四川省成都市石室中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

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（考试时间：75分钟）
一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合要求
1．10月31石室中学举行了运动会，如图为跳远比赛中运动员小石同学的重心变化轨迹，可视为斜抛运动，从A起跳，B点为最高点，最终落在C点，忽略空气阻力，则运动员（ ）
A．从离地到着地前的整个过程，先超重在失重
B．离地时和着地前的动量相等
C．A到B过程和B到C过程，重力做功相同
D．A到B过程和B到C过程，动量的变化量相同
2．人民公园常常见到抖空竹杂技表演。如图所示，表演员一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且细线不可伸长。下列说法正确的是（ ）
A．沿虚线a水平向左移动，细线的拉力增大
B．沿虚线b竖直向上移动，细线的拉力增大
C．沿虚线c斜向上移动，细线的拉力增大
D．沿虚线d水平向右移动，细线对空竹的合力增大
3．如图所示是带电量不同的正、负点电荷的某一平面的电场线，A、M、N是电场中的三点。A是两电荷连线的中点，M、N在两电荷连线的垂直平分线上，B电场线为过M点的一条电场线。取无穷远处电势为零。下列说法错误的是（ ）
A．如将一带正电的试探电荷从M点静止释放，仅在电场力作用下，将沿B电场线运动
B．A点电势大于0
C．M点电势高于N点电势
D．如将一带正电的试探电荷从M点移动到N点的过程中，电场力做正功
4．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中铀238原子核的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238原子核衰变后还剩5个
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高
5．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变。在水面下，上浮过程中气泡内气体（ ）
A．内能变小B．压强不变C．体积不变D．从水中吸热
6．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的部分波形如图所示，质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是（ ）
A．波速为4m/s
B．x坐标为15m的质点在时恰好位于波谷
C．x的坐标为22m的质点在时恰好位于波峰
D．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波峰
7．如图所示，可视为质点的a、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，a球在外力作用下静止在地面，b球悬空。取地面为重力势能的零势能面，从时撤去外力并静止释放a球，到b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能随时间t的变化关系如图（b），a始终没有与定滑轮相碰，忽略空气阻力，重力加速度g取。下列错误的是（ ）
A．a、b两球质量之比为1：3
B．b球落地时的动能为3J
C．时，a球离地的高度为0.225m
D．当b球的重力势能与动能相等时，b球距地面的高度为0.1m
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．
8．如图所示，倾角为θ的传送带以速率v顺时针匀速转动。现将质量为m的粉笔小物块（可视为质点），轻轻放在传送带的A点，经过时间与传送带共速，再经过时间匀速到达传送带的B点，两过程中物块的位移分别为，传送带的位移分别为。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．0-时间内，小物块在传送带上的划痕长度为/2
B．0-时间内，传送带对小物块所做的功为
C．0-时间内，传送带对小物块冲量大小为
D．全程传送带因传送小物块而多消耗的电能为
9．如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，已知板间距为d，板长为L，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为-q的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为时，恰好为100%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是（ ）
A．两极板间电压为时，其中有尘埃在静电除尘装置中运动的动量变化量为
B．两极板间电压为时，除尘率可达50%
C．若极板间电压小于并保持除尘率100%，需要减小尘埃的速率v
D．仅减少尘埃的比荷，除尘率将增大
10．如图所示，一个固定的光滑导轨长臂水平、短臂竖直；一根不可伸长的轻绳，一端系在质量为M的圆环上，另一端与质量为m的小球相连，圆环套在长臂上。左手扶住圆环，右手拿起小球将细线水平拉直，已知细线长度L，此时圆环距离短臂x，现将圆环与小球同时由静止释放，小球向下运动，若环与短臂碰后粘连（碰撞时间极短）。重力加速度为。从释放小球到小球第一次摆向最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若（轻质环）、时，小球运动的最大速度大小为4m/s
B．若（轻质环）、时，小球到最低点对绳子的拉力大小等于17N
C．若时，环的最大速度大小为
D．若时，小球的最大速度大小为
三、实验题：本题共2个小题，共15分（12．（3）第一空3分，其他每空2分，共计15分）
11．（6分）小室同学要将一小量程电流表（满偏电流为250μA，内阻为1.2KΩ）改装成有两个量程的电流表，设计电路如下图所示，其中定值电阻
（1）当开关S接A端时，该电流表的量程为0~______mA
（2）当开关S接B端时，该电流表的量程比接在A端时______（填“大”或“小”）
（3）该同学选用量程合适的电压表（内阻未知）和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了下图中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______（填“甲”或“乙”）电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
12．（9分）利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。
（1）图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz，则小车的加速度大小为______（结果保留3位有效数字）。
（2）实验得到的理想a-F图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况。下列说法正确的是（ ）
A．图线①的产生原因是小车的质量太大
B．图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大
C．图线③的产生原因是小车的质量太小
（3）实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M，所用交流电频率为50Hz，共5个槽码，每个槽码的质量均为。实验步骤如下：i．安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑：ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；iii．逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；iv．以取下槽码的总个数n（）的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。已知重力加速度大小，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
①写出随变化的关系式______（m，g，M，a，n表示）；
②测得关系图线的斜率为，则小车质量M=______kg（计算结果保留两位有效数字）。
四、解答题：本题共3个小题，共42分
13．（10分）如图所示，棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°。在此截面所在的平面内，一束光线以45°的入射角从AC边的中点D左侧射入棱镜，折射光线经过AB边上的E点，CE⊥AB。
（1）求棱镜材料的折射率；
（2）求此棱镜整个过程中对光线的偏转角度。
14．（14分）质量为、带电量的小滑块（可视为质点）放在质量为的绝缘长木板的左端，木板放在光滑水平面上，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板长，开始时两者都处于静止状态，所在空间加有一个方向竖直向下强度为的匀强电场，如图所示，取，试求：
（1）用水平力拉小滑块，要使小滑块与木板以相同的速度一起运动，力应满足什么条件？
（2）用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动，在1.0s末使滑块从木板右端滑出，力F应为多大？
（3）按第（2）问的力F作用，在小滑块刚刚从木板右端滑出时，系统的内能增加了多少？（提示：设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等，滑块在运动中带电量不变）
15．（18分）如图甲所示，水平轨道ABEF之间有一凹槽，凹槽中放置一长度与凹槽相同且不粘连的长木板，其质量，长木板的上表面与轨道AB和EF齐平，并固定一轻质半圆管道CD，其半径为R。忽略管的内径，O为管道的圆心。质量为的物块2静止在长木板上表面的左端，一质量为的物块1以一定的初速度向右运动，与物块2发生弹性碰撞，1和2均可视为质点，物块2进入管道后恰能到达最高点，重力加速度取g，不计一切摩擦。
（1）求物块1的初速度大小
（2）物块2运动到管形轨道内的某位置时，与管内壁和外壁均无相互作用力，求该位置与O点连线和OD之间夹角的余弦值；
（3）若将轻质半圆管道换成轻质半圆轨道并固定在长木板上，如图乙所示，物块2经碰撞后以的速度进入C点且能通过半圆轨道的最高点D，为使长木板不与凹槽底部脱离，求k的取值范围。
成都石室中学2024-2025学年度上期高2025届半期考试
物理试卷（答案）
1．D 2．C 3．A 4．B 5、D 6、C 7．B 8．AB 9．AC 10．AD
11．1 大 乙
12．【答案】（1）2.86 （2）B （3） 0.19
13．【答案】（1）；（2）45°
【详解】（1）根据题意作出光路图如下图：由几何知识可得折射角
由折射定律可知解得
（2）棱镜材料的折射率为，有解得临界角C＝45°
由几何知识可得，DE光线在AB界面上的入射角
所以光线在AB界面发生全反射，将垂直指向BC界面，如下图：
由几何知识可得，该光线射出棱镜的光线与射入棱镜光线之间的夹角为45°。
14．【答案】（1）；（2）9N；（3）6.0J
【详解】（1）当拉力作用于滑块m上，木板能够产生的最大加速度为
为使滑块与木板共同运动，滑块最大加速度为，
对于滑块有，得，
即为使滑块与木板之间无相对滑动，力不应超过6.0N
（2）设滑块相对于水平面的加速度为，木板的加速度为，
由运动学公式可知，滑块从木板右端滑出时，则有
滑动过程中木板的加速度为，联立解得，滑块运动的加速度为
对滑块有
（3）在将小滑块从木板右端拉出的过程中，系统的内能增加了
15．【答案】（1）（2）（3）
【知识点】利用动量守恒及能量守恒解决（类）碰撞问题
【详解】（1）设物块1与物块2发生弹性碰撞后的速度分别为和，
由动量守恒和机械能守恒得，
物块2进入管道后恰能到达最高点，物块2在最高点的速度大小为0，
由动能定理得，联立解得
（2）设物块2运动到管形轨道内的P点时，与管内壁和外壁均无相互作用力，此时OP和OD之间的夹角为θ，物块2的速度大小为，由动能定理得
重力指向圆心的分力提供向心力，则，解得
（3）将轻质半圆管道换成轻质半圆轨道，物块2经碰撞后以的速度进入C点且能通过半圆轨道的最高点D，设物块2在最高点的速度为，则，
由动能定理得解得
设物块2运动到轻质半圆轨道的Q点时的速度为，此时OQ和OD之间的夹角为α（），
轨道对物块2的作用力为，长木板刚好不与凹槽底部脱离，
则，
由动能定理得，解得
当且仅当即时，k取得最小值
若k值超过，则物块2运动到此位置后，速度将过大，所需要的向心力也过大，
对半圆轨道的作用力的竖直分力大于，所以长木板与凹槽底部脱离。
综上所述，k的取值范围为