2024济南莱芜一中高三上学期期中考试物理试题含解析
展开2023.10
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面整洁,不折叠、不破损。
4.本试卷共8页,满分100分,考试时间90分钟。
一、单项选择题:本题包括8小题,每小题3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. 如图所示为氢原子的能级示意图,已知锌的逸出功是,对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征,下列描述正确的是( )
A. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时,能放出8种不同频率的光
B. 用能量为的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
C. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,其中有4种不同频率的光能使锌板发生光电效应
D. 一群处于能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照射锌板,其中有10种不同频率的光能使锌板发生光电效应
2. 对于一定量的理想气体,经过下列过程,其初始状态的内能与末状态的内能一定变化的是( )
A. 等温增压后再等温膨胀B. 等压膨胀后再等温压缩
C. 等容减压后再等压膨胀D. 等容增压后再等压压缩
3. 如图所示,是利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置示意图。某同学在做该实验时,第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时(图b),游标卡尺的示数如图c所示。第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时(图d),游标卡尺的示数如图e所示,已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m。则( )
A. 双缝的作用是获得线状光源
B. 单缝和双缝的方向关系是垂直
C. 图e游标卡尺的示数为
D. 所测单色光波长为
4. 一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由质点a向质点b传播,a、b两质点的平衡位置相距0.5m,如图所示,图中实线表示质点a的振动图像,图中虚线表示b质点的振动图像,则下列说法中正确的是( )
A. 质点a的振动方程为
B. 在0.1~0.15s内,质点b做加速度逐渐变大的加速运动
C. 此波的传播速度可能为1.5m/s
D. 此波的传播速度可能为15m/s
5. 2021年12月3日,“一带一路”中老友谊标志性工程中老铁路正式通车,昆明到万象之间将缩短到10个小时。为研究中老铁路的某段直线运动,小红科技探究小组绘制了如图所示的图像,该高铁( )
A. 处于加速状态
B. 在第1s内的位移大小是44m
C. 在第2s内的平均速度大小为24m/s
D. 连续相等的时间间隔1s内位移之差为
6. 小明坐在半球形轨道顶端玩耍,突然被小伙伴推了一下,沿球面向下滑动。如图所示为半球形轨道横截面示意图。从最高点A滑动时的水平速度为v0,至B点时恰好脱离轨道,最终落在水平地面上的C点。OA和OB间的夹角为,球半径为R,不计一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. 从A到C的过程中,小明水平方向的加速度一直在增大
B. 从A到C的过程中,小明水平方向的加速度先减小后增大
C.
D.
7. 质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时,牵引力F和受到的阻力f均为恒力,如图所示,小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S1时,轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下,其总位移为,物体与地面间的动摩擦因数不变,不计空气阻力。则物体在整个过程中克服摩擦力做的功为( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,小明从羽毛球筒中取出最后一个羽毛球时,一手拿着球筒,另一只手迅速拍打筒的上端边缘,使筒获得向下的初速度并与手发生相对运动,筒内的羽毛球就可以从上端出来。已知球筒质量为M=90g(不含球的质量),球筒与手之间的滑动摩擦力为,羽毛球质量为m=5g,球头离筒的上端距离为d=7.0cm,球与筒之间的滑动摩擦力为,重力加速度,空气阻力忽略不计。当球筒获得一个初速度后( )
A. 羽毛球的加速度大小为
B. 羽毛球的加速度大小为
C. 若羽毛球头部能从上端筒口出来,则筒获得的初速度至少为3m/s
D. 若羽毛球头部能从上端筒口出来,则筒获得的初速度至少为
二、多项选择题:本题包括4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 我国发射的“嫦娥四号”登月探测器,首次造访月球背面,成功实现对地对月中继通信。如图所示,“嫦娥四号”从距月面高度为的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨,进入近月点为的椭圆轨道Ⅱ,由近月点Q落月。关于“嫦娥四号”,下列说法正确的是( )
A. 沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期
B. 沿轨道Ⅱ运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度
C. 沿轨道Ⅰ运动至P时,需制动减速才能进入轨道Ⅱ
D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中,万有引力对其做正功,它的动能增加,重力势能减小,机械能不变
10. 如图所示,一折射率为棱镜的横截面为等腰直角三角形,,BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜,若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A,光速为c。则( )
A. M点到A点的距离为
B. M点到A点的距离为
C. M点到A点的光传播的时间为
D. M点到A点的光传播的时间为
11. 如图所示,在竖直平面中,有一根水平放置的,长度为L的不可伸长的轻绳,绳的一端固定在O点,另一端连有质量为m的小球。现从A点静止释放小球,当小球运动到O点正下方B点时,绳子突然断裂。B点位于斜面顶端,斜面足够长,倾角为θ,则下面的说法正确的是( )
A. 小球落至斜面所需的时间为
B. 小球落至斜面所需的时间为
C. 小球落至斜面C点与B点的距离为
D. 小球落至斜面C点与B点的距离为
12. 某同学利用如图甲所示的装置,探究滑块a上升的最大高度,忽略一切阻力及滑轮和细绳的质量。起初物块a放在地面上,物块b距地面的高度为h,细绳恰好绷直,现静止释放物块b,物块b碰地后不再反弹,测出物块a上升的最大高度H,每次释放物块b时,确保物块a在地面上,改变细绳长度及物块b距地面的高度h,寻找多组(H,h),然后做出的图像(如图乙所示),测得图像的斜率为k,已知物块a、b的质量分别为、。则( )
A. 物块a、b的质量之比
B. 物块a、b的质量之比
C. 图像的斜率k的取值范围是
D. 图像的斜率k的取值范围是
三、非选择题:本题包括6小题,共52分。
13. 某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度、质量m关系”实验,实验装置如图甲所示,装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动,将滑块套在水平直杆上,用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时,细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得,滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
(1)小组同学先让一个滑块做半径r为0.20m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m,0.16m,0.18m,0.22m,在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤、④、③、①四条图线。
(2)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的______
A.探究弹簧的弹力与形变量间的关系 B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D.探究平抛运动的特点
(3)对②图线数据进行处理,获得了图像,如图丙所示,该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是_______(用半径r、角速度、质量m表示)。
(4)对5条图线进行比较分析,做图像,得到一条过坐标原点的直线,则该直线的斜率为_______(用半径r、角速度、质量m表示)。
14. 某实验小组利用如图甲所示实验装置来验证牛顿第二定律。质量为m的滑块左右两端各有一个挡光宽度为D的遮光板,两遮光板中心的距离为L,如图乙所示。主要实验步骤如下:
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,遮光板1、2经过光电传感器的挡光时间分别为、,由此可知,遮光板2经过光电传感器时的速度为_______,当满足_______时,说明气垫导轨已经水平(用题中已知字母表示);
(2)挂上质量为m0的钩码,将滑块由光电传感器右侧某处释放,记录遮光板1、2的挡光时间;
(3)更换不同数量的钩码,多次记录遮光板1,2的挡光时间;
(4)将钩码的总重力记为滑块受到的合力F,作出滑块的合力F与的图像,该图像为过坐标原点的一条直线,如图丙所示,若该图像的斜率为_______(用题中已知字母表示),即可验证牛顿第二定律成立;
(5)由于本实验中钩码的总重力并不等于滑块的合力F,要想合力的相对误差小于,实验中所挂钩码总质量的最大值为_______。
A.0.05m
15. 2023年9月29日,在杭州亚运会女子铅球决赛中,巩立姣以19.58米的成绩成功卫冕。如图所示,巩立姣先后从同一位置抛出质量为m的同一铅球,铅球第1次落在地面上的M点,第2次落在地面上的N点,两次铅球到达的最大高度相同,离地面的高度为h。不计空气阻力,关于两次铅球在空中运动情况的描述,抛出点距离地面的高度为h1,M、N点离抛出点水平距离为、,重力加速度为g。求:
(1)铅球第2次落在地面N点时,抛出点水平速度;
(2)第2次推球过程,合外力对铅球做的功W。
16. 如图所示是某排水管道的侧面剖视图。井盖上的泻水孔因故堵塞,井盖与管口间密封良好但不粘连。暴雨期间,水位迅速上涨,该井盖可能会不断跳跃。设井盖质量为m=20.0kg,圆柱形竖直井内水面面积为S=0.300m²,图示时刻水面与井盖之间的距离为h=2.00m,井内密封有压强刚好等于大气压强=1.01× 105pa、温度为T=300K的空气(可视为理想气体),重力加速度取g=10m/s²。密闭空气的温度始终不变。
(i)从图示位置起,水面上涨多少后井盖第一次被顶起?
(ii)井盖第一次被顶起后迅速回落再次封闭井内空气,此时空气压强重新回到,温度仍为,则此次向外界排出的空气当压强为、温度为=290K时体积是多少?
(iii)若水面匀速上涨,则井盖跳跃的时间间隔如何变化?
17. “旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目,如图甲所示,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上,绳子下端连接座椅,游客坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将“旋转秋千”简化为如图乙所示的模型,人和座椅看作质点,总质量约为,圆盘的半径为,绳长,圆盘以恒定的角速度转动时,绳子与竖直方向的夹角为,若圆盘到达最高位置时离地面的高度为。重力加速度g取。(结果可用根号表示)
(1)若手机从游客手中自由脱落,求手机滑落瞬间的速度大小;
(2)若手机的质量为,求手机落地时的重力的功率;
(3)为让游客达到更刺激的体验,加速使绳子与竖直方向的夹角变为,则圆盘对该游客和座椅要做多少功?
18. 如图所示,三个质量均为m的小物块A、B、C,放置在水平地面上,A紧靠竖直墙壁,一劲度系数为k的轻弹簧将A、B连接,C紧靠B,开始时弹簧处于原长,A、B、C均静止。现给C施加一水平向左、大小为F的恒力,使B、C一起向左运动,当速度为零时,立即撤去恒力,一段时间后A离开墙壁,最终三物块都停止运动。已知A、B、C与地面间的滑动摩擦力大小均为f,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终在弹性限度内。(弹簧的弹性势能可表示为:,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)
(1)求B、C向左移动的最大距离和B、C分离时B的速度大小;
(2)为保证B、C分离后,B能继续向右运动,求恒力F应满足什么条件;
(3)为保证A能离开墙壁,求恒力的最小值;
(4)若,求撤去恒力后,C运动的最大速度和最大位移为。
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