2024年甘肅省合水縣第一中學(xué)高三物理第一學(xué)期期末聯(lián)考試題含解析

2024年甘肅省合水縣第一中學(xué)高三物理第一學(xué)期期末聯(lián)考試題注意事項1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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、電荷之間的引力會產(chǎn)生勢能。取兩電荷相距無窮遠(yuǎn)時的引力勢能為零，一個類氫原子核帶電荷為+q，核外電子帶電量大小為e，其引力勢能，式中k為靜電力常量，r為電子繞原子核圓周運動的半徑（此處我們認(rèn)為核外只有一個電子做圓周運動）。根據(jù)玻爾理論，原子向外輻射光子后，電子的軌道半徑從減小到，普朗克常量為h，那么，該原子釋放的光子的頻率為（）A． B．C． D．2、下列說法正確的是（）A．β衰變中產(chǎn)生的β射線是原子的核外電子掙脫原子核的束縛形成的B．亞里士多德猜想自由落體運動的速度與下落時間成正比，并直接用實驗進(jìn)行了驗證C．對于某種金屬，只要入射光強度足夠大，照射時間足夠長，就會發(fā)生光電效應(yīng)D．用頻率大于金屬的極限頻率的入射光照射金屬時，光越強，飽和電流越大3、我國第一顆人造地球衛(wèi)星因可以模擬演奏《東方紅》樂曲并讓地球上從電波中接收到這段音樂而命名為“東方紅一號”。該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運動。如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點、遠(yuǎn)地點的角速度分別為，，在近地點、遠(yuǎn)地點的速度分別為，，則（）A． B． C． D．4、用手水平的托著書，使它做下述各直線運動，手對書的作用力最大的情況是（）A．向下的勻加速運動 B．向上的勻減速運動C．向左的勻速運動 D．向右的勻減速運動5、圖甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，圖甲中質(zhì)點Q運動到負(fù)向最大位移處時，質(zhì)點P剛好經(jīng)過平衡位置。圖乙為質(zhì)點P從此時刻開始的振動圖像。下列判斷正確的是（）A．該波的波速為40m/sB．質(zhì)點P的振幅為0C．該波沿x軸負(fù)方向傳播D．Q質(zhì)點在0.1s時的速度最大6、2020年全國第十四屆冬季運動會在呼倫貝爾市舉行。為此全市都在開展豐富多彩的冰上運動。如圖所示，在游樂場的滑冰道上有甲、乙兩同學(xué)坐在冰車上進(jìn)行游戲。當(dāng)甲從傾角為θ的光滑冰道頂端A由靜止開始自由下滑時，在斜面底部B處的乙通過冰釬作用于冰面，從靜止開始沿光滑的水平冰道向右做勻加速直線運動。已知甲、乙和冰車均可視為質(zhì)點，甲通過斜面與水平面的交接處（B處）時，速度的方向改變、大小不變，且最終甲剛好能追上乙，則（）A．到甲剛好追上乙時，甲在水平面上和斜面上的滑行時間一定不相等B．到甲剛好追上乙時，甲在水平面上和斜面上的滑行時間一定相等C．甲在斜面上的加速度一定小于乙的加速度D．無法求出甲從過B點至追上乙行進(jìn)的距離與AB距離之比二、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，一根上端固定的輕繩，其下端拴一個質(zhì)量為的小球。開始時輕繩處于豎直位置。用一個方向與水平面成的外力拉動小球，使之緩慢升起至水平位置。取，關(guān)于這一過程中輕繩的拉力，下列說法中正確的是（）A．最小值為 B．最小值為 C．最大值為 D．最大值為8、如圖為嫦娥三號登月軌跡示意圖．圖中M點為環(huán)地球運動的近地點，N為環(huán)月球運動的近月點．a(chǎn)為環(huán)月運行的圓軌道,b為環(huán)月球運動的橢圓軌道，下列說法中正確的是A．嫦娥三號在環(huán)地球軌道上的運行速度大于11.2km/sB．嫦娥三號在M點進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時應(yīng)點火加速C．設(shè)嫦娥三號在圓軌道a上經(jīng)過N點時的加速度為a1，在橢圓軌道b上經(jīng)過N點時的加速度為a2，則a1＞a2D．嫦娥三號在圓軌道a上的機械能小于在橢圓軌道b上的機械能9、18世紀(jì)，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂和哲學(xué)家伏爾泰，曾設(shè)想“穿透”地球：假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，則以下說法正確的是（已知地球表面處重力加速度g取10m/s2；地球半徑R＝6.4×106m；地球表面及內(nèi)部某一點的引力勢能Ep＝－，r為物體距地心的距離）（）A．人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，雖然重力發(fā)生變化，但是機械能守恒B．當(dāng)人下落經(jīng)過距地心0.5R瞬間，人的瞬時速度大小為4×103m/sC．人在下落過程中，受到的萬有引力與到地心的距離成正比D．人從北極開始下落，直到經(jīng)過地心的過程中，萬有引力對人做功W＝1.6×109J10、一列橫波沿x軸傳播，在某時刻x軸上相距s=4m的兩質(zhì)點A、B（波由A傳向B）均處于平衡位置，且A、B間只有一個波峰，經(jīng)過時間t=1s，質(zhì)點B第一次到達(dá)波峰，則該波的傳播速度可能為（）A．1m/s B．1.5m/s C．3m/s D．5m/s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）某同學(xué)用圖（a）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其中打點計時器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz，打出紙帶的一部分如圖（b）所示．該同學(xué)在實驗中沒有記錄交流電的頻率，需要用實驗數(shù)據(jù)和其他條件進(jìn)行推算．（1）若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用和圖（b）中給出的物理量可以寫出：在打點計時器打出B點時，重物下落的速度大小為_________，打出C點時重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度的大小為________.（2）已測得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；當(dāng)重力加速度大小為9.80m/，試驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%．由此推算出為________Hz．12．（12分）在研究“加速度與力的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)根據(jù)學(xué)過的理論設(shè)計了如下裝置（如圖甲）：水平桌面上放置了氣墊導(dǎo)軌，裝有擋光片的滑塊放在氣墊導(dǎo)軌的某處（檔光片左端與滑塊左端齊平）。實驗中測出了滑塊釋放點到光電門（固定）的距離為s，擋光片經(jīng)過光電門的速度為v，鉤碼的質(zhì)量為m，（重力加速度為g，摩擦可忽略）（1）本實驗中鉤碼的質(zhì)量要滿足的條件是__；（2）該同學(xué)作出了v2—m的關(guān)系圖象（如圖乙），發(fā)現(xiàn)是一條過原點的直線，間接驗證了“加速度與力的關(guān)系”，依據(jù)圖象，每次小車的釋放點有無改變__（選填“有”或“無”），從該圖象還可以求得的物理量是__。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，MN、PQ兩平行水平導(dǎo)軌間距為l=0.5m，分別與半徑r=0.5m的相同豎直半圓導(dǎo)軌在N、Q端平滑連接，M、P端接有R=3Ω的定值電阻。質(zhì)量M=2kg的絕緣桿cd垂直靜止在水平導(dǎo)軌上，在其右側(cè)至N、Q端的區(qū)域內(nèi)充滿豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B=0.4T?，F(xiàn)有質(zhì)量m=1kg、電阻R0=1Ω的金屬桿ab，以初速度v0=12m/s水平向右與絕緣桿cd發(fā)生正碰后，進(jìn)入磁場并最終未滑出，絕緣桿cd則恰好通過半圓導(dǎo)軌最高點。不計導(dǎo)軌電阻和摩擦，金屬桿ab始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，a取10m/s2，（不考慮桿cd通過半圓導(dǎo)軌最高點以后的運動）。求：(1)桿cd通過半圓導(dǎo)軌最高點時的速度v的大小；(2)正碰后桿ab的速度v1的大??；(3)桿ab剛進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流I的大小、方向及其所受的安培力F的大?。?4)桿ab運動的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR。14．（16分）如圖7所示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R＝20cm，折射率為，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：（1）光在圓柱體中的傳播速度；（2）距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線，折射后恰經(jīng)過B點．15．（12分）如圖所示，質(zhì)量為的帶有圓弧的滑塊A靜止放在光滑的水平面上，圓弧半徑R=1.8m，圓弧的末端點切線水平，圓弧部分光滑，水平部分粗糙，A的左側(cè)緊靠固定擋板，距離A的右側(cè)S處是與A等高的平臺，平臺上寬度為L=0.5m的M、N之間存在一個特殊區(qū)域，B進(jìn)入M、N之間就會受到一個大小為F=mg恒定向右的作用力。平臺MN兩點間粗糙，其余部分光滑，M、N的右側(cè)是一個彈性卡口，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m的小滑塊B從A的頂端由靜止釋放，當(dāng)B通過M、N區(qū)域后碰撞彈性卡口的速度v不小于5m/s時可通過彈性卡口，速度小于5m/s時原速反彈，設(shè)m=1kg，g=10m/s2，求：(1)滑塊B剛下滑到圓弧底端時對圓弧底端的壓力多大？(2)若A、B間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5，保證A與平臺相碰前A、B能夠共速，則S應(yīng)滿足什么條件？(3)在滿足(2)問的條件下，若A與B共速時，B剛好滑到A的右端，A與平臺相碰后B滑上平臺，設(shè)B與MN之間的動摩擦因數(shù)0＜μ＜1，試討論因μ的取值不同，B在MN間通過的路程。

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、B【解題分析】

電子在r軌道上圓周運動時，靜電引力提供向心力所以電子的動能為所以原子和電子的總能為再由能量關(guān)系得即故選B。2、D【解題分析】

A.衰變中產(chǎn)生的射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時釋放電子，故A錯誤；B.伽利略猜想自由落體運動的速度與下落時間成正比，但不是直接用實驗進(jìn)行了驗證，故B錯誤；C.光電效應(yīng)發(fā)生條件與光的強度無關(guān)，只與入射光的頻率有關(guān)，當(dāng)用頻率大于金屬的極限頻率的入射光照射金屬時，光越強，飽和電流越大，故C錯誤，D正確；故選D。3、C【解題分析】

根據(jù)開普勒第二定律可知，從遠(yuǎn)地點到近地點衛(wèi)星做加速運動，而近地點到遠(yuǎn)地點，衛(wèi)星做減速運動，所以近地點的速度大于遠(yuǎn)地點的即根據(jù)可知，因為近地點到地心的距離小于遠(yuǎn)地點到地心的距離，即則有故選C。4、D【解題分析】

向下的勻加速運動或向上的勻減速運動時，書的加速度向下，處于失重狀態(tài)，手對書的作用力小于書的重力；向左的勻速運動時，手對書的作用力等于書的重力；向右的勻減速運動時，加速度向左，根據(jù)牛頓第二定律分析得知，手對書的作用力大于書的重力。所以向右的勻減速運動時，手對書的作用力最大，故ABC錯誤，D正確；故選D。5、C【解題分析】

AC．根據(jù)題意可知，圖乙為質(zhì)點P從此時開始的振動圖像，得出質(zhì)點向下振動，則可確定波的傳播方向為x軸負(fù)方向傳播，再由振動圖像與波動圖像可知，波速故A錯誤，C正確；B．振幅為質(zhì)點離開平衡位置的最大距離，由圖乙可知，質(zhì)點P的振幅為20cm，故B錯誤；D．周期為0.2s，經(jīng)過0.1s即半周期，質(zhì)點Q振動到波峰位置即速度為0，故D錯誤。故選C。6、B【解題分析】

AB．設(shè)甲到達(dá)B的時間為t1，追上B的時間為t2，水平面都是光滑的，A到達(dá)水平面后做勻速直線運動，設(shè)甲的速度為v，則甲在水平面上的位移①乙做勻加速直線運動，被甲追上時的速度也是v，乙的位移②聯(lián)立①②可得可知到甲剛好追上乙時，甲在水平面上和斜面上的滑行時間一定相等，故A錯誤，B正確；C．由以上的分析可知，甲的速度達(dá)到v用的時間少，所以甲在斜面上的加速度一定大于乙的加速度，故C錯誤；D．AB之間的距離所以甲從過B點至追上乙行進(jìn)的距離與AB距離之比為2，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、AC【解題分析】

應(yīng)用極限法。靜止小球受重力、外力、繩拉力，如圖。AB．當(dāng)力三角形為直角時故A正確，B錯誤；CD．當(dāng)力三角形為直角時故C正確，D錯誤。故選AC。8、BD【解題分析】試題分析：11.2km/s為第二宇宙速度，嫦娥三號在環(huán)地球軌道上的運行速度小于11.2km/s，所以A錯誤；從低軌道進(jìn)入高軌道需點火加速，故B正確；嫦娥三號在a、b兩軌道上N點，受月球引力相同，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度也相同，即a1=a2，故C錯誤；從軌道a進(jìn)入軌道b需在N點加速，所以機械能增大，即軌道b上機械能大于軌道a上的機械能，所以D正確．考點：本題考查天體運動9、AC【解題分析】

A.人下落過程只有重力做功，重力做功效果為重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，故機械能守恒，故A正確；B.當(dāng)人下落經(jīng)過距地心0.5R瞬間，其引力勢能為：根據(jù)功能關(guān)系可知：即：在地球表面處忽略地球的自轉(zhuǎn)：則聯(lián)立以上方程可以得到：故B錯誤；C.設(shè)人到地心的距離為，地球密度為，那么，由萬有引力定律可得：人在下落過程中受到的萬有引力為：故萬有引力與到地心的距離成正比，故C正確；D.由萬有引力可得：人下落到地心的過程萬有引力做功為：由于人的質(zhì)量未知，故無法求出萬有引力的功，故D錯誤；故選AC。10、AC【解題分析】

根據(jù)題意畫出A、B間只有一個波峰的所有波形如圖所示。由于波的傳播方向由A到B，可分為下列四種情形：

a圖中，λ=8m；經(jīng)過時間t=1s，質(zhì)點B第一次到達(dá)波峰，可知T=4s，則波速b圖中，λ=4m；經(jīng)過時間t=1s，質(zhì)點B第一次到達(dá)波峰，可知，則波速c圖中，λ=4m；經(jīng)過時間t=1s，質(zhì)點B第一次到達(dá)波峰，可知，則波速d圖中，；經(jīng)過時間t=1s，質(zhì)點B第一次到達(dá)波峰，可知，則波速故AC正確，BD錯誤。故選AC。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、40【解題分析】

（1）[1]打B點時，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C點時，重物下落的速度；[3]由加速度的定義式得（2）[4]由牛頓第二定律得：，解得：，代入數(shù)值解得：f=40Hz．【題目點撥】本題主要考查驗證機械能守恒定律實驗、紙帶數(shù)據(jù)分析．解決這類問題的關(guān)鍵是會根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)求出打某一點的瞬時速度、整個過程的加速度；解決本題要特別注意的是打點計時器的頻率不是經(jīng)常用的50Hz．12、鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量無滑塊質(zhì)量【解題分析】

（1）設(shè)鉤碼質(zhì)量為m，滑塊質(zhì)量為M，對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律，滑塊的加速度a=隔離對滑塊分析，可知細(xì)繩上的拉力FT=Ma=要保證繩子的拉力FT等于鉤碼的重力mg，則鉤碼的質(zhì)量m要遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M，這時有FT；（2）滑塊的加速度a=，當(dāng)s不變時，可知加速度與v2成正比，滑塊的合力可以認(rèn)為等于鉤碼的重力，滑塊的合力正比于鉤碼的質(zhì)量，所以可通過v2﹣m的關(guān)系可以間接驗證加速度與力的關(guān)系，在該實驗中，s不變，v2—m的關(guān)系圖象是一條過原點的直線，所以每次小車的釋放點無改變；因為a與F成正比，則有：，則，結(jié)合圖線的斜率可以求出滑塊的質(zhì)量M。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、（1）m/s；（2）2m/s；（3）0.1A，方向從b到a，0.02N；（4）1.5J【解題分析】

(1)cd絕緣桿通過半圓導(dǎo)軌最高點時，由牛頓第二定律有解得(2)碰撞后cd絕緣桿滑至最高點的過程中，由動能定理有解得碰撞后cd絕緣桿的速度兩桿碰撞過程動量守恒，取向右為正方向，則有解得碰撞后ab金屬桿的速度(3)桿ab剛進(jìn)入磁場時感應(yīng)電流根據(jù)右手定則