广东省重点中学2024年高三上期末物理试题试卷

这是一份广东省重点中学2024年高三上期末物理试题试卷，共14页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．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，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动．用G表示无人机重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是
A．B．
C．D．
2、某静电场的电场线与x轴平行，x轴上各点的电势情况如图所示，若将一带电粒子从坐标原点O由静止释放，该粒子仅在电场力的作用下，沿着x轴正方向运动，已知电场中M、N两点的x坐标分别为5mm、15mm，则下列说法正确的是（ ）
A．在x轴上M、N两点间的电场方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向
B．该带电粒子一定带负电荷
C．在x=10mm的位置，电场强度大小为1000V/m
D．该粒子沿x轴从M点运动到N点的过程中，电势能一直增大
3、一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x = 0处质点的振动图像如图所示，则该波在时刻的波形曲线为（ ）
A．B．
C．D．
4、如图所示，一个圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动角速度为，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动，已知物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是（ ）
A．物块受重力、弹力、向心力作用，合力大小为m2r
B．物块受重力、弹力、摩擦力、向心力作用，合力大小为m2r
C．物块受重力、弹力、摩擦力作用，合力大小为m2r
D．物块只受重力、弹力作用，合力大小为零
5、将一小球从高处水平抛出，最初1 s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g取10 m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是( )
A．小球的质量
B．小球的初速度
C．最初1 s内重力对小球做功的平均功率
D．小球抛出时的高度
6、跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，若在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A．风力越大，下落过程重力的冲量越大
B．风力越大，着地时的动能越大
C．风力越大，下落的时间越短
D．下落过程的位移与风力无关
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、如图甲所示，固定光滑斜面AC长为L，B为斜面中点．一物块在恒定拉力F作用下，从最低点A由静止开始沿斜面向上拉到B点撤去拉力F，物块继续上滑至最高点C，设物块由A运动到C的时间为t0，下列描述该过程中物块的速度v随时间t、物块的动能Ek随位移x、加速度a随位移x、机械能E随位移x变化规律的图象中，可能正确的是( )

A．B．C．D．
8、如图为磁流体发电机的原理示意图，间距为的平行金属板M、N间有磁感应强度大小为B且方向垂直纸面向里的匀强磁场，将一束含有大量带正电和带负电的等离子体以速度水平喷入磁场，两金属板间就产生电压.定值电阻、滑动变阻器（最大值为）及开关S串联后接在M、N两端，已知磁流体发电机的电阻为r（），则在电路闭合、滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中（ ）
A．金属板M为电源正极，N为电源负极
B．电阻消耗功率的最大值为
C．滑动变阻器消耗功率的最大值为
D．发电机的输出功率先增大后减小
9、如图所示，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（ ）
A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E
B．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3E
C．e点的电势高于f点的电势
D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小
10、如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么
A．偏转电场对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上时速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的同一位置，
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）某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理．
（1）有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用：
A．电磁打点计时器 B．电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．
（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．
（3）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用 ΔEk= 算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应_________（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．
12．（12分）图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．
(1)在图中画线连接成实验电路图________．
(2)完成下列主要实验步骤中的填空：
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1．
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出________，并用天平称出________．
④用米尺测量________．
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝________．
(4)判定磁感应强度方向的方法是：若________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．
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，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。某时刻速度为v0＝2m/s，此时一质量与木板相等的小滑块（可视为质点）以v1＝4m/s的速度从右侧滑上木板，经过1s两者速度恰好相同，速度大小为v2＝1m/s，方向向左。重力加速度g＝10m/s2，试求：
（1）木板与滑块间的动摩擦因数μ1
（2）木板与地面间的动摩擦因数μ2
（3）从滑块滑上木板，到最终两者静止的过程中，滑块相对木板的位移大小。
14．（16分）如图所示，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是在t2＝(t1+0.2)s时刻的波形图。
(i)若波速为75m/s，求质点M在t1时刻的振动方向;
(ii)在t1到t2的时间内，如果M通过的路程为1.8m，求波的传播方向和波速的大小。
15．（12分）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。
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】
由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动即所受合外力为零 ，所以只有B图受力可能为零，故B正确．
2、C
【解析】
A．由φ-x图像知从M点到N点电势降低，根据沿着电场线方向电势降低可知在x轴上M、N两点间的电场方向沿x轴正方向，A项错误；
B．粒子受力方向和电场方向相同，故粒子带正电荷，B项错误；
C．在φ- x图像中，图线斜率表示电场强度的大小，电场强度大小为
1000V/m
C项正确；
D．粒子沿x轴从M点运动到N点的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，D项错误。
故选C。
3、A
【解析】
由振动图像可知，在 x =0处质点在时刻处于平衡位置，且要向下振动，又由于波的传播方向是沿x轴正方向传播，根据同侧法可判断出选项A是正确的，BCD错误；
故选A．
4、C
【解析】
对物体进行受力分析可知物体受重力、圆盘对它的支持力及摩擦力作用。
物体所受的合力等于摩擦力，合力提供向心力。根据牛顿第二定律有：
选项ABD错误，C正确。
故选C。
5、D
【解析】
试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．
解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v1==，
根据图象可知：小球的初动能为：EK0=mv01=5J，
1s末的动能为：EK1=mv11=30J，
解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B错误．
C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：
P=mgvy=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．
D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：
h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．
故选D．
【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．
6、B
【解析】
AC．运动员参加两个分运动，水平方向随空气受风力影响，竖直方向在降落伞张开前先加速，降落伞张开后先减速后匀速，由于竖直分运动不受水平分运动的干扰，故运动时间与风速无关，由公式可知，下落过程重力的冲量与分力无关，故AC错误；
B．运动员落地速度由水平分速度和竖直分速度合成，水平分速度由风速决定，故风速越大，合速度越大，即着地动能越大，故B正确；
D．运动时间与风速无关，风力越大，水平位移越大，下落过程的位移为
则风力越大，水平位移越大，下落过程的位移越大，故D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】
AB. 合力先做正功再做负功，根据动能随x的表达式知，动能先均匀增加，然后均匀减小，则知物块先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速直线运动的位移和匀减速直线运动的位移大小相等，匀减速直线运动的平均速度大于匀加速直线运动的平均速度，则匀减速运动的时间小于匀加速直线运动的时间，故A错误，B正确。
C. 物体先向上匀加速后向上匀减速运动，速度方向不变，故过程中加速度改变方向，故C错误。
D. 根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量，知前半段恒力F做正功，可知机械能随x均匀增加，后半段只有重力做功，机械能守恒，故D正确。
8、BD
【解析】
A．等离子体喷入磁场后，由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，即金属板M为电源负极，N为电源正极，故A错误；
B．等离子体稳定流动时，洛伦兹力与电场力平衡，即
可得电源电动势，当滑片P位于b端时，电路中电流最大，电阻消耗的功率最大，且为
故B正确；
C．滑动变阻器最大阻值为，小于定值电阻与电源内阻之和，故滑动变阻器阻值为时消耗的功率最大，且为
故C错误；
D．因，所以滑片P由a端向b端滑动的过程中，外电路电阻减小，必然在某位置有
由外电阻与内阻相等时电源输出功率最大可知，滑片P由a端向b端滑动的过程中，发电机的输出功率先增大后减小，故D正确。
故选：BD。
9、AC
【解析】
A．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有
同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；
B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是
由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为
故B错误；
C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；
D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。
故选AC。
10、AD
【解析】
试题分析：带电粒子在加速电场中加速，电场力做功W=E1qd； 由动能定理可知：E1qd=mv2；
解得：；粒子在偏转电场中的时间；在偏转电场中的纵向速度
纵向位移；即位移与比荷无关，与速度无关；则可三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多；故A正确，B错误；因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同；故C错误，D正确；故选AD．
考点：带电粒子在匀强电场中的运动
【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功．
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、B 乙 远大于
【解析】
(1)[1]电磁打点计时器是通过机械振动打点的，而电火花打点计时器是通过电火花来打点，用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小。故A不符合题意，B符合题意。
(2)[2]同学乙的做法正确。只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力与沙子和盘的重力大小相等，才能够消除摩擦力的影响。对于甲同学，小车开始运动时，沙子和盘的重力等于最大静摩擦力，而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力。
(3)[3]对于砝码、砝码盘和沙子，根据牛顿第二定律：mg-F=ma，只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时，绳子的拉力 F 才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力 mg。
12、 (1)如图所示
重新处于平衡状态 电流表的示数I 此时细沙的质量m2 D的底边长度L
【解析】
（1）[1]如图所示
（2）[2][3][4]③重新处于平衡状态；读出电流表的示数I；此时细沙的质量m2；④D的底边长度l;
（3）（4）[5] [6]开关S断开时，D中无电流，D不受安培力，此时D所受重力Mg=m1g；S闭合后，D中有电流，左右两边所受合力为0，D所受合力等于底边所受的安培力，如果m2＞m1，有
m2g= m1g+BIL
则安培力方向向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向向外；如果m2＜m1，有
m2g= m1g-BIL
则安培力方向向上，根据左手定则可知，磁感应强度方向向里；综上所述，则
．
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、（1）（2）（3）
【解析】
（1）对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解；
（2）对木板分析，先向右减速后向左加速，分过程进行分析即可；
（3）分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移；
【详解】
（1）对小滑块分析：其加速度为：，方向向右
对小滑块根据牛顿第二定律有：，可以得到：；
（2）对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到：
然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到：
而且
联立可以得到：，，；
（3）在时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为：，方向向右；
在时间内，木板向左加速运动，其向左加速运动的位移为：，方向向左；
在整个时间内，小滑块向左减速运动，其位移为：，方向向左
则整个过程中滑块相对木板的位移大小为：。
【点睛】
本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚小滑块与木板的运动过程和受力情况是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题。
14、 (i)向下振动(ii)波向右传播，10m/s
【解析】
(i)由图可得：波长λ=4m；若波速v=75m/s，那么在t1到t2的时间内，波的传播距离
那么，由图根据两波形关系可得：波向左传播；故根据“上下坡法”或平移法可得：质点M在t1时刻向下振动；
(ii)由图可得：振幅A=20cm=0.2m；t1时刻质点M在平衡位置，那么，根据在t1到t2的时间内。如果M通过的路程为
所以
则周期为
由图根据两波形关系，根据波的传播时间和周期关系可得：波向右传播，即波沿x轴正方向传播，由图可得：波长λ=4m，故波速
15、；；
【解析】
开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先等容升温过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有:
①
根据力的平衡条件有:
②
联立①②式可得:
③
此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖—吕萨克定律有:
④
式中V1=SH⑤，V2=S（H+h）⑥
联立③④⑤⑥式解得:
⑦
从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为:
⑧