2024屆甘肅省天水市甘谷第一中學(xué)物理高三上期末聯(lián)考模擬試題含解析

2024屆甘肅省天水市甘谷第一中學(xué)物理高三上期末聯(lián)考模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、若已知引力常量G，則利用下列四組數(shù)據(jù)可以算出地球質(zhì)量的是（）A．一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星的運(yùn)行速率和周期B．一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星的質(zhì)量和地球的第一宇宙速度C．月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑和地球自轉(zhuǎn)的周期D．地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期和軌道半徑2、太陽輻射能量主要來自太陽內(nèi)部的（）A．裂變反應(yīng) B．熱核反應(yīng) C．化學(xué)反應(yīng) D．放射性衰變3、將兩個(gè)負(fù)電荷A、B（帶電量QA=20C和QB=40C）分別從無窮遠(yuǎn)處移到某一固定負(fù)點(diǎn)電荷C產(chǎn)生的電場不同位置M和N，克服電場力做功相同，則將這兩電荷位置互換后（即將電荷A移至位置N，電荷B移至位置M，規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為零勢面，且忽略電荷A、B對點(diǎn)電荷C的電場分布影響），此時(shí)電荷A、B分別具有的電勢能EA和EB關(guān)系描述正確的是（）A．EAEB B．EA=EB C．EAEB D．無法確定4、1897年英國物理學(xué)家約瑟夫·約翰·湯姆生在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，這是人類最早發(fā)現(xiàn)的基本粒子。下列有關(guān)電子說法正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的B．β射線也可能是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力C．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，逸出的光電子來源于金屬中自由電子D．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為核外電子的軌道半徑是量子化的5、已知火星的半徑是地球的a倍，質(zhì)量是地球的b倍，現(xiàn)分別在地球和火星的表面上以相同的速度豎直上拋小球，不計(jì)大氣的阻力。則小球在地球上上升的最大高度與在火星上上升的最大高度之比為()A．b/a B．b2/a C．a(chǎn)/b D．b/a26、2019年8月，“法國哪吒”扎帕塔身背燃料包，腳踩由5個(gè)小型渦輪噴氣發(fā)動機(jī)驅(qū)動的“飛板”，僅用22分鐘就飛越了英吉利海峽35公里的海面。已知扎帕塔（及裝備）的總質(zhì)量為120kg，設(shè)發(fā)動機(jī)啟動后將氣流以6000m/s的恒定速度從噴口向下噴出，則當(dāng)扎帕塔（及裝備）懸浮在空中靜止時(shí)，發(fā)動機(jī)每秒噴出氣體的質(zhì)量為（不考虛噴氣對總質(zhì)量的影響，取g=10m/s2）（）A．0.02kg B．0.20kg C．0.50kg D．5.00kg二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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(cuò)的得0分。7、如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，其線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，接燈泡的電阻為，則（）A．電壓表的示數(shù)為B．發(fā)電機(jī)的輸出功率為C．時(shí)刻，穿過線圈的磁通量最大D．時(shí)刻，穿過線圈的磁通量變化率最大8、如圖所示，上、下表面平行的玻璃磚置于空氣中，一束復(fù)色光斜射到上表面，穿過玻璃后從下表面射出，分成a、b兩束單色光。下列說法中正確的是()A．a(chǎn)、b兩束單色光相互平行B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播速度大于b光C．在玻璃中a光全反射的臨界角大于b光D．用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距小于b光的條紋間距9、如圖所示的光滑導(dǎo)軌，由傾斜和水平兩部分在MM'處平滑連接組成。導(dǎo)軌間距為L，水平部分處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，傾斜導(dǎo)軌連接阻值為R的電阻?，F(xiàn)讓質(zhì)量為m、阻值為2R的金屬棒a從距離水平面高度為h處靜止釋放。金屬棒a到達(dá)磁場中OO'時(shí)，動能是該金屬棒運(yùn)動到MM'時(shí)動能的，最終靜止在水平導(dǎo)軌上。金屬棒a與導(dǎo)軌接觸良好且導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g＝10m/s2。以下說法正確的是（）A．金屬棒a運(yùn)動到MM'時(shí)回路中的電流大小為B．金屬棒a運(yùn)動到OO'時(shí)的加速度大小為C．金屬棒a從h處靜止下滑到在水平導(dǎo)軌上靜止過程中，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為mghD．金屬棒a若從h處靜止釋放，在它運(yùn)動的整個(gè)過程中，安培力的沖量大小是，方向向左10、如圖所示，用同種材料制成的四根相互平行的通電長直導(dǎo)線（每根導(dǎo)線電阻為）分別置于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，四根導(dǎo)線都垂直于正方形所在平面。若每根通電直導(dǎo)線單獨(dú)存在時(shí)，通電直導(dǎo)線上的電流與通電直導(dǎo)線上的電流在正方形中心處產(chǎn)生的感應(yīng)磁場的大小關(guān)系為，則四根通電導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)，以下選項(xiàng)正確的是（）A．和通電電流都為，和通電電流為都為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向水平向左B．通電電流為，通電電流都為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向左下方C．和通電電流都為，通電電流為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向左下方D．通電電流為，通電電流都為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向左上方三、實(shí)驗(yàn)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）圖甲為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖，其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路圖。(1)將圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路連接完整________。(2)已知毫安表滿偏電流為1mA，表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值為120Ω，R1和R2為定值電阻。若將開關(guān)S2扳到a接線柱，電表量程為4mA;若將開關(guān)S2扳到b接線拄，電表量程為16mA則根據(jù)題給條件，定值電阻的阻值應(yīng)選R1＝_____Ω，R2=____Ω。(3)現(xiàn)用一量程為16mA，內(nèi)阻為20Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對改裝電表的16mA擋進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度范圍為1mA～16mA。電池的電動勢為1.5V，內(nèi)阻忽略不計(jì);滑動變阻器R有兩種規(guī)格，最大阻值分別為800Ω和1600Ω，則R應(yīng)選用最大阻值為____Ω的滑動變阻器。(4)若由于表頭上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn)，造成改裝后電流表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏大，則表頭內(nèi)阻的真實(shí)值________(填“大于”＂或“小于”)120Ω。12．（12分）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用下列器材做“研究合外力做功與動能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)：A．一端帶有滑輪和刻度尺的軌道B．兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器C．安裝有擋光片的小車（質(zhì)量為M）D．拴有細(xì)線的托盤（質(zhì)量為m0）E.可以調(diào)節(jié)高度的平衡支架F.一定數(shù)量的鉤碼某小組選用上述器材安裝實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，軌道上安裝了兩個(gè)光電門A、B。實(shí)驗(yàn)步驟：①調(diào)節(jié)兩個(gè)光電門中心的距離，記為L；②調(diào)節(jié)軌道的傾角，輕推小車后，使小車?yán)^碼和托盤能沿軌道向下勻速經(jīng)過光電門A、B，鉤碼的質(zhì)量記為m；③撤去托盤和鉤碼，讓小車仍沿軌道向下加速經(jīng)過光電門A、B，光電計(jì)時(shí)器記錄小車通過A、B的時(shí)間分別為△t1和△t2；④利用測得的數(shù)據(jù)求得合外力做功與動能變化的關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程，滑輪的摩擦力不計(jì)，回答以下問題(1)圖乙是用游標(biāo)卡尺測擋光片的寬度d，則d=______cm。(2)小車加速從A到B過程中合外力做的功W=________；小車動能的變化量的表達(dá)式△Ek=___（用測得的物理量的字母符號表示）。通過實(shí)驗(yàn)可得出：在誤差允許的范圍內(nèi)合外力所做的功等于小車動能的增量。四、計(jì)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，打開水龍頭，流出涓涓細(xì)流。將乒乓球靠近豎直的水流時(shí)，水流會被吸引，順著乒乓球表面流動。這個(gè)現(xiàn)象稱為康達(dá)效應(yīng)（CoandaEffect）。某次實(shí)驗(yàn)，水流從點(diǎn)開始順著乒乓球表面流動，并在乒乓球的最低點(diǎn)與之分離，最后落在水平地面上的點(diǎn)（未畫出）。已知水流出水龍頭的初速度為，點(diǎn)到點(diǎn)的水平射程為，點(diǎn)距地面的高度為，乒乓球的半徑為，為乒乓球的球心，與豎直方向的夾角，不計(jì)一切阻力，若水與球接觸瞬間速率不變，重力加速度為。(1)若質(zhì)量為的水受到乒乓球的“吸附力”為，求的最大值；(2)求水龍頭下端到的高度差。14．（16分）如圖所示，MN和M′N′為兩豎直放置的平行光滑長直金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L。在導(dǎo)軌的下部有垂直于導(dǎo)軌所在平面、方向向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在導(dǎo)軌的MM′端連接電容為C、擊穿電壓為Ub、正對面積為S、極板間可認(rèn)為是真空、極板間距為d的平行板電容器。在t＝0時(shí)無初速度地釋放金屬棒ef，金屬棒ef的長度為L、質(zhì)量為m、電阻可忽略不計(jì)．假設(shè)導(dǎo)軌足夠長，磁場區(qū)域足夠大，金屬棒ef與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌和各接觸處的電阻不計(jì)，電路的電感、空氣的阻力可忽略，已知重力加速度為g。(1)求電容器兩端的電壓達(dá)到擊穿電壓所用的時(shí)間；(2)金屬棒ef下落的過程中，速度逐漸變大，感應(yīng)電動勢逐漸變大，電容器極板上的電荷量逐漸增加，兩極板間存儲的電場能也逐漸增加。單位體積內(nèi)所包含的電場能稱為電場的能量密度。已知兩極板間為真空時(shí)平行板電容器的電容大小可表示為C＝。試證明平行板電容器兩極板間的空間內(nèi)的電場能量密度ω與電場強(qiáng)度E的平方成正比，并求出比例系數(shù)(結(jié)果用ε0和數(shù)字的組合表示)。15．（12分）如圖所示，在上端開口的絕熱汽缸內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為的絕熱活塞（厚度不計(jì)）、，、之間為真空并壓縮一勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧，、與汽缸無摩擦，活塞下方封閉有溫度為的理想氣體。穩(wěn)定時(shí)，活塞、將汽缸等分成三等分。已知活塞的橫截面積均為，，大氣壓強(qiáng)，重力加速度取。(1)現(xiàn)通過加熱絲對下部分氣體進(jìn)行緩慢加熱，當(dāng)活塞剛好上升到氣缸的頂部時(shí)，求封閉氣體的溫度；(2)在保持第(1)問的溫度不變的條件下，在活塞上施加一豎直向下的力，穩(wěn)定后活塞回到加熱前的位置，求穩(wěn)定后力的大小和活塞、間的距離。

參考答案一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解題分析】

ABC．可根據(jù)方程和聯(lián)立可以求出地球質(zhì)量M，選項(xiàng)BC錯(cuò)誤，A正確；D．已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期和軌道半徑可以求出太陽質(zhì)量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。2、B【解題分析】

太陽的能量來自于內(nèi)部的核聚變，產(chǎn)生很高的能量，又稱為熱核反應(yīng)。B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。3、A【解題分析】

兩個(gè)電荷未換之前，分別從無窮遠(yuǎn)處移到某一固定負(fù)點(diǎn)電荷C產(chǎn)生的電場不同位置M和N，克服電場力做功相同，有：﹣QA（0﹣M）=﹣QB（0﹣N）即QAM=QBN由于2QA=QB，所以得：M=2N；將這兩電荷位置互換后，電荷A、B分別具有的電勢能EA和EB為：EA=﹣QAN=﹣20NEB=﹣QBM=﹣402N=﹣80N由于N0，所以EAEB，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。4、C【解題分析】

A．電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，無法說明原子核有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子是由原子核和核外電子組成的。故A錯(cuò)誤。B．β-射線是核內(nèi)中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)放出的電子形成的，與核外電子無關(guān)。故B錯(cuò)誤。C．根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的定義可知光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，逸出的光電子來源于金屬中的自由電子。故C正確。D．玻爾理論認(rèn)為電子軌道半徑是量子化的，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認(rèn)為在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。5、D【解題分析】

根據(jù)在星球表面重力與萬有引力相等，有：，可得：，故；豎直上拋運(yùn)動的最大高度，所以有；故A，B，C錯(cuò)誤；D正確；故選D.6、B【解題分析】

設(shè)扎帕塔（及裝備）對氣體的平均作用力為，根據(jù)牛頓第三定律可知，氣體對扎帕塔（及裝備）的作用力的大小也等于，對扎帕塔（及裝備），則設(shè)時(shí)間內(nèi)噴出的氣體的質(zhì)量，則對氣體由動量定理得解得代入數(shù)據(jù)解得發(fā)動機(jī)每秒噴出氣體的質(zhì)量為0.2kg，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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(cuò)的得0分。7、BC【解題分析】

A．由題圖乙知，交流發(fā)電機(jī)電動勢的有效值為6V，則燈泡兩端電壓的有效值A(chǔ)項(xiàng)錯(cuò)誤；B．燈泡消耗的功率B項(xiàng)正確；C．由題圖乙知，時(shí)刻，電動勢為零，此時(shí)穿過線圈的磁通量最大，C項(xiàng)正確；D．時(shí)刻，電動勢為零，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選BC。8、AD【解題分析】

A．據(jù)題意，通過平行玻璃磚的光，出射光線與入射光線平行，故選項(xiàng)A正確；B．單色光a偏折程度較大，則a光的折射率較大，據(jù)v＝可知，在介質(zhì)中a光的傳播速度較小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．據(jù)sinC＝可知，a光發(fā)生全反射的臨界角較小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)光折射率較大，a光的波長較小，又據(jù)Δx＝λ可知，a光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)條紋間距較小，故選項(xiàng)D正確。9、ACD【解題分析】

A．金屬棒從靜止運(yùn)動到的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒可得解得金屬棒運(yùn)動到時(shí)的速度為金屬棒運(yùn)動到時(shí)的感應(yīng)電動勢為金屬棒運(yùn)動到時(shí)的回路中的電流大小為故A正確；B．金屬棒到達(dá)磁場中時(shí)的速度為金屬棒到達(dá)磁場中時(shí)的加速度大小為故B錯(cuò)誤；C．金屬棒從處靜止下滑到在水平導(dǎo)軌上靜止過程中，根據(jù)能量守恒可得產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢能的減小量，則有電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為故C正確；D．金屬棒從處靜止下滑到在水平導(dǎo)軌上靜止過程中，規(guī)定向右為正方向，根據(jù)動量定理可得可得在它運(yùn)動的整個(gè)過程中，安培力的沖量大小是，方向向左，故D正確；故選ACD。10、AD【解題分析】

A.當(dāng)四根導(dǎo)線同時(shí)存在時(shí)，根據(jù)安培定則可知，四根導(dǎo)線在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)方向分別為：導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿方向；導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿；導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿；導(dǎo)線產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿；根據(jù)平行四邊形定則可知：和通電電流都為，和通電流都為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向水平向左，故A正確；B.通電電流為，通電電流都為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向左下方，故B錯(cuò)誤；C.和通電電流都為，通電電流為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向左下方，故C錯(cuò)誤；D.通電電流為，通電電流都為時(shí)，在點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向向左上方，D正確。故選：AD。三、實(shí)驗(yàn)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、10301600小于【解題分析】

(1)[1]注意單刀雙擲開關(guān)的連線，如圖：(2)[2][3]由歐姆定律知，開關(guān)S2扳到a接線柱時(shí)有：開關(guān)S2扳到b接線柱時(shí)有：和為改裝電表的量程，解以上各式得：，(3)[4]根據(jù)，電流表校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度最小為1mA，可知電路中總電阻最大為1500Ω，由于最大電阻要達(dá)到1500Ω，所以變阻器要選擇1600Ω。(4)[5]改裝后電流表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏大，說明流過表頭的電流偏大，則實(shí)際電阻偏小，故小于120Ω。12、0.735【解題分析】

(1)[1]游標(biāo)為20分度，精確度為0.05mm，游標(biāo)對齊的格數(shù)不估讀，則測擋光片的寬度為(2)[2]調(diào)節(jié)軌道的傾角輕推小車后使小車?yán)^碼和托盤能沿軌道向下勻速下滑，說明小車的合力為零，而撤去托盤m0和鉤碼m，小車的合力變?yōu)閯t小車加速從A到B過程中合外力做的功為[3]光電門擋住光的時(shí)間極短，求出的平均速度可認(rèn)為是小車通過A、B兩位置的瞬時(shí)速度，有，則小車動能的變化量的表達(dá)式為四、計(jì)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、(1)；(2)【解題分析】

(1)設(shè)水流在點(diǎn)的速率為，在點(diǎn)時(shí)最大，由牛頓第二定律①水流從點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動，有②③聯(lián)立，解得④(2)水流從水龍頭流出至到達(dá)點(diǎn)，由動能定理⑤聯(lián)立，解得⑥14、(1)