2024-2025学年河南省信阳市固始县一高二高联考高三上学期1月期末物理试卷

这是一份2024-2025学年河南省信阳市固始县一高二高联考高三上学期1月期末物理试卷，共11页。试卷主要包含了考试结束,将答题卡交回，8，cs53°=0，799/3等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试时间为75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上;
2.考试结束,将答题卡交回。
一、单项选择题（本题共7小题,每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。）
1．已知动车组在水平轨道上运动时受到的阻力f=kv2（k为阻力系数），其中和谐号动车组的阻力系数是复兴号动车组的1.2倍，和谐号动车组的了大速度约为270km/h，若复兴号动车组的额定功率约为和谐号动车组的1.44倍，则相同条件下，复兴号动车组在额功率下的最大速度约为（ ）
A．330 km/h
B．300 km/h
C．290 km/h
D．260 km/h
2．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（ ）
A．质量为2m的木块受到四个力的作用
B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断
C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳还不会被拉断
D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为23FT
3．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出三种不同频率的光子，让辐射出的光子照射某种金属，结果有两种频率的光子能使该金属发生光电效应，其中一种光子恰好能使该金属发生光电效应，则打出的光电子的最大初动能为（ ）
A．0B．1.89eVC．10.2eV D．12.09eV
4．如图，倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B（质量均为m），弹簧的劲度系数为k，B靠着固定挡板，最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为m、速度为v0的子弹，子弹射入A的时间极短且未射出，子弹射入后经时间t，挡板对B的弹力刚好为零。重力加速度大小为g。则（ ）
A．子弹射入A之前，挡板对B的弹力大小为2mg
B．子弹射入A的过程中，A与子弹组成的系统机械能守恒
C．在时间t内，A发生的位移大小为2mgsinθk
D．在时间t内，弹簧对A的冲量大小为2mv0+mgsinθ⋅t
5．如图所示，a、b、c、d是匀强电场的等势面，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从等势面b上的O点在纸面内以与b等势面成θ=53°的方向射出，粒子的运动轨迹刚好与等势面d相切，不计粒子的重力，则粒子到达等势面a时的速度大小为（已知sin53°=0.8，cs53°=0.6）（ ）
A．315v0B．335v0C．355v0D．375v0
6．如图所示是电容式位移传感器示意图，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两板之间移动。为判断物体是否发生位移，将该传感器与恒压直流电源、电流表和开关串联组成闭合回路（电路未画出），已知电容器的电容C与电介质板进入电容器的长度x之间满足关系C=C0+kx，则（ ）
A．若物体向右移动，电容器极板间电压增大
B．若物体向左移动，电容器极板带电量增大
C．当物体向左匀速运动时，流过电流表的电流均匀增大
D．物体向不同方向移动时，流过电流表的电流方向不变
7．如图所示，xOy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场。一带负电小球从O点由静止释放，运动轨迹如图中曲线所示。则（ ）
A．OAB轨迹为半圆
B．磁场垂直于纸面向里
C．小球运动至最低点A时处于失重状态
D．小球在整个运动过程中加速度大小相等
二、多项选择题（本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。）
8．如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，P点在A、B板间，A板接地，B板的电势φ随时间t的变化情况如图乙所示，t＝0时，在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t＝2T时，电子回到P点。电子运动过程中未与极板相碰，不计重力，则下列说法正确的是（ ）
A．φ1∶φ2＝1∶2
B．φ1∶φ2＝1∶3
C．在0~2T时间内，当t＝T时电子的电势能最小
D．在0~2T时间内，电子的动能增大了2φ2e2T2d2m
9．如图所示，一个斜面固定在水平面上，不计空气阻力。第一次将小物体从斜面顶端处以水平初速度v沿水平方向抛出，落在斜面上的位置与斜面顶端的距离为斜面长度的12。第二次将小物体从斜面顶端以速度2v同方向水平抛出。若小物体碰撞斜面后不弹起，则小物体第一次与第二次在空中的运动过程（ ）
A．时间之比为1：2
B．时间之比为1：2
C．竖直位移之比为1：4
D．竖直位移之比为1：2
10．如图所示的 “U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（ ）
A．磁场对金属棒做功为R+rRQ
B．流过金属棒的电荷量为BLxR+r
C．整个过程因摩擦而产生的热量为12mv02-Q
D．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为v022gx-R+rmgxRQ
三、非选择题（共54分。）
11．(6分)某同学在做“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图1所示。
（1）某同学经过粗略的调试后，出现了干涉图样，但不够清晰，以下调节做法正确的是______。
A．旋转测量头B．上下拨动金属拨杆
C．左右拨动金属拨杆D．前后拨动金属拨杆
（2）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图2所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节_______。
A．仅左右转动透镜B．仅旋转单缝
C．仅旋转双缝D．仅旋转测量头
（3）如图3所示中条纹间距表示正确是 。
12．(9分)如图甲所示的电路是可以用来测量电阻丝的电阻率，这一电路是在传统实验“测量电阻丝的电阻率”基础上进行改进的，与传统电路相比，多设置一个定值电阻R0和一个开关S'。被测电阻Rx是一段粗细均匀的电阻丝，电阻丝被固定在木板上，两个鳄鱼夹夹住电阻丝然后接入电路，接入电路的电阻丝长度可通过木板上固定的刻度尺读出，如图乙所示。
（1）主要实验步骤如下：
①用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量结果如图丙所示，则电阻丝的直径的测量值D= mm；
②按照图甲连接电路，让开关S、S'处于断开状态，同时将滑动变阻器阻值调到最大，测量并记录两鳄鱼夹之间的距离L；
③仅闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，尽量使得V和A的指针落在表盘中央附近，记录下此时V和A读数，分别记作U和I1；
④再闭合S'，然后调节滑动变阻器滑片，使得V的读数仍为U，记录A的读数，记作I2，则此时电阻丝的测量值Rx= （用题中所测物理量字母表示）；
⑤改变两个鳄鱼夹之间的距离，重复步骤②③④得到多组数据。
（2）用图像法处理数据：将得到的实验数据在Rx-L坐标系中描点并拟合为一条直线，如图丁所示，测得这条直线斜率k的数值等于1.6×10-3，则被测电阻丝的电阻率ρ=____________Ω⋅m（保留2位有效数字）。
（3）这种改进型电路的优点是__________
A．克服了电压表内电阻对实验结果带来的系统误差
B．克服了电流表内电阻对实验结果带来的系统误差
C．克服了电源内电阻对实验结果带来的系统误差
13．(10分)如图所示，从长方体透明玻璃中挖去一个半径为R的半球体，O为半球的球心，O1O2连线为透明玻璃体的主光轴，在离球心0.5R处竖直放置一个足够大的光屏，O2为屏上的点，让一单色光束平行O1O2垂直左侧表面入射，当光线距离O1O2连线0.5R时，折射后的光线达到光屏上距离O2为 32 R的P点.已知透明体的上下侧面均涂有吸光材料，则：
（1）透明玻璃的折射率为多少？
（2）当平行光线到光轴O1O2的距离为多少时，折射后射到光屏上的位置离O2最远？
14．(12分)如图所示，水平面上有三个滑块A、B和C，mA=mC=1kg，mB=2kg，C物块的右侧光滑，左侧粗糙，物块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2，A和B间夹有一压缩轻弹簧（弹簧与A、B不相连），开始时在外力作用下处于静止状态，撤除外力后，弹簧恢复原长时A刚好和C碰撞后粘在一起，A和C向左滑行1m后静止，已知A、B和C均可看作质点，g=10m/s2，求：
（1）A和C碰撞后的瞬间速度的大小；
（2）开始时弹簧的弹性势能为多大；
（3）若弹簧的劲度系数k=8003N/m，弹簧的弹性势能表达式为Ep=12kx2，x为弹簧的形变量，求初始时A和C之间的距离。
15．(17分)在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场（如图甲所示）。在空间坐标 (x=0，y=12a) 处有一粒子源，在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个（N足够大）质量为m、电荷量为-q，速度为v0的带电粒子。（不计粒子重力及粒子间的相互作用，题中N、a、m、-q、v0均为已知量）
（1）若放射源所发出的粒子恰好有13不能到达x轴，求磁感应强度为多大。
（2）求第（1）问中，x轴上能接收到粒子的区域长度L。
（3）若磁场仅限制在一个半径为a的圆形区域内，圆心在坐标 (a，12a) 处。保持磁感应强度不变，在x轴的正半轴上铺设挡板，粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求：这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力。
【参考答案】
1．A 2．C 3．B 4．C 5．B 6．B 7．D
8．B,C,D 9．A,D 10．B,D
11．（1）C （2分）
（2）D （2分）
（3）CE （2分）
12．（1）3.799/3.800/3.801 （2分）；UI2-I1 （2分）
（2）1.8×10-8 （3分）
（3）A （2分）
13．（1）解：依题意可知，光线距离O1O2连线0.5R平行O1O2入射时，入射角为θ1，
折射角为θ2，设PO与O1O2夹角为θ3，则有 sinθ1= 12 ，θ1=30°，LOP= (R2)2+(3R2)2 =R
sinθ3= 3R2LOP = 32 ，θ3=60° （3分）
则有∠POA=90°
所以θ2=45°
由折射定律可知n= sinθ2sinθ1 （2分）
代入数据得n= 2
（2）解：当光线紧贴右侧上边缘射出时，达到光屏上的位置最远，设此时光线离光轴的距离为h，入射角为β，则有 sinθ= hR ，csθ= R2-h2R
由几何关系可知sinβ= Rcsθ(R-h)2+(Rcsθ)2 （3分）
由折射定律可知n= sinβsinθ
代入数据得h= 17+18R （2分）
14．（1）解：设A和C碰后的速度为v，根据动能定理-μ(mA+mC)gs=0-12(mA+mC)v2
解得v=2m/s （3分）
（2）解：设弹簧恢复原长时，A、B的速度大小分别为vA、vB，A和C作用的过程，有
mAvA=(mA+mC)v
A和B作用的过程，有
mAvA+mB(-vB)=0 （2分）
弹簧的弹性势能
Ep=12mAvA2+12mBvB2
解得
Ep=12J （2分）
（3）解：根据
Ep=12kx2
解得
x=0.3m （2分）
在A和B相互作用的过程中，每时每刻都有mAvA=mBvB
故mASA=mBSB
又因SA+SB=x
解得
SA=0.2m （3分）
15．（1）解： 由几关系可知左右两个相切圆为临界条件，
由于有13 不能到达x轴，所以 ∠O1PO2=2π3 （2分）
由几何关系知，磁场中做圆周运动半径为R=a
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得Bqv0=mv02R
磁感应强度B=mv0aq （2分）
（2）解：粒子打x轴上的范围如图所示，
x轴右侧长度为 L1=(2a)2-(12a)2=152a （2分）
x轴左侧，F与x轴相切，由几何关系知 L2=a2-(12a)2=32a （2分）
联立可得L=L1+L2=152a+32a （2分）
（3）解： 粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上，轨迹半径R'=a，轨迹如下图，根据几何关系则有
垂直打在板上的区域有两部分， sinθ=12aa=12，sinα=12aa=12
解得θ=π6，α=π6 （2分）
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上的动量的变化量 ΔP=2⋅π62πNmv0=Nmv06
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最短时间 t1=a2v0=a2v0 （2分）
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最长时间 t2=πav0+12av0=2πa+a2v0
这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力 F=ΔPt2-t1=Nmv026πa （3分）