西南大学附中2024学年高三物理第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析

西南大学附中2024学年高三物理第一学期期末学业水平测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、下列说法正确的是（）A．光子没有质量，所以光子虽然具有能量，但没有动量B．玻尔认为，原子中电子的轨道是量子化的，能量也是量子化的C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会缩短放射性元素的半衰期D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象称为质量亏损2、如图所示，一质量为m的重物，在塔吊电动机的拉力下，由静止开始向上以加速度做匀加速直线运动，当重物上升到高度h、重物速度为时塔吊电动机功率达到额定功率，此时立刻控制电动机使重物做加速度大小为的匀减速直线运动直到速度减到零，重力加速度为g，不计一切摩擦，关于此过程的说法正确的是（）A．重物匀减速阶段电动机提供的牵引力大小为B．重物匀加速阶段电动机提供的牵引力大小为C．计算重物匀加速阶段所用时间的方程为D．假设竖直方向足够长，若塔吊电动机以额定功率启动，速度就是其能达到的最大速度3、一颗人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速率为v，角速度为ω，加速度为g，周期为T．另一颗人造地球卫星在离地面高度为地球半径的轨道上做匀速圆周运动，则（）A．它的速率为 B．它的加速度为C．它的运动周期为T D．它的角速度也为ω4、天津市有多条河流，每条河流需要架设多座桥梁。假如架设桥梁的每一个桥墩有两根支柱，每根支柱都是用相同横截面积的钢筋混凝土铸造。按照下列角度设计支柱，能使支柱的承重能力更强的是A． B． C． D．5、如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个可以看做质点的物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（）A．如果橡皮筋的自然长度等于OA，物体所受地面的摩擦力变大B．如果橡皮筋的自然长度等于OA，物体所受地面的支持力变小C．如果橡皮筋的自然长度小于OA，物体所受地面的摩擦力变大D．如果橡皮筋的自然长度小于OA，物体所受地面的支持力变小6、下列说法正确的是（）A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C．阴极射线和β射线都是电子流，都源于核外电子D．天然放射现象中放射出的α、β、γ射线都能在磁场中发生偏转二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机内的矩形线圈面积为S=0.2m2、匝数为N=100匝、电阻为r=5.0Ω，线圈所处的空间是磁感应强度为B=T的匀强磁场，发电机正常供电时线圈的转速为n=r/min．如图所示是配电原理示意图，理想变压器原副线圈的匝数比为5︰2，R1=5.0Ω、R2=5.2Ω，电压表电流表均为理想电表，系统正常运作时电流表的示数为I=10A，则下列说法中正确的是A．交流电压表的示数为720VB．灯泡的工作电压为272VC．变压器输出的总功率为2720WD．若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大8、图甲、图乙为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样。图甲条纹间距明显大于图乙，比较两次实验A．若光屏到双缝的距离相等，则图甲对应的波长较大B．若光源、双缝间隙相同，则图甲光屏到双缝的距离较大C．若光源、光屏到双缝的距离相同，则图甲双缝间隙较小D．图甲的光更容易产生明显的衍射现象9、2012年6月9日晚，受沿线焚烧秸秆产生的烟雾影响，宁洛高速安徽省蒙城段发生多起多点车辆追尾事故，假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0＝30m/s，距离s0＝100m，t＝0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间的变化如图甲、乙所示，取运动方向为正方向，下列说法正确的是（）A．t＝6s时两车速度相等 B．t＝6s时两车距离最近C．0～6s内两车位移之差为90m D．两车在0～9s内会相撞10、2019年4月10日晚，数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜(EHT)”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量M和半径R的关系为，其中c为光速，G为引力常量．若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为v，轨道半径为r，则可知()A．该黑洞的质量M＝B．该黑洞的质量M＝C．该黑洞的半径R＝D．该黑洞的半径R＝三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。则：(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝_______。(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________。(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_______。A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度12．（12分）某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源的电动势及电阻和的阻值。实验器材有：待测电源（不计内阻），待测电阻，待测电阻，电压表V（量程为，内阻很大），电阻箱（阻值范围为），单刀单掷开关，单刀双掷开关，导线若干。（1）先测电阻的阻值。请将该同学的操作补充完整：A．闭合开关，将开关连接触点，读出电压表示数；B．闭合开关，将开关连接触点，调节电阻箱，使电压表的示数仍为，同时读出电阻箱的示数；C．由A、B知电阻__________。（2）继续测电源的电动势和电阻的阻值，该同学的做法是：闭合开关，将开关连接触点，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电压表示数。由测得的数据，绘出了如图乙所示的图线，则电源电动势__________（保留三位有效数字），电阻__________（保留两位有效数字）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；（3）当L=0.75m时，B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。14．（16分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．15．（12分）某工地一传输工件的装置可简化为如图所示的情形，为一段足够大的圆弧固定轨道，圆弧半径，为水平轨道，为一段圆弧固定轨道，圆弧半径，三段轨道均光滑.一长为、质量为的平板小车最初停在轨道的最左端，小车上表面刚好与轨道相切，且与轨道最低点处于同一水平面.一可视为质点、质量为的工件从距轨道最低点高处沿轨道自由滑下，滑上小车后带动小车也向右运动，小车与轨道左端碰撞（碰撞时间极短）后即被粘在处.工件只有从轨道最高点飞出，才能被站在台面上的工人接住.工件与小车间的动摩擦因数为，重力加速度取.当工件从高处静止下滑，求：（1）工件到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；（2）工件滑上小车后，小车恰好到达处时与工件共速，求之间的距离；（3）若平板小车长，工件在小车与轨道碰撞前已经共速，则工件应该从多高处下滑才能让台面上的工人接住？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解题分析】

A．光子具有能量，也具有动量，A项错误；B．玻尔认为，原子中电子的轨道是量子化的，能量也是量子化的，B项正确；C．元素的半衰期不会因为高温而改变，C项错误；D．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，D项错误。故选B。2、B【解题分析】

A．根据牛顿第二定律，重物匀减速阶段A错误；B．重物在匀加速阶段B正确；C．匀加速阶段，电动机功率逐渐增大，不满足，选项C错误；D．假设竖直方向足够长，若塔吊电动机以额定功率启动，能达到的最大速度选项D错误。故选B。3、B【解题分析】

A、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：，R为地球半径，M为地球质量，v为卫星的速率．研究另一个卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：，联立解得：v′=v，故A错误；B、忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力：mg，可得：g=，即：g′=，故B正确；C、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：，解得：T=2π，另一个卫星的周期：T′=2π≠T，故C错误；D、地面附近的卫星的周期与另一个卫星的周期不等，根据ω=得它们的角速度也不等，故D错误。故选B。4、A【解题分析】

依据受力分析，结合矢量的合成法则，及两力的合力一定时，当两分力夹角越大，则分力越大，夹角越小时，则分力越小，从而即可求解。【题目详解】由题意可知，两根支柱支撑相同的质量的桥梁，即两个力的合力是一定，当两个力的夹角越大时，则分力也越大，当两个力的夹角越小时，则分力也越小，能使支柱的承重能力更强的是，即使支柱支撑的力要小，故A正确，故BCD错误；故选A。【题目点拨】考查矢量的合成法则，掌握两力的合成，当合力一定时，两分力大小与夹角的关系，同时理解能使支柱的承重能力更强，不是支柱支撑的力最大，而要最小的。5、C【解题分析】

AB．设开始时A离地面的高度为L，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为保持不变，因f=μN，故摩擦力也保持不变，故AB错误；CD．设开始时A离地面的高度为L，橡皮筋的自然长度比OA小x，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为由于变大，则物体对地面的压力变大，因f=μN，故摩擦力变大，故C正确，D错误。故选C。6、B【解题分析】

A．半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件无关，A错误；B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应（热核反应），B正确；C．阴极射线是核外电子，β射线是原子核内中子转化为质子时放出的电子，C错误；D．三种射线中γ射线（高频电磁波）不带电，所以不能在磁场中发生偏转，D错误。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CD【解题分析】

（1）根据求出电动势的有效值（2）根据闭合回路欧姆定律求出原线圈的电压（3）利用及求出副线圈的电压（4）根据电路结构求电动机的输出功率【题目详解】A、根据题意电流表的示数为10A，根据解得原线圈的电流为4A，线圈在磁场中产生电动势的有效值为,则电压表的读数为，故A错；BC、原线圈的电压为根据可以求出副线圈上的电压为，所以副线圈上的功率为此时灯泡上的电压为故B错；C对D、把发电机外的所有用电器等效为一个电阻为R的电阻，根据题意可知，若负载电路的灯泡增多，则等效电阻R减小，根据电源输出功率与电阻之间关系的函数图像可知，此时发电机的输出功率会增大，故D对；故选CD【题目点拨】此题比较复杂，对于原线圈中有用电器的变压器问题来说，一般做题的方向是利用前后功率相等来求解的．8、BC【解题分析】

A．甲光的条纹间距大，光屏到双缝的距离相等，由于双缝间的距离未知，故无法比较波长的大小，A错误；B．若光源、双缝间隙相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知d以及波长相等，图甲的条纹间距大，则图甲光屏到双缝的距离大，B正确；C．若光源、光屏到双缝的距离相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知L以及波长相等，图甲的条纹间距大，则图甲双缝的间距小，C正确；D．因为波长大小未知，故无法比较哪个光发生明显的衍射，D错误。故选BC。9、ABC【解题分析】

AB．由加速度图象可画出两车的速度图象，如图所示由图象可知，t=6s时两车等速，甲车在前，乙车在后，故速度相等时，两车相距最近，故AB项正确；C．图中阴影部分面积为0～6s内两车位移之差：故C项正确；D．6s时，甲乙两车的位移之差为90m，小于100m，没有相撞，9s时位移之差小于90m，则不会相撞，故D错误．10、BC【解题分析】

AB.设黑洞的质量为，环绕天体的质量为，根据万有引力提供环绕天体做圆周运动的向心力有：，化简可得黑洞的质量为，故B正确，A错误；CD.根据黑洞的质量和半径的关系，可得黑洞的半径为，故C正确，D错误．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、CBC【解题分析】

(1)[1]木板做初速度为零的匀加速直线运动，根据得解得即木板的加速度为。(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以当时，木板才产生加速度，即图线不过原点，与横轴有交点，AB错误；CD．据题意，木板受到的滑动摩擦力为，对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有联立解得其中m为矿泉水瓶的质量，M为木板的质量根据函数斜率和截距的概念可知，当时，近似不变，即图像的斜率不变，当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后变小，即图像向下弯曲，C正确D错误。故选C。(3)[3]A．木板与桌面间的正压力以及动摩擦因数不变，所以加水的方法不改变滑动摩擦力的大小，A错误；BC．缓慢向瓶中加水，拉力是连续增大，而挂钩码时拉力不是连续增大的，所以可以更方便地获取多组实验数据，比较精确地测出摩擦力的大小，BC正确；D．由于加速度越大需要水的质量越大，而水的质量越大时图象的斜率越小，实验的精确度会越小，D错误。故选BC。12、1.436.0【解题分析】

（1）[1]由电路的特点可知，在电压表的示数不变的情况下，对应的电阻应不变。电阻箱的示数即为电阻的阻值，即（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律有所以有由此式可知图线的纵轴截距为斜率解得，四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1），；（2）；（3）【解题分析】

（1）设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为，以向右为正方向，由动量守恒定律：①两物块获得的动量之和为：②联立①②式并代入数据得：（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为加速度为③