吉林省长春市东北师大附中五校联考2024-2025学年高三（上）期末物理试卷（含解析）

这是一份吉林省长春市东北师大附中五校联考2024-2025学年高三（上）期末物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.某农机公司在调试播种机时，设定为每间隔相等的时间播下一粒种子，假设该播种机沿直线运动，下列说法正确的是( )
A. 如果两相邻种子之间的距离依次减小，则播种机做加速运动
B. 如果两相邻种子之间的距离依次减小，则播种机的加速度可能在减小
C. 如果两相邻种子之间的距离依次增大，则播种机的加速度一定在增大
D. 如果两相邻种子之间的距离依次增大，则播种机做减速运动
2.2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了抗干扰性强的核电池。已知 ​3890Sr衰变为 3990Y的半衰期约为29年； 94238Pu衰变为 ​92234U的半衰期约为87年。现用相同数目的 ​3890Sr和 94238Pu各做一块核电池，下列说法正确的是( )
A. 3890Sr衰变为 3990Y时产生α粒子
B. 94238Pu衰变为 92234U时产生β粒子
C. 50年后，剩余的 3890Sr数目小于 94238Pu的数目
D. 87年后，剩余的 3890Sr数目大于 94238Pu的数目
3.太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则( )
A. 空间站变轨后在P点的加速度比变轨前的小
B. 空间站变轨后的运动周期比变轨前的小
C. 空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小
D. 空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小
4.吉林市冬天的雪景十分壮观，各种冰雪运动及游戏十分有趣。如图(a)所示，质量为M=30kg的甲坐在质量为m=2kg的爬犁上，乙拉着轻质细绳右端A使爬犁在水平雪地上向前匀速运动，简图如图(b)所示。已知拴接在爬犁两侧的细绳所在的平面与水平雪地的夹角为α=53°，两侧细绳等长且细绳间的夹角为θ=74°，爬犁与雪地间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8。则( )
A. 乙的拉力大小为150NB. 雪地对爬犁的作用力大小为192N
C. 爬犁所受的摩擦力大小为90ND. 两侧细绳上的拉力大小均为100N
5.如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是( )
A. 在PQ面上，红光比绿光更靠近P点
B. θ逐渐增大时，绿光的全反射现象先消失
C. θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射
D. θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小
6.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动，与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图(a)所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图(b)所示。已知河水密度为ρ，木棒横截面积为S，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. x从0.05m到0.15m的过程中，木棒的动能逐渐变小
B. x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小先增大后减小
C. x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反
D. 木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为F1-F22ρSg
7.如图所示，匀强电场和匀强磁场的方向均水平向右。一个正离子在某时刻速度的大小为v，方向与电场、磁场方向夹角为θ。当速度方向与磁场不垂直时，可以将速度分解为平行于磁场方向的分量v1和垂直于磁场方向的分量v2来进行研究。不计离子重力，此后一段时间内，下列说法正确的是( )
A. 离子受到的洛伦兹力大小不变B. 离子的加速度增加
C. 电场力的瞬时功率不变D. 速度与电场方向的夹角θ变大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。若非硬币为非金属材质，则下列说法正确的是( )
A. 磁场能使硬币的速度增加得更快
B. 由于磁场的作用，硬币的机械能增加
C. 硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力
D. 如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些
9.质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上，钢板处于平衡状态。一质量也为m的物块从钢板正上方高为h的A处由静止释放，落在钢板上并与钢板一起向下运动x0后到达最低点B，已知重力加速度为g，空气阻力不计。则( )
A. 物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离
B. 从物块释放到最低点的过程中，物块、钢板和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 物块和钢板一起运动到最低点B的过程中弹簧弹性势能的增加量为mg(h+2x0)
D. 物块和钢板一起运动到最低点B的过程中物块对钢板做的功为mg(14h+x0)
10.如图(a)，质量m1=0.2kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上，质量m2=0.1kg的小物块静止于小车上，t=0时刻小物块以速度v0=11m/s向右滑动，同时对小物块施加一水平向左、大小恒定的外力F，0.5s后撤去外力F，图(b)显示的是以小车为参考系，小物块的v相-t图像。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 小物块与平板小车间的动摩擦因数μ=0.4
B. 恒力F=0.5N
C. 小物块最终的速度是v=1m/s
D. 最终小物块相对小车向右滑动7.25m
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.某物理兴趣小组设计了一个多用电表电路图。如图所示，已知表头G的满偏电流为Ig=30mA，内阻Rg=90Ω；定值电阻R1=10Ω，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω；电阻箱R2和R3的调节范围都是0～999.9Ω。
(1)与多用电表A端相连的是______(填“红”或者“黑”)表笔。
(2)选择开关置于1位置，闭合开关S，电流表的量程为______A(保留两位有效数字)，保持S闭合，选择开关置于3位置，将其改装为量程15V的电压表，电阻箱R3应调节为______Ω(保留一位小数)。
(3)选择开关置于2位置，通过开关S的通断可以实现欧姆表“×1”与““×10“两种倍率，则______(填“闭合”或者“断开”)开关S，欧姆表为“×10”倍率。
12.某物理实验小组用不同方法来探究平抛运动的特点。

(1)某同学采用图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地。多次改变装置的高度，同时改变小锤打击的力度，两球仍然同时落地，这说明______。
A.A球竖直方向的分运动是自由落体运动
B.A球水平方向的分运动是匀速直线运动
C.A球运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
(2)如图乙所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
①为了保证钢球从O点水平飞出且初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是______。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
②取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于O点，钢球的______对应白纸上的位置即为原点。
A.最上端
B.最下端
C.球心
③某同学做实验时记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点的坐标值已在图中标出，根据图中数据判断，A点______(选填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点，小球平抛的初速度为______m/s。(取g=10m/s2)
④某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他以某点迹为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个点迹的坐标值(x1,y1)、(x2,y2)，且2x1>x2，如图丁所示，若相邻两个点迹之间的时间间隔相等，则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为______(用x1、x2、y1、y2坐标表示)。
四、计算题：本大题共2小题，共32分。
13.如图所示，光滑的14圆弧形轨道D固定在光滑水平面上，半径r=0.2m，圆弧底端与水平面相切，水平面的右边与固定的光滑竖直圆轨道PQ连接，圆轨道最低点P点切线沿水平方向，小球可以从P点进入竖直圆轨道，在轨道D和竖直圆轨道之间依次放置B、C小球，其中B球的质量mB=2kg，C球质量mC=1kg，现让小球A在轨道D的顶端由静止释放，已知A球质量mA=4kg，A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度g=10m/s2。
(1)求A球滑到水平面时的速度大小；
(2)求C球碰后的速度大小；
(3)要使C球不脱离轨道。则竖直圆轨道的半径R应满足什么条件(结果保留两位有效数字)？
14.如图(a)，倾角为θ=37°、间距为l=0.1m的足够长的平行金属导轨底端接有阻值为R=0.16Ω的电阻，一质量为m=0.1kg的金属棒ab垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。建立原点位于导轨底端、方向沿导轨向上的坐标轴x，在0.2m≤x≤0.8m区间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.6T。从t=0时刻起，金属棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下，从x=0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度v与位移x、加速度a与速度v的关系分别满足图(b)和图(c)。当金属棒ab运动至x2=0.8m处时，撤去外力F，金属棒ab继续向上运动。金属棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直，且与导轨接触良好，不计金属棒ab与导轨的电阻，重力加速度大小为g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
(1)当金属棒ab运动至x=0.2m处时，电阻R消耗的电功率；
(2)外力F与位移x的关系式；
(3)从金属棒ab开始运动到运动至最高点的过程中，系统产生的内能。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.每隔相等时间播下一粒种子，如果两粒相邻种子之间的距离依次减小，则播种机做减速运动，故A错误；
B.如果两粒相邻种子之间的距离依次减小，则播种机做减速运动，播种机的加速度可能在增大，也可能在减小，故B正确；
CD.如果两粒相邻种子之间的距离依次增大，则播种机在做加速运动，加速度的变化无法判断，加速度可能增大、减小或不变，故CD错误。
故选：B。
2.【答案】C
【解析】由衰变方程 3890Sr→ 3990Y+ -10e可知， 3890Sr衰变为 3990Y时产生β粒子，故A错误；
B.由衰变方程 94238Pu→ 92234U+ 24He可知， 94238Pu衰变为 92234U时产生α粒子，故B错误；
CD． 3890Sr的半衰期比 94238Pu的半衰期小，则相同时间后，相同数目的 3890Sr和 94238Pu，剩余的 3890Sr数目小于 94238Pu的数目，故C正确，D错误。
故选：C。
3.【答案】D
【解析】A、空间站的加速度均是由万有引力产生，由牛顿第二定律得
G Mmr2=ma
可得a=GMr2
变轨前后空间站在同一点，到地心的距离r相等，则加速度相同，故A错误；
B、根据开普勒第三定律得a3T2=k，因为空间站变轨后轨道的半长轴大于原轨道半径，所以空间站变轨后的运动周期比变轨前的大，故B错误；
C、变轨后在P点因反冲运动相当于瞬间获得竖直向下的速度，原水平向左的圆周运动速度不变，所以合速度变大，故C错误；
D、由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小，故D正确。
故选：D。
4.【答案】D
【解析】AC、对甲和爬犁整体分析受力，如图所示。
由平衡条件得
竖直方向有
N+Fsin53°=(M+m)g
水平方向有
Fcs53°=f
又f=μN
解得F=160N，f=96N，故AC错误；
B、由上解得N=192N，雪地对爬犁的作用力是支持力和摩擦力的合力，为F'= f2+N2= 962+1922N=96 5N，故B错误；
D、设两侧细绳上的拉力大小为T，则有2Tcsθ2=F，解得T=100N，故D正确。
故选：D。
5.【答案】B
【解析】A、设红光和绿光在MN面的折射角分别为θ1和θ2
由光的折射定律n1=sinθsinθ1
n2=sinθsinθ2
由于n1θ2，故在PQ面上，绿光更靠近P点，故A错误；
B、由全反射临界角公式sinC=1n可知，红光的全反射临界角更大，设红光和绿光在NP面发生全反射的入射角分别为i1和i2，由几何关系可知
i1+θ1=90°i2+θ2=90°
故i1