2023-2024学年湖北省天门、仙桃、潜江三市物理高三第一学期期末质量跟踪监视试题含解析

2023-2024学年湖北省天门、仙桃、潜江三市物理高三第一学期
期末质量跟踪监视试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、下列关于原子核的说法正确的是（）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中， 粒子的穿透能力最强
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
2、2019年7月9日，在沈阳进行的全国田径锦标赛上，来自上海的王雪毅以1米86的成绩获得女子跳高冠军。

若不计空气阻力，对于跳高过程的分析，下列说法正确的是（）
A．王雪毅起跳时地面对她的弹力大于她对地面的压力
B．王雪毅起跳后在空中上升过程中处于失重状态
C．王雪毅跃杆后在空中下降过程中处于超重状态
D．王雪毅落到软垫后一直做减速运动
3、电阻为R的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。

下列判断正确的是（）
A ．2T 时刻线框平面与中性面平行
B ．穿过线框的磁通量最大为02E T π
C ．线框转动一周做的功为20E T R
D ．从4
T t =到34T t =的过程中，线框的平均感应电动势为02E 4、如图，梯形小车a 处于光滑水平面上，一弹性绳将小车a 与竖直墙壁连接（松弛），a 倾斜的上表面放有物块b ，现给a 和b 向左的相同速度v 0，在之后的运动过程中，a 与b 始终保持相对静止。

则在弹性绳从伸直到长度最大的过程中（ ）
A ．b 对a 的压力一直增大
B ．b 对a 的摩檫力一直减小
C ．b 对a 的作用力一直减小
D ．b 对a 的作用力方向水平向左
5、如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L 的正方形线框；在线框右侧有一宽度为d （d > L ）、方向垂直纸面向里的条形匀强磁场区域，磁场的边界与线框的右边框平行。

现使线框以某一初速度向右运动，t =0时线框的右边框恰与磁场的左边界重合，随后线框进入并通过磁场区域。

关于线框所受安培力F 随时间t 变化的图线可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
6、若用假想的引力场线描绘质量相等的两星球之间的引力场分布，使其他星球在该引力场中任意一点所受引力的方向沿该点引力场线的切线上并指向箭头方向．则描述该引力场的引力场线分布图是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、以下说法正确的是_______________
A ．液体表面张力有使液面收缩到最小的趋势
B ．水结为冰时，水分子的热运动会消失
C ．热量总是自动地从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移
D ．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
E.恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量
8、 “嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。

若已知月球半径为R ，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R 的圆轨道上飞行，周期为T ，万有引力常量为G ，下列说法正确的是（ ）
A ．月球表面重力加速度为232R T
π B ．月球质量为23
2
32R GT π
C ．月球第一宇宙速度为42R T
D ．月球密度为224GT
9、真空中质量为m 的带正电小球由A 点无初速自由下落t 秒，在t 秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t 秒小球又回到A 点。

小球电荷量不变且小球从未落地，重力加速度为g 。

则
A ．整个过程中小球电势能变化了222mg t
B ．整个过程中小球速度增量的大小为2gt
C ．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了22mg t
D ．从A 点到最低点小球重力势能变化了22
13mg t
10、如图，地球与月球可以看作双星系统它们均绕连线上的C 点转动在该系统的转动平面内有两个拉格朗日点L 2、L 4(位于这两个点的卫星能在地球引力和月球引力的共同作用下绕C 点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变)，L 2点在地月连线的延长线上，L 4点与地球球心、月球球心的连线构成一个等边三角形．我国已发射的“鹊桥”中继卫星位于L 2点附近，它为“嫦娥四号”成功登陆月球背面提供了稳定的通信支持．假设L 4点有一颗监测卫星，“鹊桥”中继卫星视为在L 2点．已知地球的质量为月球的81倍，则
A ．地球和月球对监测卫星的引力之比为81：1
B ．地球球心和月球球心到
C 点的距离之比为1：9
C ．监测卫星绕C 点运行的加速度比月球的大
D ．监测卫星绕C 点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的大
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某学习小组的同学探究小灯泡L 的伏安特性曲线，可供选用的器材如下∶ 小灯泡L ，规格“3.6V 、0.3A”；
电流表A ，量程0.2A ，内阻r 1=0.6Ω；
电压表V，量程3V，内阻r2=3kΩ；
标准电阻R1阻值1.2Ω；
标准电阻R2阻值1kΩ；
标准电阻R3阻值10kΩ；
滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；
学生电源E，电动势4V，内阻不计；
开关S及导线若干。

(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于_____（填“a”或“b”）端。

闭合开关后移动滑片，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V，其故障原因可能是__________（填“cd间L支路短路”或“cd间L支路断路”）；
(2)排除故障后，某次电压表的示数如图2所示，其读数为______V；
(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。

请你在甲同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号；________
(4)按图3重新连接好电路，移动滑片在某个位置，读出电压表、电流表示数分别为U、I，如果不考虑电压表的分流，则此时刻灯泡L的电阻R=______（用U、I及数字表示）。

12．（12分）某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻x R的阻值：
(1)现有电源(4V,内阻可不计、滑动变阻器(0～50aΩ，额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表：
A．电流表(0～3A,内阻约0.025Ω)
B．电流表(0～0.6A,内阻约0.125Ω)
C．电压表(0～3V,内阻约3kΩ)
D．电压表(0～15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_____,电压表应选用______(选填器材前的字母)；
(2)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线．要求电压表和电流表从零开始读数,补充完成图中实物间的连线____：
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U，
某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值
x U
R
I
==_______Ω(保留三位有效数字)．
(4)在测量电阻的过程中产生误差的主要原因是________(选填选项前的字母)
A．电流表测量值小于流经x R的电流值
B．电流表测量值大于流经x R的电流值
C．电压表测量值小于x R两端的电压值
D．电压表测量值大于x R两端的电压值
(5)实验中为减少温度的变化对电阻率的影响,采取了以下措施,其中在确的是______ A．多次测量U、I,画U I
-图像,再求R值
B．多次测量U、I,先计算R,再求R的平均值
C．实验中通电电流不宜过大,通电时间不宜过长
D．多次测量U、I,先求U、I的平均值,再求R
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图AO
，为助滑道OB
，为着陆坡。

运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。

已知，A点与O点的高度差为h，着陆坡OB的倾角为θ，运动员的质量为m，重力加速度为g。

将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：
(1)运动员经过O点时的速度大小v；
(2)运动员从飞出到着陆的时间t ；
(3)运动员的着陆点到O 点的距离s 。

14．（16分）如图(b)所示，一个正方体玻璃砖的棱长为2a ，其折射率为2。

在其中心轴线处有一点光源，该点光源可沿中心轴线上下移动。

若点光源移动至某一位置O 时，玻璃砖上表面均有光线射出，求此时玻璃砖下表面有光线射出的面积
15．（12分）一导热性能良好的圆柱形气缸固定在水平面上，气缸上端开口，内壁光滑，截面积为S 。

A 是距底端H 高处的小卡环。

质量为m 的活塞静止在卡环上，活塞下密封质量为0m 的氢气，C 为侧壁上的单向导管。

大气压强恒定为0p 。

环境温度为0T 时，从C 处注入水，当水深为2
H 时，关闭C ，卡环恰对活塞无作用力。

接下来又从C 处缓慢导入一定量氢气，稳定后再缓慢提升环境温度到01.6T ，稳定时活塞静止在距缸底
2.7H 处，设注水过程中不漏气，不考虑水的蒸发，氢气不溶于水。

求：
①最初被封闭的氢气的压强1p ；
②导入氢气的质量M 。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、D
【解析】
A ．核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，故A 错误；
B ．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，故B 错误；
C ．铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，故C 错误；
D ．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损，一定会放出核能，故D 正确。

故选D 。

2、B
【解析】
A ．王雪毅起跳时地面对她的弹力与她对地面的压力是作用力与反作用力，大小相等，故A 项错误；
B ．王雪毅起跳后在空中上升过程中，加速度的方向向下，处于失重状态，B 项正确；
C ．王雪毅越杆后在空中下降过程中，她只受到重力的作用，加速度的方向向下，处于失重状态，C 项错误；
D ．王雪毅落到软垫后，软垫对她的作用力先是小于重力，所以她仍然要做短暂的加速运动，之后才会减速，D 项错误。

故选B 。

3、B
【解析】
A ．由图可知2
T t =时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，A 错误； B ．当感应电动势等于零时，穿过线框回路的磁通量最大，且由m E NBS ω=得 00
m m 221E E T E N T
πωπΦ===⨯
B 正确；
C ．线圈转一周所做的功为转动一周的发热量 2m 220()22E E E Q T T T R R R === C 错误；
D ．从4
T 到34T 时刻的平均感应电动势为 0m 2222
E E T T πΦ∆Φ===
D 错误。

故选B 。

4、A
【解析】
AB ．整体受到的弹性绳的拉力越来越大，则加速度越来越大，即整体做加速度越来越大的减速运动，则b 也做加速度越来越大的减速运动，对b 受力分析，由牛顿第二定律可知，
cos cos N mg ma θθ-=
则随着加速度a 的增加，a 对b 的支持力N 一直增大；
sin sin mg f ma θθ-=
即
sin sin f mg ma θθ=-
则随着加速度a 的增加，a 对b 的摩擦力f 可能先减小后增大，根据牛顿第三定律，b 对a 的压力一直增大，b 对a 的摩擦力可能先减小后增大，A 正确，B 错误；
CD ．b 受到a 的作用力和重力，由于b 的加速度水平线向右越来越大，根据牛顿第二
定律，a对b的作用力一直增大，a对b的作用力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律，b对a的作用力一直增大，方向斜向左下方，CD错误。

故选A。

5、B
【解析】
当线框向右运动过程中，有两个过程产生安培力，即进入磁场到完全进入磁场和离开磁
场到完全离开磁场两个过程；其中任一过程中线框受到的安培力
22
B L v
F
R
，故线框
做加速度越来越小的减速运动，不是匀减速运动，选项A、C错误；线框运动过程中不论是进入磁场还是离开磁场的过程中，安培力方向不变，选项D错误，B正确。

故选B。

6、B
【解析】
根据题意，其他星球受到中心天体的引力指向中心天体，所以引力场线应该终止于中心天体，故AD错误；其他星球在该引力场中每一点的场力应该等于两星球单独存在时场力的矢量和，所以除了两星球连线上其他各处的合力并不指向这两个星球，所以引力场线应该是曲线，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5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、ACE
【解析】
A．液体由于存在表面张力，由收缩成球形的趋势，故A正确；
B．水结冰时，由液体变为固体，分子热运动仍然存在，故B错误；
C．由热力学第二定律可知，热量总是自发的从温度高的物体传到温度低的物体，即热量总是自动地从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移，故C正确；D．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停地做无规则运动，故D错误；E．由于水池恒温，故理性气体温度不变，内能不变，由于气体上升的过程体积膨胀，故对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故E正确；
故选ACE。

8、BD
【解析】
B ．对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
()222422Mm
G m R T
R π=⋅⋅ 解得
23
232R M GT
π= 故B 选项正确；
A ．月球表面的重力加速度为
222
32R M T G g R π== 则A 选项错误；
C ．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有
2
2=Mm v G m R R
解得
v T
R == 故C 选项错误；
D ．月球的密度
224M V GT
πρ== 故D 选项正确。

故选BD 。

9、AB
【解析】
小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反。

设电场强度大小为E ，加电场后小球的加速度大小为a ，取竖直向下方向为正方向，则由2212 2
1gt vt at =--（），又v=gt ，解得 a=3g ，则小球回到A 点时的速度为v ′=v-at =-2g t ；整个过程中小球速度增量的大小为△v =v ′=-2gt ，速度增量的大小为2g t 。

由牛顿第二定律得qE mg a m -= ，联立解得，qE =4m g ，222122
qE gt mg t ε∆=⋅=，故A 正确；从
加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了212k E m gt =()，故C 错误。

设从A 点到最低点的高度为h ，根据动能定理得21 02mgh qE h gt --=（）解得，223
h gt =，从A 点到最低点小球重力势能减少了2223p E mgh mg t ==．D 错误。

10、AC
【解析】
A 项：由公式2mM G F r
=可知，地球和月球对监测卫星的引力之比为等于地球的质量与月球的质量之比即为81：1，故A 正确；
B 项：设地球球心到
C 点的距离为r 1，月球球心到C 点的距离为r 2，对地球有： 212mM G M r L
ω=地地 222mM G M r L
ω=月月 联立解得：21r 81=1
M M r =地月，故B 错误； C 项：对月球有：2=GM M M a L 月地月，对监测卫星有：地球对监测卫星的引力2GM m L
地，月球对监测卫星的引力
2GM m L 月，由于两引力力的夹角小于90o ，所以两引力的合力大于2GM m L
地，由公式2GM a L =可知，监测卫星绕C 点运行的加速度比月球的大，故C 正确；
D 项：由于监测卫星绕C 点运行的加速度比月球的大，所以监测卫星绕C 点运行的周期比月球的更小，由于月球的周期与“鹄桥”中继卫星的相等，所以监测卫星绕C 点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的小，故D 错误．
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、a cd 间L 支路断路 2.30 89U I
【解析】
(1)[1][2]闭合开关前，为了保证电路安全，滑动变阻器的滑片应该置于a 端，闭合开关后移动滑片，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V ，其故障原因可能是cd 间L 支路断路；
(2)[3]电压表最小分度为0.1V ，则电压表读数为2.30V ；
(3)[4]电压表、电流表需要扩大量程，结合灯泡的额定电压和电流，电流表并联R 1，量程扩大到0.3A ，电压表串联R 2，量程扩大到4.0V ，根据扩程后的电表内阻和灯泡的额定电压下的内阻，选用电流表外接法。

如图
(4)[5]根据图3电路图，可以得到灯泡两端的电压为43U ，电流为32I ，根据欧姆定律得 89U R I
= 12、B ； C ； 5.20； B ； C ；
【解析】
(1) 由于电源电动势为4V ，所以电压表应选C （因为若选择电压表D 时，电动势3V 还不到电压表量程的13
）； 根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：max 40.85x U I A A R =
==所以电流表应选B ；
(2) 实物连线图如图所示：
(3) 由图可知，电流表的读数为：I=0.50A ，电压表的读数为：U=2.60V ，所以待测电阻为： 2.60 5.200.50
U R I ==Ω=Ω
(4) 根据欧姆定律和串并联规律可知，采用甲电路时由于电压表的分流作用，导致电流表的测量值大于流经R x 的电流，所以产生误差的主要原因是B ；
故选B ．
(5)由于电流流过电阻丝发热，所以在实验时流过电阻丝的电流不能过大，并且时间不要太长，故选C ．
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)v (2)2tan t =(3)4tan cos h s θθ
= 【解析】
(1)AO 段，由动能定理
212mgh mv = 解得
v (2)从O 点飞出后，做平抛运动。

水平方向
x vt =
竖直方向
212
y gt = 落到斜面上
tan y x
θ= 联立以上各式，解得
2tan t =(3)运动员的着陆点到O 点的水平距离为：
2tan 4tan x vt h θ=== 根据几何知识可知
cos x s
θ= 联立解得
4tan cos h s θθ
=
14、2(642)a π-. 【解析】
光路如图，(临界点)O 点发出的光射至上表面正方形的对角线边缘P 点恰好全反射，则上表面均有光线射出，射至下表面的Q 点恰好全反射(临界点)，则以Q 点为圆形边缘，其内部有光线射出
P 点恰全反射，则有
1sin C n
= 由几何关系得
222sin (2)a
C a h =+Q 点恰全反射，由几何关系得 22sin (2)C x a h =+-光线射出面积为
2S x π= 联立解得
2(642)S a π=-
15、①02mg p S + ；②74
m 【解析】 ① 设设注水前气体的体积为V 1，从最初到水深为
2H 时，气体经历等温过程，注水后气体压强为p 2，由玻意耳定律
1122pV p V =
其中
1V SH =
2()2
H V S H =-
对活塞，有 02p S mg p S +=
联立解得 012
mg S p p += ②设导入气体后且尚未升温时气体总度为h ，显然此时活塞已经离开卡环，接下来升温过程为等压过程，则有
()00
2.70.51.6HS hS T T -= 解得
118
h H = 考虑到此h 高度的气体中，原有气体点高为
12H ，故后导入的气体点高为 112
h h H =- 解得
178
h H = 设此时密度为ρ，则有
12Sh M H m S ρρ=
解得
74m M =。