2024年湖南省浏阳一中、株洲二中等湘东五校高三物理第一学期期末调研试题含解析

2024年湖南省浏阳一中、株洲二中等湘东五校高三物理第一学期期末调研试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图所示，甲、乙两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，甲、乙间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）A．甲、乙的质量之比为1:B．甲、乙所受弹簧弹力大小之比为:C．悬挂甲、乙的细线上拉力大小之比为1:D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙的瞬时加速度大小之比为1:2、下列说法正确的是（）A．核反应前后质量并不守恒B．爱因斯坦在研究光电效应现象时提出了能量子假说C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光的强度减为原来的一半，则没有光电子飞出D．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比3、如图所示，aefc和befd是垂直于纸面向里的匀强磁场I、II的边界，磁场I、Ⅱ的磁感应强度分别为B1、B2，且B2=2B1，一质量为m、电荷量为q的带电粒子垂直边界ae从P点射入磁场I，后经f点进入磁场II，并最终从fc边界射出磁场区域．不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为（）A． B．C． D．4、一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是A．t＝0时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行B．图线b电动势的瞬时值表达式为e＝40sin()VC．线圈先后两次转速之比为2∶3D．转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同5、2019年4月10日21点，科学家发布了黑洞人马座A*的照片。黑洞强大的引力致使以3108m/s的速度传播的光都不能逃逸。已知人马座A*的直径为4400万公里，则人马座A*与地球的质量之比约为（）(可能用到的数据有：地球半径6400km；地球的环绕速度为7.9km/s；天体的逃逸速度为该天体环绕速度的倍)A．1011 B．1012 C．1013 D．10146、在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和L4是四个相同的灯泡。当在a、b两端加上瞬时值表达式为(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）A．变压器副线圈的匝数为440B．灯泡的额定电压为55VC．变压器原线圈两端电压为220VD．穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1V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、如图所示，虚线边界ab上方有无限大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一矩形金属线框底边与磁场边界平行，从距离磁场边界高度为h处由静止释放，则下列说法正确的是A．线框穿出磁场的过程中，线框中会产生顺时针方向的感应电流B．线框穿出磁场的过程中，线框受到的安培力一定一直减小C．线框穿出磁场的过程中，线框的速度可能先增大后减小D．线框穿出磁场的过程中，线框的速度可能先增大后不变8、如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为μ。从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F，外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2μ(m+M)g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（）A．木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变B．当弹簧产生弹力时，外力F的大小为μ(m+M)gC．在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等D．在外力F从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能9、如图甲、乙所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体，由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉到顶端，两次到达顶端的速度相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次F2水平向右。则两个过程中（）A．物体机械能变化量相同B．物体与斜面摩擦生热相同C．F1做的功与F2做的功相同D．F1做功的功率比F2做功的功率小10、如图所示，两光滑平行金属导轨与，其间距为，直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为。电容器接在、两端，其电容为，除电路中的电阻外，导轨和直导线的电阻均不计。现给直导线一初速度，使之向右运动，当电路稳定后，直导线以速度向右匀速运动，则（）A．电容器两端的电压为 B．电阻两端的电压为零C．电容器所带电荷量为 D．直导线所受安培力为三、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）某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻约500，实验室提供的器材有：A．电流表A（量程：0～3mA，内阻）B．定值电阻C．滑动变阻器R（0～10）D．电压表V（量程：0～10V，内阻）E．蓄电池E（电动势为12V，内阻r很小）F．开关S一个G．导线若干（1）要精确测定白炽灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的____（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量白炽灯电阻的表达式=___（用题目中给的相应字母表示），当电流表中的电流强度I=___mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为白炽灯正常工作时的电阻。12．（12分）某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为T，重力加速度大小为g。回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球离开弹簧时的动能相等。为测得，除已知物理量外，至少还需测量下列物理量中的____________（填正确答案标号）。A．小球的质量mB．C、A间距离C．C、B间距离D．A、B间距离E.弹簧的压缩量F.弹簧原长(2)用所选取的测量量和已知量表示，得___________。(3)由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。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）如图所示，在内壁光滑的细玻璃管中用水银密封一段空气柱（可视为理想气体），当玻璃管竖直放置时，水银柱高，空气柱高。现将玻璃管放在倾角为的粗糙斜面上，管口向上，玻璃管与斜面间的动摩擦因数为。已知外界温度不变，大气压强，水银的密度，重力加速度g取，假设斜面足够长，让玻璃管由静止下滑，当玻璃管与水银柱相对静止时，求玻璃管中空气柱的长度（结果保留三位有效数字）。14．（16分）彩虹的产生原因是光的色散，如图甲所示为太阳光射到空气中小水珠时的部分光路图，光通过一次折射进入水珠，在水珠内进行一次反射后，再通过一次折射射出水珠．现有一单色光束以入射角θ1＝45°射入一圆柱形玻璃砖，在玻璃砖内通过一次折射、一次反射、再一次折射射出玻璃砖，如图乙所示，已知射出光线与射入光线的夹角φ＝30°，光在真空中的速度为c，求：①该单色光的折射率；②该单色光在玻璃中传播速度的大小．15．（12分）如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长度为，容器右端中心处开有一圆孔。一定质量的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热性良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其厚度不计。开始时气体温度为，活塞与容器底部相距。现对容器内气体缓慢加热，已知外界大气压强为。求：（1）气体温度为时，容器内气体的压强；（2）气体温度为时，容器内气体的压强。

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、D【解题分析】

B．因为是同一根弹簧，弹力相等，故B错误；AC．对甲乙两个物体受力分析，如图所示甲乙都处于静止状态，受力平衡，则有对甲，对乙，代入数据得故AC错误；D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙所受合力为其重力在绳端的切向分力，根据牛顿运动定律有故D正确。故选D。2、A【解题分析】

A．由于存在质量亏损，所以核反应前后质量并不守恒，A正确；B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，B错误；C．用一束绿光照射某金属，现把这束绿光的强度减为原来的一半，因为频率不变，所以仍能发生光电效应有光电子飞出，C错误；D．在光电效应现象中，根据光电效应方程可知光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但非成正比关系，D错误。故选A。3、B【解题分析】

粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有则有粒子垂直边界ae从P点射入磁场Ⅰ，后经f点进入磁场Ⅱ，故根据几何关系可得：粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为磁场宽度d；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为磁场宽度，那么，根据几何关系可得：粒子从P到f转过的中心角为，粒子在f点沿fd方向进入磁场Ⅱ；然后粒子在磁场Ⅱ中转过，在e点沿ea方向进入磁场Ⅰ；最后，粒子在磁场Ⅰ中转过后从fc边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过，根据周期可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为故选B。4、B【解题分析】

本题考察交变电流表达式，最大值为NBSω，由此得出改变转速后的最大值，电感和电容都对交流电由阻碍作用。【题目详解】A.t＝0时刻电动势为0，故线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误；B.由图中可知，改变后的角速度为，故电动势的最大值为40V，故表达式为，B正确；C.由可知线圈先后两次转速之比为3∶2；D.中转速调整后交流电的频率发生变化，电感对交变电流的阻碍减小、电容对交变电流的阻碍增大，三个灯泡的亮度各不相同。故选B。5、B【解题分析】

设地球的质量为m，半径用r表示，则地球的环绕速度可表示为；黑洞的逃逸速度为c，设人马座A*的质量为M，半径用R表示，则有带入数据，人马座A*与地球的质量之比故ACD错误，B正确。故选B。6、B【解题分析】

A．四个灯泡均正常发光，说明变压器原、副线圈中的电流相同，根据可得变压器副线圈的匝数故A错误；BC．a、b两端电压的有效值V=220V设每个灯泡的额定电压为U0，原线圈两端电压为U1，则有U=2U0+U1结合可得U0=55V，U1=110V故B正确，C错误；D．原线圈两端电压的最大值V根据法拉第电磁感应定律有，解得穿过原线圈的磁通量变化率的最大值为V故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、AD【解题分析】

A．线框穿出磁场的过程中，线框内磁通量减小，由楞次定律可知，线框中会产生顺时针方向的感应电流，故A正确；B．线框穿出磁场的过程中，线框所受安培力若大于重力，则线框做减速运动，受到的安培力减小，线框所受安培力若小于重力，则线框做减加速运动，受到的安培力增大，故B错误；CD．线框穿出磁场的过程中，线框所受安培力若小于重力，则线框做加速运动，速度增大，产生的感应电流增大，所受安培力增大，当安培力增大到等于重力时，做匀速运动，不会出现速度先增大后减小的情况，故C错误D正确。故选：AD。8、AB【解题分析】

A．当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有F=(m+M)aFf=ma得Ff=Ff与F成正比，当Ff增大到等于μmg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故A正确；B．当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大Ff=μmg可得F=μ(m+M)g故B正确；C．当F达最大时，有2μ(m+M)g=(m+M)a′μmg+F′=ma′得F′=μmg所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到μmg，但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；D．弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错误。故选AB。9、AD【解题分析】

A．两个过程中，物体的末速度相同，动能相同，则动能的变化量相同，物体上升相同的高度，重力势能变化量相同，所以物体的机械能变化量相同，故A正确；B．由图分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，故物体与斜面的摩擦力产热不相同，故B错误；C．根据动能定理得解得第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，则F1做的功比F2做的少，故C错误；D．根据知x、v相同，则t相同，而F1做的功小于F2做的功，根据可知F1做功的功率比F2做功的功率小，故D正确。故选AD。10、ABC【解题分析】

AB．当直导线匀速向右运动时，直导线切割磁感线产生的感应电动势为电路稳定后，电容器两极板间的电压电容器既不充电也不放电，电路中无电流，电阻两端无电压，故A、B正确；C．电容器所带电荷量为故C正确；D．电路稳定后，直导线中无电流，根据可知直导线不受安培力，故D错误；故选ABC。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、（1）C（2）（3）1.5【解题分析】

（1）[1]要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻，需测量白炽灯灯两端的电压和通过白炽灯灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量白炽灯两端的电压，可以将电流表A与定值电阻串联改装为电压表测量电压；白炽灯正常工作时的电流约为左右，电流表的量程较小，电流表不能精确测量电流，可以用电压表测量总电流，约：；因为滑动变阻器阻值远小于白炽灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。所以电路图选取C.（2）[2]根据欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I(R1+RA)，通过灯泡的电流为：，所以白炽灯正常工作时的电阻为：；[3]改装后的电压表内阻为：RV=1985+15Ω=2000Ω，则当I=1.5mA时，白炽灯两端的电压为3V，达到额定