广东省东莞市东华高级中学2024-2025学年高三上学期期末 物理试题

这是一份广东省东莞市东华高级中学2024-2025学年高三上学期期末 物理试题，共12页。试卷主要包含了单项选择题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（ ）
A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
2．有一种瓜子破壳器如图甲所示，将瓜子放入两圆柱体所夹凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。破壳器截面如图乙所示，瓜子的剖面可视作顶角为的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子自重，不计摩擦，则（ ）
A．若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变大
B．若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变小
C．若A、B距离不变，顶角越大，圆柱体A对瓜子的压力越大
D．若A、B距离不变，顶角越大，圆柱体A对瓜子的压力越小
3.一列简谐横波在的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点M的振动图像如图乙所示。已知质点N的平衡位置在m处，下列说法正确的是（ ）

A ．N点在t1时刻偏离平衡位置的位移为0.1m
B．时，质点N的运动方向沿y轴负方向
C．质点N从时刻起每经过0.05s所通过的路程都是0.2m
D．如果该波源沿波的传播方向移动，则在x正半轴较远处的观测仪器接收到该波的频率小于5Hz
4．如图所示为一束单色光从空气射入a、b两块玻璃（不同材质）时的光路图，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃a的折射率比玻璃b的大
B．光在a中的传播速度比在b中的大
C．光在a中的波长比在b中的大
D．光线O′B一定与光线AO平行
5．如图所示，在光滑水平桌面上，固定一个陀螺形柱体，不可伸长的细绳一端固定在柱体腰部中央，另一端与小球相连，细绳足够长，初始时处于伸直状态，现给小球一个垂直于细绳且平行于桌面的初速度 v0 ，不计细绳和柱体间的摩擦，细绳始终和桌面平行。下列说法正确的是( )
A．小球受到4个力作用
B．小球做匀速圆周运动
C．小球的速率逐渐增大
D．细绳的拉力逐渐增大
6．吸血鬼恒星是一种理论上的天体，它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热。这种恒星通常处于双星系统中，吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质，从而延长自己的寿命。这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变，忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损，经过一段时间演化后，则（ ）
A．两恒星的周期不变 B．两恒星的轨道半径保持不变
C．吸血鬼恒星的线速度增大 D．伴星的线速度减少
7.无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（ ）
A．供电线圈中电流的有效值为 B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
C．时受电线圈的感应电流最小 D．时两线圈之间的相互作用力最大
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分,全部选对得6分，选对但不选全得3分，有选错得0分）
8．某高速公路上，由于前车违规停车发生一起追尾交通事故，图乙所示为交警根据现场测量绘制的刹车痕迹勘察示意图，其中表示前后两车减速区域重叠部分的长度。将后车制动过程和碰后两车的减速过程均视为匀减速直线运动，两车均视为质点且质量相等，所受阻力大小均始终为车重的0.5倍，碰撞时间极短，且碰撞前后两车始终在同一直线上运动，该高速路段的限速为，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．两车碰后瞬间前车的速度为 B．两车碰后瞬间后车的速度为
C．后车刹车后，经4s停下来 D．后车开始刹车时，没有超速
9．如图所示，竖直平面内存在着竖直向上的匀强电场（未全部标出），一根绝缘轻弹簧竖直立在水平地面上，下端固定。一带正电的小球从高处由静止释放，竖直落到弹簧上端，并压缩弹簧至最低点。已知小球所受的电场力为重力的一半，不计空气阻力，且弹簧处于弹性限度内。若规定竖直向下为运动的正方向，从小球接触弹簧到弹簧压缩至最低点的过程中，下列关于小球速度v、加速度a与运动时间t、位移x的图像，可能正确的有（ ）
A． B． C． D．
10．光滑水平面上存在一直角坐标系，在范围内有一有界匀强磁场区域，其下边界与x轴重合，上边界满足曲线方程，磁感应强度，方向垂直纸面向里。总电阻为的导线框在沿x轴正方向的拉力F作用下，从图中位置起以的速度水平向右做匀速直线运动，已知导线框为正方形，边长，在线框完全穿过整个磁场的过程有（ ）
A．导线框两端最大电压为 B．线框中的最大电流为
C．流过线框的电荷量为 D．拉力F先增大后减小
三、实验题（共16分）
11．（7分）图（a）为测量滑块与长木板之间动摩擦因数的实验装置，实验中利用了力传感器来测量细线的拉力大小F，所用电源的频率为50Hz。

（1）根据本实验的测量原理，下列说法中正确的是______。
A．应当先接通电源，待打点稳定后再释放滑块
B．需要平衡摩擦力
C．滑块在加速运动的过程中，力传感器的示数等于沙桶的重力大小
D．一定要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量
（2）图（b）纸带中相邻两点间有四个点未画出，则滑块的加速度=__________（结果保留两位小数）。
（3）保持滑块质量不变，根据多组数据，绘制出加速度a与拉力F的图像，如图（c）所示．由图像______（选填“能”或“不能”）算出滑块的质量；取重力加速度则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=______。（结果均保留两位小数）
12．（9分）某同学听说一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，于是就找来一支新HB铅笔，准备测出笔芯的电阻。
（1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆 （填“×1”、“×10”或“×100”）挡，使红、黑表笔短接进行 ，再使红、黑表笔与该铅笔笔芯的两端接触，经过正确的操作后，测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为 Ω。
甲乙丙
（2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材：
A．电源E：电动势约为3.0V；
B．电流表A1：量程为0~200μA，内阻r1=200Ω；
C．电流表A2：量程为0~100mA，内阻r2=10Ω；
D．滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω；
E．滑动变阻器R2：最大阻值为2kΩ；
F．电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；
G．开关S，导线若干。
为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rx的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图甲所示的电路，图中电流表a应选用 ，电流表b应选用 （选填“”或“”）；滑动变阻器R应选用 （选填“”或“”）
（3）变阻箱电阻调为R0，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和电流表的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，如图丙所示，图像的斜率为k，则铅笔电阻的阻值 （用k、R0、r1或r2表示）。
四、解答题（共38分）
13．（9分）．近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与气缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求：
(1)装载的货物质量；
(2)装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。
14（11分）．如图甲，在杂技表演中，表演者平躺在水平地面上，腹部上平放一块石板，助手用铁锤猛击石板，石板裂开而表演者没有受伤（危险节目，请勿模仿）。其原理可简化为图乙所示：质量为m的铁锤从石板上方高h处由静止自由落下，竖直砸中石板，铁锤与石板瞬间达到共同速度，之后，铁锤与石板一起向下运动距离d后速度减为零，该过程中弹性气囊A对石板的作用力F随石板向下运动的距离x的变化规律近似如图丙所示，已知石板的质量为铁锤质量的k倍，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)铁锤与石板碰撞后的共同速度大小v，及碰撞过程中系统机械能的损失量；
(2)铁锤与石板向下运动的过程中，弹性气囊A对石板作用力的最大值。
15．（18分）如图所示，在坐标平面内，半径为的圆形匀强磁场区域的边界与轴相切于原点，与相切于点，。、间存在着匀强电场，，。现有一个质量为、电荷量为的正离子，从点以某一初速度沿轴正方向射入磁场，并经过点打到了点。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，离子到达上立即被吸收，不计离子重力。
(1)求离子射入磁场的初速度大小和匀强电场的电场强度大小；
(2)若其他条件不变，仅将该离子从点以偏向轴正方向左侧30°的方向射入磁场，求离子在磁场中运动的时间；
(3)若其他条件不变，将大量的上述离子从点均匀向各个方向射入的区域，不计离子间的相互作用。求区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例（结果可用分数表示）。
参考答案
1．【答案】B【详解】A．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误；B．产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；C．石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据可知波长变长，故C错误；D．德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错误。故选B。
2．D【详解】AB．瓜子处于平衡状态，若仅减小A、B距离，A、B对瓜子的弹力方向不变，则大小也不变，AB错误；CD．若A、B距离不变，顶角越大，则A、B对瓜子弹力的夹角减小，合力不变，则两弹力减小，C错误，D正确。故选D。
3.B 【详解】A．由图甲知，振幅A=0.2m，图示时刻波动方程为
当x=35m时 即N点在t1时刻偏离平衡位置的位移为，故A错误；B．由图乙知，t1=0.2s时刻质点M沿y轴负方向运动，结合图甲，由同侧法可知，该波沿x正方向传播，质点N在t1=0.2s时刻沿y轴正方向运动。从t1=0.2s到t2=0.3s，经历的时间
此时质点N沿y轴负方向运动，故B正确； C．只有从平衡位置或最大位移处开始运动，经过
质点通过的路程为 s=A=0.2m。由图甲知，t=0.2s时刻质点N不在平衡位置或最大位移处，故经过的路程不等于0.2m，故C错误；D．由于该波沿x正方向传播，则波源沿x正方向移动，与x正半轴较远处的观测仪器相互靠近，由多普勒效应知，该观测仪器接收到该波的频率大于波源的频率 故D错误。故选B。
4．A【详解】A．光从a射入b时，折射角大于入射角，则玻璃a折射率比玻璃b的大，故A正确；B．根据 光在a中的传播速度比在b中的小，故B错误；C．根据 光在a中的波长比在b中的小，故C错误；D．b玻璃折射率大于空气的折射率，光线O′B一定不与光线AO平行，故D错误。故选A。
5．D【详解】小球绕陀螺形柱体转动，受到重力、支持力和绳子拉力共三个力作用，A项错误；拉力方向始终与速度方向垂直，拉力不做功，小球的速度大小不变，但是半径减小，所以不是匀速圆周运动，B、C项错误；根据 F=mv2r 可知，线速度大小不变，半径减小，则绳子的拉力越来越大，D项正确。
6．A【详解】A．假设在演化开始时，吸血鬼恒星的质量为，伴星的质量为，两者之间的中心距离为，根据双星运动的特点，对于吸血鬼恒星有 同理对于伴星
又有 联立解得由题意知两恒星的总质量不变，也不变，则周期不变，故A正确；BCD．由A中分析，联立可解得 ， 根据题意可知，增大，减小，故减小，增大，又有则吸血鬼恒星的线速度减小，伴星的线速度增大，故BCD错误；故选A。
7．C【详解】A．根据如图乙可知供电线圈中电流的最大值为
得有效值为 故A错误；
B．根据如图乙可知周期为 得频率为
由于交流电流一个周期电流方向改变2次，而受电线圈中的周期和频率与供电线圈周期和频率是相同的，得受电线圈中的电流方向每秒钟改变方向次数为 次
故B错误；
CD．由如图乙可知时，可知供电线圈电流达到最大值，其变化率最小为零，由楞次定律可知受电线圈中的电流最小为零，两线圈这时的相互作用力最小为零，故C正确，D错误。故选C。
8．AD【详解】AB．根据牛顿第二定律，两车做匀减速直线运动的加速度大小均为
根据运动学公式，前车、后车碰撞后瞬间速度分别为、
故A正确，B错误；
CD．两车碰撞过程，根据动量守恒定律可得
解得碰撞前瞬间后车的速度为
根据解得
后车开始刹车时，没有超速，后车的运动时间为故C错误，D正确。故选AD。
9．AD【详解】A．小球以一定速度接触弹簧后，在开始阶段，小球的重力大于电场力与弹簧弹力的合力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得 解得
当x增大时，a减小，小球做加速减小的加速运动；当弹簧弹力与电场力的合力等于重力时，小球的合力为零，加速度当弹簧弹力与电场力的合力大于重力后，小球的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律得，解得
当x增大时，a增大，小球做加速度增大的减速运动，到最低点小球的速度为零。故A正确；
B．弹簧压缩至最低点时速度为零，但小球刚接触弹簧时，速度不为零，故B错误；
C．图像与坐标轴围成的面积大小表示速度变化量大小。小球从以一定速度与弹簧接触到最大速度的速度变化量大小小于小球从速度最大到最后速度为零的速度变化量大小，所以加速度为零前图像与坐标轴围成的面积应小于加速度为零以后图像与时间轴围成的面积。故C错误；
D．小球以一定速度接触弹簧后，在开始阶段，小球的重力大于电场力与弹簧弹力的合力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得 解得
a与x是线性关系，当x增大时，a减小，小球做加速减小的加速运动；当弹簧弹力与电场力的合力等于重力时，小球的合力为零，加速度
当弹簧弹力与电场力的合力大于重力后，小球的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律得
解得 a与x是线性关系，当x增大时，a增大，小球做加速度增大的减速运动，到最低点小球的速度为零。故D正确。故选AD。
10．【答案】AB【详解】AB．当导线框运动到磁场中心线时，有两种情况，一是BC边，二是AD边，两种情况产生的感应电动势大小相同 根据闭合电路欧姆定律可得最大电流为当BC边运动到磁场中心线时，导线框AD两端的电压为
当AD边运动到磁场中心线时，导线框AD两端的电压为 故导线框两端的最大电压为，AB正确；C．线框穿过整个磁场的过程中，流过线框的电荷量为 由题可知穿过线圈的磁通量变化量为零，则流过线框的电荷量为零，C错误； D．线框水平向右做匀速直线运动，说明水平方向线框所受的安培力与是一对平衡力，即 线框在磁场中的有效长度在整个过程中先变大后边小再变大再变小，故拉力F也先增大后减小再变大再变小的，D错误。故选AB。
11．（7分）【答案】 （1）A （2分） （2）0.40（2分） （3）能 （1分） 0.20（2分）
【详解】（1）A．为充分利用纸带，应当先接通电源后释放滑块。故A正确；B．本实验目的是测量动摩擦因数，不需要平衡摩擦力。故B错误；C．弹簧测力计的示数等于绳的拉力，对于沙桶和动滑轮，根据牛顿第二定律有
mg-2F= ma可知滑块在加速运动的过程中，弹簧测力计的示数不等于沙桶的重力，故C错误；D．滑块受到的拉力可以由测力计测出，不需要保证沙桶的总质量远小于滑块的质量。故D错误。故选A
（2）依题意，纸带上相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差法 （3）对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可知 整理可得
结合图像的斜率和截距，可得 解得
即由图像能算出滑块的质量。滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.20。
12．（9分）【答案】 （1） ×1（1分）欧姆调零（1分）30（1分）
（2） （1分） （1分） R1 （2分） （3） （2分）
【详解】（1）由题可知，HB笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，故先把选择开关调至欧姆的“×1”挡，使红、黑表笔短接进行欧姆调零后，再进行笔芯电阻的测量，则图甲中的示数为30×1Ω=30Ω；
（2）电流表的内阻=200Ω，电流表的内阻=10Ω，为使金属电阻阻值的测量结果尽量准确，图中a应选用量程小的，b应选用量程大的，滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1。
（3）根据串、并联电路特点和欧姆定律可得 化简得
图像的斜率为k，所以金属电阻的阻值为
13．（9分）【答案】(1) (2)
【详解】（1）设空载时气缸内气体压强为，负载时为，由力平衡条件则有
---------------------（1分）
-----------------------（1分）
由玻意耳定律可得 -------------------------（2分）
解得 ----------------------（1分）
（2）由题意可得 ---------------------------（2分）
--------------------------（2分）
14．（11分）【答案】(1)， (2)
【详解】（1）假设铁锤与石板碰撞前的速度为，则 ------------（1分）
铁锤与石板碰撞，由动量守恒定律，有 --------------（2分）
联立解得 ------------------（1分）
系统损失的机械能为 --------------（1分）
解得 -------------------（1分）
（2）弹性气囊A对石板的作用力F做的功为图像与横轴围成的面积， 则 --------（2分）
从铁锤与石板共速到两者速度减为0的过程，根据动能定理得---------（2分）
解得 -------（1分）
15．（18分）【答案】(1)， (2) (3)
【详解】（1）离子在磁场中做圆周运动，轨迹如图1所示。有
------（2分）
根据几何关系有----------（1分）
解得-------（1分）
从A点射出的离子打到了D点，有------- （1分）
--------（1分）
-------（1分）
解得 ------（1分）
（2）由图1可知，离子在磁场中运动的圆心角，离子在磁场中运动的周期-------------（1分）
运动的时间-------------（1分）
解得-----------（1分）
（3）如图2所示，由几何关系可知，离子射出磁场时速度均为水平方向，设打在C点的离子从磁场边界E点射出，在电场中做类平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y，则有
------------（1分） -----------（1分）
联立可得 --------------（1分）
设离子射入磁场时偏向y轴正方向左侧的角度为，由几何关系可得-------------（1分）
可知 -------------（1分）
所以在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例 ---------------（2分）题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
D
B
A
D
A
C
AD
AD
AB