2024-2025学年山西省西安中学高三下学期质量检查（I）物理试题

2024-2025学年山西省西安中学高三下学期质量检查（I）物理试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、绿化工人在街道旁边栽种大树时，为了确保树干不倾斜，需要用铁杆来支撑。通常是用一个铁环紧套在树干上，三根长度不同的铁杆一端均匀分布在固定的铁环上，另一端固定在同一个水平地面上，大树栽好后竖直压在地上，如图所示。由于树刚栽，地面对大树的作用力，除了竖直向上的支持力以外，其它力可以不考虑。则下列说法中正确的是（）A．三根铁杆对大树的作用力大小一定相等B．大树对地面的作用力一定大于自身的重力C．铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力是一对平衡力D．铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零2、近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础．如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为（k为某个常数）（）A． B． C． D．3、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成，即24颗MEO卫星（地球中圆轨道卫星，轨道形状为圆形，轨道半径在3万公里与1000公里之间），3颗GEO卫星（地球静止轨道卫星）和3颗IGSO卫星（倾斜地球同步轨道卫星）。关于MEO卫星，下列说法正确的是（）A．比GEO卫星的周期小B．比GEO卫星的线速度小C．比GEO卫星的角速度小D．线速度大于第一宇宙速度4、如图所示，匀强电场竖直向上，一带负电的小球从地面上方点斜向上抛出，刚好速度水平向左击中点，不计空气阻力，若抛射点向右水平移动一小段距离到，仍使抛出的小球能够以速度方向水平向左击中点，则可行的是（）A．减小抛射角，同时增大抛射速度B．减小抛射角，同时减小抛射速度C．增大抛射角，同时减小抛出速度D．增大抛射角，同时增大抛出速度5、如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨6、如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块，木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的a­F图，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2，则下列选项错误的是A．滑块的质量m＝4kgB．木板的质量M＝2kgC．当F＝8N时滑块加速度为2m/s2D．滑块与木板间动摩擦因数为0.1二、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，单匝矩形闭合导线框全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为，电阻为．线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为，下列说法正确的是（）A．线框中感应电流的有效值为B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C．从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为D．线框转一周的过程中，产生的热量为8、图甲为一简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图象。下列说法正确的是________。A．这列波沿轴正方向传播B．这列波的传播速度为C．时，质点位于波谷位置D．在到时间内，质点通过的路程为E.时，质点的加速度沿轴负方向9、带电粒子只在电场力作用下沿直线运动，其动能Ek随位移x变化图线如图所示，其中a、b、c为粒子运动中所经过的三点，且ab=bc，ab段为直线，bc段为曲线。则下面判断正确的是（）A．a、b、c三点电场强度大小关系为Ea>Eb>EcB．粒子在a、b、c三点受到的电场力大小关系为Fa=Fb>FcC．a、b、c三点电势大小关系为φa>φb>φcD．ab间电势差的绝对值大于bc间电势差的绝对值10、一列沿x轴传播的横波在t＝0.05s时刻的波形图如图甲所示，P、Q为两质点，质点P的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是__________A．该波的波速为20m/sB．该波沿x轴负方向传播C．t＝0.1s时刻质点Q的运动方向沿y轴正方向D．t＝0.2s时刻质点Q的速度大于质点P的速度E.t＝0.3s时刻质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离三、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）小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图2所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了50角，发现光线____恰好消失了（选填①，②或③），那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n=_____.12．（12分）在“研究一定质量理想气体在温度不变时，压强和体积的关系”实验中．某同学按如下步骤进行实验：①将注射器活塞移动到体积适中的V1位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积V1与压强p1．②用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积．③读出注射器刻度表示的体积V，通过DIS系统记录下此时的V与压强p．④重复②③两步，记录5组数据．作p﹣图．(1)在上述步骤中，该同学对器材操作的错误是：__．因为该操作通常会影响气体的__（填写状态参量）．(2)若软管内容积不可忽略，按该同学的操作，最后拟合出的p﹣直线应是图a中的__．（填写编号）(3)由相关数学知识可知，在软管内气体体积△V不可忽略时，p﹣图象为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线（图b中的虚线）方程是p=__．（用V1、p1、△V表示）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，地面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面底端固定一挡板，一轻质弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至B点，初始时刻，物块a在外力的作用下被压至E点，，撤去外力后，物块a沿斜面从B点射出，到达传送带右端时速度恰好水平向左，大小，与物块b粘在一起向左运动，其中物块a、b质量均为，传送带长为，始终以v=3m/s的速度顺时针转动，物块和传送带之间的动摩擦因数，为不计空气阻力，重力加速度．求：（1）初始时刻的弹性势能；（2）ab在传送带上运动时产生的划痕长度；（3）由于传送物块电动机需要多消耗的电能。14．（16分）图甲为能进行图形翻转的“道威棱镜”示意图，其横截面OABC是底角为45°的等腰梯形，高为a，上底边长为a，下底边长3a，如图乙所示。一细光束垂直于OC边射入，恰好在OA和BC边上发生全反射，最后垂直于OC边射出，已知真空中的光速为c。试求该光束在棱镜中的传播时间t。15．（12分）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶a.金属环中感应电动势E感大小；b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。

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、D【解析】

A．三根铁杆长度不等，与地面的夹角不等，则对大树的作用力大小不相等，选项A错误；B．由平衡知识可知，地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知地面对大树的作用力小于大树的重力，则大树对地面的作用力一定小于自身的重力，选项B错误；C．因为地面对大树的作用力与铁杆对大树的作用力的合力等于大树的重力，可知铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力不是一对平衡力，选项C错误；D．大树栽好后竖直压在地上，则铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零，选项D正确。故选D。2、D【解析】

探测器绕火星做“近地”匀速圆周运动，万有引力做向心力，故有解得故火星的平均密度为（为常量）故选D。3、A【解析】

A．万有引力提供向心力解得MEO卫星轨道半径比GEO轨道半径小，所以MEO卫星周期小，A正确；B．万有引力提供向心力解得MEO卫星轨道半径比GEO轨道半径小，所以MEO卫星线速度大，B错误；C．万有引力提供向心力解得MEO卫星轨道半径比GEO轨道半径小，所以MEO卫星角速度大，C错误；D．第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，环绕半径为地球半径，MEO卫星轨道半径大于地球半径，线速度大小比于第一宇宙速度小，D错误。故选A。4、A【解析】

由于小球速度水平向左击中点，其逆过程是平抛运动，当水平速度越大时，抛出后落地速度越大，与水平面的夹角则越小。若水平速度减小，则落地速度变小，但与水平面的夹角变大。因此减小抛射角，同时增大抛射速度，才能仍使抛出的小球能够以速度方向水平向左击中点。选项A正确，BCD错误；故选A。5、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．6、C【解析】

AB．由题图乙知，F＝6N时，滑块与木板刚好不相对滑动，加速度为a＝1m/s2。对整体分析，由牛顿第二定律有F＝（M＋m）a，代入数据计算得出:M＋m＝6kg，当F≥6N时，对木板，根据牛顿第二定律得:，知图线的斜率k＝，则:M＝2kg，滑块的质量:m＝4kg；故AB不符合题意；CD．根据F＝6N时，a＝1m/s2，代入表达式计算得出:μ＝0.1，当F＝8N时，对滑块，根据牛顿第二定律得μmg＝ma′，计算得出：a′＝μg＝1m/s2，故C符合题意，D不符合题意。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、BC【解析】试题分析：根据法拉第电磁感应定律可得产生的电动势，电流，线框转过时的感应电流为，电流的有效值，故A错误；线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS，又，解得BS=，所以B正确；从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量为，故C正确；转一周产生的热量代入解得：，故D错误．考点：本题考查交流电8、BCE【解析】

A．分析振动图像，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向，根据波动规律结合图甲可知，该波沿x轴负方向的传播，故A错误；B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为故B正确；C．由乙图可知时，质点位于波谷位置。故C正确；D．在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程s≠A=10cm，故D错误；E．从t=0.10s到t=0.15s，质点P振动了，根据波动规律可知，t=0.15s时，质点P位于平衡位置上方，则加速度方向沿y轴负方向，故E正确。故选BCE。9、BD【解析】

AB．粒子仅在电场力作用下运动，根据动能定理可知图线斜率表示电场力，可得出根电场强度的定义式可知电场强度的大小关系A错误，B正确；CD．根据可知因粒子电性未知，所以而a、b、c三点电势无法大小确定，C错误，D正确。故选BD。10、ACD【解析】

A．分析图甲确定波长λ＝4m，根据图乙确定周期T＝0.2s，则该波的波速故A正确；B．分析图乙可知，t＝0.05s时，质点P处于平衡位置沿y轴负方向运动，根据波动规律可知，该波沿x轴正方向传播，故B错误；C．分析图甲可知，t＝0.05s时，质点Q处于波谷，t＝0.1s时，质点Q位于平衡位置沿y轴正方向运动，故C正确；D．t＝0.2s时刻，质点Q位于平衡位置，质点P位于波峰，质点Q的速度大于质点P，故D正确；E．t＝0.3s时，质点Q位于平衡位置，质点P位于波谷，质点Q距平衡位置的距离小于质点P，故E错误．故ACD。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、③【解析】将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了50角，发现全反射，光线③恰好消失；此时的临界角为C=450，则这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率.12、用手握住注射器前端温度1P1（）【解析】

(1)[1][2]在进行该实验时要保持被封闭气体的温度不变化，所以实验中，不能用手握住注射器前端，否则会使气体的温度发生变化．(2)[3]在p﹣图象中，实验中因软管的体积不可忽略，气体测出的体积要比实际体积要小，所以压强P会偏大，最后拟合出的p﹣直线应是图a中的1图线(3)[4]在软管内气体体积△V不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V1+△V，压强为P1，末状态的体积为V+△V，压强为P，由等温变化有：P1（V1+△V）=P（V+△V）解得：P=P1（）当式中的V趋向于零时，有：P=P1（）即该双曲线的渐近线（图b中的虚线）方程是：P=P1（）四、计算题：本题共2小题，