湖南省岳阳市岳阳县第一中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题

2024年高三物理期中考试试题一、单选题（每题4分，共24分）1．如图所示，发出波长为的某种激光的激光器在时间t内发出的光子数为n。已知光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是（

）A．每个光子的能量为B．激光器单位时间内发出的激光对应的能量为C．假设时间t内发出的激光全部照射到某种物体上，该物体只吸收N个光子且全部转化为内能，则该物体在时间t内增加的内能为D．假设激光器将电能转化为激光能量的效率为，则激光器在时间t内消耗的电能为2．广东队队史11次夺取CBA总冠军，是CBA夺取总冠军次数最多的球队。如图所示，某次比赛中一运动员将篮球从地面上方B点以速度斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。不计空气阻力，若篮球从B点正上方C点斜向上抛出，仍然垂直击中篮板上A点，则两次抛球相比（）A．球从B至A用时较短B．从C点抛出时，抛射角较小C．从C点抛出时的速度较大D．从B点抛出时，球撞到篮板时的速度较大3．凿子是中国传统的木工工具，一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为，当凿子插入木板中后，若用锤子沿中心轴线方向以适当的力F敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图，此时凿子作用于木板1面、2面、3面的弹力大小分别为、、，忽略凿子重力和摩擦力，下列关系式中正确的是（）A． B． C． D．4．如图所示，一质量为M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为m=1.0kg的小木块A。给A和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B。在A做加速运动的时间内，B的速度大小可能是（）A．1.8m/s B．2.4m/sC．2.8m/s D．3.0m/s5．某超小型风力发电机与理想变压器的原线圈连接，变压器的副线圈接内阻为的电动机。某日该地区的风速是5m/s，风吹到叶片的有效面积为，此时变压器原线圈两端的电压为30V，电动机刚好正常工作。已知空气的密度为，假如该风力发电机能将通过扇叶有效面积内空气动能的40%转化为电能，变压器原、副线圈匝数比为，发电机和变压器的线圈电阻忽略不计。下列说法正确的是（）A．每秒冲击发电机叶片的空气动能为120JB．通过变压器原线圈的电流为4AC．通过变压器副线圈的电流为8AD．电动机消耗的电功率为720W6．如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量分别为和的物体A和B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为的匀加速直线运动（重力加速度为g），则（）A．施加外力前，弹簧的形变量为B．外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为m（g-a）C．A、B分离时弹簧弹力大小为m（g+a）D．从开始运动到A、B分离经历的时间为二、多选题（每题5分，共20分）7．如图甲所示的弹簧振子沿竖直方向做简谐振动，从某一时刻开始计时，规定竖直向上为正方向，得到弹簧对小球的弹力F与运动时间t的关系图像如图乙所示，若重力加速度为g，图像的坐标值为已知量，则下列说法正确的是（

）A．对乙图的F-t关系图像，小球是从处在最高点开始计时的B．小球的质量为C．弹簧振子的频率为D．若弹簧振子的振幅为A，则从计时开始到13t0时，小球的路程为36A8．人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离r的关系，图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与r的关系。图乙中R（地球半径），r0为已知量，地球自转的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的有（）

A．太空电梯停在r0处时，航天员对电梯舱的弹力为0B．地球的质量为C．地球的第一宇宙速度为D．随着r的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小9．如图所示，两导电性良好的光滑平行导轨斜放置，与水平面夹角为，轨道间距为L。导轨中段长为2L的矩形区域内存在垂直于轨道面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。相距为的金属棒a和b静止放在倾斜导轨上，两金属棒由绝缘轻杆连接，a与磁场上边界的距离为d。由静止释放ab，当a进入磁场后恰好做匀速运动，b棒刚离开磁场时速度为v。两个金属棒的质量均为m、电阻均为，重力加速度为g，运动过程中两金属棒与导轨接触良好，不计其他电阻和摩擦阻力。下列说法中正确的是（）A．B．当a棒刚离开磁场时a棒的加速度大小为C．ab整体进入磁场的过程中通过a棒的电荷量为D．a、b离开磁场所用时间为10．如图，倾角为30°的斜面体静止在水平地面上，轻绳一端连着斜面上的物体A(轻绳与斜面平行)，另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂质量为m的物块B，开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的夹角为90°时，物体A刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A与斜面间的动摩擦因数为．整个过程斜面体始终静止，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦.下列说法正确的是(

)A．物体A的质量为B．物体A受到的摩擦力一直增大C．地面对斜面体的摩擦力水平向左并逐渐减小D．斜面体对地面的压力逐渐减小三、实验题（共20分）11．（本题10分）某实验小组利用图甲所示装置测量角速度等物理量，实验过程如下：i.按照图甲安装实验装置；ii.将纸带沿着圆盘缠绕一圈，用笔做好记号，将这一圈纸带取下来，沿着米尺展开，测得其长度为；iii.让纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带上端用双面胶粘在圆盘上，下端连接一钩码。调节圆盘和打点计时器的相对位置，使圆盘所在的竖直面与打点计时器限位孔所在的竖直面垂直，保证纸带竖直悬挂；iv.转动圆盘，让部分纸带缠绕在圆盘上。接通电源，释放纸带，钩码通过纸带带动圆盘顺时针转动。实验得到的一段纸带如图乙所示，纸带上相邻计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器打点的周期为，取3.14。以下计算结果均保留3位有效数字。（1）在打出AB段纸带的时间内，钩码平均速度大小是；（2）在打出C点时，钩码速度大小是，圆盘转动的角速度大小是；（3）在打出AF段纸带的时间内，关于圆盘转动的角速度大小随时间的变化关系，下列可能正确的是。A．B．C．D．12．（本题10分）如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量（填选项前的符号），间接地解决这个问题．A．小球开始释放高度hB．小球抛出点距地面的高度HC．小球做平抛运动的射程（2）图2中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是（填选项前的符号）。A．用天平测量两个小球的质量、B．测量小球开始释放高度hC．测量抛出点距地面的高度HD．分别找到、相碰后平均落地点的位置M、NE．测量平抛射程OM，ON（3）经测定，，，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后的动量分别为与，则：：11；若碰撞结束时的动量为，则：：。实验结果表明，碰撞前、后总动量的比值为。（此问结果保留三位有效数字）四、解答题（共36分）13．（本题8分）某透明棱镜面如图所示，半圆与矩形的三个边相切，其中半圆的圆心为O，半径为R，矩形的顶点A与圆心O的连线与半圆交于C点，一束光线从矩形左边上某点B射入棱镜，光线与棱镜边界的夹角为，光线经过一次折射后射向C点，已知光在真空中的速度为c，光在棱镜中的传播速度为。求：（1）光线在B点的折射角；（2）光线在棱镜中的传播时间。14．（本题10分）如图所示，为过山车简易模型，它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成，Q点为圆形轨道最低点，M点为最高点，水平轨道PN右侧的光滑水平地面上并排放置两块木板c、d，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平轨道PN平齐，小滑块b放置在轨道QN上．现将小滑块a从P点以某一水平初速度v0向右运动，沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后a沿原路返回到M点时，对轨道压力恰好为0，碰后滑块b最终恰好没有离开木板d．已知：小滑块a的质量为1kg，c、d两木板质量均为3kg，小滑块b的质量也为3kg，c木板长为2m，圆形轨道半径为0.32m，滑块b与两木板间动摩擦因数均为0.2，重力加速度g＝10m/s2．试求：(1)小滑块a与小滑块b碰后，滑块b的速度为多大？(2)小滑块b刚离开长木板c时b的速度为多大？(3)木板d的长度为多长？15．（本题10分）“再生制动”是一些汽电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电，将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆汽电混动汽车的质量为m，该汽车设定为前阶段在速度大于时选择再生制动，后阶段速度小于等于时选择机械制动。当它以速度在平直路面上做匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即，后阶段阻力恒为车重的倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。求：（1）如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的倍被转化为电能，那么此次刹车储存多少电能；（2）汽电混动汽车从刹车到停止的位移多大；（3）在一次性能检测中，检测机构让汽电混动汽车在平直的路面上匀速行驶（速度小于）一段距离后关闭发动机，测绘了汽车只开启“机械制动”和“机械制动”“再生制动”同时开启两种设定下汽车的动能与位移关系的图线①和②，如图密所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力，求“机械制动”“再生制动”同时开启测试中汽车被回收的动能是多少？16．（本题8分）有一款闯关游戏可以简化为如图所示模型。可视为质点的物块A和长L=16m的木板B叠放在左侧粗糙水平地面上，A、B的质量分别为和，A、B之间以及B、地面之间的动摩擦因数分别为和。距B右侧d=8m处有一与B上表面平齐的光滑台面，台面上固定一半径可调的光滑圆弧轨道，圆弧轨道底端两侧稍微错开，分别与左右台面平滑过渡（未画出），N与圆心O等高。现让A从B上合适的位置以合适的初速度开始向右滑动，游戏环节中A只能经由B的右端滑上台面，沿圆弧轨道做完整的圆周运动，并最终被接收盒“捕获”，游戏便获得成功。已知B与台面相碰反弹运动一小段距离便被锁定静止不动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求（1）A、B刚开始滑动