吉林省长春市文曲星名校2024年物理高三上期末检测试题含解析

吉林省长春市文曲星名校2024年物理高三上期末检测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、下列关于天然放射现象的叙述中正确的是（）A．人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的B．衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子C．一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变D．α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强2、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3、下列关于原子核的说法正确的是（）A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力B．原子核衰变放出的三种射线中，粒子的穿透能力最强C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能4、如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h.已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能Ek、势能Ep与上升高度h之间关系的图象是()A．B．C．D．5、如图(a)，R为电阻箱，A为理想电流表，电源的电动势为E，内阻为r。图(b)为电源的输出功率P与A示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2。则A．I1＋I2＞ B．I1＋I2＜ C．I1＋I2＝ D．I1＝I2＝6、水平地面上的物体由静止开始竖直向上运动，在运动过程中，物体的动能Ek与位移x的关系图像如图所示，则满足机械能守恒的阶段是（）A．0～h B．h～2h C．2h～3h D．3h～5h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，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为1：2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．电流表的示数约为 B．电压表的示数约为C．原线圈的输入功率为 D．副线圈输出的交流电的频率为8、在一颗半径为地球半径0.8倍的行星表面，将一个物体竖直向上抛出，不计空气阻力．从抛出开始计时，物体运动的位移随时间关系如图（可能用到的数据：地球的半径为6400km，地球的第一宇宙速度取8km/s，地球表面的重力加速度10m/s2，则A．该行星表面的重力加速度为8m/s2B．该行星的质量比地球的质量大C．该行星的第一宇宙速度为6.4km/sD．该物体落到行星表面时的速率为30m/s9、如图所示，劲度数为的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4．物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为．则（）A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B．撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为C．物体做匀减速运动的时间为D．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为10、如图所示，在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在O点，另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球（可视为质点），初始时小球静止在电场中的a点，此时细绳拉力为2mg，g为重力加速度。若小球在a点获得一水平初速度va，使其恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则（）A．电场强度为，方向竖直向上B．a、O两点的电势差Uao=C．初速度va=D．小球在竖直面内做匀速圆周运动三、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）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A、B为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和，当地的重力加速度为g。(1)用20分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙所示，则______cm；(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____A．用天平测出小球的质量B．测出小球到光电门A的竖直高度C．A、B光电门中点间的竖直高度(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度________。（使用、、和表示）12．（12分）某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：（1）在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据并作出图象如图甲所示.由图象，你得出的结论为____________（2）物体受到的合力大约为______（结果保留三位有效数字）（3）保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出a-F关系的点迹如图乙所示.经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是______A．轨道与水平方向夹角太大B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势四、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，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长L=85cm的气体,气体的热力学温度T1=300K，现在活塞上缓慢加入细沙，直到活塞下降20cm为止，外界大气压强P0=75cmHg，g=10m/s2。（i）求活塞下降20cm时，封闭气体的压强；（ii）保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，求活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。14．（16分）如图所示，绝缘轨道CDGH位于竖直平面内，圆弧段DG的圆心角为θ=37°，DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点，CD段粗糙，DGH段光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为E=1×104N/C、水平向右的匀强电场中。一质量m=4×10-3kg、带电量q=+3×10-6C的小滑块在C处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零。已知CD段长度L=0.8m，圆弧DG的半径r=0.2m；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。求：（1）滑块在GH段上的加速度；（2）滑块与CD段之间的动摩擦因数µ；（3）滑块在CD段上运动的总路程。某同学认为：由于仅在CD段上有摩擦损耗，所以，滑块到达P点速度减为零后将不再运动，在CD段上运动的总路程为L+=1.2m。你认为该同学解法是否合理？请说明理由，如果错误，请给出正确解答。15．（12分）如图，一固定的水平气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的横截面积为S，小活塞的横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l，气缸外大气压强为p0，温度为T，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为2T，活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小为F且保持不变。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢向右移动，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，则：(1)请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？(2)在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？(3)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？

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、C【解题分析】

A．天然放射现象是原子核内部变化产生的，人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从贝克勒尔发现天然放射现象开始的，故A错误；B．衰变的实质方程为，是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，故B错误；C．原子核的半衰期是由自身的结构决定的，与物理条件(温度、压强)和化学状态(单质、化合物)均无关，则对原子核施加压力、提高温度时，其半衰期不变，故C正确；D．α、β、γ三种射线中，γ射线穿透能力最强(主要看射线具有的能量)，α射线电离作用最强(从射线自身的带电情况衡量)，故D错误。故选C。2、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。3、D【解题分析】

A．核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，故A错误；B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，故B错误；C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，故C错误；D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损，一定会放出核能，故D正确。故选D。4、D【解题分析】本题考查动能、势能、机械能有关知识，势能Ep="mgh"势能与高度成正比，上升到最大高度H时，势能最大，A错；由能量守恒，机械损失，克服摩擦力做功，转化为内能，上升过程E＝E0-mgcosh/sin="E0-"mgh/tan,下行时，E=mgH-mg(H-h)/tan,势能E与高度h为线性关系，B错；上行时，动能EK=EK0-(mgsin+mgcos)h/cos下行时EK=(mgsin-mgcos)（H-h）/cos动能EK高度h是线性关系，C错，D正确5、C【解题分析】

电源的输出功率：P=EI−I2r则：整理得：A.I1＋I2＞。与上述结论不符，故A错误；B.I1＋I2＜。与上述结论不符，故B错误；C.I1＋I2＝。与上述结论相符，故C正确；D.I1＝I2＝。与上述结论不符，故D错误。6、C【解题分析】

0-h阶段，动能增加量为2mgh，重力势能的增加量为mgh，所以机械能增加了3mgh；h-2h阶段，动能不变，重力势能增加mgh，所以机械能不守恒；2h-3h阶段，重力势能增加mgh，动能减小mgh，所以机械能守恒；3h-5h阶段，重力势能增加2mgh，动能减小mgh，机械能增加，ABD错误，不符合题意；C正确，符合题意。故选C。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、BC【解题分析】

AB．由题意可知变压器输入电压的有效值，由可知，副线圈两端电压电压表的示数为；通过电阻的电流由得电流表的示数为4A，故A错误，B正确；C．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率故C正确；D．交流电的频率变压器不改变交流电的频率，故D错误。故选BC。8、AC【解题分析】

A．由图读出，物体上升的最大高度为：h=64m，上升的时间为：t=4s。对于上升过程，由可得选项A正确；B．根据可得则该行星的质量比地球的质量小，选项B错误；C．根据可得则则该行星的第一宇宙速度为选项C正确；D．该物体落到行星表面时的速率为故D错误；故选AC。9、BD【解题分析】

A．撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，A错误；B．刚开始时，由牛顿第二定律有：解得：B正确；C．由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律得：将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则：联立解得：，C错误；D．当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有解得，所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为：D正确。故选BD。10、AC【解题分析】

A．小球静止在点时，由共点力平衡得解得方向竖直向上，故A正确；B．在匀强电场中，点电势比点低，根据电势差可知、两点电势差为故B错误；CD．小球从点运动到点，由于重力和电场力做功，不可能做匀速圆周运动，设到点速度大小为，由动能定理得小球做圆周运动恰好通过点时，由牛顿第二定律得联立解得故C正确，D错误；故选AC。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、1.025C【解题分析】

(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm，所以小球直径=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的重力势能等于增加的动能，则即所以不需要测量小球的质量。研究的过程是小球在两光电门之间的能量变化，需要A、B光电门中点间的竖直高度。故AB错误，C正确。(3)[3]由以上分析可知，如果满足，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒。而即(4)[4]根据匀变速运动的速度时间关系，有得12、在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比0.150N至0.160N之间均对BC【解题分析】

(1)[1]由图象，得出在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。(2)[2]由牛顿第二定律得，即图线的斜率等于小车所受的合外力，大小为(3)[3]AB．拉力不为零时，加速度仍为零，可能有平衡摩擦力，故A错误B正确；CD．造成上部点迹有向下