精品解析：广东省汕尾市2023-2024学年高三上学期1月期末考试物理试题（解析版）

2024年普通高中高三级教学质量测试物理考试时间75分钟，满分100分注意事项：1.答题前，考生先将自己的信息填写清楚、准确，将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。2.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。3.答题时请按要求用笔，保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不得使用涂改液、修正带、刮纸刀。考试结束后，请将本试题及答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.托马斯·杨于1801年进行了一次光的干涉实验，即著名的杨氏双缝干涉实验，该实验被誉为物理学史上十大最美实验之一，关于该实验，下列说法正确的是（ ）A.该实验证明了光是横波B.该实验说明了光具有粒子性C.彩虹的形成与该实验现象具有相同的本质D.该实验与光的衍射现象都说明了光具有波动性【答案】D【解析】【详解】A．该实验不能证明了光是横波，故A错误；BD．该实验与光的衍射现象都说明了光具有波动性，故B错误，D正确；C．彩虹的形成是由于光的折射引起的，双缝干涉实验的实验原理为光的干涉，故C错误。故选D。2.2023年，我国科研团队成功开展国内首个对铯137（137Cs）放射源的年龄测量方法研究，该方法的测量精度比碳14（14C）法的更高，原因可能是（ ）A.二者的化学性质不同B.铯137（137Cs）的密度比碳14（14C）的大C.铯137（137Cs）的半衰期比碳14（14C）的短D.温度等环境因素对铯137（137Cs）的半衰期的影响比对碳14（14C）的影响小【答案】C第1页/共16页学科网（北京）股份有限公司【解析】【详解】AB．铯137（137Cs）和碳14（14C）二者的化学性质不同，铯137（137Cs）的密度比碳14（14C）的大，都不是对铯137（137Cs）放射源的年龄测量方法比碳14（14C）法的测量精度更高的原因，故AB错误；C．碳14（14C）的半衰期为5730年，铯137（137Cs）的半衰期为30年，铯137（137Cs）的半衰期比碳14（14C）的短，因此对铯137（137Cs）放射源的年龄测量方法比碳14（14C）法的测量精度更高，故C正确；D．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，温度等环境因素对半衰期没有影响，故D错误；故选C。3.在某次伐木工攀爬大赛中，伐木工甲和乙同时开始攀爬，伐木工甲率先爬到顶端，结果却是乙第一个返回到出发点，则（ ）A.向上爬的过程中，经过中点时甲的速度一定大于乙的速度B.甲在最高点的速度一定大于乙在最高点的速度C.从顶端返回的过程中，甲的平均速度一定大于乙的平均速度D.全过程中，甲、乙的平均速度一样大【答案】D【解析】【详解】A．根据题意，无法比较甲、乙在中点时的速度，故A错误；B．甲、乙在最高点的速度都为零，甲在最高点的速度等于乙在最高点的速度，故B错误；C．从顶端返回的过程中，甲、乙的位移相等，伐木工甲率先爬到顶端，乙先返回到出发点，说明从顶端返回的过程中，乙所用的时间较短，根据xvt可知甲的平均速度一定小于乙的平均速度，故C错误；D．全过程中，甲、乙的位移相等，为零，故甲、乙的平均速度一样大，故D正确。故选D。4.如图所示为一个免打孔伸缩晾衣杆的示意图，使用时，先调节杆的长度使其恰好与两侧的竖直墙面接第2页/共16页学科网（北京）股份有限公司触，然后打开锁紧装置保持杆长不变，最后旋转增压旋钮增加杆头与墙面间的压力，使其在晾衣物时能保持静止，下列说法正确的是（ ）A.杆头与墙面间的压力越大，杆头与墙面间的摩擦力就越大B.所晾衣物的质量越大，杆头与墙面间的摩擦力就越大C.在湿衣物晾干的过程中，杆头与墙面间的摩擦力保持不变D.为了能晾更大质量的衣物，可增加杆头与墙面的接触面积【答案】B【解析】【详解】AB．以晾衣杆与衣物为整体，受力分析可得两边杆头与墙面间的静摩擦力等于晾衣杆与衣物的总重力，即f(m衣物m晾衣杆)g故杆头与墙面间的压力越大，杆头与墙面间的摩擦力不变，所晾衣物的质量越大，杆头与墙面间的摩擦力就越大，故A错误，B正确；C．在湿衣物晾干的过程中，晾衣杆与衣物的总重力减小，杆头与墙面间的摩擦力减小，故C错误；D．为了能晾更大质量的衣物，可增加杆头与墙面的粗糙程度或增大杆头与墙面间的压力，以增大杆头与墙面间的最大静摩擦力，增加杆头与墙面的接触面积时不能够增大杆头与墙面间的最大静摩擦力，故D错误。故选B。5.如图所示，一个带电油滴以初速度v0从P点斜向上进入水平向右的匀强电场中，若油滴恰好能做直线运动，则油滴在向上运动的过程中（ ）A.可能做匀速直线运动B.一定做匀加速直线运动C.机械能可能不变D.电势能一定增加【答案】D【解析】第3页/共16页学科网（北京）股份有限公司【详解】AB．油滴恰好能做直线运动，合外力方向与速度方向在同一直线上，油滴受到竖直向下重力、水平方向的电场力，受力不平衡，可知油滴不可能做匀速直线运动，要使油滴合外力方向与速度方向在同一直线上，油滴受到的电场力水平向左，则油滴做匀减速直线运动，故AB错误；CD．油滴在向上运动的过程中，电场力做负功，机械能减小，电势能一定增加，故C错误，D正确。故选D。6.2023年10月30日，“神舟十六号”载人飞船与“天宫”空间站组合体成功分离，分离后“神舟十六号”绕飞至空间站正上方600m点位后，“神舟十六号”航天员手持高清相机进行了以地球为背景的空间站组合体全景图像拍摄，如图所示的照片就是航天员在“神舟十六号”上拍摄的，若在照片拍摄时，“神舟十六号”和“天宫”空间站均只在地球引力的作用下做匀速圆周运动，则此时（ ）A.“神舟十六号”的线速度小于“天宫”空间站的线速度B.“神舟十六号”的加速度大于“天宫”空间站的加速度C.“神舟十六号”与“天宫”空间站保持相对静止D.“神舟十六号”中的航天员处于平衡状态【答案】A【解析】【详解】根据Mmv2Gmr2r可得MvGrA.因为“神舟十六号”半径大于“天宫”空间站，所以“神舟十六号”的线速度小于“天宫”空间站的线速度，A正确；B．根据GMar2可得“神舟十六号”的加速度小于“天宫”空间站的加速度，B错误；第4页/共16页学科网（北京）股份有限公司C．根据MmGm2rr2可知“神舟十六号”的角速度与“天宫”空间站的角速度不相等，所以不能保持相对静止，C错误；D．“神舟十六号”中的航天员处于失重状态，D错误。故选A。7.“挑射”是足球运动员常用的一种射门方式，一运动员在距离球门线8m远的位置，采用挑射的方式使足球恰好越过其正前方2m处的守门员，落到球门线的中点上，已知守门员的防守高度可达2.4m，挑射时，足球与守门员都在球门线的中垂线上，忽略空气阻力的影响，取g=10m/s2，则足球（ ）A.在空中飞行的时间为1sB.在最高点时的速率为5m/sC.落地时的水平分速度比竖直分速度大D.经过守门员正上方时水平分速度与竖直分速度大小相等【答案】B【解析】【详解】A．足球射出后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，如图运动员在距离球门线x=8m，则足球射出后足球到守门员的时间是到最高点的时间的一半，所以守门员的防守高度h1到斜抛运动最高点的距离11hh2.4m0.8m2313则斜抛最高点的高度Hh1h23.2m第5页/共16页学科网（北京）股份有限公司1由Hgt2，解得2t0.8s斜抛运动的总时间t总2t1.6s故A错误；B．在最高点时的速率为x8vxm/s5m/st总1.6故B正确；C．落地时竖直分速度vygt8m/svx5m/s故C错误；D．经过守门员正上方时竖直分速度大小'vy2gh24m/svx5m/s故D错误。故选B.二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，自行车上的自发电灯（磨电灯）由磨电机、车灯及固定装置组成，其原理可简化为自行车运动时车轮带动磨头转动，磨头通过转轴带动线圈在匀强磁场中转动，产生正弦交变电流使车灯发光，以下说法正确的是（ ）A.自行车骑行速度越快，交流电的周期越大B.自行车骑行速度越快，交流电的峰值越大C.自行车骑行速度越快，车灯越亮D.若自行车前进时，车灯能发光，则自行车后退时不会发光第6页/共16页学科网（北京）股份有限公司【答案】BC【解析】【详解】A.自行车骑行速度越快，交流电频率越大，周期越小，A错误；BC．自行车骑行速度越快，磁通量变化率增大，交流电的峰值越大，车灯也越亮，BC正确；D．若自行车前进时，车灯能发光，则自行车后退时线圈磁通量也发生改变，车灯也会发光，D错误；故选BC。9.如图所示的是模拟横波形成的动画截图，由图可知（ ）A.此时波源正在向下振动B.此时处在平衡位置的质点，速度都为零C.图中任意质点，在一个周期内的位移大小都为零D.图中任意质点，在一个周期内的位移大小都是一个波长【答案】AC【解析】【详解】A．横波向右传播，根据上下坡法可知此时波源正在向下振动，故A正确；B．此时处在平衡位置的质点，速度最大，不为零，故B错误；CD．图中任意质点，根据周期性，在一个周期内的位移大小都为零，故C正确，D错误。故选AC。10.图甲为中国研制的国际上最大的紧凑型质子回旋加速器，其直径为6.16m、质量为435t，该加速度器可使质子的动能达到100MeV。图乙为该质子回旋加速器的简化原理图，已知质子的质量约为1.67×10-27kg，电荷量约为1.6×10-19C，1eV=1.6×10-19J，忽略相对论效应，下列说法正确的是（ ）A.加速电压需要达到100MV第7页/共16页学科网（北京）股份有限公司B.质子在磁场中回旋时，每半圈用时相等C.质子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功D.若磁感应强度为1T，则最大回旋半径约1.4m【答案】BCD【解析】【详解】AD．由mv2qvBr1Emv2k2可得q2B2r2Ek2m可知质子的动能与加速电压无关，若磁感应强度为1T，则最大回旋半径约rmax1.4m故A错误，D正确；B．质子在磁场中做圆周运动的周期为2mTqB可知质子在磁场中回旋时，每半圈用时相等，故B正确；C．质子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，不做功，故C正确；故选BCD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组利用智能手机的相关软件来验证机械能守恒定律，装置如图甲所示，盒子A、B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的轻质细线的两端，实验步骤如下：a.测出盒子A和手机的总质量M；b.将手机放到盒子A中，调整盒子B中细沙的质量，使整个装置恰能处于静止状态；c.在盒子B的下端挂一个质量为m的钩码C，用手拉住盒子A，稳定后由静止释放；d.通过软件测得手机的加速度随时间变化的图像如图乙所示；第8页/共16页学科网（北京）股份有限公司（1）根据图像，最好选择__________时间段的运动过程，进行机械能守恒定律的验证；（2）在（1）所选的时间段内，盒子B的末速度大小v=___________m/s，下落的高度h=__________m；（结果均保留两位有效数字）（3）已知当地的重力加速度为g，若要验证机械能守恒定律，需要验证的关系式为________（用所给物理量的符号表示）。1【答案】①.2.0s~3.5s②.1.2③.0.90④.mgh()2Mmv22【解析】【详解】（1）[1]0~2s内加速度为零，可能还没有释放手机，4~6s内加速度为零，手机可能落地，2~3.5s内加速度不为零，手机在加速运动，所以最好选择2~3.5s时间段的运动过程，进行机械能守恒定律的验证；（2）[2]由图像可得，加速阶段速度增加Δvat0.81.5m/s1.2m/s则盒子B的末速度大小vΔvv01.2m/s[3]下落的高度1hat20.90m2（3）[4]A、B、C组成的系统加速