2024届湖南省物理高三年级上册期末考试试题含解析

2024届湖南省物理高三上期末考试试题

注意事项

1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑

色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、下列关于原子物理知识的叙述正确的是（）

A.£衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子

B.结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定

C.两个轻核结合成一个中等质量的核，核子数不变质量不亏损

D.对于一个特定的氨原子，知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变

2、关于星系，下述正确的是

A.星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的

B.银河系是一种不规则星系

C.银河系中恒星只有少量的几颗

D.太阳处于河外星系中

3、2019年5月17日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星

（同步卫星）。已知地球的质量为V、半径为R、地球自转周期为T、该卫星的质量为机、引力常量为G,关于这颗卫

星下列说法正确的是（）

A.距地面高度为‘但"-RB.动能为日加

V4/2R

C.加速度为。=簧D.入轨后该卫星应该位于西昌的正上方

4、现有一轻质绳拉动小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，小球质量为机，速度为%重力加速度为g,轻绳

与竖直方向夹角为。，小球在运动半周时，绳对小球施加的冲量为（）

V

AL2cos2。DCL2cos2。

A・mv.4+yr——；—B.2加匕4+»——--

Vsin26>vside

Cmv^4+7r2tan20D-mv\/4+711cos20

5、如图所示，自身重力不计的定滑轮固定在天花板上，跨过定滑轮的轻绳两端分别与A8两物体相连，物体4质量

为加，物体B质量为3加。重力加速度为g,现由静止释放物体AB,在物体A上升、3下降的运动过程中，定滑轮

对天花板的拉力为（）

A.1.5mgB.2mgC.3mgD.4〃7g

6、下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）

A.图甲：卢瑟福通过分析々粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B.图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能

C.图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的

D.图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构

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、竖直悬挂的弹簧振子由最低点3开始作简谐运动，O为平衡位置，C为最高点，规定竖直向上为正方向，振动图像

如图所示。则以下说法中正确的是（）

A.弹簧振子的振动周期为2.0s

B.f=0.5s时，振子的合力为零

C.UI.5s时，振子的速度最大，且竖直向下

D.U2.0S时，振子的加速度最大，且竖直向下

8、如图甲所示，a、b两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上。f=0时刻a、b两环处于静止状态，a环中的电流，

随时间f的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（

甲

A.打时刻两环相互吸引

B.f3时刻两环相互排斥

C.ti时刻a环的加速度为零

D.〃时刻b环中感应电流最大

9、如图所示，正方形abed区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30。角的方向垂

直射入磁场.甲粒子垂直于be边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场.已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比

为1:2,质量之比为1:2,不计粒子重力.以下判断正确的是

A.甲粒子带负电，乙粒子带正电

B.甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍

C.甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2G倍

D.甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的工倍

4

10、以下说法正确的是（）

m

A.某物质的密度为“其分子的体积为％,分子的质量为机，则。=丁

B.在油膜法粗测分子直径的实验中，把油分子看成球形，是物理学中的一个理想化模型，因为分子并不真的是球形

C.在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间

的空隙

D.物质是由大量分子组成的，在这里的分子是组成物质的分子、原子、离子的统称

E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘

故

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）如图甲所示，一根伸长可忽略的轻绳跨过轻质定滑轮，两个质量相等的祛码盘分别系于绳的两端。甲、乙

两位同学利用该装置探究系统加速度与其所受合力的关系。共有9个质量均为m的祛码供实验时使用。

请回答下列问题：

⑴实验中，甲将左盘拉至恰好与地面接触，乙把5个硅码放在右盘中，4个底码放在左盘中。系统稳定后，甲由静止

释放左盘；

⑵若要从⑴的操作中获取计算系统加速度大小的数据，下列器材中必须使用的是——（填正确答案标号）；

A.米尺

B.秒表

C.天平

D.弹簧秤

（3）请说明用⑵中选择的器材要测量本实验中的必要物理量是：；

（4）由⑶中测量得到的物理量的数据，根据公式（用所测量物理量的符号表示），可以计算出系统加

速度的大小：

⑸依次把左盘中的祛码逐个移到右盘中，重复（1）（3）（4）操作；获得系统在受不同合力作用下加速度的大小，记录的数

据如下表，请利用表中数据在图乙上描点并作出a-F图象；

实验次数12345

合外力F\mg）13579

加速度a（m•1）0.200.600.991.381.80

（6）从作出的。一下图像能得到的实验结论是：。

12.（12分）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨成和。仍1,固定在同一水平面内且相互

平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与

两导轨垂直。（不计金属导轨的电阻和摩擦）

⑴在开关闭合后，金属棒向（选填“左侧”或“右侧”）移动。

⑵为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：

A.适当增加两导轨间的距离

B.保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒

C.将滑动变阻器滑片向左移动

D.把磁铁换成磁性更强的足够大的铉铁硼磁铁

其中正确的是（填入正确选项前的字母）。

（3）如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向（选填“左侧”或“右侧”）移动。

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）某容积为20L的氧气瓶里装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中

氧气的压强为4atm,如每个小钢瓶中原有氧气压强为latm。问最多能分装多少瓶？（设分装过程中无漏气，且温度不

变）

14.（16分）在纸面平面内有一平面直角坐标系xOy,A为y轴上到。距离为d的点、C为x轴上到。距离为2d的点,

在A沿x轴正向以速度均发射一个带负电荷的带电粒子，粒子质量为机、电荷量为在第一象限内存在沿y轴正方

向的匀强电场，在第四象限存在垂直纸面向里、磁场感应强度大小为3=驾的匀强磁场，带电粒子从A点发出后，

qa

经过x轴上的C点进入磁场，进入磁场经过一段时间后从y轴的下半轴飞出磁场，不计重力，求：

⑴电场场强大小；

⑵带电粒子在电场和磁场中运动的总时间。

15.(12分)如图所示,半径尺=7.5m的四分之一光滑圆弧QP竖直放置，与粗糙水平地面平滑连接于P点，整个空

间存在场强大小E=2xl()3v/m的匀强电场，竖直边界M尸右侧电场方向水平向右，左侧电场方向竖直向上；小物

块(视为质点)大小形状相同，A电荷量为q=+5xlO-3c,3不带电，质量〃u=3kg,/%=1kg。从。点由

静止释放A,与静止在地面上。点的3碰撞。已知AB与地面间动摩擦因数均为〃=02,尸、O间距离%=16.5m,

g取lOm/sZ,AB间碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。求:

(1)物块A运动到P点时，受到圆弧轨道支持力的大小；

(2)物块碰撞后瞬间，AB速度的大小和方向；

(3)物块第一次碰撞后，过多长时间发生第二次碰撞。

D

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】

A.0衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故A正确；

B.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越稳定，故B错误；

C.两个轻核结合成一个中等质量的核，会释放一定的能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，故C错误；

D.半衰期是统计规律，对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发

生多少衰变，故D错误。

故选Ao

2、A

【解题分析】

A.星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的系统，A正确；

B.在误差范围内可以认为银河系是旋涡状星系，不属于不规则星系，B错误；

C.银河系中恒星很多，C错误；

D.太阳处在银河系中，不在河外星系，D错误。

故选Ao

3、A

【解题分析】

A.万有引力提供向心力

厂Mm4万2

G-r=m^r

解得同步卫星的轨道半径

IGMT2

则距离地球表面高度为Jg”-尺，A正确;

V4/

B.万有引力提供向心力

Mmv2

G——=m——

rr

动能

厂12GMm

E.=—mv=-------

k22丫

B错误;

C.万有引力提供向心力

-Mm

CJ——=ma

解得加速度为

GM

r

C错误;

D.同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，D错误。

故选Ao

4、A

【解题分析】

由题意可知在水平方向运动半周，速度反向，水平方向有

Ix=2mv

竖直方向上绳子与竖直线夹角夕满足

..2»

mgtan"=mv

故竖直方向冲量为

,Tcos0

1,-YY12•—二mjiv------

y2sine

根据矢量的合成的三角形法则可知绳对小球施加的冲量为

1r=IT诉i_7154L+兀2cos2"g

故A正确，BCD错误。

故选Ao

5、C

【解题分析】

设绳子的拉力为产，物体加速运动的加速度大小为。，根据牛顿第二定律，对4有

F-mg=ma

对3有

3mg-F=3ma

加速度

a=0.5g

联立解得

F=1.5机g

根据平衡条件，得定滑轮对天花板的拉力为

2F=2x1.5mg=3mg

故C正确，ABD错误。

故选C。

6、C

【解题分析】

图甲：卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型.故A错误.图乙：用中子轰击铀核使其发

生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能.故B错误.图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子

的频率也是不连续的，故C正确；图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构，天然放射现象的发现揭示了

原子核内还有复杂结构.故D错误.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、ABC

【解题分析】

A.周期是振子完成一次全振动的时间，根据图像可知振子的周期是2.0s,A正确；

B.由图可知，/=0.5s时，振子位于平衡位置处，所以受到的合力为零，B正确；

C.由图可知，r=L5s时，振子位于平衡位置处，对应的速度最大；此时刻振子的位移方向从上向下，即振子的速度

方向竖直向下，C正确；

D.由图可知，弹簧振子在r=2.0s时位移负的最大位移处，所以回复力最大，方向向上，则振子的加速度最大，且竖

直向上，D错误。

故选ABCo

8、ACD

【解题分析】

AB.相互吸引还是相互排斥，就要看电流是增大还是减小，f2时刻与时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，

可知两环的电流方向相同，则两环相互吸引，A正确，B错误；

C.4时刻，a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两线圈相互作用，根据法拉第电磁感应定律

E—n----

AZ

可知磁场变化越快，电动势越大，根据闭合电路欧姆定律可知电流也越大，所以，作用力最大的时刻，也就是a中电

流变化最快的时刻；在乙图中，“变化最快”也就是曲线的斜率最大。〃时刻斜率为0,因此两线圈没有作用力，则加速

度为零，C正确；

D.虽然〃时刻的电流为零，但是根据该点的斜率，电流是变化的，也就是磁通量变化率最大，那么b环中感应电动

势最大，则感应电流最大，D正确。

故选ACDo

9、CD

【解题分析】

根据粒子运动轨迹，应用左手定则可以判断出粒子的电性；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根

据题意求出粒子轨道半径关系，然后应用牛顿第二定律求出粒子的速度然后分析答题；根据粒子做圆周运动的周期公

式与粒子转过的圆心角求出粒子的运动时间.

【题目详解】

由甲粒子垂直于be边离开磁场可知，甲粒子向上偏转，所以甲粒子带正电，由粒子从ad边的中点离开磁场可知，乙

粒子向下偏转，所以乙粒子带负电，故A错误；由几何关系可知，R甲=2L,乙粒子在磁场中偏转的弦切角为60。，弦

长为M所以：解得：由牛顿第二定律得：动能：£“^^俨=巫二，

-=2R£sin60°,Rz=—L,qvB=m—,0

226r22m

所以甲粒子的动能是乙粒子动能的24倍，故B错误；由牛顿第二定律得：qvB-m—,解得：v=幽，洛伦兹力：

rm

f=qvB=Z2,即夕=2』，故C正确；由几何关系可知，甲粒子的圆心角为30。，由B分析可得，乙粒子的圆心

m/乙

aeInm

角为120。，粒子在磁场中的运动时间：t=—T,粒子做圆周运动的周期：T=~~可知，甲粒子在磁场中的运动

2万qB

时间是乙粒子在磁场中运动时间的1/4倍，故D正确..

【题目点拨】

题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，利用洛伦兹力提供向

心力，结合几何关系进行求解；运用粒子在磁场中转过的圆心角，结合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间.

10、BDE

【解题分析】

A.物质密度是宏观的质量与体积的比值，而分子体积、分子质量是微观量，A选项错误；

B.实际上，分子有着复杂的结构和形状，并不是理想的球形，B选项正确；

C.在装满水的玻璃杯内，可以轻轻投放一定数量的大头针，而水不会流出是由于表面张力的作用，C选项错误;

D.物理学中的分子是指分子、原子、离子等的统称，D选项正确；

E.玻璃管裂口放在火焰上烧熔后，成了液态，由于表面张力使得它的尖端变圆，E项正确。

故选BDEo

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、AB释放前，用米尺测量右盘离地面的高度也用秒表记录右盘下落至地面的时间fh=-at2

2

系统质量一定时，其加速度与所受合外力成正比

【解题分析】

(2)口］根据实验原理可知，祛码盘做匀加速直线运动，由公式力=一可知，要得到加速度应测量释放前，用米尺测量

2

右盘离地面的高度力，用秒表记录右盘下落至地面的时间f,故AB正确。

故选AB；

(3)⑵由⑵可知，要测量本实验中的必要物理量，释放前，用米尺测量右盘离地面的高度区用秒表记录右盘下落至地

面的时间t

(4)凶根据实验原理可知，祛码盘做匀加速直线运动，满足丸

2

⑸”］根据表格数据描点如图

(6)[5]由图像可知，“一歹图像为经过原点的一条直线，说明系统质量不变时加速度和合外力成正比。

12、左侧ACD左侧

【解题分析】

⑴口]根据题意可知，磁场方向竖直向下，电流方向垂直纸面向里。所以根据左手定则可得安培力方向为水平向左，故

导体棒向左侧运动。

⑵[2]ACD.根据公式尸=5〃可得，适当增加导轨间的距离或者增大电流或者增大磁场磁感应强度，可增大金属棒受

到的安培力，根据动能定理得

口12

rs-jumgs=—mv

则金属棒离开导轨时的动能变大，即离开导轨时的速度变大，ACD正确；

B.若换用一根更长的金属棒，但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变，安培力尸不变，棒的质量变大,

由

可知速度变小，故B错误。

故选ACD»

(3)[3]都反向后，电流垂直纸面向外，磁场方向竖直向上，根据左手定则可得安培力方向仍向左，故导体棒仍向左侧移

动。

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、34

【解题分析】

设能够分装"个小钢瓶，则以20L氧气瓶中的氧气和〃个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，故

遵守玻意耳定律，气体分装前后的状态如图所示，由玻意耳定律可知：

PM+npy2=PiY+np2'V2

即

Ji）匕

（P；-P2）%

因为

Pi=30atm,p2=latm,pj=p2'=4atm,匕=20L,匕=5L

即

(30-4)x20

y34.6

(4-l)x5

则最多能分装34瓶。

mv；2