四川省成都市第七中学2024-2025学年高三上学期12月阶段性考试 物理试卷

这是一份四川省成都市第七中学2024-2025学年高三上学期12月阶段性考试 物理试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题）
1．如图所示，一束由a、b两束单色光组成的复合光以相同的入射角从介质射入真空中，只有a光能出射，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率大于b光频率
B．a光的折射率小于b光折射率
C．对于同一宽度的单缝装置，b光比a光更容易发生衍射现象
D．从介质射入真空中，a光的波长变短
2．一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为（ ）
A．B．
C．D．0
3．光滑水平地面上，质量为2kg、上表面粗糙的木板正以的速度向右运动。某时刻在木板右端滑上可视为质点的物块，质量为1kg，速度向左，大小也是。经过2s后，物块刚好滑到木板左端且二者刚好相对静止。这一过程中，下列说法中正确的是（g取）（ ）
A．木板长度为3mB．物块与木板间的动摩擦因数为0.1
C．系统产热为12JD．摩擦力对物块做功为4J
4．真空中有两个点电荷Q1、Q2，以其连线所在直线建立x轴，x轴上各点电势φ在x轴正半轴上分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．从O到x0过程中，电场强度大小先变小后变大
B． Q1的电荷量大于Q2
C． Q1、Q2为异种电荷
D．除无穷远处外，x轴上共存在两个电场强度为0的点
5．如图所示，电源电动势，小灯泡L的规格为“2V 0.4W”，开关S接1，当电阻箱R调到3Ω时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均以额定功率正常工作，则（ ）
A．电源内阻为2Ω
B．电动机的内阻为3Ω
C．电动机的输出功率为0.12W
D．若某时刻电动机转子被卡住，电源效率提高
6．原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂，这种现象称为塞曼效应。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图甲所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①、②、③，对应频率分别为。若用①照射图乙中的光电管时能发生光电效应，则（ ）
A．频率为的光子的动量为
B．若用②照射该金属表面时，一定不能发生光电效应
C．用①、③两种光分别照射图乙中的光电管，①光对应的遏止电压更大
D．将三束光分别射入同一双缝，②光产生的干涉条纹间距最大
7．如图所示是地月天体系统，在月球外侧的地月连线上存在一些特殊点，称为拉格朗日点。在地球上发射一颗质量为的人造卫星至该点后，它受到地球、月球对它的引力作用，并恰好和月球一起绕地球同角速度匀速圆周运动。已知相对于地球质量M和月球质量m来说，很小，所以卫星对地球和月球的引力不影响地球和月球的运动。设地心、月心间距为L，月心到该拉格朗日点的距离为d，则（ ）
A．该卫星在图中拉格朗日点的线速度小于月球的线速度
B．该卫星的发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s
C．地月连线所在直线上共有2个拉格朗日点
D．题中物理量满足等式
二、多选题（本大题共3小题）
8．消防员在一次用高压水枪灭火的过程中同时启动了多水口进行灭火。有甲、乙两支枪口紧靠在一起的高压水枪，它们的流量相同，在失火处的落点等高所喷出的水在空中运动的轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，则（ ）
A．甲水枪喷出的水在最高点的速度较小
B．乙水枪管口处的水柱更细
C．甲水枪喷出的水在空中运动的时间较长
D．乙水枪的喷水功率更大
9．一列简谐横波的波形图如图甲所示，实线和虚线分别为t1 = 0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1 = 1 m和x2 = 4 m的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（ ）
A．该列简谐横波沿x轴正方向传播
B．该列简谐横波的波速大小为4 m/s
C．质点P从0时刻到t2时刻经过的路程可能为50 cm
D．质点P的振动方程为
10．如图所示为模拟“电磁制动”原理的示意图，间距为L的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，左端连接阻值为R的定值电阻，质量为m、长度为L、阻值为R的金属棒垂直放在导轨上，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现使导体棒以某一初速度向右运动，经距离d后停止运动，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中通过电阻R的电荷量为
B．金属棒的初速度为
C．整个过程中金属棒产生的热量为
D．整个过程中金属棒的运动时间为
三、实验题（本大题共2小题）
11．在“观察电容器的充、放电现象”实验中。实验装置如图甲所示：电池、电容器、定值电阻（阻值为R）、电压传感器、单刀双掷开关以及导线若干。
(1)实验时，先将单刀双掷开关S与“1”端相接，再将单刀双掷开关S与“2”端相接。从开关S与“2”端相接瞬间开始计时，利用电压传感器和数据处理软件得到图像如图乙所示，已知图线与坐标轴围成的面积为。根据该图像可以粗测出实验中电容器的电容 ；（用题中已知物理量和表示）；
(2)若换用另一阻值更大的定值电阻重复实验，则得到的图像中，将 ，将 。（均填“变大”“变小”或“不变”）。
12．图甲是探究“测量匀变速直线运动的加速度”的实验装置，一端带有定滑轮的长木板上固定有一个光电门，与之相连的计时器（未画出）可以显示小车上的遮光片通过光电门时遮光的时间，跨过定滑轮的轻绳一端与小车前端A处相连，另一端与沙桶相连。实验时，使小车从静止释放。
(1)设遮光片的宽度d，某次实验中小车释放位置与光电门的距离为x，光电门显示时间为t。则小车运动的加速度可表示为 ；（用物理量符号表示）
(2)用游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示，其读数为 mm；
(3)为提高测量精度，改变小车释放位置与光电门的距离x，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示。由此进一步求得滑块的加速度 。（计算结果保留2位有效数字）
(4)下列操作可以减小实验误差的是________。（填写正确答案前面的字母标号）
A．适当增大小车质量B．适当增大沙桶质量
C．实验前适当抬高木板以平衡摩擦力D．适当减小挡光片宽度
四、解答题（本大题共3小题）
13．一定质量的理想气体从状态A先后经历状态B、C，最终回到状态A，其p − V图像如图所示。已知理想气体的内能，其中p、V分别为气体的压强和体积，所有变化过程均缓慢发生。
(1)已知气体在状态A时的热力学温度为T0，求气体在状态B和状态C时的热力学温度TB和TC；
(2)求气体从状态A到状态B过程吸收的热量Q1和从状态C到状态A过程吸收的热量Q2之比。
14．如图所示的平面直角坐标系xOy，在第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第四象限的某个矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与x轴重合。一质量为m、电荷量为的粒子，从点以初速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从点立即进入矩形磁场，经过磁场后从y轴上的点c离开磁场，且速度恰好沿y轴。不计粒子所受的重力。求：
(1)第一象限的电场强度大小E；
(2)磁感应强度的大小B；
(3)矩形磁场区域的最小面积S。
15．质量为2m的物体A穿在光滑的水平导轨上，用长为L的轻杆与质量为m的小球B相连，如图甲所示，初始时A、B在同一水平面上，轻杆平行于水平导轨，给小球B一个竖直向下的初速度。已知A、B均可视为质点，系统运动过程中小球和轻杆均不会与水平导轨发生碰撞，重力加速度为g，求：
(1)小球B第一次运动到最低点时，物体A的速度大小；
(2)小球B第一次运动到最低点时，小球B对轻杆的作用力大小；
(3)以A、B初始位置的左三等分点O为坐标原点建立如图乙所示平面直角坐标系xOy，求小球B运动的轨迹方程，并写明横、纵坐标的取值范围。
参考答案
1．【答案】B
【详解】AB．由题图可知，a光能有折射光线射出空气，b光已发生了全反射，说明a光全反射的临界角比b光大，根据可知，a光的折射率小于b光折射率，所以a光的频率小于b光频率。A错误，B正确；
C．由公式，且真空中所有色光波速均为c，a光的频率小于b光频率，则a光的波长大于b光波长，对于同一宽度的单缝装置a光比b光更容易发生衍射现象。C错误；
D．根据公式可知，a光频率不变，从介质射入真空中，波速增大，则波长变长。D错误。选B。
2．【答案】A
【详解】设减少的质量为，匀速下降时Mg=F＋kv，匀速上升时，解得，故A正确，BCD错误。选A。
3．【答案】C
【详解】AB．根据题意可知，设木板质量为，物块质量为，木板与物块所组成的系统动量守恒，取向右为正，有，代入数据得，即物块滑到木板左端时两者共速，以的速度大小一起向右做匀速直线运动。木板的加速度大小为，对木板由牛顿第二定律有，代入数据解得物块与木板间的动摩擦因数为，设木板长度为，由功能关系得，代入数据解得木板的长度为，A错误，B错误；
C．系统因摩擦产生的热为，C正确；
D．由运动学知识可知物块达到共速时的对地位移为，负号表示位移向左，摩擦力对物块做的功为，D错误。选C。
4．【答案】C
【详解】C．在O～x0范围内，电势降低，电场强度向右，在x0右侧，电势升高，电场强度向左，所以 Q2带负电，Q1带正电，C正确；
A．斜率表示电场强度，从O到x0过程中，斜率减小，电场强度大小一直变小，A错误；
B．在x0处斜率为零，电场强度等于零，所以Q2的电荷量大于Q1，B错误；
D．除无穷远处外，x轴上共存在一个电场强度为0的点，就是x0点，D错误。选C。
5．【答案】A
【详解】A．开关S接1，当电阻箱R调到3Ω时，小灯泡L正常发光，可知电流，根据闭合电路欧姆定律，代入题中数据，电源内阻，故A正确；
B．现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均以额定功率正常工作，则电动机两端电压为，联立以上，解得，电动机M正常工作时为非纯电阻，所以其内阻 ，故B错误；
C．电动机输出功率，由于电动机内阻未知，输出功率算不出，C错误；
D．电源效率，若某时刻电动机转子被卡住后，外电路总电阻变小，干路电流变大，电源效率降低，D错误。选 A。
6．【答案】D
【详解】A．由光子动量，根据波速、波长、频率关系，联立解得，频率为的光子的动量为，故A错误；
B．因②对应的能级差小①对应的能级差，可知②的能量小①的能量，②的频率小①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属可能发生光电效应，也可能不生产光电效应，B错误；
C．图甲可知③的能级差大于①的能级差，③的频率大于①的频率，根据光电效应方程，可知频率越大，遏止电压越大，③光对应的遏止电压更大，C错误；
D．结合图甲可知，②光频率最小，根据可知，频率小，波长越长，干涉条纹间距公式，可知波长越长，干涉条纹间距越大，将三束光分别射入同一双缝，②光产生的干涉条纹间距最大，D正确。选 D。
7．【答案】D
【详解】A．题意知卫星和月球的角速度相同，且卫星做匀速圆周运动半径大于月球做匀速圆周运动半径，根据，可知该卫星的线速度比月球的线速度大，A错误；
B．当物体（航天器）飞行速度达到11.2km/s时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，所以该卫星的发射速度小于第二宇宙速，即小于11.2km/s，B错误；
C．地月连线所在直线上除了题中那个拉格朗日点外，拉格朗日点还可能出现在地月之间或图中地月连线地球的左侧，地月连线所在直线上不止2个拉格朗日点，C错误；
D．对卫星，向心力为，对月球，向心力为，联立解得，故D正确。选 D。
8．【答案】ABD
【详解】A．水做斜抛运动，根据对称性，利用逆向思维，竖直方向高度相同，则有，解得，即运动时间相等，水在水平方向上做匀速直线运动，则有，由于甲水平分位移小，则甲水平分速度小，即甲水枪喷出的水在最高点的速度较小，A正确；
B．竖直方向上，利用逆向思维有，结合上述可知，甲乙喷口处竖直方向的分速度相等，根据矢量合成，喷口水的速度大小为，结合上述，由于甲水平分速度小于乙的水平分速度，则在喷口处，甲的速度小于乙的速度，令喷口横截面积为S，由于它们的流量相同，设质量流量为Q，则有可知，流量相等时，速度越大，横截面积越小，即乙水枪管口处的水柱更细，B正确；
C．在失火处的落点等高，结合上述可知，甲乙水枪喷出的水在空中运动的时间相等，C错误；
D．水枪的喷水功率，结合上述，在喷口处，甲的速度小于乙的速度，则乙水枪的喷水功率更大，D正确。选ABD。
9．【答案】AB
【详解】A．由图乙可知t = 0时刻，质点Q向上振动，根据“上、下坡法”可知，波沿x轴正方向传播，A正确；
B．由图甲可知，波长为8 m，由图乙可知，周期为2 s，波的传播速度为，B正确；
C．质点P从t1 = 0时刻到时刻t2有，处于平衡位置的质点从0时刻到t2时刻经过的路程，当n = 1时，s = 50 cm，但由于质点P不在平衡位置，质点P从0时刻到t2时刻经过的路程不可能为50 cm，C错误；
D．质点Q的振动方程为，质点P与质点Q相位差恒定，为，故质点P的振动方程为，D错误。选AB。
10．【答案】BCD
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，电路中的电动势，根据欧姆定律可知感应电流的大小为，故通过定值电阻R的电荷量，A错误；
B．由动量定理可得，，联立解得，结合上述结论解得，B正确；
C．根据能量守恒可知，故导体棒产生的热量，C正确；
D．根据能量守恒和焦耳定律可得，整理可得，结合上述结论可得，故整个过程中金属棒的运动时间为，D正确。选BCD。
11．【答案】(1)，(2)变大；不变
【详解】（1）电容器放电时的图线与坐标轴围成的面积表示电容器放电的电荷量，结合图乙，则得电容器放电电荷量，根据电容，联立解得
（2）[1]换用另一阻值更大的定值电阻重复实验在，则放电电流将减小，根据，则放电时间增大，变大；
[2]根据实验原理可知，刚放电时的电压等于充电结束时电源电动势，与电阻无关，即不变。
12．【答案】(1)，(2)6.60，(3)0.44，(4)D
【详解】（1）根据题意可知，小车通过光电门时的速度为，由运动学公式有，联立解得
（2）由图乙可知，遮光片的宽度为
（3）根据小问（1）的推导，整理可得，结合图丙可得，解得
（4）ABC．由光电门研究匀变速直线运动加速度的实验原理可知，适当增大小车质量、适当增大沙桶质量和实验前适当抬高木板以平衡摩擦力，对实验测量没有影响，ABC错误；
D．适当减小挡光片宽度，通过光电门的时间越短，测得的速度越接近瞬时速度，则误差越小，D正确。选D。
13．【答案】(1)，；(2)
【详解】（1）A到B过程是等容变化，根据查理定律可得，B到C过程是等压变化，根据盖—吕萨克定律可得，联立解得，
（2）A到B过程中，，由热力学第一定律，可得，C到A过程中，，由热力学第一定律可得，解得
14．【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】（1）粒子在电场中仅受电场力，做类平抛运动，水平方向满足，竖直方向满足，由牛顿第二定律可得。联立解得
（2）由（1）可得：粒子在点的水平分速度大小为，竖直分速度大小满足，解得，故，粒子在点的速度方向与轴成角。粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：
设粒子做圆周运动的半径为，由几何关系可得，解得，洛伦兹力提供向心力可得，代入数据解得
（3）最小磁场矩形如图所示
由几何关系可得矩形长为，宽为，可得
15．【答案】(1)，(2)，(3)
【详解】（1）设小球B从初始位置第一次运动到最低点时，的速度大小分别为，系统满足水平方向动量守恒定律，机械能守恒定律，解得
（2）对小球做受力分析，满足，，解得，由牛顿第三定律小球B对轻杆的作用力大小为。
（3）设任意时刻的水平位移大小分别为。由水平方向动量守恒定律，任意极短时间内满足，累积后满足，即，设任意时刻小球B的坐标为，此时，即，联立可得，此时，A的坐标为。由杆长为可得，整理可得，设运动到最高点时的纵坐标为，此时两物体速度均为0，由机械能守恒定律可得，解得，当B运动到轴上时水平位移最大，，