，使A，B瞬間分離。釋放后，鐵塊A恰好能夠沿半圓形軌道運動到最高點P（之后被