陕西省汉中市南郑中学2024学年物理高三上期末联考试题含解析

陕西省汉中市南郑中学2024学年物理高三上期末联考试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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（a），场源点电荷固定在真空中O点，从与O相距r0的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q（q>0）的离子，经一定时间，离子运动到与O相距rN的N点。用a表示离子的加速度，用r表示离子与O点的距离，作出其图像如图（b）。静电力常量为是k，不计离子重力。由此可以判定（）A．场源点电荷带正电B．场源点电荷的电荷量为C．离子在P点的加速度大小为D．离子在P点受到的电场力大小为2、1916年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖．科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在．如图所示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法中正确的是A．A的质量一定大于B的质量B．A的线速度一定小于B的线速度C．L一定，M越小，T越小D．M一定，L越小，T越小3、甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图象如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动B．在0～t1时间内，甲车平均速度等于乙车平均速度C．在0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相遇D．在0～t2时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的4、2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为()A． B． C． D．5、关于原子能级跃迁，下列说法正确的是（）A．处于n=3能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子B．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能减小D．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态6、2018年2月7日凌晨，太空技术探索公司SpaceX成功通过“猎鹰重型”火箭将一辆红色的特斯拉跑车送上通往火星的轨道，如图所示，已知地球到太阳中心的距离为，火星到太阳中心的距离为，地球和火星绕太阳运动的轨迹均可看成圆，且，若特斯拉跑车按如图所示的椭圆轨道转移，则其在此轨道上的环绕周期约为（）A．1.69年 B．1.3年 C．1.4年 D．2年二、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、如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（）A．变压器输入电压的最大值是220VB．电压表的示数是40VC．若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是20WD．原线圈输入的正弦交变电流的是频率是100Hz8、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．9、质点在光滑水平面上做直线运动，图像如图所示。取质点向东运动的方向为正，则下列说法中正确的是（）A．加速度方向发生改变B．质点在2s内发生的位移为零C．质点在2s末的速度是3m/s，方向向东D．质点先做匀减速后做匀加速的直线运动10、关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．布朗运动可以反映液体分子在做无规则的热运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．只要不违反能量守恒定律的机器都是可以制造出来的D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加E.某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数NA<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）某实验小组利用频闪照相的方法在暗室中用“滴水法”测重力加速度的大小，当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，看到一串仿佛固定不动的水滴悬在空中。已知水滴下落的时间间隔为。(1)若频闪间隔，刚好离开水龙头的水滴记为第1滴，测得此时第3滴和第4滴的间距为，则当地的重力加速度为______（结果保留三位有效数字）。(2)若将频闪间隔调整到，则水滴在视觉上的运动情况为_____（填“向上运动”“静止”或“向下运动”）。12．（12分）某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25m、开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示．（1）由此图线可得出的结论是____________．（2）弹簧的劲度系数为_______N/m，弹簧的原长l0＝_______m.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，水平桌面上竖直放置上端开口的绝热圆柱形汽缸，导热性能良好的活塞甲和绝热活塞乙质量均为m,两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦，两活塞把汽缸内部分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体A和B。汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T=-3℃,气缸的截而积为S,外界大气压强为且不变，其中g为重力加速度，现对气体B缓慢加热。求：①活塞甲恰好到达汽缸上端时气体B的温度；②若在活塞甲上放一个质量为m的砝码丙，继续给气体B加热，当活塞甲再次到达汽缸上端时，气体B的温度。14．（16分）如图，ABO是一半径为R的圆形玻璃砖的横截面，O是圆心，AB弧形面镀银。现位于AO轴线上的点光源S发出一束光线射向玻璃砖的OB边，入射角i=60°，OS=。已知玻璃的折射率为，光在空气中传播的速度为c，每条边只考虑一次反射。求：（i）光线射入玻璃砖时的折射角；（ii）光线从S传播到离开玻璃砖所用的时间。15．（12分）2019年12月27日晚，“实践二十号”卫星被成功送入预定轨道。运载这一卫星的长征五号运载火箭在海南文昌航天发射场进行多次调试，在某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3000m/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为多少千克？

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】

A．从P到N，带正电的离子的加速度随的增加而增大，即随r的减小而增加，可知场源点电荷带负电，选项A错误；B．在N点，由库仑定律及牛顿第二定律解得选项B错误；CD．在P点时，由库仑定律及牛顿第二定律离子在P点受到的电场力大小为选项C错误，D正确。故选D。2、D【解题分析】

A、根据万有引力提供向心力，因为，所以，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B、双星系统角速度相等，根据，且，可知A的线速度大于B的线速度，故B错误；CD、根据万有引力提供向心力公式得：，解得周期为，由此可知双星的距离一定，质量越小周期越大，故C错误；总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，故D正确；故选D．【题目点拨】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．3、B【解题分析】

A．位移时间图线表示位移随时间的变化规律，不是物体运动的轨迹，甲乙都做直线运动，故A错误；B．由位移时间图线知，在0～t1时间内，甲乙两车通过的位移相等，时间相等，甲车平均速度等于乙车平均速度，故B正确；C．由图像与坐标轴所围面积表示位移，则由图可知，丙、丁两车在t2时刻不相遇，故C错误；D．由图像斜率表示加速度，由图像可知，在0～t2时间内有个时刻两车的加速度相等，故D错误。故选B。4、A【解题分析】

根据万有引力提供向心力解得该人造卫星做圆周运动的周期为人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为πr2，所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为解得环月轨道的半径大小为：A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误。5、B【解题分析】

A．处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种频率的光子，或两种不同频率的光子。处于n=3的“一群”氢原子回到基态时会辐射三种频率的光子；故A错误；B．根据玻尔理论，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯，故选项B正确；C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大。故选项C错误；D．根据能量守恒可知，要使原来静止并处于基态的氢原子从基态跃迁到某一激发态，需要吸收的能量为1．09eV，则必须使动能比1．09eV大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生碰撞，才能跃迁到某一激发态，故D错误。故选B。6、B【解题分析】

根据开普勒第三定律可得：解得故选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、BC【解题分析】

A．由图乙可知交流电压最大值Um=220V；故A错误；B．输入电压的有效值为220V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数电压表的示数是40V，选项B正确；C．流过电阻中的电流为0.5A，变压器的输入功率是P入=P出=UI=40×0.5W=20W故C正确；D．变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T=0.02s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故D错误；故选BC。8、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。9、BD【解题分析】

A．图像是一条倾斜直线，斜率表示加速度，故加速度保持不变，A错误；B．根据图线与坐标轴所围“面积”表示位移，图像在时间轴上方表示的位移为正，图像在时间轴下方表示的位移为负，则知在前2s位移为x＝×3×1m﹣×3×1m＝0B正确；C．根据图像可知，质点在2s末的速度是﹣3m/s，“﹣”说明方向向西，C错误；D．0~1s内质点速度在减小，加速度不变，做匀减速直线运动，1s~2s速度在增大，且方向相反，加速度不变，故做反向匀加速直线运动，D正确。故选BD。10、ADE【解题分析】

A．布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子在做无规则的热运动，A正确；B．将大颗粒的盐磨成细盐，不改变固体的微观结构，所以细盐仍为晶体，B错误；C．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能造出，C错误；D．绝热条件下，根据热力学第一定律可知压缩气体，外界对气体做功，气体内能一定增加，D正确；E．对于气体分子而言，气体分子占据的体积大于气体分子实际的体积，则E正确。故选ADE。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、向上运动【解题分析】

(1)[1]频闪间隔不影响水滴下落的实际时间间隔，第4滴的下落时间为第3滴的下落时间为由得解得(2)[2]由于频闪间隔小于水滴下落间隔，观察者会发现水滴出现在上一滴水滴位置的上方，即观察者认为水滴向上运动。12、在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比1000.15【解题分析】

试题分析：（1）[1]根据图象结合数学知识可知：在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；（2）[2][3]根据胡克定律F与的关系式为：，从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为，由，于是：考点：考查了胡可定律【名师点睛】找到各个物理量之间的关系，然后根据胡克定律列方程