湖南省衡阳市衡阳县2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题（含解析）

衡阳县2025届高三第一学期期末考试物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。第Ⅰ卷（选择题）一、选择题：本题共10小题，共46分。第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．游客去高海拔景区旅游时，多数会出现高原反应，而通过吸氧可以缓解高原反应。如图是一种便携式氧气罐，某游客按压该氧气罐喷出气体过程中（假定罐内气体可视为理想气体且温度保持不变），下列说法正确的是（）A．罐内气体的平均动能减小 B．罐内气体的压强减小C．外界对罐内气体做功 D．罐内气体放出热量2．跳伞运动员拉开降落伞之后竖直向下运动，其运动的图像如图所示，其中图线为曲线，之后的图线为直线。由图可知，运动员在此过程中（

）A．运动员的加速度不断变小 B．运动员所受合力不断增大C．之后空气阻力对运动员不再做功 D．之后合力对运动员做正功3．如图所示，质量为1kg的小球用a、b两根细线连接，分别悬于两点，a、b两细线相互垂直，小球静止，重力加速度g取。剪断细线b的瞬间，小球的加速度大小为，则未剪断细线b时，细线a上的拉力大小为（）A． B． C．5N D．7.5N4．2024年10月30日，神舟十九号载人飞船与空间站组合体完成交会对接。空间站绕地球可看作做匀速圆周运动，空间站的飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了空间站连续4次飞临赤道上空所对应的地面的经度，则（）A．空间站的轨道与赤道平面不重合B．空间站的速度大于第一宇宙速度C．空间站的轨道高度比地球同步卫星的高D．航天员在空间站中不受地球的万有引力5．如图所示，真空中有一对平行金属板，两板加电压为U的直流电压。一带电粒子位于M板旁，仅在电场力的作用下由静止运动到N板。若增大板间的距离，该粒子仍由M板旁由静止运动，则（）A．M板所带的电荷量增大 B．粒子运动的加速度变大C．粒子运动的时间变长 D．粒子运动到N板时的电势能变大6．如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，重力加速度为g，则圆环克服摩擦力做的功不可能为（）A．0 B． C． D．7．原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂，这种现象称为塞曼效应。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图甲所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①、②、③，对应频率分别为。若用①照射图乙中的光电管时能发生光电效应，则（）A．频率为的光子的动量为B．若用②照射该金属表面时，一定不能发生光电效应C．用①、③两种光分别照射图乙中的光电管，①光对应的遏止电压更大D．将三束光分别射入同一双缝，②光产生的干涉条纹间距最大8．如图，蜂鸟可以通过快速拍打翅膀，使自己悬停在一朵花的前面。假设蜂鸟两翅膀扇动空气的总面积为S，翅膀扇动对空气的作用力效果与翅膀用速度v平推空气的效果相同。已知空气密度为ρ，重力加速度大小为g，则（）A．单位时间内翅膀拍动空气的质量为SρvB．单位时间内翅膀拍动空气的质量为Sρv2C．蜂鸟的质量为D．蜂鸟的质量为9．中国茶文化是中国制茶、饮茶的文化，在世界享有盛誉。在茶叶生产过程中有道茶叶、茶梗分离的工序，如图所示，A、B两个带电球之间产生非匀强电场，茶叶茶梗都带正电荷，且茶叶的比荷大于茶梗的比荷，两者通过静电场便可分离，并沿光滑绝缘分离器落入小桶。假设有一茶梗P电荷量为4×10−8C，质量为2×10−4kg，以1m/s的速度离开A球表面O点，最后落入桶底，O点电势为1×104V，距离桶底高度为1.0m，桶底电势为零。不计空气阻力、茶叶茶梗间作用力及一切碰撞能量损失，重力加速度g取10m/s2，则（）A．M处比N处的电场强度大B．M处的电势低于N处的电势C．茶叶落入右桶，茶梗落入左桶D．茶梗P落入桶底速度为5m/s10．如图所示，定值电阻阻值为，R为电阻箱，理想变压器原线圈的匝数可调，当R接入电路的电阻为时，消耗的功率为P，若仅将原线圈的匝数减半，则消耗的功率为；若仅调节R，使R接入电路的电阻为，则消耗的功率也为，则下列关系式正确的是（）A． B． C． D．第Ⅱ卷（非选择题）二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11．（6分）某实验小组用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。电磁铁、小钢球和光电门处于同一竖直线上，小球吸在电磁铁上时测量出小球球心到光电门中心的竖直距离为h。(1)电磁铁用的铁芯可分为硬磁性材料和软磁性材料，硬磁性材料在磁场撤去后还会有很强的磁性，而软磁性材料在磁场撤去后就没有明显的磁性了，本实验中的电磁铁的铁芯应该用（选填“硬”或“软”）磁性材料制作；(2)本实验（选填“需要”或“不需要”）测量小球的质量；(3)调整小球的下落高度h，断开电磁铁电源，记录计时装置显示的挡光时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图像如图所示。已知图线的斜率为k，则当地的重力加速度为（用表示）；(4)小明每次测量h时均测量的是电磁铁下端到光电门下端的距离，仍作出图像，他是否可以通过图像求得重力加速度？请简要说明理由。12．（10分）某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：(1)用多用电表欧姆挡测继电器线圈ed（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测继电器线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至（选填“×10”或“×1k”）进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器线圈ed的阻值为Ω。(2)为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关C应该接（选填“a”或“b”）。(3)流过继电器线圈ed的电流时电路才会报警，若直流电源电动势为18V（内阻不计），欲实现温度达到或超过60℃时报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择。A．0~200Ω B．0~500Ω C．0~1500Ω(4)若工作过程中希望温度达到80℃时才报警，则应该选择（选填“更大”或“更小”）量程范围的滑动变阻器。13．（10分）为了降低光通过照相机镜头等光学元件表面因反射造成的光能损失，人们在这些光学元件的表面镀上透明的薄膜，即增透膜（如图甲）。增透膜上下两个表面的反射光会因发生干涉而相互抵消，增加了透射光的能量。若将照相机镜头等光学元件简化为矩形元件，某单色光垂直光学元件上单层镀膜的上表面入射，如图乙所示，其中增透膜的厚度为，光学元件的厚度为。求：(1)增透膜对该单色光的折射率为，光学元件对该单色光的折射率为，光在空气中的速度近似为，求该光穿过增透膜和光学元件的时间；(2)为了增强绿光的透射强度，需要在镜头前镀上折射率的增透膜，绿光在空气中的波长，求增透膜的最小厚度。14．（12分）如图所示，在平面直角坐标系内有一直角三角形，坐标分别为和，三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，轴下方有沿着y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的粒子从O点沿纸面射入磁场区域，速度方向与x轴的夹角为，并从C点离开磁场，不计粒子重力。(1)求粒子射入磁场时的速度大小v；(2)求从粒子射入磁场至粒子第2次经过x轴过程的时间t；(3)若该粒子从y轴上的某点M由静止释放，能沿垂直于边的方向射出磁场，求M点距O点的距离y。15．（16分）质量为2m的物体A穿在光滑的水平导轨上，用长为L的轻杆与质量为m的小球B相连，如图所示，初始时A、B在同一水平面上，轻杆平行于水平导轨，给小球B一个竖直向下的初速度。已知A、B均可视为质点，系统运动过程中小球和轻杆均不会与水平导轨发生碰撞，重力加速度为g，求：(1)小球B第一次运动到最低点时，物体A的速度大小；(2)小球B第一次运动到最低点时，小球B对轻杆的作用力大小；(3)以A、B初始位置的左三等分点O为坐标原点建立如图所示平面直角坐标系xOy，求小球B运动的轨迹方程，并写明横、纵坐标的取值范围。

物理答案1.【答案】B【解析】根据题意可知温度不变，平均动能不变，罐内气体分子数减少了，故总内能减小，根据热力学第一定律，喷出气体瞬间，气体膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，此时罐内气体需要吸收热量，使得罐内气体温度保持不变，故ACD错误；喷出气体过程中，相当于罐内和喷出的气体总体积膨胀，温度不变，根据理想气体状态方程，可知气体压强减小，故B正确。2.【答案】A【解析】0～t0图线的斜率越来越小，加速度越来越小，根据，可知合力越来越小。故A正确；B错误；之后空气对运动员仍做负功。故C错误；t0之后，运动员做匀速直线运动，合力对运动员不做功。故D错误。3.【答案】A【解析】由于a、b两细线相互垂直，剪断细线b的一瞬间，小球的加速度大小为，说明未剪断细线b时，细线b上的拉力大小为，未剪断细线b时，根据平衡条件有，解得，故选A。4.【答案】A【解析】由图可知，空间站的飞行轨道在地球表面的投影不止出现在赤道上，所以空间站的轨道与赤道平面不重合，故A正确；第一宇宙速度是最大的环绕速度，即近地卫星环绕速度，空间站的速度小于第一宇宙速度，故B错误；卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得，整理得，由图可知，空间站每绕地球运动一圈，地球自转的角度为，即空间站的周期小于地球同步卫星的周期，所以空间站的轨道半径小于地球同步卫星的半径，即空间站的轨道高度比地球同步卫星的低，故C错误；航天员在空间站中也受到地球的万有引力，提供向心力，故D错误。5.【答案】C【解析】根据电容器的决定式可知增大M、N两极板间的距离时，电容值C变小，由题可知电容器两极板间的电压始终为U，根据可知电容值C减小，电压U不变，所以电容器的电荷量减小，A错误；根据可知，当两极板间的距离增大时，两极板间的电场强度减小，由牛顿第二定律，可知粒子运动的加速度减小，B错误；粒子在两极板间做匀加速直线运动，由运动学公式可知粒子从M板附近静止释放到N极板，位移变大，加速度减小，故所用时间变长，C正确；粒子从M板运动到N板，电场力做功为两极板电势差不变，可知电场力做功不变，粒子运动到N板时的电势能一样，D错误。6.【答案】C【解析】圆环克服摩擦力做的功，在数量上等于圆环的动能变化量，当圆环以初速度v0向右运动时，洛仑兹力的大小恰好等于圆环的重力，则圆环将不受摩擦力的作用，圆环克服摩擦力做的功为零，故A正确；当圆环以初速度v0向右运动时，洛仑兹力的大小小于圆环的重力，则圆环在摩擦力作用下做减速运动，最终完全停止，处于平衡状态，此过程中损失的动能为，即圆环克服摩擦力做的功为，故B正确；当圆环以初速度v0向右运动时，洛仑兹力的大小大于圆环的重力，则圆环在摩擦力作用下做减速运动，当速度减小到某一值时，洛仑兹力与重力等大反向，则圆环将保持此时的速度匀速运动下去，设此时的速度为v，则，圆环克服摩擦力做的功为，解得，故C错误，D正确。故选C。7.【答案】D【解析】由光子动量，根据波速、波长、频率关系，联立解得，频率为的光子的动量为，故A错误；因②对应的能级差小①对应的能级差，可知②的能量小①的能量，②的频率小①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属可能发生光电效应，也可能不生产光电效应，故B错误；图甲可知③的能级差大于①的能级差，故③的频率大于①的频率，根据光电效应方程，可知频率越大，遏止电压越大，故③光对应的遏止电压更大，故C错误；结合图甲可知，②光频率最小，根据，可知，频率小，波长越长，干涉条纹间距公式，可知波长越长，干涉条纹间距越大，故将三束光分别射入同一双缝，②光产生的干涉条纹间距最大，故D正确。8.【答案】AC【解析】设翅膀扇动一次的时间为t，拍动空气的总质量为，则单位时间内翅膀拍动空气的质量为，故A正确，B错误；翅膀用速度v平推空气，使空气的速度变为v，根据动量定理有，翅膀对空气的作用力大小等于空气对翅膀的作用力大小，即，由平衡条件得，解得蜂鸟的质量为，故C正确，D错误。9.【答案】CD【解析】由于M点的电场线稀疏，N点的电场线密集，故M点的电场强度小于N点的电场强度，故A错误；沿电场线的方向，电势逐渐降低，故M点的电势高于N点的电势，故B错误；设该电场的电场强度为E，根据牛顿第二定律有，解得，由于茶叶的比荷大于茶梗的比荷，可知在任何同一位置茶叶的加速度大于茶梗的加速度，水平方向都做加速运动，即在相等时间内，茶叶的水平位移大于茶梗的水平位移，可知，茶叶落入右桶，茶梗落入左桶，故C正确；设茶梗P落入桶底速度大小为，题意初速度，茶梗P从O点到落入桶底过程中，由动能定理可知，代入数据解得，故D正确。10.【答案】BD【解析】原线圈匝数减半，根据变压比，可知副线圈两端电压加倍，副线圈电路中电流加倍，则消耗的功率是原来的4倍，即，故A错误，B正确；设原线圈未改变时，副线圈输出电压为，则有，原线圈改变后有，解得，故C错误，D正确。11.【答案】(1)软；(2)不需要；(3)；(4)可以；因为每次h的测量误差相等，图像斜率不变【解析】(1)电磁铁的工作要求，当没有电流时，要让铁芯失去磁性，当通电时，要有磁性，所以本实验中的电磁铁的铁芯应该用软磁性材料制作。(2)某实验小组用实验装置测量当地的重力加速度，则让小球做自由落体运动即可，故不需要测量小球质量。(3)小球经过光电门速度为，小球做自由落体运动，有，整理解得，其中，解得。(4)因为每次h的测量误差相等，图像斜率不变，则重力加速度大小不变，所以可以通过图像求得重力加速度。12.【答案】(1)×10，220；(2)a；(3)C；(4)更大【解析】(1)将选择开关旋至“×100”位置，欧姆调零，测继电器线圈ed电阻发现指针偏转角度过大，可知所选倍率太大，，则应把选择开关旋至×10挡进行测量；，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器线圈ed的阻值为。(2)由于温度升高热敏电阻阻值减小，通过继电器的电流增大，其产生的磁场磁感应强度增大，把铁片向左吸引，所以要让报警器响起，则单刀双掷开关C应该接a。(3)流过继电器线圈的电流才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过60℃时报警器响起，当温度达到60℃时，热敏电阻的阻值R为，则有，可得此时滑动变阻器接入电路阻值为，故选C。