陕西省西安市交大附中2024-2025学年高三下学期第一次诊断（期末）考试物理试题含解析

陕西省西安市交大附中2024-2025学年高三下学期第一次诊断（期末）考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、如图所示，MN、PQ是倾角为的两平行光滑且足够长的金属导轨，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒ab、cd垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，导轨宽度为L，与导轨平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力。现将cd棒由静止释放，当细线被拉断时，则（）A．cd棒的速度大小为 B．cd棒的速度大小为C．cd棒的加速度大小为gsin D．cd棒所受的合外力为2mgsin2、如图所示，P球质量为2m,物体Q的质量为m,现用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，物体Q位于墙壁和球P之间，已知P、Q均处于静止状态，轻绳与墙壁间的夹角为30°,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A．P对Q有方向竖直向下的摩擦力，大小为mgB．若增大P球的质量，则P对Q的摩擦力一定变大C．若增大Q球的质量，则P对Q的摩擦力一定变大D．轻绳拉力大小为3、一列简谐横波沿轴负方向传播，时刻的波形图象如图所示，此时刻开始介质中的质点经第一次回到平衡位置。则下列说法中正确的是（）A．时刻质点向轴正方向运动B．简谐横波的周期为C．简谐横波传播的速度为D．质点经过平衡位置向上运动时开始计时的振动方程为4、如图所示，真空中等边三角形OMN的边长为L=2.0m，在M、N两点分别固定电荷量均为的点电荷，已知静电力常量，则两点电荷间的库仑力的大小和O点的电场强度的大小分别为（）A． B．C． D．5、电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（）A．电容变为原来的两倍 B．电场强度大小变为原来的一半C．电场能变为原来的两倍 D．外力做的功大于电场能的增加量6、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为10：1，在原线圈接入u=30sin(100πt)V的正弦交变电压。若闭合开关后灯泡L正常发光，且灯泡L正常发光时的电阻为1.5Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A．副线圈中交变电流的频率为5Hz B．电压表的示数为3VC．电流表的示数为20A D．灯泡L的額定功率为3W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、封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（）A．气体的密度增大 B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小 D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多8、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1，O2和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法正确的是A．小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于mgB．小球下降最大距离为C．小物块在D处的速度与小球速度大小之比为D．小物块在D处的速度大小为9、如图所示，竖直平面内有一光滑圆环，圆心为O，OA连线水平，AB为固定在A、B两点间的光滑直杆，在直杆和圆环上分别套着一个相同的小球M、N．先后两达让小球M、N以角速度ω和2ω随圆环一起绕竖直直径BD做匀速圆周运动．则A．小球M第二次的位置比第一次时离A点近B．小球M第二次的位置比第一次时离B点近C．小球N第二次的竖直位置比第一次时高D．小球N第二次的竖直位置比第一次时低10、如图，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5m。导体棒a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2T。物体c的质量为0.06kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（）A．b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5m/s2B．b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0m/sC．足够长时间后a棒的加速度大小为D．足够长时间后a棒的速度大小为7.0m/s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）如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：①用天平测出两球质量分别为m1、m2；②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．回答下列问题：（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）A．弹簧的压缩量ΔxB．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2C．小球直径dD．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=_______________．（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．12．（12分）利用图示装置可以测物体问的动摩擦因数。水平粗糙桌面左端固定着定滑轮、B点固定着光电门。跨过定滑轮的细线两端分别栓接质量m的重物和质量M的物块（含宽度为d的遮光条），实验时每次都由静止释放物块，多次改变物块释放点A的位置，记录每次AB的间距x和遮光条通过光电门的时间t。（细线与滑轮间的摩擦及空气阻力均不计，重力加速度为g）(1)物块从A运动至B的过程中，重物和物块整体的动能增量为△Ek=_______。(2)下列各图中，能够正确反映运动过程中x与t之间关系的图像是__________（填选项序号字母）。(3)若(2)中正确图线的斜率为k，则物块与水平面间的动摩擦因数μ=_______（填选项序号字母）。A．B．C．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，一气球从地面上以大小为的速度竖直匀速升起，当气球的下端距地面高时，在气球的正下方紧贴地面将一小石子愉大小为的初速度竖直上抛。已知小石子受到的空气阻力等于其重力的倍，取，求：(1)小石子追上气球所用的时间；(2)小石子追上气球时的速度大小。14．（16分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。15．（12分）如图所示，直角三角形ABC为某种透明介质的横截面，∠B＝30°，BC＝30cm，AB面涂有反光材料．某单色光从BC上的D点垂直BC射入介质，经AB面反射后从AC面上射出，射出方向与AB面垂直．已知BD＝21cm，不考虑光在AC面的反射．求：（i）介质的折射率；（ii）光在介质中的传播时间．

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【解析】

AB．据题知，细线被拉断时，拉力达到根据平衡条件得：对ab棒则得ab棒所受的安培力大小为由于两棒的电流相等，所受的安培力大小相等，由得联立解得，cd棒的速度为故A正确，B错误；CD．对cd棒：根据牛顿第二定律得代入得故CD错误。故选A。2、C【解析】

A.Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和向上静摩擦力，即P对Q的摩擦力的方向向上，大小为mg．故A错误．B.由A的分析可知，增大P的质量，P对Q的摩擦力不变，故B错误．C.由B的分析可知，增大Q的质量，Q受到的静摩擦力增大，故C正确．D.P、Q整体受到重力、支持力和绳子的拉力，共3个力作用，设绳子的拉力为F，在竖直方向：Fcos30°=3mg所以绳子的拉力：F=2mg．故D错误．3、D【解析】

A．简谐波沿轴负方向传播，所以时刻质点向轴正方向运动，故A错误；B．简谐波沿轴负方向传播，质点第一次回到平衡位置时，即处质点的振动传播到点，所需的时间，解得故B错误；C．从题图上读出波长为，所以波速故C错误；D．根据图象可知，此列波的振幅，简谐波沿轴负方向传播，，角速度则质点经过平衡位置向上运动时开始计时的振动方程为故D正确。故选D。4、A【解析】

根据库仑定律，M、N两点电荷间的库仑力大小为，代入数据得M、N两点电荷在O点产生的场强大小相等，均为，M、N两点电荷形成的电场在O点的合场强大小为联立并代入数据得A．与分析相符，故A正确；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误；故选：A。5、C【解析】

A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；B．电荷量和极板正对面积不变，则电场强度大小不变，B错误；C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据电容减半，两极板间电压加倍，根据可知，电场能加倍，C正确；D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，D错误。故选C。6、B【解析】

A．根据可得该交变电流的频率f=50Hz，变压器不改变频率，所以副线圈中交变电流的频率为50Hz，A项错误；B．原线圈所接的交变电压最大值为V，则有效值为30V，根据，代入数值解得U=3V，即电压表的示数为3V，B项正确；C．灯泡L正常发光时，副线圈中的电流为A=2AC项错误；D．灯泡L的额定功率P=I2R=6WD项错误。故选B。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】一定质量的气体，如果保持气体体积不变，根据密度公式得密度也就不变．故A错误．根据气体状态方程PV/T=C，如果保持气体体积不变，当温度升高时，气体的压强就会增大．故B正确．温度是气体分子平均动能变化的标志，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，故C错误．气体压强是气体分子撞击器壁而产生的，由于气体的压强增大，所以每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多．故D正确．故选BD．点睛：能够运用控制变量法研究多个物理量变化时的关系．温度是气体分子平均运动剧烈程度的标志，当温度越高时，分子平均动能增大；当温度越低时，分子平均减小．8、BD【解析】A、刚释放的瞬间，小球的瞬间加速度为零，拉力等于重力，故A错误；

B、当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，，故B正确；

C、将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据平行四边形定则知，小物块在D处的速度与小球的速度之比为，故C错误；

D、设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为，则,对滑块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：

,解得，故D正确．点睛：解决本题的关键知道两物体组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，以及知道物块与之间的距离最小时，小球下降的高度最大，知道物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度．9、BC【解析】

设AB与竖直方向夹角为θ，则mgtan450=mω2r，则当ω变为2ω时，r变为原来的1/4，则小球M第二次的位置比第一次时离A点远，离B点近，选项A错误，B正确；对放在N点的小球：mgtanα=mω2Rsinα，则，则当ω越大，α越大，物体的位置越高，故选项C正确，D错误；故选BC。10、BC【解析】

A．b棒所受的最大静摩擦力而则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则a棒的加速度大小为选项A错误；B．b棒刚要开始运动时，对a棒F安=BILE=BLv联立解得v=5m/s选项B正确；CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为此时对a棒b棒其中解得此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，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、（1）B（2）（3）m1x1=m2x2【解析】

（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由EP=mv2即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，在做平抛动的水平位移，压缩量以及时间和小球的直径均不需要测量；故B正确，ACD错误．故选B；（2）由（1）可知，EP=m1v12+m2v22由h=gt2可得：平抛运动的时间t=；根据水平方向上的匀速直线运动规律可知：v1=；v2=即EP=m1v12+m2v22=（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有：0=m1v1-m2v2再根据水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2；12、CA【解析】

(1)[1]物块到达B点时的速度为则物块从A运动至B的过程中，重物和物块整体的动能增量为(2)[2]根据动能定理有整理后有故选C