精品解析：陕西省汉中市多校联考2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题

大市联考卷（四） 物理 本试卷共100分，考试时间75分钟。 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。 1. 关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A. 图甲为“饮水小鸭”玩具，小鸭虽能不断饮水，但不违背能量守恒定律 B. 图乙为空气压缩引火仪，硝化棉被点燃，是因为活塞与容器壁摩擦产生了热量 C. 图丙为红墨水在清水中的扩散现象，扩散的快慢与温度无关 D. 图丁为一台冰箱，给冰箱供电后，热量自发地从冰箱内部传到了外部 【答案】A 【解析】 【详解】A．“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复， “饮水小鸭”头部饮水后不断蒸发，吸收周围空气的热量，才能持续工作下去，不违背能量守恒定律，故A正确； B．迅速下压活塞，活塞压缩空气做功，机械能转化为内能，使硝化棉被点燃，故B错误； C．分子的热运动与温度有关，温度越高分子运动的越剧烈，则扩散的快慢与温度有关，故C错误； D．冰箱内低温食品的热量不可能自发地传到了冰箱外高温的空气，之所以内部温度降低是因为压缩机工作的原因，同时消耗了电能，故D错误。 故选A。 2. 如图为一交变电流的图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，两正弦曲线的峰值分别为和，该交变电流电动势的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据交流电的有效值的定义可知 解得 即交变电流电动势的有效值为，故选D。 3. 如图所示，在粗糙的水平地面上，有6个完全相同的物块（均可看成质点），放在正六边形的6个顶点上，用7根完全相同的轻弹簧将它们连接起来。整个系统静止在水平地面上，已知cd之间弹簧弹力的大小是ac之间弹簧弹力大小的2倍，ac间弹簧的长度为l，所有弹簧都在弹性限度内，则弹簧的原长为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设弹簧的原长为l0，则 所以 所以弹簧ac处于压缩状态，弹簧cd处于拉伸状态，有 解得 故选A。 4. 如图所示为研究光电效应的装置，当分别利用波长为2λ、λ的单色光照射锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。则（　　） A. 锌板的极限频率为 B. 用波长为2λ的光照射锌板时，电流计的示数较大 C. 用波长为3λ的单色光照射锌板时，定能从锌板表面逸出光电子 D. 用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶9 【答案】D 【解析】 【详解】A．波长为2λ、λ的单色光的能量分别为 由爱因斯坦光电效应方程可知 又从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，知光子最大初动能之比为1∶9，由以上可解得 所以 故A错误； B．电流计的示数与光电流的大小有关，单位时间内逸出的光电子数目越多，光电流越大，而单位时间内逸出的光电子数与光的强度有关，由于光的强度关系未知，所以无法判断电流计的示数大小，故B错误； C．波长为3λ的单色光的频率为 因此该光不能使锌板产生光电效应现象，即不能从锌板表面逸出光电子，故C错误； D．由公式 可得 即二者遏止电压之比为1∶9，故D正确。 故选D。 5. 我国提出的天琴空间引力波探测计划进入“太空试验”阶段，该计划将部署3颗环绕地球运行的卫星SC1、SC2、SC3构成边长约为17万千米的等边三角形编队，在太空中建成一个引力波天文台。如图所示，地球位于等边三角形的中心。已知地球静止卫星距离地面约3.6万千米，只考虑卫星与地球之间的相互作用，下列说法中正确的是（　　） A. 三颗卫星的机械能一定相等 B. SC3卫星轨道只能在赤道面内 C. SC2卫星的速度小于第一宇宙速度 D. SC1卫星的周期小于静止卫星的周期 【答案】C 【解析】 【详解】A．设等边三角形的边长为L，3颗环绕地球运行的卫星的轨道半径为r，由几何关系可得 由万有引力提供向心力可得 可知3颗环绕地球运行的卫星的轨道半径相同，则速度大小相同，由于三颗卫星的质量关系不明确，因此三颗卫星的动能和万有引力势能关系不明确，三颗卫星的机械能不一定相等，A错误； B．SC3卫星运行由地球的万有引力提供，卫星轨道的圆心在地心，因此SC3卫星轨道可以不在赤道平面，B错误； C．SC2卫星的轨道半径大于地球静止卫星的轨道半径，由 可知SC2卫星的速度小于第一宇宙速度，C正确； D．由地球的万有引力提供向心力可得 解得 SC1卫星的轨道半径大于地球静止卫星的轨道半径，因此SC1卫星的周期大于静止卫星的周期，D错误。 故选C。 6. 用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C处于竖直平面内，质量均为m，两段轻杆等长，现将C球置于距地面高h处，由静止释放，假设三个小球只在同一竖直面内运动，不计一切摩擦，则在小球C下落过程中以下说法错误的是（　　） A. 小球A、B、C组成的系统动量不守恒 B. 小球C的机械能先减小后增大 C. 小球C落地前瞬间的速度大小为 D. 当小球C的机械能最小时，地面对小球B的支持力大于mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．在小球C下落过程中，由于小球C在竖直方向有加速度，小球A、B在竖直方向没有加速度，所以小球A、B、C组成的系统竖直方向的合外力不为零，则小球A、B、C组成的系统在竖直方向动量不守恒，故A正确，不满足题意要求； B．由于不计一切摩擦，小球A、B、C组成的系统满足机械能守恒，在小球C下落过程中，小球A、B的动能先增大后减小，即小球A、B的机械能先增大后减小，所以小球C的机械能先减小后增大，故B正确，不满足题意要求； C．小球C落地前瞬间，小球A、B的速度均刚好为0，根据系统机械能守恒可得 解得小球C落地前瞬间的速度大小为 故C正确，不满足题意要求； D．当小球C的机械能最小时，根据则此时小球A、B的机械能最大，此时轻杆对A、B的弹力刚好为0，竖直方向根据受力平衡可知，地面对小球B的支持力等于mg，故D错误，满足题意要求。 故选D。 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，每题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 两位同学做平抛实验时，一位同学将一小球水平抛出，另一位同学进行频闪照相，闪光频率为10Hz。已知小球在抛出瞬间闪光灯恰好闪光，如图所示，A为小球抛出瞬间的影像，A和B之间、B和C之间均有1个影像未画出，AB连线与水平方向的夹角为45°，重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 线段AB的长度为 B. 小球的初速度大小为2m/s C. 线段BC的长度为 D. 小球在B时的速度大小为2m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设相邻小球之间的竖直位移分别为、，由于A到B、B到C的时间间隔相同（均为2T），故水平位移相同，设为x，则 解得 则线段AB的长度为 故A正确，B错误； C．AC的竖直位移为 则 则线段BC的长度为 故C正确； D．小球在B时的竖直速度大小为 则小球在B时的速度大小为 故D错误。 故选AC。 8. 如图，半径为5cm的光滑绝缘圆轨道竖直固定放置，处在匀强电场中，轨道上A、B、C、D四个点连线刚好构成矩形，AB=8cm，AD=6cm，AD与竖直方向的夹角为37°，A、B、C三点的电势分别为17V、1V、10V，将一电荷量为0.12C、质量为4kg的带正电小球（可视为质点）置于A点，给小球一个沿轨道切线向左的初速度，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. D点的电势为26V B. 匀强电场的电场强度大小为200V/m C. 若小球能过C点，则在A点给小球的初速度大小至少为 D. 若小球恰好能过C点，则小球从A点运动到C点过程中的最大动能为5.25J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据匀强电场的推论可知 所以 解得 故A正确； B．如图所示 利用等分法找到AB连线上E点的电势为10V，CE为等势线，过B点作CE的垂线为电场线，由几何关系可知 电场强度 故B错误； C．由于 所以重力与电场力的合力 方向沿着DA，小球能过C点，在C点的受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律可得 从A点到C点，由动能定理得 解得 故C正确； D．小球在等效最低点F时动能最大，从F点到C点，由动能定理得 解得 故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 9. 在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究—控制小车质量不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。 （1）该实验必须平衡摩擦力。在平衡摩擦力的这步操作中，该同学______（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。 （2）在实验中，该同学得到的一条纸带如图乙所示，他在纸带上标记了1，2，3，4，5五个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花打点计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。 （3）在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出图像如图丙所示，经计算求得图线直线部分的斜率为k，则小车的质量为______ 【答案】（1）不需要 （2）0.39 （3） 【解析】 【小问1详解】 在平衡摩擦力的这步操作中，该同学不需要通过细绳把砂桶挂在小车上，只需要让小车拖着纸带在木板上匀速运动。 【小问2详解】 相邻两计数点之间还有4个点未画出，则相邻两计数点的时间间隔为 根据逐差法可得该小车运动的加速度大小为 【小问3详解】 根据牛顿第二定律可得 可得 可知 可得小车的质量为 10. 其欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“”“”两个挡位。已知电源电动势，表头允许通过的电流最大值，内阻。现用该表测量一个阻值小于的定值电阻。 （1）图甲中表笔为________（选填“红表笔”或“黑表笔”），要测量，开头应与________（选填“”或“”）相连，然后进行________，测量时指针位置如图乙所示，欧姆表的读数为________。 （2）若与相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中________（结果保留三位有效数字）。 （3）欧姆表电源经久末换，测量后发现其电动势小于，在正确的操作下，的测量值________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） ①. 黑表笔 ②. ③. 欧姆调零 ④. 32 （2）2.73 （3）大于 【解析】 【小问1详解】 [1]表笔与电源正极相连，故其为黑表笔。 [2]由图甲可知接时干路电流的最大值大于接时干路电流的最大值，结合欧姆表的内阻可知，接时为“”挡位，接时为“”挡位，结合图乙可知应选用“”挡位，故应该接。 [3]换挡后要进行欧姆调零。 [4]图乙中的读数为 【小问2详解】 接时，欧姆表的内阻为 此的欧姆表中流过的电流最大值 相当于表头量程扩大了100倍，故 【小问3详解】 使用欧姆表的时候换挡必须调零，欧姆调零之后有 根据闭合回路欧姆定律可知，此时干路电流 变小了，流过表头的电流将变小，指针较正常时往左偏，测量值大于真实值。 11. 如图甲所示为一个足球玻璃球，其简化模型的正视图如图乙所示，为球心，是沿水平方向的直径。一束激光从点平行于射入玻璃球内部，从右侧点射出。已知真空中的光速，该玻璃球对激光的折射率为，玻璃球的半径为。且球内的足球是不透光体，不考虑反射光的情况下，求： （1）该激光在玻璃球内的光速； （2）玻璃球内足球的最大直径。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据 可得 【小问2详解】 根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图如图所示 根据几何关系有 解得 ， 光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，表明内部光线与足球相切，根据几何关系可知，足球的直径为 12. 如图，面积为、匝数为的圆形线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为，电路中平行板电容器MNEF的板长和板间距均为，板间四分之一圆MNF（N为磁场圆圆心）区域内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，一带负电的微粒从电容器M点水平向右射入（与极板不接触）磁场后做匀速圆周运动，恰能从下极板E点射出电容器，定值电阻，，其余电阻不计，重力加速度大小取g=10m/s2，求： （1）带电微粒的比荷； （2）带电微粒射入磁场的速度大小v（结果可用根号表示）。 【答案】（1）5C/kg （2） 【解析】 【小问1详解】 由电磁感应知识可知线圈产生的感应电动势为 电容器两极板间的电压 电容器两极板间电场的场强大小 微粒做匀速圆周运动有 联立解得 【小问2详解】 微粒在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可知 所以 由牛顿第二定律有 解得 （或） 13. 如图所示，某装置固定在水平面。AB为水平长直轨道，右端与一传送带相连，CD为水平长直轨道，左端与该传送带相连，右端与半径为的竖直的光滑半圆轨道DE相切，半圆轨道最高点左侧有一无限长直轨道EF，AB、CD轨道以及传送带长度均为。质量为的小物块（可视为质点）由弹簧发射装置在A点进行弹射，A点左侧区域光滑，物块与AB、CD以及传送带之间的动摩擦因数均为，重力加速度，不计空气阻力，若物块能到达E点则可以进入轨道EF。 （1）若传送带逆时针转动，物块恰好到达E点，求释放时弹簧的弹性势能； （2）若释放时弹簧弹性势能为20J，传送带顺时针转动且速度为5m/s，物块到达D点时，求物块对D点的压力大小； （3）若传送带以11m/s的速度顺时针转动，改变弹簧的弹性势能，为了使物块能够到达D点且始终不脱离轨道，求释放弹簧时弹簧弹性势能的取值范围。 【答案】（1）65J （2）17.5N （3）或 【解析】 【小问1详解】 由题意知物块恰好到达E点，则 解得 若传送带逆时针转动，物块从A点到E点，根据能量守恒定律有 解得释放时弹簧的弹性势能为 【小问2详解】 根据能量守恒定律有 ， 解得 物块在传送带上的加速度大小 若物块以此加速度做匀减速运动至与传送带共速的位移大小为x，则 解得 可知物块在传送带上先减速，后和传送带一起共速运动，到达C点时的速度大小为 物块从C点到D点有 在D点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，物块对D点的压力大小为 【小问3详解】 若物块能够到达D点且始终不脱离轨道，有以下两种情况： 第一种情况，物块能通过E点，当物块恰能通过E点时，物块从C点到E点，根据动能定理有 解得 弹簧弹性势能最小时释放弹簧，根据能量守恒定律有 解得 第二种情况，物块能够到达D点，且在光滑半圆轨道DE上的最大高度不超过O点的高度，物块恰能到达D点，根据能量守恒定律有 解得 物块从A点恰好到达光滑半圆轨道上与O点等高处，根据能量守恒定律有 解得 综上所述，为使物块能到达D点且始终不脱离轨道，释放弹簧时弹簧弹性势能的取值范围为 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大市联考卷（四） 物理 本试卷共100分，考试时间75分钟。 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。 1. 关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A. 图甲为“饮水小鸭”玩具，小鸭虽能不断饮水，但不违背能量守恒定律 B. 图乙为空气压缩引火仪，硝化棉被点燃，是因为活塞与容器壁摩擦产生了热量 C. 图丙为红墨水在清水中的扩散现象，扩散的快慢与温度无关 D. 图丁为一台冰箱，给冰箱供电后，热量自发地从冰箱内部传到了外部 2. 如图为一交变电流的图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，两正弦曲线的峰值分别为和，该交变电流电动势的有效值为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，在粗糙的水平地面上，有6个完全相同的物块（均可看成质点），放在正六边形的6个顶点上，用7根完全相同的轻弹簧将它们连接起来。整个系统静止在水平地面上，已知cd之间弹簧弹力的大小是ac之间弹簧弹力大小的2倍，ac间弹簧的长度为l，所有弹簧都在弹性限度内，则弹簧的原长为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示为研究光电效应的装置，当分别利用波长为2λ、λ的单色光照射锌板时，从锌板表面逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h。则（　　） A. 锌板的极限频率为 B. 用波长为2λ的光照射锌板时，电流计的示数较大 C. 用波长为3λ的单色光照射锌板时，定能从锌板表面逸出光电子 D. 用波长为2λ、λ的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶9 5. 我国提出的天琴空间引力波探测计划进入“太空试验”阶段，该计划将部署3颗环绕地球运行的卫星SC1、SC2、SC3构成边长约为17万千米的等边三角形编队，在太空中建成一个引力波天文台。如图所示，地球位于等边三角形的中心。已知地球静止卫星距离地面约3.6万千米，只考虑卫星与地球之间的相互作用，下列说法中正确的是（　　） A. 三颗卫星的机械能一定相等 B. SC3卫星轨道只能在赤道面内 C. SC2卫星的速度小于第一宇宙速度 D. SC1卫星的周期小于静止卫星的周期 6. 用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C处于竖直平面内，质量均为m，两段轻杆等长，现将C球置于距地面高h处，由静止释放，假设三个小球只在同一竖直面内运动，不计一切摩擦，则在小球C下落过程中以下说法错误的是（　　） A. 小球A、B、C组成的系统动量不守恒 B. 小球C的机械能先减小后增大 C. 小球C落地前瞬间的速度大小为 D. 当小球C的机械能最小时，地面对小球B的支持力大于mg 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，每题有多项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 两位同学做平抛实验时，一位同学将一小球水平抛出，另一位同学进行频闪照相，闪光频率为10Hz。已知小球在抛出瞬间闪光灯恰好闪光，如图所示，A为小球抛出瞬间的影像，A和B之间、B和C之间均有1个影像未画出，AB连线与水平方向的夹角为45°，重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 线段AB的长度为 B. 小球的初速度大小为2m/s C. 线段BC的长度为 D. 小球在B时的速度大小为2m/s 8. 如图，半径为5cm的光滑绝缘圆轨道竖直固定放置，处在匀强电场中，轨道上A、B、C、D四个点连线刚好构成矩形，AB=8cm，AD=6cm，AD与竖直方向的夹角为37°，A、B、C三点的电势分别为17V、1V、10V，将一电荷量为0.12C、质量为4kg的带正电小球（可视为质点）置于A点，给小球一个沿轨道切线向左的初速度，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. D点的电势为26V B. 匀强电场的电场强度大小为200V/m C. 若小球能过C点，则在A点给小球的初速度大小至少为 D. 若小球恰好能过C点，则小球从A点运动到C点过程中的最大动能为5.25J 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 9. 在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究—控制小车质量不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。 （1）该实验必须平衡摩擦力。在平衡摩擦力的这步操作中，该同学______（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。 （2）在实验中，该同学得到的一条纸带如图乙所示，他在纸带上标记了1，2，3，4，5五个计数点，相邻两计数点之间还有4个点未画出，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花打点计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。 （3）在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出图像如图丙所示，经计算求得图线直线部分的斜率为k，则小车的质量为______ 10. 其欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“”“”两个挡位。已知电源电动势，表头允许通过的电流最大值，内阻。现用该表测量一个阻值小于的定值电阻。 （1）图甲中表笔为________（选填“红表笔”或“黑表笔”），要测量，开头应与________（选填“”或“”）相连，然后进行________，测量时指针位置如图乙所示，欧姆表的读数为________。 （2）若与相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中________（结果保留三位有效数字）。 （3）欧姆表电源经久末换，测量后发现其电动势小于，在正确的操作下，的测量值________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 11. 如图甲所示为一个足球玻璃球，其简化模型的正视图如图乙所示，为球心，是沿水平方向的直径。一束激光从点平行于射入玻璃球内部，从右侧点射出。已知真空中的光速，该玻璃球对激光的折射率为，玻璃球的半径为。且球内的足球是不透光体，不考虑反射光的情况下，求： （1）该激光在玻璃球内的光速； （2）玻璃球内足球的最大直径。 12. 如图，面积为、匝数为的圆形线圈内有垂直于线圈平面向里的磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为，电路中平行板电容器MNEF的板长和板间距均为，板间四分之一圆MNF（N为磁场圆圆心）区域内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，一带负电的微粒从电容器M点水平向右射入（与极板不接触）磁场后做匀速圆周运动，恰能从下极板E点射出电容器，定值电阻，，其余电阻不计，重力加速度大小取g=10m/s2，求： （1）带电微粒的比荷； （2）带电微粒射入磁场的速度大小v（结果可用根号表示）。 13. 如图所示，某装置固定在水平面。AB为水平长直轨道，右端与一传送带相连，CD为水平长直轨道，左端与该传送带相连，右端与半径为的竖直的光滑半圆轨道DE相切，半圆轨道最高点左侧有一无限长直轨道EF，AB、CD轨道以及传送带长度均为。质量为的小物块（可视为质点）由弹簧发射装置在A点进行弹射，A点左侧区域光滑，物块与AB、CD以及传送带之间的动摩擦因数均为，重力加速度，不计空气阻力，若物块能到达E点则可以进入轨道EF。 （1）若传送带逆时针转动，物块恰好到达E点，求释放时弹簧的弹性势能； （2）若释放时弹簧弹性势能为20J，传送带顺时针转动且速度为5m/s，物块到达D点时，求物块对D点的压力大小； （3）若传送带以11m/s的速度顺时针转动，改变弹簧的弹性势能，为了使物块能够到达D点且始终不脱离轨道，求释放弹簧时弹簧弹性势能的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $