云南省丽江市第一高级中学2024-2025学年高一上学期期末检测物理试卷

这是一份云南省丽江市第一高级中学2024-2025学年高一上学期期末检测物理试卷，共12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，共计28分）
1．PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理:将放射性同位素 815O注入人体,参与人体的代谢过程, 815O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像.根据PET原理,下列说法不正确的是( )
A． 815O衰变的方程为 815O→ 715N+10e
B．将放射性同位素 815O注入人体,其作用为示踪原子
C．该正、负电子湮灭的方程为10e+−1 0e→γ
D．PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期
2．如下图所示，某同学分别在同一直线上的A、B、C三个位置投掷篮球，结果都击中篮筐，击中篮筐时篮球的速度方向均沿水平方向，大小分别为、、，若篮球出手时高度相同，速度的方向与水平方向的夹角分别是、、，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．B．C．D．3
3．如图，场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角，三位运动员骑自行车在赛道转弯处做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）

A．三位运动员可能受重力、支持力、向心力的作用
B．三位运动员各自的加速度恒定
C．若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足
D．若此时三位运动员线速度大小相等，则他们的角速度大小关系满足
4．如图，r远大于两球的半径，但两球半径不能忽略，而两球的质量均匀分布，大小分别为与，则两球间万有引力大小为（ ）
A．B．
C．D．
5．一卷帘窗由帘布和底杆组成，帘布和轻质塑料拉珠套在半径不同的共轴定滑轮上，定滑轮固定在窗户顶端，侧视结构简图如图所示。已知拉珠所在滑轮半径为，帘布所在滑轮半径为现在用手向下缓慢匀速拉动拉珠，帘布上升，拉珠、帘布均与滑轮无相对滑动，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A．帘布上升的速度大于拉珠向下运动的速度
B．帘布上升的速度等于拉珠向下运动的速度
C．帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度之比为
D．卷帘窗被上拉的过程，手做的功等于帘布和底杆的机械能增加量
6．如图所示,一质量为M的木质框架放在水平桌面上,框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端拴接两个质量均为m的铁球(铁球离框架下端足够远,两球间用轻杆相连),系统处于静止状态.用手向下拉一小段距离后释放铁球,两铁球便上下做简谐运动,框架保持静止,重力加速度为g,下列说法正确的是（ ）
A．铁球在振动的过程中,速度相同时,弹簧的弹性势能也相同
B．若两铁球在最低点时,A、B之间断开,则A球继续做简谐运动,振幅不变
C．铁球从最低点向平衡位置运动的过程中,回复力的功率一直增大
D．在框架不会离开桌面的前提下,两铁球的振幅最大为M+2mgk
7．如图，将不计重力、电荷量为q带负电的小圆环套在半径为R的光滑绝缘半圆弧上，半圆弧直径两端的M点和N点分别固定电荷量为27Q和64Q的负点电荷.将小圆环从靠近N点处静止释放，小圆环先后经过图上P1点和P2点，已知sinθ=35,则小圆环从P1点运动到P2点的过程中（ ）
A. 静电力做正功B. 静电力做负功
C. 静电力先做正功再做负功D. 静电力先做负功再做正功
二、多选题（本大题共3小题，共计18分）
8．在如图所示的电路中，交流电源输出50Hz、电压有效值为220V的正弦式交流电，通过副线圈、分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和“36V、5A”的电动机供电，原线圈所接灯泡L的额定电压为40V，副线圈的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都恰好正常工作。则下列说法中正确的是（ ）

A．交流电源的输出功率为360W
B．灯泡L的额定电流为2.0A
C．副线圈所接灯泡中的电流方向每秒钟改变50次
D．原线圈的匝数为1100匝，副线圈的匝数为180匝
9．（多选）如图所示，一定质量理想气体从状态A依次经状态B和C后再回到状态A，对此气体下列说法正确的是
A．A→B过程中气体对外界做功
B．A→B过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功
C．B→C过程中气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力减少
D．C→A过程中气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量
E．B→C过程中气体放出的热量大于C→A过程中吸收的热量
10．从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的阻力作用。距地面高h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图。重力加速度。该物体的质量m和所受的阻力f是（ ）
A．B．C．D．
三、实验题（本大题共2小题）
11．太阳能电池是环保零碳的能源之一，某兴趣小组设计如图甲电路探究某款太阳能电池的伏安特性，实验过程如下：
(1)用多用电表测量甲图中a、b间电压，多用电表的红表笔应接 （选填“a”或“b”）点。
(2)调节电阻箱，当电流表示数为50 mA时，多用电表示数如图乙所示（量程为直流50 V），则指针所示的电压值为 V。此后多次改变电阻箱的阻值，根据多用电表、电流表的示数得到了如图丙所示的图像。
(3)观察图丙的曲线，发现当输出电流时，U与I成线性关系，可得电池电动势 V，在此条件下，该太阳能电池的内阻 。（结果均保留2位有效数字）
(4)当电流大于100 mA时，发现U与I成非线性关系，随着电流增大，该电池的内阻 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
(5)由图丙可知，当时，该太阳能电池的输出功率为 W（结果保留2位有效数字）。
12．某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。
（1）实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力，该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻推小车，让打点计时器在纸带上打出一系列 的点，说明小车已平衡摩擦力。
（2）如果该同学先如（1）中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂和砂桶的质量最终达到M，测小车加速度a，作a­-F的图像。下列图线正确的是 。
A．B．C．D．
（3）下图是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22cm，xBC＝4.65cm，xCD＝5.08cm，xDE＝5.49cm，xEF＝5.91cm，xFG＝6.34cm，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则纸带上D点的速度vD= m/s，小车的加速度a＝ m/s2（结果保留两位有效数字）。
（4）若实际工作频率是48Hz，而该同学不知情，则该同学算出来的加速度 真实值（填“大于”、“等于”、“小于”）。
四、解答题（本大题共3小题）
13．2018年9月23日“光纤通信之父”华裔科学家高锟逝世,他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通信.光纤在转弯的地方不能弯曲太大,如图为光纤通信的模拟图,将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成34圆环,已知玻璃的折射率为2,光在真空中的速度为c,要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出.求:
(1)圆环内径R的最小值;
(2)在(1)问的情况下,从A端最下方入射的光线,到达B端所用的时间.
14．某离子束实验装置的基本原理如图甲所示．Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；Ⅱ区宽度为L，左边界与x轴垂直交于O1点，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿y轴负方向的匀强电场．测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与O2点重合．从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的正离子，加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心C．已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角为θ．忽略离子间的相互作用，不计重力．
(1)求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v；
(2)求Ⅱ区内电场强度的大小E；
(3)保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B(数值未知)、方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图乙所示．为使离子的运动轨迹与测试板相切于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到O1的距离s．
甲
乙
15．(20分)一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为R0，置于光滑的绝缘水平桌面(纸面)上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图(a)所示。
(1)使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。
(2)在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻R1＝2R0，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图(b)所示。让金属框以与(1)中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻R1产生的热量。
参考答案
1．【答案】C
【解析】815O衰变的方程为815O→715N+10e,A正确,不符合题意;将放射性同位素815O注入人体,在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像,故其作用为示踪原子,B正确,不符合题意;该正、负电子湮灭后生成两个光子,即10e+−1 0e→2γ,C错误,符合题意;PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期,否则无法通过探测器探测到,D正确,不符合题意.
2．【答案】B
【详解】AB．三个篮球都垂直击中篮筐，其逆过程是平抛运动，设任一篮球击中篮筐的速度v，上升的高度为h，水平位移为x，，，则得h相同，则，A错误B正确；
CD．根据速度的分解有t相同，，则 ，CD错误。选B。
3．【答案】C
【详解】A．三位运动员受重力、支持力，还可能受摩擦力作用，向心力是效果力，不是物体受的力，A错误；
B．三位运动员各自的加速度大小相等，但是方向不断变化，则加速度不是恒定的，B错误；
C．若此时三位运动员角速度相等，则根据，因可知，他们的向心加速度大小关系满足，C正确；
D．若此时三位运动员线速度大小相等，则，因可知，根据他们的角速度大小关系满足，D错误。选C。
4．【答案】D
【详解】r远大于两球的半径，则两球间的引力适应万有引力定律，则两球间万有引力大小为。
5．【答案】D
【详解】ABC．拉珠和帘布上对应的滑轮属于同轴转动，它们的角速度相等，帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度之比为，故ABC错误；
D．上拉过程，手做功转化为帘布和底杆的机械能，即手做的功等于帘布和底杆的机械能增加量，故D正确。
故选D。
6．【答案】D
【详解】在平衡位置弹簧处于伸长状态,弹性势能不为零,因此在关于平衡位置对称的两侧,振子的速度相同时,弹簧的弹性势能不同,故A错误;若两铁球在最低点时,A、B之间断开,则A球继续做简谐运动,由于在最低点时弹簧的弹性势能一定,则总能量不变,振幅要改变,B错误;铁球从最低点向平衡位置运动的过程中,回复力减小直到为零,速度从零开始增加,由P=Fv可知,回复力的功率先增大后减小,故C错误;若要保证框架不会离开桌面,则框架对桌面的最小压力恰好等于零,以框架为研究对象,弹簧对框架向上的作用力等于框架重力Mg,则轻弹簧处于压缩状态,弹簧的弹力F=Mg=kx',压缩量x'=Mgk ,小铁球处于平衡位置时,弹簧处于伸长状态,伸长量x=2mgk ,所以两铁球的振幅A=x+x'=M+2mgk ,故D正确.
7．【答案】A
【解析】由电场叠加知,N点的负点电荷在P1点产生的电场的电场强度沿圆弧切线方向分量大小为E1=k64Q(2Rsinθ)2csθ,M点的负点电荷在P1点产生的电场的电场强度沿圆弧切线方向分量大小为E2=k27Q(2Rcsθ)2sinθ ,比较可知,E1>E2,故P1点沿圆弧切线方向的电场强度斜向右上方；N点的负点电荷在P2点产生的电场的电场强度沿圆弧切线方向分量大小E′1=k64Q(2Rcsθ)2sinθ,M点的负点电荷在P2点产生的电场的电场强度沿圆弧切线方向分量大小为E′2=k27Q(2Rsinθ)2csθ,比较可知,E′1=E′2,故P2点沿圆弧切线方向的电场强度为0,由于小圆环带负电,可知小圆环从P1点运动到P2点的过程中,静电力做正功,A正确.
【一题多解】在圆弧上P1、P2间任取一点P,设PM与MN的夹角为α ,根据几何关系可得37∘≤α≤53∘ .带负电的小圆环在两个负点电荷电场中的电势能Ep=64kQq2Rsinα+27kQq2Rcsα,根据数学知识可知在37∘≤α≤53∘ 范围内,随着α 的增大,Ep减小,即小圆环的电势能一直减小,所以静电力做正功,A正确.
8．【答案】B
【详解】根据电压匝数关系有，解得，根据，解得，副线圈的中电流，副线圈的中电流，根据电流匝数关系有，解得，即灯泡L的额定电流为2.0A，B正确；根据上述可知，交流电源的输出功率为，A错误；根据上述可知，原线圈的匝数为900匝，副线圈的匝数为180匝，D错误；交流电源输出50Hz，变压器不改变频率，则副线圈所接灯泡中的电流方向每秒钟改变次数为，C错误。
9．【答案】ADE
【详解】本题通过p-T图像考查理想气体的等温、等压和等容变化的规律及热力学第一定律等。由题图可知，A→B过程是等温变化，可知此过程中气体分子的平均动能不变，即内能不变，根据玻意耳定律pV=C可知，气体压强减小，体积将增大，根据热力学第一定律可知，气体对外做功，内能不变，气体需要从外界吸热，且吸收的热量等于对外界做的功，故A正确，B错误；B→C过程是等压变化，根据气体微观解释可知，气体压强不变，由F=pS得气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力不变，故C错误；C→A过程中，由pT=C可知气体体积不变，温度升高，压强增大，由W+Q=ΔU，W=0，可知气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量，故D正确；因为气体在A、B两状态的温度相等，所以气体在A、B两状态的内能相等，而VA0，ΔU=0，所以全过程中Q