2024-2025学年福建省龙岩第二中学高三假期自主综合能力测试（一）物理试题含解析

2024-2025学年福建省龙岩第二中学高三假期自主综合能力测试（一）物理试题注意事项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、如图，两质点a，b在同一平面内绕O沿逆时针方向做匀速圆周运动，a，b的周期分别为2s和20s，a，b和O三点第一次到第二次同侧共线经历的时间为()A． B． C． D．2、在轴上关于原点对称的、两点处固定两个电荷量相等的点电荷，如图所示的图像描绘了轴上部分区域的电场强度（以轴正方向为电场强度的正方向）。对于该电场中轴上关于原点对称的、两点，下列结论正确的是（）A．两点场强相同，点电势更高B．两点场强相同，点电势更高C．两点场强不同，两点电势相等，均比点电势高D．两点场强不同，两点电势相等，均比点电势低3、在核反应方程24A．质子B．中子C．电子D．α粒子4、用手水平的托着书，使它做下述各直线运动，手对书的作用力最大的情况是（）A．向下的匀加速运动 B．向上的匀减速运动C．向左的匀速运动 D．向右的匀减速运动5、2016年8月16日l时40分，我国在酒泉用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空．如图所示为“墨子号”卫星在距离地球表面500km高的轨道上实现两地通信的示意图．若己知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法正确的是()A．工作时，两地发射和接受信号的雷达方向一直是固定的B．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9km/sC．可以估算出“墨子号”卫星所受到的万有引力大小D．可以估算出地球的平均密度6、磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（）A．A板为电源的正极B．电阻R两端电压等于电源的电动势C．若减小两极板的距离，则电源的电动势会减小D．若增加两极板的正对面积，则电源的电动势会增加二、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、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落8、一列简谐横波在介质中传播，在t=0时刻刚好形成如图所示的波形。已知波源的振动周期T=0.4s，A、B两质点平衡位置间相距2m。下列各种说法中正确的是（）A．若振源在A处，则P质点从开始运动到第一次到达波谷位置需要0.1sB．若振源在A处，则P质点从开始运动到第一次到达波谷位置需要0.3sC．若振源在A处，则P质点比Q质点提前0.06s第一次到达波谷位置D．若振源在B处，则P质点比Q质点滞后0.06s第一次到达波谷位置E.若振源在B处，则Q质点经过一段时间后一定会到达图中P质点所在位置9、如图甲所示，一块质量为mA=1kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s1．则下列说法正确的是A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6B．木板与地面之间的动摩擦因数为0.1C．F的大小可能为9ND．F的大小与板长L有关10、如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，两导轨上端接有电阻R（其余电阻不计），虚线MM′和NN′之间有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B1，虚线NN′和PP′之间也有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B2（B1>B2）。现将质量为m的金属杆ab，从MM′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，已知ab棒到达NN′和PP′之前已经匀速运动。则ab棒从MM′运动到PP′这段时间内的v–t图可能正确的是（）A． B． C． D．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）如图所示，某实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究做功与物体速度变化的关系”的实验，实验时使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车速度变化的关系。(1)实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、复写纸及如图所示的器材。若要完成该实验，必需的实验器材还有其中的________。(2)为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动。(3)实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是________(填字母代号)。A．避免小车的运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力12．（12分）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。(1)实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度。(2)如图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度_______cm；实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为__________m/s。在本次实验中还需要读出和测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和__________（文字说明并用相应的字母表示）。(3)本实验通过比较钩码的重力势能的减小量__________和__________（用以上物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能守恒。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，半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1kg，上表面与C点等高．质量为m＝1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝1.1m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．取g＝10m/s1．求：（1）物块经过B点时的速度vB．（1）物块经过C点时对木板的压力大小．（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q．14．（16分）如图所示，竖直放置的U形玻璃管与容积为V0＝15cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝15cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0＝9cm.现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好(已知大气压p0＝75cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S＝1cm2)．求：(1)此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？(2)需要加入的水银体积．15．（12分）横截面积处处相同的U形玻璃管竖直放置左端封闭,右端开口.初始时,右端管内用h1=4cm的水银柱封闭一段长为L1=9cm的空气柱A左端管内用水银封闭有长为L2=14cm的空气柱B,这段水银柱液面高度差为h2=8cm,如图甲所示.已知大气压强P0=76.0cmHg,环境温度不变.(i)求初始时空气柱B的压强(以cmHg为单位)；(ii)若将玻璃管缓慢旋转180°,使U形管竖直倒置(水银未混合未溢出),如图乙所示当管中水银静止时,求水银柱液面高度差h3.

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、B【解析】a、b和O三点第一次到第二次同侧共线即质点a要比质点b多运动一周．则要满足,代入数据得解得：，B正确．故选B2、B【解析】

题图中点左侧、点右侧的电场都沿轴负方向，则点处为正电荷，点处为负电荷。又因为两点电荷的电荷量相等，根据电场分布的对称性可知、两点的场强相同；结合沿着电场线电势逐渐降低，电场线由c指向d，则点电势更高，故B正确，ACD错误。故选B。3、A【解析】设X为：AZX，根据核反应的质量数守恒：4+14=17+Z电荷数守恒：2+7=8+A，则A=1，即X为：11点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类。4、D【解析】

向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，书的加速度向下，处于失重状态，手对书的作用力小于书的重力；向左的匀速运动时，手对书的作用力等于书的重力；向右的匀减速运动时，加速度向左，根据牛顿第二定律分析得知，手对书的作用力大于书的重力。所以向右的匀减速运动时，手对书的作用力最大，故ABC错误，D正确；故选D。5、B【解析】由于地球自转的周期和“墨子号”的周期不同，转动的线速度不同，所以工作时，两地发射和接受信号的雷达方向不是固定的，故A错误．7.9km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，则卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9km/s，故B正确．由于“墨子号”卫星的质量未知，则无法计算“墨子号”所受到的万有引力大小，故C错误．根据知，因周期未知，则不能求解地球的质量，从而不能估算地球的密度，选项D错误；故选B．点睛：解决本题的关键知道卫星做圆周运动向心力的来源，知道线速度、周期与轨道半径的关系，理解第一宇宙速度的意义．6、C【解析】

A．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为电源的正极，A极为电源的负极，故A错误；B．分析电路结构可知，A、B为电源的两极，R为外电路，故电阻R两端电压为路端电压，小于电源的电动势，故B错误；CD．粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有解得减小两极板的距离d，电源的电动势减小，增加两极板的正对面积，电动势不变，故C正确，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、BD【解析】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．8、ACD【解析】

AB．若振源在A处，由图可知，B质点刚好起振，且起振方向向下，则各质点开始振动的方向均向下，所以P质点第一次到达波谷位置需要A正确，B错误；C．若振源在A处，P质点比Q质点先到达波谷位置，提前的时间等于波在PQ间传播的时间C正确；D．同理，若振源在B处，Q质点比P质点先到达波谷位置，提前的时间等于波在QP间传播的时间D正确；E．介质中质点并不会随波迁移，只在各自的平衡位置两侧振动，E错误。故选ACD。9、BD【解析】

根据木板A的v-t图像求解滑块在木板上滑动时和离开木板时木板的加速度，根据牛顿第二定律列式求解两个动摩擦因数；若木块在木板上滑动时，木块的加速度应该大于木板的加速度，由此求解F的范围；根据木块和木板的位移关系求解F与L的关系.【详解】滑块在木板上滑动时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；滑块从木板上滑出时木板的加速度为，对木板根据牛顿第二定律：；联立解得：μ1=0.7，μ1=0.1，选项A错误，B正确；对木块B：，其中的aA>1m/s1，则F>9N，则F的大小不可能为9N，选项C错误；根据，式中t=1s，联立解得：F=1L+9，即F的大小与板长L有关，选项D正确；故选BD.此题时牛顿第二定律的综合应用问题，首先要搞清两物体的运动情况，通过v-t图像获取运动信息，结合牛顿第二定律求解.10、BC【解析】

A．若第一阶段匀速，则冲入第二磁场以后则金属棒会做加速度逐渐减小的加速运动，所以选项A错误；B．若刚进入第一磁场时速度过大，则由则金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，直到匀速；冲入第二磁场以后会加速，做加速度逐渐减小的变加速运动性质为加速，所以选项B正确；CD．若刚进入第一磁场时速度过小，则由则金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，直到匀速；冲入第二磁场以后会加速，做加速度逐渐减小的变加速运动性质为加速，所以选项C正确，D错误；故选BC。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、AC匀速直线D【解析】

（1）[1]．根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺，天平（带砝码），故选AC．（2）[2]．为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动；（3）[3]．实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故ABC错误，D正确．12、0.52cm滑块释放位置遮光条到光电门的位移smgs钩码和滑块的动能增加量之和【解析】

(2)[1]游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；[2]由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为[3]根据实验原理可知，该实验中需要比较钩码和滑块所组成的系统重力势能的减小量与钩码和滑块所组成的系统动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒，故需要测量的物理还有：滑块释放位置遮光条到光电门的位移s(3)[4][5]钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机