2024年湖南省瀏陽一中、株洲二中等湘東五校高三物理第一學(xué)期期末調(diào)研試題含解析

2024年湖南省瀏陽一中、株洲二中等湘東五校高三物理第一學(xué)期期末調(diào)研試題注意事項1．考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應(yīng)選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，甲、乙兩物體用兩根輕質(zhì)細線分別懸掛在天花板上，兩細線與水平方向夾角分別為60°和45°，甲、乙間拴接的輕質(zhì)彈簧恰好處于水平狀態(tài)，則下列判斷正確的是（）A．甲、乙的質(zhì)量之比為1:B．甲、乙所受彈簧彈力大小之比為:C．懸掛甲、乙的細線上拉力大小之比為1:D．快速撤去彈簧的瞬間，甲、乙的瞬時加速度大小之比為1:2、下列說法正確的是（）A．核反應(yīng)前后質(zhì)量并不守恒B．愛因斯坦在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時提出了能量子假說C．用一束綠光照射某金屬，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，現(xiàn)把這束綠光的強度減為原來的一半，則沒有光電子飛出D．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比3、如圖所示，aefc和befd是垂直于紙面向里的勻強磁場I、II的邊界，磁場I、Ⅱ的磁感應(yīng)強度分別為B1、B2，且B2=2B1，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子垂直邊界ae從P點射入磁場I，后經(jīng)f點進入磁場II，并最終從fc邊界射出磁場區(qū)域．不計粒子重力，該帶電粒子在磁場中運動的總時間為（）A． B．C． D．4、一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸線勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙中電路供電，發(fā)現(xiàn)三個完全相同的燈泡亮度均相同。當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線b所示，以下說法正確的是A．t＝0時刻，線圈平面恰好與磁場方向平行B．圖線b電動勢的瞬時值表達式為e＝40sin()VC．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2∶3D．轉(zhuǎn)速調(diào)整后，三個燈泡的亮度仍然相同5、2019年4月10日21點，科學(xué)家發(fā)布了黑洞人馬座A*的照片。黑洞強大的引力致使以3108m/s的速度傳播的光都不能逃逸。已知人馬座A*的直徑為4400萬公里，則人馬座A*與地球的質(zhì)量之比約為（）(可能用到的數(shù)據(jù)有：地球半徑6400km；地球的環(huán)繞速度為7.9km/s；天體的逃逸速度為該天體環(huán)繞速度的倍)A．1011 B．1012 C．1013 D．10146、在圖示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220，副線圈的匝數(shù)可調(diào)，L1、L2、L3和L4是四個相同的燈泡。當(dāng)在a、b兩端加上瞬時值表達式為(V)的交變電壓時，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個燈泡均正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．變壓器副線圈的匝數(shù)為440B．燈泡的額定電壓為55VC．變壓器原線圈兩端電壓為220VD．穿過變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.1V二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，虛線邊界ab上方有無限大的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。一矩形金屬線框底邊與磁場邊界平行，從距離磁場邊界高度為h處由靜止釋放，則下列說法正確的是A．線框穿出磁場的過程中，線框中會產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B．線框穿出磁場的過程中，線框受到的安培力一定一直減小C．線框穿出磁場的過程中，線框的速度可能先增大后減小D．線框穿出磁場的過程中，線框的速度可能先增大后不變8、如圖所示，質(zhì)量為M的小車置于光滑的水平地面上，小車的右端固定著豎直擋板，擋板與彈簧右端相連，彈簧的左端連接質(zhì)量為m的木塊。彈簧處于原長狀態(tài)，木塊與小車間的滑動摩擦因數(shù)為μ。從某時刻開始給小車施加水平向右的外力F，外力F從零開始緩慢均勻增大，當(dāng)F增大到2μ(m+M)g時保持大小不變。彈簧一直處于彈性限度內(nèi)，木塊的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列各種說法中正確的是（）A．木塊所受的摩擦力先均勻增大，后保持不變B．當(dāng)彈簧產(chǎn)生彈力時，外力F的大小為μ(m+M)gC．在外力F從零達最大的過程中，靜摩擦力和彈簧對木塊所做的功相等D．在外力F從零達最大的過程中，彈簧獲得的彈性勢能等于系統(tǒng)獲得的內(nèi)能9、如圖甲、乙所示，分別用恒力F1、F2先后將質(zhì)量為m的物體，由靜止開始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉到頂端，兩次到達頂端的速度相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次F2水平向右。則兩個過程中（）A．物體機械能變化量相同B．物體與斜面摩擦生熱相同C．F1做的功與F2做的功相同D．F1做功的功率比F2做功的功率小10、如圖所示，兩光滑平行金屬導(dǎo)軌與，其間距為，直導(dǎo)線垂直跨在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為。電容器接在、兩端，其電容為，除電路中的電阻外，導(dǎo)軌和直導(dǎo)線的電阻均不計。現(xiàn)給直導(dǎo)線一初速度，使之向右運動，當(dāng)電路穩(wěn)定后，直導(dǎo)線以速度向右勻速運動，則（）A．電容器兩端的電壓為 B．電阻兩端的電壓為零C．電容器所帶電荷量為 D．直導(dǎo)線所受安培力為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某興趣小組要精確測定額定電壓為3V的白熾燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻約500，實驗室提供的器材有：A．電流表A（量程：0～3mA，內(nèi)阻）B．定值電阻C．滑動變阻器R（0～10）D．電壓表V（量程：0～10V，內(nèi)阻）E．蓄電池E（電動勢為12V，內(nèi)阻r很小）F．開關(guān)S一個G．導(dǎo)線若干（1）要精確測定白熾燈正常工作時的電阻應(yīng)采用下面電路圖中的____（2）選擇正確電路進行實驗，若電壓表的示數(shù)用U表示，電流表的示數(shù)用I表示，寫出測量白熾燈電阻的表達式=___（用題目中給的相應(yīng)字母表示），當(dāng)電流表中的電流強度I=___mA時，記下電壓表的讀數(shù)U并代入表達式，其計算結(jié)果即為白熾燈正常工作時的電阻。12．（12分）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：輕質(zhì)彈簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端與一小球接觸而不固連。彈簧處于原長時，小球在A點，向左推小球壓縮彈簧至C點，由靜止釋放。用頻閃照相機得到小球從C點到B點的照片如圖乙所示。已知頻閃照相機頻閃時間間隔為T，重力加速度大小為g?；卮鹣铝袉栴}：(1)本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能與小球離開彈簧時的動能相等。為測得，除已知物理量外，至少還需測量下列物理量中的____________（填正確答案標號）。A．小球的質(zhì)量mB．C、A間距離C．C、B間距離D．A、B間距離E.彈簧的壓縮量F.彈簧原長(2)用所選取的測量量和已知量表示，得___________。(3)由于水平面不是絕對光滑，測得的彈性勢能與真實值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，在內(nèi)壁光滑的細玻璃管中用水銀密封一段空氣柱（可視為理想氣體），當(dāng)玻璃管豎直放置時，水銀柱高，空氣柱高?，F(xiàn)將玻璃管放在傾角為的粗糙斜面上，管口向上，玻璃管與斜面間的動摩擦因數(shù)為。已知外界溫度不變，大氣壓強，水銀的密度，重力加速度g取，假設(shè)斜面足夠長，讓玻璃管由靜止下滑，當(dāng)玻璃管與水銀柱相對靜止時，求玻璃管中空氣柱的長度（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。14．（16分）彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散，如圖甲所示為太陽光射到空氣中小水珠時的部分光路圖，光通過一次折射進入水珠，在水珠內(nèi)進行一次反射后，再通過一次折射射出水珠．現(xiàn)有一單色光束以入射角θ1＝45°射入一圓柱形玻璃磚，在玻璃磚內(nèi)通過一次折射、一次反射、再一次折射射出玻璃磚，如圖乙所示，已知射出光線與射入光線的夾角φ＝30°，光在真空中的速度為c，求：①該單色光的折射率；②該單色光在玻璃中傳播速度的大?。?5．（12分）如圖所示，一水平放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)壁光滑，長度為，容器右端中心處開有一圓孔。一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在容器內(nèi)，器壁導(dǎo)熱性良好，活塞可沿容器內(nèi)壁自由滑動，其厚度不計。開始時氣體溫度為，活塞與容器底部相距?，F(xiàn)對容器內(nèi)氣體緩慢加熱，已知外界大氣壓強為。求：（1）氣體溫度為時，容器內(nèi)氣體的壓強；（2）氣體溫度為時，容器內(nèi)氣體的壓強。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】

B．因為是同一根彈簧，彈力相等，故B錯誤；AC．對甲乙兩個物體受力分析，如圖所示甲乙都處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，則有對甲，對乙，代入數(shù)據(jù)得故AC錯誤；D．快速撤去彈簧的瞬間，甲、乙所受合力為其重力在繩端的切向分力，根據(jù)牛頓運動定律有故D正確。故選D。2、A【解題分析】

A．由于存在質(zhì)量虧損，所以核反應(yīng)前后質(zhì)量并不守恒，A正確；B．普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說，B錯誤；C．用一束綠光照射某金屬，現(xiàn)把這束綠光的強度減為原來的一半，因為頻率不變，所以仍能發(fā)生光電效應(yīng)有光電子飛出，C錯誤；D．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，但非成正比關(guān)系，D錯誤。故選A。3、B【解題分析】

粒子在磁場中運動只受洛倫茲力作用，故粒子做圓周運動，洛倫茲力做向心力，故有則有粒子垂直邊界ae從P點射入磁場Ⅰ，后經(jīng)f點進入磁場Ⅱ，故根據(jù)幾何關(guān)系可得：粒子在磁場Ⅰ中做圓周運動的半徑為磁場寬度d；根據(jù)軌道半徑表達式，由兩磁場區(qū)域磁感應(yīng)強度大小關(guān)系可得：粒子在磁場Ⅱ中做圓周運動的半徑為磁場寬度，那么，根據(jù)幾何關(guān)系可得：粒子從P到f轉(zhuǎn)過的中心角為，粒子在f點沿fd方向進入磁場Ⅱ；然后粒子在磁場Ⅱ中轉(zhuǎn)過，在e點沿ea方向進入磁場Ⅰ；最后，粒子在磁場Ⅰ中轉(zhuǎn)過后從fc邊界射出磁場區(qū)域；故粒子在兩個磁場區(qū)域分別轉(zhuǎn)過，根據(jù)周期可得：該帶電粒子在磁場中運動的總時間為故選B。4、B【解題分析】

本題考察交變電流表達式，最大值為NBSω，由此得出改變轉(zhuǎn)速后的最大值，電感和電容都對交流電由阻礙作用?！绢}目詳解】A.t＝0時刻電動勢為0，故線圈平面恰好與磁場方向垂直，A錯誤；B.由圖中可知，改變后的角速度為，故電動勢的最大值為40V，故表達式為，B正確；C.由可知線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2；D.中轉(zhuǎn)速調(diào)整后交流電的頻率發(fā)生變化，電感對交變電流的阻礙減小、電容對交變電流的阻礙增大，三個燈泡的亮度各不相同。故選B。5、B【解題分析】

設(shè)地球的質(zhì)量為m，半徑用r表示，則地球的環(huán)繞速度可表示為；黑洞的逃逸速度為c，設(shè)人馬座A*的質(zhì)量為M，半徑用R表示，則有帶入數(shù)據(jù)，人馬座A*與地球的質(zhì)量之比故ACD錯誤，B正確。故選B。6、B【解題分析】

A．四個燈泡均正常發(fā)光，說明變壓器原、副線圈中的電流相同，根據(jù)可得變壓器副線圈的匝數(shù)故A錯誤；BC．a(chǎn)、b兩端電壓的有效值V=220V設(shè)每個燈泡的額定電壓為U0，原線圈兩端電壓為U1，則有U=2U0+U1結(jié)合可得U0=55V，U1=110V故B正確，C錯誤；D．原線圈兩端電壓的最大值V根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有，解得穿過原線圈的磁通量變化率的最大值為V故D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AD【解題分析】

A．線框穿出磁場的過程中，線框內(nèi)磁通量減小，由楞次定律可知，線框中會產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故A正確；B．線框穿出磁場的過程中，線框所受安培力若大于重力，則線框做減速運動，受到的安培力減小，線框所受安培力若小于重力，則線框做減加速運動，受到的安培力增大，故B錯誤；CD．線框穿出磁場的過程中，線框所受安培力若小于重力，則線框做加速運動，速度增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，所受安培力增大，當(dāng)安培力增大到等于重力時，做勻速運動，不會出現(xiàn)速度先增大后減小的情況，故C錯誤D正確。故選：AD。8、AB【解題分析】

A．當(dāng)F較小時，木塊和小車相對靜止，由牛頓第二定律有F=(m+M)aFf=ma得Ff=Ff與F成正比，當(dāng)Ff增大到等于μmg后，木塊與小車間緩慢相對移動，F(xiàn)f保持不變，故A正確；B．當(dāng)彈簧產(chǎn)生彈力時，摩擦力達最大Ff=μmg可得F=μ(m+M)g故B正確；C．當(dāng)F達最大時，有2μ(m+M)g=(m+M)a′μmg+F′=ma′得F′=μmg所以靜摩擦力和彈簧彈力都是由零增大到μmg，但由于靜摩擦力產(chǎn)生在先，彈簧彈力產(chǎn)生在后，木塊的速度不相同，木塊的位移不相同，所以兩力做功不相等，故C錯誤；D．彈簧的彈性勢能等于彈簧的彈力做功，相對應(yīng)的位移為木塊在小車上滑動的距離，系統(tǒng)的內(nèi)能等于滑動摩擦力與木塊在小車上滑動的距離的乘積，但由于兩力并不相等，所以彈簧獲得的彈性勢能與系統(tǒng)獲得的內(nèi)能不相等，故D錯誤。故選AB。9、AD【解題分析】

A．兩個過程中，物體的末速度相同，動能相同，則動能的變化量相同，物體上升相同的高度，重力勢能變化量相同，所以物體的機械能變化量相同，故A正確；B．由圖分析可知，第一個物體所受的摩擦力小于第二個物體所受的摩擦力，故兩物體克服摩擦力做功不同，故物體與斜面的摩擦力產(chǎn)熱不相同，故B錯誤；C．根據(jù)動能定理得解得第一個物體所受的摩擦力小于第二個物體所受的摩擦力，故兩物體克服摩擦力做功不同，重力做功相同，則F1做的功比F2做的少，故C錯誤；D．根據(jù)知x、v相同，則t相同，而F1做的功小于F2做的功，根據(jù)可知F1做功的功率比F2做功的功率小，故D正確。故選AD。10、ABC【解題分析】

AB．當(dāng)直導(dǎo)線勻速向右運動時，直導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為電路穩(wěn)定后，電容器兩極板間的電壓電容器既不充電也不放電，電路中無電流，電阻兩端無電壓，故A、B正確；C．電容器所帶電荷量為故C正確；D．電路穩(wěn)定后，直導(dǎo)線中無電流，根據(jù)可知直導(dǎo)線不受安培力，故D錯誤；故選ABC。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、（1）C（2）（3）1.5【解題分析】

（1）[1]要精確測定額定電壓為3V的白熾燈正常工作時的電阻，需測量白熾燈燈兩端的電壓和通過白熾燈燈的電流，由于電壓表的量程較大，測量誤差較大，不能用已知的電壓表測量白熾燈兩端的電壓，可以將電流表A與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測量電壓；白熾燈正常工作時的電流約為左右，電流表的量程較小，電流表不能精確測量電流，可以用電壓表測量總電流，約：；因為滑動變阻器阻值遠小于白熾燈的電阻，所以滑動變阻器采用分壓式接法。所以電路圖選取C.（2）[2]根據(jù)歐姆定律知，燈泡兩端的電壓U=I(R1+RA)，通過燈泡的電流為：，所以白熾燈正常工作時的電阻為：；[3]改裝后的電壓表內(nèi)阻為：RV=1985+15Ω=2000Ω，則當(dāng)I=1.5mA時，白熾燈兩端的電壓為3V，達到額定