2024年湖南省两校联考物理高三第一学期期末学业水平测试试题含解析

2024年湖南省两校联考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、已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）A． B． C． D．2、一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则（）A．水分子的平均动能增大 B．只有个别水分子动能增大C．所有水分子的动能都增大 D．每个水分子的动能改变量均相同3、如图所示，传送带以恒定速率逆时针运行，将一小物体从顶端A无初速释放，物体与传送带之间的动摩擦因数，已知物体到达底端B前已与传送带共速，下列法中正确的是（）A．物体与传送带共速前摩擦力对物体做正功，共速后摩擦力对物体不做功B．物体与传送带共速前摩擦力对物体做的功等于物体动能的增加量C．物体与传送带共速前物体和传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量D．物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量4、关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．玛丽居里发现了天然放射现象B．天然放射现象说明原子是可以分割的C．原子序数大于或等于83的元素都具有放射性D．温度越高，放射性元素的放射性就越强5、一个原子核静止在磁感应强度为B的匀强磁场中，当原子核发生衰变后，它放出一个α粒子（），其速度方向与磁场方向垂直。关于α粒子与衰变后的新核在磁场中做的圆周运动，下列说法正确的是（）A．运动半径之比是 B．运动周期之比是C．动能总是大小相等 D．动量总是大小相等，方向相反6、“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．B星球的轨道半径为B．A星球运行的周期为C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零二、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、纸面内有一矩形边界磁场ABCD，磁场方向垂直于纸面（方向未画出），其中AD=BC=L，AB=CD=2L，一束β粒子以相同的速度v0从B点沿BA方向射入磁场，当磁场为B1时，β粒子从C射出磁场；当磁场为B2时，β粒子从D射出磁场，则（）A．磁场方向垂直于纸面向外B．磁感应强度之比B1：B2=5：1C．速度偏转角之比θ1：θ2=180：37D．运动时间之比t1：t2=36：538、如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于放置的光屏，沿方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是（）A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B．A光的频率比B光的频率高C．在该玻璃体中，A光比B光的波长长D．在真空中，A光的波长比B光的波长长E.A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高9、在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电源电动势为，内阻为，电路中定值电阻的阻值小于电源内阻，则当滑动变阻器的滑片由端向端滑动的过程中，电流表、，电压表的示数变化量的绝对值分别为、、，下列说法正确的是（）A．两个电流表的示数均减小 B．电压表的示数增大C． D．10、如图，矩形闭合导线框abcd平放在光滑绝缘水平面上，导线框的右侧有一竖直向下且范围足够大的有左边界PQ的匀强磁场。导线框在水平恒力F作用下从静止开始运动，ab边始终与PQ平行。用t1、t2分别表示线框ab和cd边刚进入磁场的时刻。下列υ-t图像中可能反映导线框运动过程的是A． B． C． D．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）如图所示，梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在黑板上方的A点，另一端被两个弹簧测力计拉到O点。(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是________A．弹簧测力计在实验前没有调零B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧侧力计刻度C．弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响D．拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，实验效果较好(2)为了提高实验的准确性，减少误差，请提出合理的解决办法(一条即可)_________(3)两弹簧测力计的读数分别为F1和F2，两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为α1和α2，如图所示，以下说法正确的是______.A．为了验证力的平行四边形定则，只需作力的图示来表示分力与合力B．实验中用平行四边形定则求得的合力F一定与OA在一条直线上C．若保持O点的位置和夹角α1不变，夹角α2可变，若F1增大，则F2可能减小D．两弹簧测力计间的夹角α1和α2之和必须取90°12．（12分）在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的的实验器材。(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R2为保护电阻，则①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接______；②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示，可得电源的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω(结果保留两位有效数字)。(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图e所示，可得电源的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω(结果保留两位有效数字)。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）在车辆碰撞实验中，质量为4m的大车与质量为m的小车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间大车和小车的速度大小分别为v和2v，碰撞后小车沿反方向运动，大车运动的方向不变，并且大车经过时间t停止运动。已知碰撞过程的时间很短，碰撞后两车都处于制动状态，两车与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。求：(1)碰撞后瞬间大车的速度大小和碰撞后大车滑行的最大距离。(2)碰撞过程中小车受到的冲量大小。14．（16分）如图所示的xOy平面直角坐标系内，在x≤a的区域内，存在着垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，位于坐标原点O的粒子源在xOy平面内沿各个方向发射速率相同的同种带正电的粒子．已知沿y轴正方向发射的粒子经时间t0恰好从磁场的右边界P(a，a)射出磁场．不计粒子的重力与相互作用力，求：(1)粒子的比荷；(2)磁场右边界有粒子射出区域的长度。15．（12分）将消毒碗柜里刚经过高温消毒的一个圆柱型茶杯和杯盖小心取出后，立刻用杯盖盖住茶杯，并放置在水平桌面上，如图。开始时茶杯内部封闭气体的温度t1＝87℃、压强等于外界大气压强p1．放置一段时间后，茶杯内气体的温度等于室内温度t2＝27℃．已知杯盖的质量为m，茶杯橫截面圆形面积为S，杯盖住茶杯后密封良好没有发生漏气。茶杯内部封闭气体可视为理想气体，重力加速度大小为g。（i）求最后茶杯内部封气体的压强和杯盖对茶杯的压力大小；（ii）在茶杯连同杯内气体的温度达到稳定后，用力作用在杯盖上缓慢上提，结果发现茶杯能随杯盖一起向上离开桌面，求茶杯的质量M满足什么条件？

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、A【解题分析】

公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：运动的周期之比：在一个周期内扫过的面积之比为：面积速率为，可知面积速率之比为，故A正确，BCD错误。故选A。2、A【解题分析】

水的温度升高，即其内部的水分子运动越剧烈，即水分子的平均动能变大，即其内能增加，这是统计规律，个别分子不适用．故A正确，BCD错误；故选A．3、C【解题分析】

A.物体与传送带共速前，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，与速度方向相同，则摩擦力对物体做正功。共速后，物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，与速度方向相反，对物体做负功，选项A错误；B.物体与传送带共速前，重力和摩擦力对物体做功之和等于物体动能的增加量，选项B错误；C.设传送带的速度为v，物体与传送带共速前，物体机械能的增加量为：物体与传送带间的相对位移为：物体与传送带间的摩擦生热为：所以有Q=△E，选项C正确；D.物体从A到B过程中，只有物体与传送带共速前摩擦产生热量，共速后不产生热量，但共速后物体的机械能在减少，所以物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热大于物体机械能的增加量，选项D错误。故选C。4、C【解题分析】

A．贝可勒尔发现天然放射现象，故A错误；B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是原子可以再分的，故B错误；C．原子序数大于或等于83的元素，都具有放射性，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，故C正确；D．放射性元素的放射性由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，故D错误；故选C。5、A【解题分析】

A．衰变方程为衰变瞬间动量守恒，所以洛伦兹力提供向心力，根据解得半径所以α粒子与衰变后的新核的半径之比为A正确；B．原子核在磁场中圆周运动的周期为所以α粒子与衰变后的新核的周期之比为B错误；C．二者动量大小始终相等，根据动量和动能的关系可知α粒子与衰变后的新核的质量不同，动能不同，C错误；D．α粒子与衰变后的新核的动量大小始终相同，在衰变瞬间，二者方向相反，随后在磁场中做匀速圆周运动，动量方向不同，D错误。故选A。6、B【解题分析】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：对B星球有得又得故A错误；B．根据解得周期，故B正确；C．A星球和B星球的线速度大小之比故C错误；D．O点处的质点受到B星球的万有引力受到A星球的万有引力故质点受到两星球的引力之和不为零，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、BD【解题分析】

A．由带负电的β粒子(电子)偏转方向可知，粒子在B点所受的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知，磁场垂直于纸面向里，A错误；B．粒子运行轨迹：由几何关系可知：又：解得：洛伦兹力提供向心力：解得：故，B正确；C．偏转角度分别为：θ1=180°θ2=53°故速度偏转角之比，C错误；D．运动时间：因此时间之比：D正确。故选BD。8、ACD【解题分析】

ABD．光线通过玻璃体后，A光的偏折程度比B光的小，则该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，说明A光的频率比B光的频率低，由c=λγ知，在真空中，A光的波长比B光的长，故A、D正确，B错误；C．设同一光线在真空中的波长为λ0，在玻璃体中的波长为λ，折射率为n，则，得：在真空中，A光的波长比B光的波长长，而玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，由λ=λ0/n知，在该玻璃体中，A光比B光的波长长．故C正确；E.光的频率由光源决定，与介质无关，则A光从空气进入该玻璃体后，其频率不变．故E错误．9、BD【解题分析】

B．滑动变阻器的滑片由端向端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，电流表的示数变小，内电压减小，外电压增大，电压表的示数增大，选项B正确；A．两端的电压增大，电流表的示数增大，选项A错误：C．因，设两端电压变化量大小为，，因为，，所以，选项C错误；D．由于，因此电源内电压变化量的绝对值因此选项D正确。故选BD。10、ACD【解题分析】

线框进入磁场前做匀加速直线运动，加速度为；A．ad边进入磁场后可能安培力与恒力F二力平衡，做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为，的匀加速直线运动，A正确；BD．ad边进入磁场后，可能安培力大于恒力F，线框做减速运动，由知，速度减小，安培力减小，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小。当加速度减至零后做匀速直线运动，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，B错误D正确；C．ad边进入磁场后，可能安培力小于恒力F，线框做加速运动，由知，速度增大，安培力增大，加速度逐渐减小，v-t图象的斜率逐渐减小，完全进入磁场后磁通量不变，没有感应电流产生，线框不受安培力，做加速度为a的匀加速直线运动，C正确。故选ACD。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、AD将竖直平面转到水平面C【解题分析】

(1)[1]A．弹簧测力计在实验前没有调零，弹簧测力计测力时会导致实验结果不准确，故A符合题意；B．本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，读数时视线必须与刻度尺垂直，防止视觉误差，故B不符合题意；C．弹簧测力计测的是拉力大小而不是重力大小，所以弹簧测力计自身的重力，不会导致实验结果不准确，故C不符合题意；D．在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些；拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，会导致实验结果不准确，故D符合题意；故选AD；(2)[2]为了提高实验的准确性，减少误差要选用弹性小且适当长的细绳或将竖直平面转到水平面；(3)[3]A．为了验证力的平行四边形定则，应采用作力的图示来表示分力与合力，但不是只需作力的图示来表示分力与合力，故A错误；B．因实验中存在误差，故不可能严格使与重合，所以实验中用平行四边形定则求得的合力不一定沿直线方向，故B错误；C．对点受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，保持点的位置和夹角不变，即橡皮条长度不变，弹簧拉力方向不变，弹簧拉力方向和大小都改变，如图：根据平行四边形定则可以看出的读数不断增大时，先变小后变大，所以若增大时，可能变小，故C正确；D．实验中，把橡皮筋的另一端拉到点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取，故D错误；故选C。12、（1）①②2.80.60（2）3.00.50【解题分析】

解：(1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；②根据闭合电路欧姆定律可得：，则由数学规律可知电动势，内电阻；(2)由乙同学的电路接法可知左右两部分并联后与串联，则可知在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5V时，电流为0.5A，此时两部分电阻相等，则总电流为；而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33