山西省霍州市煤电第一中学2024届高三第一次段考物理试题试卷

山西省霍州市煤电第一中学2024届高三第一次段考物理试题试卷考生请注意：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、如图，水平导体棒PQ用一根劲度系数均为k=80N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，置于水平向里的匀强磁场中，PQ长度为L=0.5m，质量为m=0.1kg。当导体棒中通以大小为I=2A的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，（重力加速度g取10m/s2）则（）A．通入的电流方向为P→Q，大小为1.2AB．通入的电流方向为P→Q，大小为2.4AC．通入的电流方向为Q→P，大小为1.2AD．通入的电流方向为Q→P，大小为2.4A2、强台风往往造成巨大灾难．2018年9月16日17时，第22号台风“山竹”强台风级在广东登陆，登陆时中心附近最大风力达，空气的密度，当这登陆的台风正对吹向一块长10m、宽4m的玻璃幕墙时，假定风遇到玻璃幕墙后速度变为零，由此可估算出台风对玻璃幕墙的冲击力F大小最接近（）A． B． C． D．3、如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势面之间的电势差相等），实线为一α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）A．a、b、c三个等势面中，a的电势最高B．电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小C．α粒子在P点的加速度比Q点的加速度大D．带电质点一定是从P点向Q点运动4、反质子的质量与质子相同，电荷与质子相反。一个反质子从静止经电压U1加速后，从O点沿角平分线进入有匀强磁场（图中未画岀）的正三角形OAC区域，之后恰好从A点射岀。已知反质子质量为m，电量为q，正三角形OAC的边长为L，不计反质子重力，整个装置处于真空中。则（）A．匀强磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外B．保持电压U1不变，增大磁感应强度，反质子可能垂直OA射出C．保持匀强磁场不变，电压变为，反质子从OA中点射岀D．保持匀强磁场不变，电压变为，反质子在磁场中运动时间减为原来的5、如图所示，圆形线圈在条形磁铁顶部S极处，线圈平面与磁铁垂直．当条形磁铁缓缓沿竖直方向上升，直至远离线圈的整个过程中，从上往下看线圈中感应电流方向为（）A．始终顺时针 B．始终逆时针C．先顺时针再逆时针 D．先逆时针再顺时针6、如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落在斜面中点；第二次小球落在斜面底端；第三次落在水平面上，落点与斜面底端的距离为l。斜面底边长为2l，则（忽略空气阻力）（）A．小球运动时间之比B．小球运动时间之比C．小球抛出时初速度大小之比D．小球抛出时初速度大小之比二、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、图示是由质量相等的三颗星组成的三星系统，其他星体对它们的引力作用可忽略。设每颗星体的质量均为m，三颗星分别位于边长为r的等边三角形的三个顶点上，它们绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速圆周运动。已知引力常量为G，下列说法正确的是（）A．每颗星体受到的向心力大小为 B．每颗星体受到的向心力大小为C．每颗星体运行的周期均为 D．每颗星体运行的周期均为8、如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E=，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ0现使圆环以初速度v0向下运动，经时间to，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A．环经过时间刚好到达最低点B．环的最大加速度为am=g+C．环在t0时间内损失的机械能为m(-)D．环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等9、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高。一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处.小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的有（）A．小球运动到B点时的速度大小为B．弹簧长度等于R时，小球的机械能最大C．小球运动到B点时重力的功率为D．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg10、图为回旋加速器的示意图，形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为，加速电压为。处粒子源产生氘核，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。若加速过程中粒子在磁场中运动的周期与高频交流电周期相等，则下列说法正确的是（）A．若加速电压增加为原来2倍，则氘核的最大动能变为原来的2倍B．若高频交流电的频率增加为原来2倍，则磁感应强度变为原来的2倍C．若该加速器对氦核加速，则高频交流电的频率应变为原来的2倍D．若该加速器对氦核加速，则氦核的最大动能是氘核最动能的2倍三、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）二极管具有单向导电性，正向导通时电阻几乎为零，电压反向时电阻往往很大。某同学想要测出二极管的反向电阻，进行了如下步骤：步骤一：他先用多用电表欧姆档进行粗测：将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两端分别标记为A和B。将红表笔接A端，黑表笔接B端时，指针几乎不偏转；红表笔接B端，黑表笔接A端时，指针偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的___________端（填“A”或“B”）；步骤二：该同学粗测后得到RD=1490Ω，接着他用如下电路（图一）进行精确测量：已知电压表量程0~3V，内阻RV=3kΩ。实验时，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和相应的电阻箱的电阻R，电源的内阻不计，得到与的关系图线如下图（图二）所示。由图线可得出：电源电动势E=___________，二极管的反向电阻=__________；步骤二中二极管的反向电阻的测量值与真实值相比，结果是___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。12．（12分）某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：A、用游标卡尺测量并记录小球直径dB、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离lC、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θD、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间ΔtE、改变小球释放位置重复C、D多次F、分析数据，验证机械能守恒定律请回答下列问题：(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=________mm(2)实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度θ10°20°30°40°50°60°cosθ0.980.940.870.770.640.50Δt/ms18.09.06.04.63.73.1v/ms-10.541.09①_____2.132.653.16v2/m2s-20.301.19②_______4.547.029.99(3)某同学为了作出v2-cosθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v2-cosθ图像（______）(4)实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=____m（保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s2。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'水平地面上固定着竖直面内半径R=2.75m的光滑圆弧槽，圆弧对应的圆心角为37°，槽的右端与质量m=lkg、长度L=2m且上表面水平的木板相切，槽与木板的交接处静止着质量m1=2kg和m2=1kg的两个小物块（可视为质点）。现点燃物块间的炸药，炸药爆炸释放的化学能有60%转化为动能，使两物块都获得水平速度，此后m2沿圆弧槽运动，离开槽后在空中能达到的最大高度为h=0.45m。已知m1与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：(1)物块到达圆弧槽左端时的速率v；(2)炸药爆炸释放的化学能E；(3)木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量Q。14．（16分）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示．某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为．释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动．A、B与地面之间的动摩擦因数均为．重力加速度取．A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短．（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？（3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？15．（12分）某日清晨，中国海监船在执行东海定期维权巡航执法过程中，发现从事非法调查作业活动的某船只位于图甲中的A处，预计在80秒的时间内将到达图甲的C处，我国海监执法人员立即调整好航向，沿直线BC从静止出发恰好在运动了80秒时到达C处，而此时该非法船只也恰好到达C处，我国海监部门立即对非法船只进行了驱赶．非法船只一直做匀速直线运动且AC与BC距离相等，我国海监船运动的v－t图象如图乙所示。(1)求非法船只的速度大小；(2)若海监船加速与减速过程的加速度大小不变，海监船从B处由静止开始若以最短时间准确停在C点，需要加速的时间为多少？

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】

由题意知通电后弹簧恢复到原长，说明安培力方向向上，由平衡条件可得ILB=mg，代入数据解得磁感应强度大小B==1T。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，假设安培力方向向下，由平衡条件可得mg+I′LB=kx，解得：I′=1.2A，假设成立，此时通入的电流方向为Q→P，故C正确，ABD错误。2、C【解题分析】

假设经过t时间，由动量定理得：，代入数据：，故选C3、C【解题分析】

A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于α粒子带正电，因此电场线指向上方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故A错误；B．a等势线的电势最低，c等势线的电势最高；而电子带负电，负电荷在电势高处的电势能小，所以电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故B错误；C．等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故C正确；D．由图只能判断出粒子受力的方向，不能判断出粒子运动的方向，故D错误；故选C。4、C【解题分析】

A．电场中加速过程中有在磁场中做匀速圆周运动过程有根据几何关系可知r=L可得再根据左手定则（注意反质子带负电）可判断磁场方向垂直纸面向外，A错误；BCD．根据上述公式推导电压变为时，轨道半径变为原来，反质子将从OA中点射出；只要反质子从OA边上射出，根据对称性可知其速度方向都与OA成30°角，转过的圆心角均为60°，所以不会垂直OA射出，运动时间都为C正确，BD错误。故选C。5、A【解题分析】

当条形磁铁缓缓沿竖直方向上升，直至远离线圈的整个过程中，磁场方向一直向下，穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知，从上往下看线圈中一直产生顺时方向的感应电流，故A正确，BCD错误。故选A。6、D【解题分析】

AB．根据得小球三次下落的高度之比为，则小球三次运动的时间之比为，AB错误；CD．小球三次水平位移之比为，时间之比为，根据知初速度之比为C错误，D正确。故选D。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．任意两颗星体间的万有引力，每颗星体受到其他两颗星体的引力的合力故A错误，B正确；CD．根据牛顿第二定律其中解得故C正确，D错误。故选BC。8、BC【解题分析】

AB．由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为，方向始终竖直向上。假设竖直向下为正方向，则当环下滑的过程中，受力分析，根据牛顿第二定律得：得：负号代表该加速度与运动方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运动；当环上升的过程中，根据牛顿第二定律解得：环做加速度逐渐减小的减速运动，在到达原出发点前，加速度减为零，此时，开始以速度v做匀速直线运动。所以由于运动的不对称性可以确定，从开始下滑到最低点的时间不等于;整个运动过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度大小的最大值为：则A错误,B正确；C．由以上计算，可知，整个过程中，系统损失的机械能C正确；D．环上升和下降的过程中，摩擦力的冲量大小相等，D错误。故选BC。9、BD【解题分析】

A．小球在A点和B点时，弹簧的形变量相同，则弹性势能的变化量为零，根据能量守恒得解得故A错误；B．除重力以外其它力做功等于机械能的增量，当弹簧长度等于R时，弹簧弹力做功最多，则小球的机械能最大，故B正确；C．小球运动到B点时，重力的方向与速度方向垂直，则重力的功率为零，故C错误；D．在A点，有在B点，根据牛顿第二定律得解得可知小球在A、B两点对圆环的压力差为4mg，故D正确。故选BD。10、BD【解题分析】

A．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则根据知则最大动能为与加速的电压无关，故A错误；B．电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等，若高频交流电的频率增加为原来2倍，则T为原来一半，而，则磁感应强度变为原来的2倍。故B正确；C．氦核的比荷为，氚核的比荷为，根据可知，若该加速器对氦核加速，则高频交流电的周期应变为原来的倍，频率为原来的．故C错误；D．最大动能若该加速器对氦核加速，则氦核的最大功能是氘核最大功能的2倍。故D正确。

故选BD。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、A2.0V1500Ω相等【解题分析】

[1]多用电表测电阻时电流从黑表笔流出，红表笔流入。当红表笔接A时，指针几乎不偏转，说明此时二极管反向截止，所以接A端。[2]根据电路图由闭合电路欧姆定律得整理得再由图像可知纵截距解得[3]斜率解得[4]由于电源内阻不计，电压表内阻已知，结合上述公式推导可知二极管反向电阻的测量值与真实值相等。12、9.801.632.661.0【解题分析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm，所以最终读数为：9mm+0.80mm=9.80mm；(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门时的速度为：[3]则有：(3)[4]先根据记录表中的数据进行了描点，作出图像如图：(4)[5]由图像可得图像斜率的绝对值为：要验证机械能守恒定律，必须满足：化简整理可得：则有：解得：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）5m/s；（2）45J；（3）3J。【解题分析】

(1)m2离开圆弧槽后，在空中的飞行过程的逆过程是平抛运动分解m2离开圆槽时的速度v，有根据平抛运动规律得代入数据联立解得v=5m/s(2)设炸药爆炸后，m1、m2获得的速率分别为力、m2运动过程中，由机械能守恒定律有：代入数据得=6m/s爆炸过程中，由动量守恒定律有代人入数据得=3m/s由题意有60%E=代入数据联立解得E=45J(3)对物块m1有对木板m2有代入数据得=2m/s2=1m/s2设经过时间t′达到共同速度v'有：代入数据得t′=1sv'=1m/s此过程中：m1的位移=2m木板的位移=0.5m相对位移=1.5m<L，故m1未脱离木板假设它们一起做减速运动直到静止由得=1m/s2又：，故假设成立设此后木板发生的位移为由运动学规律有代入数据得=0.5m整个过程中，木板与地面间因摩擦而产生的热量代入数据联立解得Q=3J14、（1）vA=4.0m/s，vB=1.0m/s；（2）B先停止；0.50m；（3）0.91m；【解题分析】

首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒，再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小；很容易判定A、B都会做匀减速直线运动，并且易知是B先停下，至于A是否已经到达墙处，则需要根据计算确定，结合几何关系可算出第二问结果；再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞，也需要通过计算确定，结合空间关系，列式求解即可．【题目详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA