2024年廣東省揭陽市普寧市物理高三第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題含解析

2024年廣東省揭陽市普寧市物理高三第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測試試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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，是半圓弧，為圓心，為半圓弧的最高點(diǎn)，，、、處各有一垂直紙面的通電直導(dǎo)線，電流大小均為，長度均為，和處通電直導(dǎo)線的電流方向垂直紙面向外，處通電直導(dǎo)線的電流方向垂直紙面向里，三根通電直導(dǎo)線在點(diǎn)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，則處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）A． B． C． D．02、如圖所示，“娃娃機(jī)”是指將商品陳列在一個透明的箱內(nèi)，其上有一個可控制的抓取玩具的機(jī)器手臂的機(jī)器，使用者要憑自己的技術(shù)操控手臂，以取到自己想要的玩具。不計空氣阻力，關(guān)于“娃娃機(jī)”，下列說法正確的是（）A．玩具從機(jī)械爪處自由下落時，玩具的機(jī)械能守恒B．機(jī)械爪抓到玩具勻速水平移動時，玩具的動能增加C．機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時，玩具的機(jī)械能守恒D．機(jī)械爪抓到玩具加速上升時，機(jī)械爪做的功等于玩具重力勢能的變化量3、如圖所示，理想變壓器的原線圈兩端接在交流電源上，電壓有效值為U。理想電壓表接在副線圈兩端，理想電流表接在原線圈電路中，有三盞相同的燈泡接在副線圈電路中。開始時開關(guān)S閉合，三盞燈都亮?，F(xiàn)在把開關(guān)S斷開，三盞燈都沒有燒毀，則下列說法正確的是（）A．電流表和電壓表的示數(shù)都不變B．燈變暗C．燈變暗D．電源消耗的功率變大4、一顆人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速率為v，角速度為ω，加速度為g，周期為T．另一顆人造地球衛(wèi)星在離地面高度為地球半徑的軌道上做勻速圓周運(yùn)動，則（）A．它的速率為 B．它的加速度為C．它的運(yùn)動周期為T D．它的角速度也為ω5、如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，對B施加一水平向左的推力F，使A、B保持相對靜止向左做勻速直線運(yùn)動，則B對A的作用力大小為(重力加速度為g)()A．mg B．mgsinθ C．mgcosθ D．06、一開口向下導(dǎo)熱均勻直玻璃管，通過細(xì)繩懸掛在天花板上，玻璃管下端浸沒在固定水銀槽中，管內(nèi)外水銀面高度差為h，下列情況中能使細(xì)繩拉力增大的是（）A．大氣壓強(qiáng)增加B．環(huán)境溫度升高C．向水銀槽內(nèi)注入水銀D．略微增加細(xì)繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移二、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、在星球M上一輕彈簧豎直固定于水平桌面，物體P輕放在彈簧上由靜止釋放，其加速度a與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖P線所示。另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣過程，其加速度a與彈簧壓縮量x的關(guān)系如Q線所示，下列說法正確的是（）A．同一物體在M星球表面與在N星球表面重力大小之比為3：1B．物體P、Q的質(zhì)量之比是6：1C．M星球上物體R由靜止開始做加速度為3a0的勻加速直線運(yùn)動，通過位移x0時的速度為D．圖中P、Q下落的最大速度之比為8、水平圓盤A、B以齒輪咬合傳動，B盤為主動轉(zhuǎn)盤，A盤半徑為B盤半徑的2倍。在A、B兩盤上分別放置兩個相同的物塊P、Q，它們到圓盤中心的距離相等，均為。物塊與圓盤的最大靜摩擦力為物塊所受重力的倍，重力加速度大小為。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A．圓盤A、B轉(zhuǎn)動的角速度相等B．P、Q不發(fā)生滑動時，所受的摩擦力始終不相等C．當(dāng)A盤的角速度增大至某一值時，P、Q同時開始滑動D．當(dāng)A盤的角速度時，Q所受摩擦力的大小等于9、一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，此時波剛好傳播到x=5m處的M點(diǎn)，再經(jīng)時間=1s，在x=10m處的Q質(zhì)點(diǎn)剛好開始振動。下列說法正確的是____。A．波長為5mB．波速為5m/sC．波的周期為0.8sD．質(zhì)點(diǎn)Q開始振動的方向沿y軸正方向E.從t=0到質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰的過程中，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為80cm10、下列說法正確的是________。A．液體表面張力與浸潤現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)B．用熵的概念表示熱力學(xué)第二定律：在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的熵不會增加C．晶體在物理性質(zhì)上可能表現(xiàn)為各向同性D．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的E.熱量可以從低溫物體傳給高溫物體三、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）在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過加減小車中砝碼改變小車和砝碼的總質(zhì)量M（含拉力傳感器），加減砂桶中砂子改變砂桶和砂子的總質(zhì)量m，用拉力傳感器測出輕繩的拉力大小F。(1)用此裝置探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。(2)用此裝置探究加速度與力的關(guān)系時，___________（填“需要”或“不需要”）滿足Mm。(3)用此裝置探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，保持m不變，且已平衡摩擦力，當(dāng)小車和砝碼的總質(zhì)量較小時，可能不滿足Mm的情況，此時加速度a與的關(guān)系圖像正確的是___________。A．B．C．D．12．（12分）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“探究合力做的功與動能改變量之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他們將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn)，并用重物通過細(xì)線拉帶有遮光條的小車，然后保持小車和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點(diǎn)到光電門的距離（s）進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時要求小車每次都從靜止釋放。（1）用螺旋測微器測量遮光條的寬度，其示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度________mm。（2）為了減小誤差，實(shí)驗(yàn)時需要進(jìn)行的操作是________。A．將水平軌道上的A端墊高適當(dāng)?shù)母叨龋云胶饽Σ亮．使重物的質(zhì)量m遠(yuǎn)大于小車及遮光條的總質(zhì)量MC．調(diào)節(jié)水平軌道左端滑輪的高度（3）某次實(shí)驗(yàn)中，測得小車及遮光條的質(zhì)量M=1kg，光電門記錄小車通過的時間，則在此次實(shí)驗(yàn)中小車及遮光條增加的動能為________J（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）。（4）實(shí)驗(yàn)中利用________計算拉力對小車做的功W在方格紙上做出圖像（是小車和重物動能之和），如圖所示。由圖像可以看出總是略大于W，造成這種現(xiàn)象的原因是________________________。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，絕熱氣缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細(xì)管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）．初始時，封閉氣體溫度為T，活塞距離氣缸底部為h0，細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差．已知水銀密度為ρ，大氣壓強(qiáng)為P0，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g，求:(1)U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；(2)通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降，求此時的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化．14．（16分）據(jù)報道，我國華中科技大學(xué)的科學(xué)家創(chuàng)造了脈沖平頂磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度超過60T的世界紀(jì)錄，脈沖平頂磁場兼具穩(wěn)態(tài)和脈沖兩種磁場的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的強(qiáng)度且在一段時間保持很高的穩(wěn)定度。如圖甲所示，在磁場中有一匝數(shù)n=10的線圈，線圈平面垂直于磁場，線圈的面積為S=4×10-4m2，電阻為R=60Ω。如圖乙為該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律，設(shè)磁場方向向上為正，求：(1)t=0.5×10-2s時，線圈中的感應(yīng)電動勢大??；(2)在0~2×10-2s過程中，通過線圈橫截面的電荷量；(3)在0~3×10-2s過程中，線圈產(chǎn)生的熱量。15．（12分）二十世紀(jì)初，盧瑟福進(jìn)行粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，改變了人們對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。(1)如圖1所示，有兩個粒子均以速度射向金原子，它們速度方向所在的直線都不過金原子核中心。請在圖1中分別畫出兩個粒子此后的運(yùn)動軌跡示意圖；(2)如圖2所示，一個粒子以速度射向金原子，速度方向所在直線過金原子核中心。由于金原子受到周邊其他金原子的作用，可將粒子與一個金原子核的作用等效為與一個靜止的、質(zhì)量非常大的粒子發(fā)生彈性碰撞。請推導(dǎo)說明粒子與金原子核作用后速度的大小和方向；(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（超過90°）。盧瑟福根據(jù)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。為了研究問題的方便，可作如下假設(shè)：①將粒子視為質(zhì)點(diǎn)，金原子視為球，金原子核視為球體；②金箔中的金原子緊密排列，金箔厚度可以看成很多單原子層并排而成；③各層原子核前后不互相遮蔽；④大角度偏轉(zhuǎn)是粒子只與某一層中的一個原子核作用的結(jié)果。如果金箔厚度為L，金原子直徑為，大角度偏轉(zhuǎn)的粒子數(shù)占總粒子的比例為，且。a.請估算金原子核的直徑；b.上面的假設(shè)做了很多簡化處理，這些處理會對金原子核直徑的估算產(chǎn)生影響。已知金箔的厚度約，金原子直徑約，金原子核直徑約。請對“可認(rèn)為各層原子核前后不互相遮蔽”這一假設(shè)的合理性做出評價。

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、C【解題分析】

根據(jù)右手螺旋定則畫出A、C、D各通電直導(dǎo)線在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度，如圖所示。將分解到水平和豎直兩個方向上，并分別在兩個方向合成，則水平方向的合矢量豎直方向的合矢量所以O(shè)點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小故選C。2、A【解題分析】

A．在沒有空氣阻力的情況下，玩具從機(jī)器手臂處自由落下時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，沒有能量的損失，即玩具的機(jī)械能守恒，故A正確；B．機(jī)器手臂抓到玩具水平勻速運(yùn)動時，玩具的質(zhì)量和速度均不變，則動能不變，故B錯誤；C．機(jī)器手臂抓到玩具勻速上升時，動能不變，重力勢能增大，所以玩具的機(jī)械能變大，故C錯誤；D．機(jī)器手臂抓玩具加速上升時，動能和重力勢能均變大，所以手臂做的功等于玩具重力勢能與動能的增大量之和，故D錯誤。故選A。3、B【解題分析】

A．S斷開，副線圈負(fù)載電阻增大，而電壓由初級電壓和匝數(shù)比決定，則U2不變，原、副線圈中的電流都減小，選項A錯誤；BC．副線圈中電流減小，兩端電壓減小、兩端電壓增大，燈變暗、燈變亮，選項B正確，C錯誤；D．減小，則減小，電源的功率減小，選項D錯誤。故選B。4、B【解題分析】

A、研究地面附近的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力：，R為地球半徑，M為地球質(zhì)量，v為衛(wèi)星的速率．研究另一個衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力：，聯(lián)立解得：v′=v，故A錯誤；B、忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬有引力等于重力：mg，可得：g=，即：g′=，故B正確；C、研究地面附近的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力：，解得：T=2π，另一個衛(wèi)星的周期：T′=2π≠T，故C錯誤；D、地面附近的衛(wèi)星的周期與另一個衛(wèi)星的周期不等，根據(jù)ω=得它們的角速度也不等，故D錯誤。故選B。5、A【解題分析】

A向左做勻速直線運(yùn)動，則其所受合力為零，對A受力分析可知，B對A的作用力大小為mg，方向豎直向上，故A正確。故選A。6、A【解題分析】

管內(nèi)密封氣體壓強(qiáng)繩子的拉力等于S表示試管的橫截面積，要想拉力增大，則必須使得玻璃管內(nèi)部的液面高度上升，當(dāng)增大，則h增大；溫度升高，氣體體積增大，對外膨脹，h減??；向水銀槽內(nèi)注入水銀或者略微增加細(xì)繩長度，使玻璃管位置相對水銀槽下移，都使得h下降，故A正確，B、C、D錯誤；故選A。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．分析圖象可知，彈簧壓縮量為零時，物體只受重力作用，加速度為重力加速度，則物體在M星球表面的重力加速度：，在N星球表面的重力加速度：，則同一物體在M星球表面與在N星球表面重力大小之比為3：1，故A正確；B．分析物體的受力情況，加速度為零時，重力和彈簧彈力平衡，根據(jù)平衡條件可得，解得故B錯誤；C．M星球上，物體R由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，加速度為3a0，通過位移x0，根據(jù)速度—位移公式可知速度為，故C錯誤；D．根據(jù)動能定理可知，合外力做功等于動能變化，即根據(jù)圖象的面積可得，動能之比結(jié)合前面的分析則最大速度之比故D正確。故選AD。8、BD【解題分析】

A．圓盤A、B邊緣線速度相同，由得①故A錯誤；BC．物塊滑動前有結(jié)合①式知所受靜摩擦力大，兩物塊最大靜摩擦力均為。增大則所需向心力增大，則先達(dá)到最大靜摩擦力，開始滑動，故B正確，C錯誤；D．P、Q兩物塊開始滑動時有解得臨界角速度結(jié)合①式知，當(dāng)時，故此時所受摩擦力大小等于，故D正確。故選BD。9、BCE【解題分析】

A．由波形圖可知，波長為4m，選項A錯誤；B．再經(jīng)時間=1s，在x=10m處的Q質(zhì)點(diǎn)剛好開始振動，則波速選項B正確；C．波的周期為選項C正確；D．質(zhì)點(diǎn)M開始振動的方向沿y軸負(fù)方向，則質(zhì)點(diǎn)Q開始振動的方向也沿y軸負(fù)方向，選項D錯誤；E．質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰的時間從t=0開始到質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，質(zhì)點(diǎn)M振動的時間為1.6s=2T，則通過的路程為8A=80cm，選項E正確。故選BCE。10、ACE【解題分析】

A．液體的表面張力是分子力作用的表現(xiàn)，外層分子較為稀疏，分子間表現(xiàn)為引力；浸潤現(xiàn)象也是分子力作用的表現(xiàn)，故A正確；B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減少，故B錯誤；C．單晶體因排列規(guī)則其物理性質(zhì)為各向異性，而多晶體因排列不規(guī)則表現(xiàn)為各向同性，故C正確；D．?dāng)U散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運(yùn)動的結(jié)果，不是對流形成的，故D錯誤；E．熱量不能自發(fā)的從低溫物體傳給高溫物體，但在引起其它變化的情況下可以由低溫物體傳給高溫物體，故E正確。故選ACE。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、需要不需要D【解題分析】

(1)[1]．在探究“加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用此裝置探究“加速度與質(zhì)量”的關(guān)系時，需要平衡摩擦力，否則繩子的拉力大小就不等于小車的合力；

(2)[2]．用此裝置探究“加速度與力”的關(guān)系時，不需要滿足M?m，因?yàn)槔K子的拉力通過力傳感器來測量的；

(3)[3]．用此裝置探究“加速度與質(zhì)量”的關(guān)系，保持m不變，當(dāng)小車和砝碼的總質(zhì)量較小時，但仍不滿足M?m的情況時，雖然控制F不變，但改變小車的質(zhì)量過程中，繩子的拉力會明顯減小的，因此a與的圖象斜率減小，故ABC錯誤，D正確。12、4.700AC2.76平衡摩擦力過度【解題分析】

（1）[1]螺旋測微器的精確度為0.01mm，主尺的讀書為，讀數(shù)為。（2）[2]AB．本實(shí)驗(yàn)研究小車受到的合力對小車所做的功與小車動能的改變量之間的關(guān)系，可認(rèn)為小車受到的合力與重物的重力大小相等，故需要平衡摩擦力，且滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和遮光條的總質(zhì)量，B錯誤A正確；C．需調(diào)節(jié)水平軌道左端滑輪的高度，使連接光電門的細(xì)線與軌道平行，C正確。故選AC。（3）[3]小車及遮光條經(jīng)過光