德州市两校2023-2024学年高三上学期1月期末考试
物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 电磁炉是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学仿照电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是( )
A.家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物
B.家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料， 主要是因为陶瓷的导热性能较差
C.简易电磁炉工作时，利用线圈产生的自感现象来加热水
D.仅增大简易电磁炉交流电的频率，可以缩短水达到沸腾的时间
2.如图所示，用一束太阳光去照射横截面为三角形的玻璃砖，在光屏上能观察到一条彩色光带。下列说法正确的是( )
A. 玻璃对 b光的折射率大
B. c光子比b光子的能量大
C. 此现象是因为光在玻璃砖中发生全反射形成的
D. 减小a光的入射角度， 各种色光会在光屏上依次消失， 最先消失的是b光
3. 如图，有关量子力学的下列说法中，错误的是( )
A. 普朗克为解释图甲的实验数据，提出了能量子的概念
B.如图乙，在某种单色光照射下， 电流表发生了偏转， 则仅将图乙中电源的正负极反接， 电流表一定不会偏转
C.密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的
D.图丙为氢原子的能级示意图，一群处于 n=3的激发态的氢原子向低能级跃迁过程所发出的光中，从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长
4.如图所示，电阻不计的光滑平行金属导轨水平置于方向竖直向下的匀强磁场中，左端接一定值电阻R， 电阻为r的金属棒 MN置于导轨上， 金属棒与导轨始终垂直且接触良好。 在t=0时金属棒受到垂直于棒的水平恒力 F的作用由静止开始运动， 金属棒中的感应电流为i， 所受的安培力大小为.， 电阻R 两端的电压为( ， 电路的电功率为P， 下列描述各量随时间t变化的图像正确的是( )
5.在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r， 均为定值电阻， 为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和理想电压表. 在滑动变阻器的滑片P自一端向另外一端滑动的过程中， 电压表的示数增大，则( )
A. 电流表的示数减小 B. 电源的输出功率增大
C. 电容器所带电荷量增加 D. 电阻. 的电功率减小
6. 如图所示，10℃的氧气和20℃的氢气体积相同， 汞柱在连通两容器的细管中央， 下面的叙述中，正确的是( )
A.当氧气和氢气的温度都升高 10℃时，汞柱不移动
B. 当氧气和氢气的温度都升高 10℃时，汞柱将向左移
C.当氧气温度升高 10℃，氢气温度升高20℃时，汞柱向 左移
D. 当氧气温度升高 10℃，氢气温度升高 20℃时， 汞柱不会移动
7.一含有理想变压器的电路如图所示， 变压器原、 副线圈的匝数比为3：1，交流电源输出电压的有效值不变， 图中四个电阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为 U ； 当开关S闭合时，电压表的示数为( )
8.如图所示，两平行金属导轨(足够长)间接一阻值为 R 的定值电阻，导轨与金属棒间的动摩擦因数为0.5，金属棒的质量为m、电阻为 R，导轨的倾角为37°，导轨电阻忽略不计，金属棒始终与导轨平面垂直且接触良好。 匀强磁场的磁感应强度大小为B、 方向垂直导轨向上， 导轨间距为L。 在金属棒从静止开始释放至其速度最大的过程中，通过定值电阻的电荷量为q，重力加速度大小为 g，取sin37°=0.6, cos37°=0.8, 下列说法正确的是 ( )
A.金属棒的最大速度为
B.此过程中， 金属棒沿导轨运动的距离为
C. 此过程中，金属棒运动的时间为
D.此过程中，定值电阻和金属棒产生的总热量为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。、
9.如图所示， 一质量为m的带电粒子从P点以垂直于磁场边界方向的速度 v射入磁场， 穿出磁场时，速度方向与入射方向夹角为θ。设磁感应强度为B、磁场宽度为d。粒子速度始终与磁场垂直，不计粒子所受重力和空气阻力。 下列说法正确的是( )
A.在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子做的功为0
B. 在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为0
C.该粒子在磁场中运动的时间为
D. 该粒子的比荷为
10. 为演示断电自感现象，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻 R等元件组成如图甲所示的电路。 闭合开关待电路稳定后， 电路中两支路的电流分别为I 和I 。如图乙反映断开开关前后的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后( )
A. 自感线圈所在支路的电流如曲线a所示
B.自感线圈所在支路的电流如曲线 b所示
C. 小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D. 小灯泡逐渐变暗直至熄灭
11.一列简谐横波在 时的波形图如图甲所示，P、 Q是介质中的两个质点，图乙是质点 P的振动图像。 下列说法中正确的是 ( )
A. 波沿着A轴负方向传播
B. 波速为 3m/s
C. 质点Q 的平衡位置坐标
D. t=2s时, 质点Q的位移为
12.由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，
2
一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的边界水平，且磁场的宽度大于线圈的边长，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。甲的下边开始进入磁场时以速度v做匀速运动，下列判断正确的是( )
A.若乙的上边进入磁场前也做匀速运动， 则速度大小为 v
B. 甲和乙进入磁场的过程中， 通过导线的电荷量之比为1： 2
C.甲、 乙下边开始离开磁场时，一定都做减速运动
D.一定是甲先离开磁场，乙后离开磁场
三、非选择题：本题包括6 小题，共 60分。
13.某同学测量截面为直角三角形玻璃砖的折射率， 已知∠ABC=90°，∠BCA=60°。实验过程如下：
(1)将玻璃砖平放在水平桌面的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界。
(2)激光笔发出的激光从玻璃砖上的O点平行于白纸入射，调整入射角，使AC面上恰好没有光线射出，而是从 BC面的 P点射出玻璃砖，用大头针在白纸上标记O 点、P点、激光笔出光孔S的位置和出射光路上一点 Q。
(3)移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，做AB 界面的法线OM和出射光线， 如图所示, 测得 PQ∥AB。
完成下列问题：
①在答题卡的图上画出玻璃砖内的光路图 。
②玻璃砖的折射率 n= 。
③若 激 光 从 O 点 水 平 入 射 时 的 入 射 角 为α, 则 = 。
14.某物理兴趣小组将一个量程. 的毫安表改装成量程 的电压表。
(1)先利用欧姆表测量了毫安表的内阻Rs，然后将合适的电阻R 与该毫安表串联，从而改装成量程 的电压表， 请写出电阻R 的字母表达式. (用表示); 此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器R从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大， 出现这种现象的可能原因是： (回答一条即可)；
(2)为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下:
①闭合开关S，调节滑动变阻器 电阻箱 ，分别记录毫安表的示数I 、 电流表A 的示数I 及电阻箱的 数值；
②重复①的操作，记录多组不同. 作出 图像，如图丙所示， 则毫安表的内阻为 Ω。
(3)改装时，应该把毫安表与阻值为 Ω的定值电阻串联。
四. 计算题
15.一定质量的理想气体从状态 A→B，再从状态 B→C，最后从状态 C→A完成一次循环，如图所示.已知状态A时气体的温度 问:
(1) 求气体在状态 B时的温度 ;
(2) 求气体从状态 B→C的过程中，气体做的功 WBC；
(3)已知气体从状态 C→A 的过程中，外界对气体做的功 ，试说明该过程中气体是吸热还是放热，求吸(或放)了多少热量 QCA.
16. 如图所示，平衡位置位于坐标原点O的波源，t=0时刻开始，沿y轴正方向做周期T=0.24s、振幅A=5cm的简谐振动。该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为(10m，0)的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波峰。
(1) 该简谐波的可能波速是多少
(2) 当该简谐波的波速为 时，能对该简谐波发生明显衍射现象的障碍物的尺寸应该满足什么条件
(3)质点 P 在开始振动后的△t=1.22s内通过的路程是多少
17.如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。导轨水平部分的一段处于
方向垂直导轨平面向上的匀强磁场(图示虚线)中。在磁场中离左边界l=0.40m处垂直于水平导轨放置导体棒a，在倾斜导轨高h=0.2m处垂直于导轨放置导体棒b，将导体棒b由静止释放，结果发现导体棒a以1m/s 的速度从磁场右边界离开。 已知导体棒a、 b的质量均为m=0.01kg， 阻值均为 棒的长度均等于导轨间距L=0.20m，不计导轨电阻，导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好g取 忽略磁场边界效应。求：
(1) 安培力对导体棒 a做的功；
(2)导体棒a刚出磁场时，导体棒 b的速度大小及两棒之间的距离；
(3)整个过程中，安培力对导体棒b做的功。
18. 如图所示，空间站上某种离子推进器由离子源、间距为d的中间有小孔的两平行金属板M、N和边长为L的立方体构成，其后端面 P为喷口。以金属板N的中心O为坐标原点，垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在场强为E、方向沿z轴正方向的匀强电场；立方体内存在匀强磁场， 氙离子( 束从离子源小孔S射出，沿z方向匀速运动到M板，经电场加速进入磁场区域，最后从端面 P射出，测得离子经电场加速后在金属板N中心点O 处相对推进器的速度为 。已知单个离子的质量为m、 电荷量为2e，忽略离子间的相互作用， 且射出的离子总质量远小于推进器的质量。
(1) 求离子从小孔S射出时相对推进器的速度大小 ：
(2)若空间只存在沿x轴正方向磁场，为了使从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出，则磁感应强度 的最大值是多少
(3)若空间同时存在沿x轴正方向和沿y轴正方向的磁场且磁感应强度大小均为B(未知)，试回答下列问题：
①为了使从小孔S射出的离子均能从喷口后端面 P射出，则磁感应强度B的最大值是多少
②设 单位时间从端面 P射出的离子数为n，求离子束对推进器作用力沿z轴方向的分力大小。2021
1.【答案】D
2.【答案】B
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】A
A.金属棒速度最大时，对金属棒有4 ngcos37°+F安=mgsin37°
BLVm
又F安=BIL
I=
4
解得
mgR
vm=4B2
、
故A正确：
E
B,又
9=I.△t
4
E、4功
△Φ=BLx
△
解得
SqR
X=
故B错误：
4BL
C.对金属棒，由动量定理有-umgcos37°△t-BIL△t+mgsin37°△t=mVm
解得△t=
5mR 5BLq
4B2L2
故C错误：
mg
D.对金属棒，由能量守恒定律有
卫=mgxsin37°-umgxcos37-',
解得
Q=mgkq_m'g'R
4BL 32BL
故D错误。
9.【答案】AD
A.在粒子穿越磁场的过程中，洛伦兹力与粒子的速度方向始终垂直，则洛伦兹力对该粒子做的功为0，
故A正确；
B.在粒子穿越磁场的过程中，速度大小不变但方向改变，则动量改变，根据动量定理可知，则合外力
冲量不为零，粒子仅受洛伦兹力作用，则洛伦兹力对该粒子的冲量不为0，故B错误：
C.粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，穿越磁场的过程中，水平方向速度大小由v一直
减小，则该粒子在磁场中运动的时间大于，故C错误：
D.粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动
gB=mv2
R
根据几何关系
R=-
d
sine
联立解得
g=vsine
m Bd
故D正确。故选AD。
10.【答案】AC
AB.断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如
曲线a所示，选项A正确，B错误；
CD.由图可知，断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电
动势阻码电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐
熄灭，选项C正确，D错误。
1l.【答案】AC
5
A.由图乙可知在1=。S时，质点P沿y轴负方向振动，结合图甲根据同侧法，可判断知该列波沿x轴
3
负方向传播，故A正确：
B.由图甲可得该列波的波长为
2=2×12m=24m
由图乙可得该列波的周期为T=4s,则该列波的波速为
=2
=6m/s
T
故B错误：
C.由图乙可得P质点的振动方程为
=sm(si如(
5
当t=二s时，可得
3
2
设质点Q的振动方程为
Yo=Asin
当t=。s时，yo=0,可得
3
φ=
6
开
由图甲可知P、Q两质点的相位差为p=
则0会是1-m
,。×24m=10m
