黑龙江省绥化市肇东市第四中学2024-2025学年高三上学期期末考试物理试卷

2024-2025学年上高三物理期末考试卷 一、单选题(每题4分,共28分) 1.某同学要测截面为直角三角形ABC玻璃砖的折射率,如图所示,玻璃砖竖直立在水平地面上,玻璃砖的顶角为 ,用一束垂直于AB面的单色光照射在玻璃砖上,光束在AC面发生折射,折射光照亮地面上一个点,用量角器测出折射光线与地面的夹角为 ,由此可求得玻璃砖对光的折射率为( ) A. B. C. D. 2.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( ) A.图甲中铀238原子核的半衰期是45亿年,经过45亿年,10个铀238原子核衰变后还剩5个 B.图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能 C.图丙中一个氢原子从n = 4的能级向基态跃迁时,最多可以放出6种不同频率的光 D.图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的I − U关系图,则a光频率最高 3.如图所示,质量相同的物体A、B用轻弹簧连接,静止在光滑水平面上,其中B靠在墙壁上。现用力推动A压缩弹簧至P点后再释放A,当弹簧的长度最大时,弹性势能为Ep。则( ) A.释放A后,A、B组成的系统机械能守恒 B.释放A后,A、B组成的系统动量守恒 C.弹簧被压缩至P点时的弹性势能为Ep D.释放A后,B的动能最大值为2Ep 4.质点A沿x轴正方向做匀速直线运动,当质点A经过坐标原点O时,质点B从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动,两质点的速度v与位置坐标x的关系图像如图所示,两图像的交点坐标为(4m,6m/s),下列说法正确的是( ) A.质点B的加速度大小为 B.质点B追上质点A时的速度大小为12m/s C.两质点在处相遇 D.质点B加速后追上质点A 5.如图所示,水平面上的半圆柱体曲面光滑,与地面接触的平面比较粗糙。小球A置于半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,整个装置处于静止状态,已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方,OA与竖直方向成37 角,OA长度与半圆柱体半径相等,OB与竖直方向成53 角,已知,。下列说法正确的是( ) A.小球A的质量为2m B.半圆柱体对A球支持力的大小为 C.地面对半圆柱体的摩擦力的大小为 D.滑轮O对轻质细线的作用力竖直向上 6.如图甲所示,悬挂在竖直方向上的弹簧振子,在C、D两点之间做简谐运动,O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向上为正方向,在一个周期内的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( ) A.振子在O点受到的弹簧弹力等于零 B.振子做简谐运动的表达式为 C.和时,振子的速度不同,但加速度大小相等 D.在的时间内,振子通过的路程为 7.如图所示,水平面上放置着半径为R、质量为2m的半圆形槽,AB为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方、距离A点R处由静止下落,从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( ) A.槽一直向左运动 B.小球运动到最低点时,槽向左运动位移为 C.小球能从B点离开槽,且上升的最大高度小于R D.小球运动到槽的底端时,槽对小球的支持力大小为7mg 二、多选题(每题6分,共18分) 8.如图所示,一定质量的理想气体从状态依次经过状态、和后再回到状态,则( ) A.到过程,气体内能减少 B.到过程,气体对外界做正功 C.到过程,气体从外界吸收热量 D.经过一次循环过程,气体从外界吸收热量 9.智能自动控制系统在我们日常生活中的应用越来越普遍。如图所示是某快递公司的自动传送带示意图,当传送带上没有包裹的时候,传送带保持静止;当包裹被无初速的放上传送带时,传送带自动调整速度开始传送,为确保包裹不被损伤,要求包裹在传送过程中与传送带不发生相对滑动且到达B端时的速度恰好为零,为提高效率,还要尽量缩短传送时间。某次传送包裹质量m=10kg,传送带与地面间的夹角 =30 ,传送带两端A、B的距离L=37.5m,包裹与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。下列说法正确的是( ) A.包裹的质量越大,包裹从A到B的时间越长 B.包裹从A到B全过程加速度的最大值为2.5m/s2 C.包裹从A到B的时间最短时间为6s D.包裹从A 到B全过程速度的最大值为12.5m/s 10.如图,圆心为、半径为的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场,为圆的一条直径。质量为、电荷量为的粒子从点以速度射入电场,速度方向与夹角,一段时间后粒子运动到点,速度大小也为,不计粒子重力,规定点电势为0。下列说法正确的是( ) A.场强大小为 B.粒子电势能的最大值为 C.仅改变粒子速度大小,粒子离开圆形区域时电势能的最小值为 D.仅改变粒子速度大小,当粒子离开圆形区域的电势能最小时,粒子射入电场的速度大小为 三实验题(每空2分,共16分) 11.某实验小组验证动量守恒定律的装置如图甲所示。 (1)选择两个半径相等的小球,其中一个小球有经过球心的孔,用游标卡尺测量两小球直径d,如图乙所示 cm; (2)用天平测出小球的质量,有孔的小球质量记为,另一个球记为; (3)将铁架台放置在水平桌面上,上端固定力传感器,通过数据采集器和计算机相连;将长约1米的细线穿过小球的小孔并挂在力传感器上,测出悬点到小球上边缘的距离L; (4)将小球放在可升降平台上,调节平台位置和高度,保证两个小球能发生正碰;在地面上铺上复写纸和白纸,以显示小球落地点; (5)拉起小球由某一特定位置静止释放,两个小球发生正碰,通过与拉力传感器连接的计算机实时显示拉力大小;读出拉力碰前和碰后的两个峰值和,通过推导可以得到碰撞前瞬间速度大小 ;同样方式可以得到碰撞后瞬间速度大小;(已知当地的重力加速度为g) (6)测出小球做平抛的水平位移s和竖直位移h,已知当地的重力加速度为g,则碰后瞬间速度 ; (7)数据处理后若满足表达式: (已知本次实验中,速度用、、表示)则说明与碰撞过程中动量守恒。 12.某实验小组采用如图1所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。 (1)实验之前要补偿小车所受的阻力,具体的步骤是: (填“挂”或“不挂”)砂桶,连接好纸带后,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。 (2)打出的纸带及数据如图2所示,若打点计时器使用的交流电频率为,、、、、为连续相邻计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出,则系统的加速度大小为 ,(结果保留2位有效数字)。 (3)在验证加速度与质量关系实验时,保证砂和砂桶的总质量不变,通过在小车上增加砝码来改变小车总质量,每次实验时仅记录了小车上砝码的总质量,但未测小车质量,作出与之间的关系图像如图3所示,已知图中直线的斜率为,在纵轴上的截距为,当地重力加速度为。若该同学其他操作均正确,没有远小于,可得到砂和砂桶的总质量 小车的质量为 (均用、、表示)。 四、解答题(共40分) 13.我国将在2030年前后实现航天员登月计划并在月球上进行相关的科学探测与实验。若航天员站在月球表面上的倾角为的斜面顶端处,沿水平方向以初速度抛出一个小球,如图所示,经时间小球落在斜面上处。空气阻力不计,月球半径为,引力常量为。求: (1)月球表面的重力加速度;(6分) (2)如果要在月球上发射一颗绕月球运行的卫星,所需的最小发射速度为多大?(6分) 14.气压千斤顶是一种利用压缩空气作为动力来起重的升降设备。某种气压千斤顶的模型如图所示,其由高度分别为h和3h、横截面积分别为3S和S的汽缸连接而成,将模型开口向上竖直放置在水平地面上,封闭充气口,将厚度不计,横截面积为S的活塞连同支架轻轻放入汽缸开口处,活塞下降一定距离后稳定。已知大气压强为,活塞连同支架的重力为,环境温度恒为,重力加速度为g,汽缸的气密性、导热性良好且内壁光滑,空气可视为理想气体。 (1)求活塞稳定后下降的距离(6分) (2)若在支架上放置重力大小为的重物,同时通过充气口向缸内充入压强为的空气,当活塞上升到汽缸口的位置并稳定时,求充入的空气与汽缸内原来空气的质量之比。(6分) 15.如图所示,有一个可视为质点的质量为m的带正电小物块,电荷量为q,从光滑绝缘平台上的A点水平抛出,到达C点时,恰好以速度v无碰撞地进入固定在水平地面上的光滑绝缘圆弧轨道,整个圆弧轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强。随后小物块滑上紧靠圆弧轨道末端D点的质量为2m的绝缘长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数为 ,圆弧轨道的半径为r,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角 =60 ,m、q、v、 、r以及重力加速度g均为已知量,不计空气阻力。求: (1)小物块从A点抛出时的速度大小以及A、C两点的高度差;(4分) (2)小物块刚到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力大小;(6分) (3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L的最小值。(6分) 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案: 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D B B D D ACD CD BD 1.B 【详解】根据几何关系,光束在AC面的入射角等于,折射角等于,因此折射率为 故选B。 2.B 【详解】A.图甲中铀238的半衰期是45亿年,半衰期只适用大量原子核的衰变,所以经过45亿年,10个铀238不一定有5个发生衰变,故A错误; B.图乙中氦核比氘核更稳定,氘核的比结合能小于氦核的比结合能,故B正确; C.图丙中一个氢原子从n = 4的能级向基态跃迁时,跃迁路径可能为4 1、4 2 1、4 3 1、4 3 2 1,所以最多可以放出3种不同频率的光,故C错误; D.图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的I − U关系图,根据 , 由图像可知,c光对应的遏止电压最大,则c光对应的光电子最大初动能最大,c光频率最高,故D错误。 故选B。 3.D 【详解】A.A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,A、B组成的系统机械能不守恒,故A错误; B.由于B受到墙壁的弹力作用,这个弹力是系统外的力,会对系统产生冲量,因此A、B组成的系统动量不守恒,故B错误; C.当用力推动A压缩弹簧至P点,弹簧的弹性势能为E,释放后弹簧恢复原长弹簧的弹性势能转为A的动能,设此时A的速度为v0,则有 当B离开墙壁后,A、B组成的系统动量守恒及能量守恒,A、B共速时弹簧的长度最大,此时弹簧的弹性势能为Ep,共速速度为v,则有 , 以上方程联立得 故C错误; D.当弹簧第一次恢复原长时,A的速度为v0,B的速度为0;对于A、B组成的系统根据动量守恒及能量守恒可知,当弹簧第二次恢复原长时,A的速度为0,B的速度为v0,此时B的动能最大,根据能量守恒定律,弹簧在P点的弹性势能2Ep全部转化为B的动能,B的动能最大值为2Ep,故D正确。 故选D。 4.B 【详解】A.质点B从坐标原点O由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动,根据 将(4m,6m/s)代入解得 故A错误; BCD.设经过时间,质点B追上质点A,则有 解得 则质点B追上质点A时的速度大小为 两质点相遇时通过的位移大小为 故B正确,CD错误。 故选B。 5.B 【详解】AB.对两球受力分析如图 由几何关系可知FN与TOA与竖直方向夹角相等,则 FN=TOA 对B分析可知 TOB=TOA 解得 选项A错误,B正确; C.对半圆柱体和小球A整体分析可知,地面对半圆柱体的摩擦力的大小为 选项C错误; D.因滑轮两边细线的拉力大小相等,但是与竖直方向的夹角不等,则两边细绳拉力的合力不是竖直向下,则滑轮对轻质细线的作用力也不是竖直向上,选项D错误。 故选B。 6.D 【详解】A.弹簧振子在平衡位置O时回复力为0,此时弹簧弹力等于弹簧振子自身重力,故A错误; B.图乙可知振子振幅A=5cm,周期T=2.0s,故圆频率 图乙可知振子初相位 故振子做简谐运动的表达式 故B错误; C.根据简谐运动可知,和时,振子的速度相同,加速度大小相等,故C错误; D.在代入上面的简谐运动的表达式,即 在代入上面的简谐运动的表达式,即 故在的时间内,振子通过的路程 故D正确。 故选D 。 7.D 【详解】A.小球与槽组成的系统水平方向动量守恒,从A点经过最低点滑到B点的过程中,槽向左运动,当小球从B点经过最低点滑到A点的过程中,槽向右运动,故A错误; B.小球运动过程中,水平方向动量守恒,根据人船模型有 , 解得槽向左运动位移为 故B错误; C.小球到达B点时,水平方向速度为零,则槽速度也为零,根据机械能守恒可知,小球能从B点离开槽,且上升的最大高度等于R,故C错误; D. 小球从开始降落到最低点,系统机械能守恒 以向右为正方向,水平方向动量守恒 解得 , 在最地点时 解得 故D正确。 故选D。 8.ACD 【详解】A.到过程为等容变化,气体对外界不做功,由查理定律有 可得 则气体内能减少,故A正确; B.到过程,气体体积减小,外界对气体做正功,故B错误; C.到过程为等容变化,气体对外界不做功,由查理定律有 可得 则气体内能增加,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,故正确; D.由 可知,图像与坐标轴围成的面积代表做功,可知由到气体对外界做的正功大于由到外界对气体做的正功,所以一个循环过程中,气体对外界做正功,而气体内能不变,根据热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,故D正确。 故选ACD。 9.CD 【详解】为了使包裹从A到B的时间最短,先以最大加速度向上加速运动,接着以最大加速度向上减速运动,根据牛顿第二定律可得 , 解得 , 设包裹从A 到B全过程速度的最大值为,则有 解得 包裹从A到B的时间最短时间为 可知包裹从A到B的时间与包裹的质量无关。 故选CD。 10.BD 【详解】A.由于M、N两点速度相等,根据动能定理可知,M、N两点电势相等,即MN连线为一条等势线,粒子带正电,可知,电场线垂直于MN斜向左下方,粒子在电场中做类斜抛运动,沿MN做匀速直线运动,垂直于MN做双向匀变速直线运动,则有 , 解得 故A错误; B.结合上述,粒子做类斜抛运动,粒子运动至与MN间距最大时,电势能最大,由于规定点电势为0,则有 故B正确; C.电势能最小时,电场力做正功最多,可知,若令经过圆心与MN垂直的直线与左侧圆周相交于Q,若仅仅改变粒子速度大小,当粒子从Q点飞出时,电场力做正功最多,Q点电势能最小,则有 解得 故C错误; D.仅改变粒子速度大小,当粒子离开圆形区域的电势能最小时,令粒子射入电场的速度为,结合上述有 , 结合上述解得 故D正确。 故选BD。 11. 1.66 【详解】(1)[1]由游标卡尺的精确度为0.1mm可知,两小球直径为 (5)[2]根据题意,由牛顿第二定律有 整理可得 (6)[3]小球做平拋运动,则在水平方向上有 在竖直方向 解得 (7)[4]由于本实验中,则碰后不反弹,若碰撞过程中动量守恒,规定向右为正方向,则有 可说明与碰撞过程中动量守恒。 12.(1)不挂 (2)2.0 (3) 【详解】(1)补偿阻力是用小车重力沿斜面向下的分力与阻力相平衡,应不挂砂桶,给小车一个初速度,使小车能够沿斜面向下做匀速直线运动。 (2)利用逐差法计算小车的加速度 (3)[1][2]根据牛顿第二定律,对砂和砂桶这个整体,有 对小车和砝码这个整体,有 两式联立,得 故 , 得 , 13.(1) (2) 【详解】(1)小球从到的过程中由平抛运动规律得: 水平位移 竖直位移 由位移关系得 解得 (2)在月球表面所需的最小发射速度即为月球的第一宇宙速度 又对月球表面物体,重力等于万有引力,即 得 得 14.(1)h (2)11:1 【详解】(1)活塞放入汽缸之前,汽缸内空气的压强 体积 活塞连同支架的重力大小为 活塞放入并稳定后,封闭空气的压强为 体积 根据玻意耳定律,有 解得活塞下降的距离为 (2)在支架上放置重物的重力大小为 根据题意可知,充入空气并稳定后,封闭空气的压强为 设充入压强为的空气体积为V,则根据玻意耳定律,有 压强相同时,空气的体积之比等于质量之比,联立解得 即充入的空气与汽缸内原来空气的质量之比为11:1。 15.(1), (2) (3) 【详解】(1)依题意有 所以 (2)小物块从C运动到D,由动能定理有 D点向心力方程为 解得 , 根据牛顿第三定律可得,压力大小为 (3)临界条件:小物块到达板左端时恰好共速,此时对应木板长度最小,由动量守恒定律可得 由能量守恒定律可得 解得 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$