2024学年甘肃省兰州市城关区兰州第一中学物理高三第一学期期末学业水平测试试题含解析

2024学年甘肃省兰州市城关区兰州第一中学物理高三第一学期期末学业水平测试试题考生请注意：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、2019年4月10日，事件视界望远镜捕获到人类历史上的首张黑洞“照片”，这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体．如果把太阳压缩到半径只有3km且质量不变，太阳就变成了一个黑洞，连光也无法从太阳表面逃逸．已知逃逸速度是第一宇宙速度的倍，光速为，，则根据以上信息可知太阳的质量约为A． B． C． D．2、如图，用一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光滑钉子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平，将两颗钉子之间的距离由图示位置逐渐增大到不能再増大为止（不考虑画与墙壁间的摩擦），则此过程中绳的张力大小（）A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大，后变小 D．先变小，后变大3、用粒子(He)轰击氮核(N)，生成氧核(O)并放出一个粒子，该粒子是（）A．质子B．电子C．中子D．光子4、在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为的光滑斜面，其上有一质量为m的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为（）A． B．C． D．5、如图甲所示，金属细圆环固定，圆环的左半部分处于随时间均匀变化的匀强磁场中。该圆环电阻为R、半径为r，从t=0时刻开始，该圆环所受安培力大小随时间变化的规律如图乙所示，则磁感应强度的变化率为（）A． B． C． D．6、由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列选项中正确的是()A．Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B．Np经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．Np的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间二、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、如图所示为形状相同的两个劈形物体，它们之间的接触面光滑，两物体与地面的接触面均粗糙，现对A施加水平向右的力，两物体均保持静止，则物体B的受力个数可能是（）A．2个 B．3个 C．4个 D．5个8、如图所示为一质点的简谐运动图象。由图可知A．质点的运动轨迹为正弦曲线B．t=0时，质点正通过平衡位置向正方向运动C．t=0.25s时，质点的速度方向与位移的正方向相同D．质点运动过程中，两端点间的距离为0.1m9、下面正确的是_______A．热量一定是从内能多的物体传递到内能少的物体B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度D．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置E.当两分子间距离为r0时，分子力为0；当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力10、如图所示，光滑水平面上放置一内壁光滑的半圆形凹槽，凹槽质量为，半径为。在凹槽内壁左侧上方点处有一质量为的小球（可视为质点），距离凹槽边缘的高度为。现将小球无初速度释放，小球从凹槽左侧沿切线方向进入内壁，并从凹槽右侧离开。下列说法正确的是（）A．小球离开凹槽后，上升的最大高度为B．小球离开凹槽时，凹槽的速度为零C．小球离开凹槽后，不可能再落回凹槽D．从开始释放到小球第一次离开凹槽，凹槽的位移大小为三、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）某同学利用如图所示的装置欲探究小车的加速度与合外力的关系．具体实验步骤如下：①按照如图所示安装好实验装置，并测出两光电门之间的距离L②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，并记录小车先后通过光电门甲和乙的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④的步骤（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为Δt1和Δt2，则小车加速度的表达式为a=_________（2）关于本实验的说法，正确的是________A．平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶B．平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量（3）若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数μ，某次实验中，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ，沙和沙桶的总质量m，以及小车的质量M．则可推算出动摩擦因数的表达式μ=__________（表达式中含有m、M、θ）12．（12分）在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA＝0.5kg，金属板B的质量mB＝1kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的动摩擦因数μ＝________（g取10m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F＝________N。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）如图一个带有光滑圆弧的滑块B，静止于光滑水平面上，圆弧最低点与水平面相切，其质量为M，圆弧半径为R，另一个质量为的小球A，以水平速度，沿圆弧的最低点进入圆弧，求：(1)小球A能上升的最大高度；(2)A、B最终分离时的速度。14．（16分）如图所示，光滑斜面AB与粗糙斜面CD为两个对称斜面，斜面的倾角均为θ，其上部都足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面BEC的两端相切，一个物体在离切点B的高度为H处，以初速度v0沿斜面向下运动，物体与CD斜面的动摩擦因数为μ．（1）物体首次到达C点的速度大小；（2）物体沿斜面CD上升的最大高度h和时间t；（3）请描述物体从静止开始下滑的整个运动情况，并简要说明理由．15．（12分）如图所示，在竖直直角坐标系内，轴下方区域I存在场强大小为E、方向沿y轴正方向的匀强电场，轴上方区域Ⅱ存在方向沿轴正方向的匀强电场。已知图中点D的坐标为()，虚线轴。两固定平行绝缘挡板AB、DC间距为3L，OC在轴上，AB、OC板平面垂直纸面，点B在y轴上。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)从D点由静止开始向上运动，通过轴后不与AB碰撞，恰好到达B点，已知AB=14L，OC=13L。（1）求区域Ⅱ的场强大小以及粒子从D点运动到B点所用的时间；（2）改变该粒子的初位置，粒子从GD上某点M由静止开始向上运动，通过轴后第一次与AB相碰前瞬间动能恰好最大。①求此最大动能以及M点与轴间的距离；②若粒子与AB、OC碰撞前后均无动能损失(碰后水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变，方向相反)，求粒子通过y轴时的位置与O点的距离y2。

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】

由且，解得，故选B.2、D【解题分析】

分析题意可知，画受到两段轻绳的拉力作用，根据共点力的平衡可知，拉力的合力与重力等大反向，即合力恒定不变。随着两颗钉子之间距离的增大，两端轻绳的夹角先减小，后增大，根据力的合成规律可知，两力合成时，合力一定的情况下，分力的夹角越大，分力越大，分力的夹角越小，分力越小。则轻绳的张力先变小后变大，当两轻绳处于竖直方向时，张力最小，故D正确，ABC错误。故选D。3、A【解题分析】

核反应方程根据电荷数守恒、质量数守恒知，该粒子的电荷数为1，质量数为1，为质子，故A正确，BCD错误；故选A。【题目点拨】解决本题的关键知道在核反应中电荷数守恒、质量数守恒．以及知道常见的粒子的电荷数和质量数。4、C【解题分析】

设物块对斜面的压力为N，物块m相对斜面的加速度为a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块m相对地面的加速度为由牛顿第二定律得对m有对M有解得故C正确，ABD错误。故选C。5、D【解题分析】

设匀强磁场（）感应电动势安培力结合图像可知所以磁感应强度的变化率故D正确ABC错误。故选D。6、C【解题分析】

A．的中子数为209－83＝126，的中子数为237－93＝144，的原子核比的原子核少18个中子。故A错误。B．经过一系列α衰变和β衰变后变成，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子。故B错误。C．衰变过程中发生α衰变的次数为次，β衰变的次数为2×7－(93－83)＝4次。故C正确。D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用。故D错误。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、AC【解题分析】

对A受力分析可知，当F与A所受的静摩擦力大小相等时，则A、B之间没有弹力，当F比A所受的静摩擦力更大时，则A、B之间有弹力。当A对B没有弹力时，B受到重力和地面的支持力2个力；当A对B有弹力时，B还受到重力、地面的支持力与摩擦力，共4个力，故AC符合题意，BD不符合题意。故选AC。8、CD【解题分析】试题分析：简谐运动图象反映质点的位移随时间变化的情况，不是质点的运动轨迹，故A错误．t=0时，质点离开平衡位置的位移最大，速度为零，故B错误．根据图象的斜率表示速度，则t=0.25s时，质点的速度为正值，则速度方向与位移的正方向相同．故C正确．质点运动过程中，两端点间的距离等于2倍的振幅，为S=2A=2×5cm=10cm=0.1m，故D正确．故选CD。考点：振动图线【名师点睛】由振动图象可以读出周期、振幅、位移、速度和加速度及其变化情况，是比较常见的读图题，要注意振动图象不是质点的运动轨迹；根据图象的斜率表示速度分析振动的运动方向．质点运动过程中，两端点间的距离等于2倍的振幅。9、BCE【解题分析】

A．热量能从温度高的物体传递到温度低的物体，但温度高的物体的内能不一定大，故A错误；B．在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功而没有热传递，根据热力学第一定律可知气体的内能一定增加，故B正确；C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度，空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，相对湿度越小感觉越干燥，故C正确；D．液体具有流动性是因为液体分子不具有固定的平衡位置，故D错误；E．根据分子力的特点可知，当两分子间距离为r0时，分子力为0，当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力，故E正确；故选BCE。10、AB【解题分析】

ABC．小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零，初状态时系统在水平方向动量为零，由动量守恒定律可知，小球第一次离开槽时，系统水平方向动量守恒，球与槽在水平方向的速度相等都为零，球离开槽后做竖直上抛运动，槽静止，小球会再落回凹槽，由能量守恒可知小球离开凹槽后上升的最大高度为。故AB正确，C错误；D．从开始释放到小球第一次离开凹槽，凹槽的位移大小为，由动量守恒解得故D错误。故选AB。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）；（2）B；（3）【解题分析】

（1）[1]小车经过光电门时的速度分别为：，，由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，平衡摩擦力时应使小车在悬挂沙桶的情况下匀速运动，所以不需要取下细绳和沙桶，故A错误，B正确；CD.因为本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，也不需要小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量，故C错误，D错误。故选：B；（3）对小车，由平衡条件得：Mgsinθ−mg=μMgcosθ，得动摩擦因数：；12、0.504.50【解题分析】

（1）[1]A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数根据得μ＝0.50[2]由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据其中，T＝0.1s解得根据牛顿第二定律得代入数据解得F＝4.50N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)4R；(2)，。【解题分析】

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