2024-2025学年吉林省长春市东北师范大学附属中学等五校高三上学期期末考试物理试卷（学生版）

这是一份2024-2025学年吉林省长春市东北师范大学附属中学等五校高三上学期期末考试物理试卷（学生版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，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。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约为87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（ ）
A. 衰变为时产生粒子
B. 衰变为时产生粒子
C. 50年后，剩余的数目小于的数目
D. 87年后，剩余的数目大于的数目
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，质量为的甲坐在质量为的爬犁上，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，两侧细绳等长且细绳间的夹角为，爬犁与雪地间的动摩擦因数为，重力加速度，。则（ ）
A. 乙的拉力大小为B. 雪地对爬犁的作用力大小为
C. 爬犁所受的摩擦力大小为D. 两侧细绳上的拉力大小均为
5. 如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从面射入某长方体透明均匀介质，折射光束在面发生全反射，反射光射向面，若逐渐增大，两束光在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. 在面上，红光比绿光更靠近P点
B. 逐渐增大时，绿光的全反射现象先消失
C. 逐渐增大时，入射光可能在面发生全反射
D. 逐渐减小时，两束光在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
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，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和垂直于磁场方向的分量来进行研究，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变大
二、多项选择题：本题共3题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的．全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0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。下列说法正确的是（ ）
A. 磁场能使硬币速度增加得更快
B. 由于磁场的作用，硬币的机械能增大
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
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
10. 如图（a），质量的足够长平板小车静置在光滑水平地面上，质量的小物块静止于小车上，时刻小物块以速度向右滑动，同时对小物块施加一水平向左、大小恒定的外力F，后撤去外力F，图（b）显示的是以小车为参考系，小物块的图像．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取．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
B. 恒力
C. 小物块最终的速度是
D. 最终小物块相对小车向右滑动
三、非选择题：本题共5小题，共54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，内阻；定值电阻；电源电动势，内阻；电阻箱和的调节范围都是。
（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，将其改装为量程的电压表，电阻箱应调节为__________（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，钢球沿斜槽轨道滑下后从O点飞出，落在水平挡板上．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__________．（取）
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，并测量出另外两个点迹的坐标值（x1，y1）、（x2，y2），且，如图丁所示，若相邻两个点迹之间的时间间隔相等，则可得重锤线方向与y轴间夹角的正切值为_____（用x1、x2、、坐标表示）．
13. 一定质量的理想气体。气体开始处于状态A，由过程到达状态B，后又经过程到达状态C，如图所示。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为、和，在状态B时的体积为，温度为，在状态C时的温度为。B、C两点连线的反向延长线过原点。
（1）求气体在状态B时的压强，在状态C时气体的体积；
（2）气体从状态A经状态B，再到状态C，全过程气体是吸热还是放热，并求出吸放热的数值。
14. 如图所示，光滑的圆弧形轨道D固定在光滑水平面上，半径，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，C球质量，现让小球A在轨道D的顶端由静止释放，已知A球质量，A、B、C之间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度。
（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）？
15. 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。
参考答案
1. 【答案】B
【解析】AB．如果两相邻种子之间的距离依次减小，由于相邻种子之间对应的时间间隔相等，可知，播种机在做减速运动，其加速度方向与速度方向相反，但加速度大小有可能增大、有可能减小、还有可能不变，故A错误，B正确；
CD．如果两相邻种子之间的距离依次增大，由于相邻种子之间对应的时间间隔相等，可知，播种机在做加速运动，其加速度方向与速度方向相同，但加速度大小有可能增大、有可能减小、还有可能不变，故CD错误。故选B。
2. 【答案】C
【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即粒子，故A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即粒子，故B错误；
CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故C正确，故D错误。故选C。
3. 【答案】D
【解析】A．在P点变轨前后空间站所受到的万有引力不变，根据牛顿第二定律可知空间站变轨前、后在P点的加速度相同，故A错误；
B．因为变轨后其半长轴大于原轨道半径，根据开普勒第三定律可知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速度，原水平向左的圆周运动速度不变，因此合速度变大，即空间站变轨后在P点的速度比变轨前的大，故C错误；
D．由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而变轨后的速度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】ABC．设乙的拉力大小为F，对甲和爬犁组成的系统，
水平方向由平衡条件有
在竖直方向有
又有,联立解得，，
则雪地对爬犁的作用力大小为,故ABC错误；
D．设两侧细绳上的拉力均为T，对三根细绳的结点，
由力的平衡条件有解得，故D正确。故选D。
5. 【答案】D
【解析】A．介质中红光的折射率小于绿光的折射率，则从MN射出后红光的偏折程度小于绿光，则在NP发生全反射后射到PQ上的位置更远离P点，选项A错误；
B．根据可知
可知
因红光的折射率较小，则红光在NP上发生全反射对应的较小，则逐渐增大时，红光先发生全反射，即红光的全反射现象先消失，选项B错误；
C．光线从MN面射入时，是从光疏介质射向光密介质，则逐渐增大时，入射光不可能在面发生全反射，选项C错误；
D．根据可知，逐渐减小时，两束光在面折射的折射角α逐渐减小，选项D正确。故选D。
6. 【答案】D
【解析】A．由简谐运动的对称性，水平位移为0.1m，0.3m，0.5m时木棒处于平衡位置；x从0.05m到0.15m的过程中，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，故A错误；
B．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠近平衡位置，加速度竖直向下，大小减小，故B错误；
C． x=0.4m时木棒位于最低点，x=0.35m和x=0.45m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在最低点上方相同距离处，木棒在竖直方向的速度大小相等，方向相反，而两时刻木棒在水平方向的速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，故C错误；
D．木棒在最低点时有，在最高点时有
其中，联立解得振幅为，故D正确。故选D。
7. 【答案】A
【解析】AB．由于运动过程中电场力做正功，所以离子水平方向的分速度v1变大，垂直于磁场方向的分量v2不变，则洛伦兹力f=qv2B大小不变，电场力F=qE也不变，离子受合力大小不变，根据牛顿第二定律可知加速度大小不变，故A正确，B错误；
C．根据功率的计算公式P=qEv1可知，电场力的瞬时功率变大，故C错误；
D．由于v1变大，根据可知，速度与电场方向的夹角θ变小，故D错误。
故选A。
8. 【答案】CD
【解析】AC．硬币进入磁场和离开磁场过程，穿过硬币的磁通量发生变化，硬币中产生感应电流，感应电流会阻碍硬币的运动，即硬币进入磁场和离开磁场的过程会受到磁场对它的阻力，磁场使硬币的速度增加得慢，故A错误，C正确；
B．硬币进入磁场和离开磁场的过程会受到磁场对它的阻力，阻力做负功，硬币的机械能减小，故B错误；
D．如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，硬币通过测速器时速度会更大一些，测速器的示数会更大一些，故D正确。故选CD。
9. 【答案】AD
【解析】A．物块和钢板恰分离时，两者之间的弹力为零，此时A的加速度为g，则B的加速度也为g，则此时弹簧的弹力为零，即物块和钢板不可能在弹簧压缩时分离，选项A正确；
B．物块与钢板碰撞过程，系统机械能有损失，所以从物块下落到一起运动到最低点的过程物块、钢板和弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C．物块由静止自由下落的过程，由机械能守恒定律可得
（v0为物块与钢板碰撞前瞬间的速度）。
因为碰撞时间极短，内力远大于外力，所以钢板与物块组成的系统动量近似守恒，取向下为正方向，设v1为两者碰撞后共同速度，根据动量守恒定律得 mv0=2mv1
碰后一起向下运动至最低点的过程，由功能关系可得
联立以上各式解得弹性势能增加量为
故C错误。
D.根据功能关系可知，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
，故D正确。故选AD。
10. 【答案】AD
【解析】AB．0~0.5s内，对小车根据牛顿第二定律有
对小物块根据牛顿第二定律有
相对速度大小为
根据图像斜率解得
0.5s后，小车的加速度依然为，对小物块根据牛顿第二定律有
这段时间两物体相对速度大小为
根据图像斜率解得
联立解得，N，故A正确，B错误；
C．根据速度—时间公式有
之后两物体共速，则小物块最终的速度是3m/s，故C错误；
D．图像与坐标轴围成的面积代表相对位移，则最终小物块相对小车向右滑动
故D正确；故选AD。
11. 【答案】（1）红 （2） 0.30 41.0 （3）断开
【解析】【小问1】A端与内部电源的负极连接，可知与多用电表A端相连的是红表笔；
【小问2】选择开关置于1位置，闭合开关S，电流表量程为
改装后的电流表内阻
保持S闭合，选择开关置于3位置，将其改装为量程的电压表，电阻箱应调节为
【小问3】断开开关S，欧姆表内阻为
即中值电阻为400Ω，可知欧姆表为“×10”倍率档。
12. 【答案】（1）A （2） ①. BC ②. C ③. 不是 ； 1.5 ④
【解析】【小问1】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球竖直方向的分运动是自由落体运动。故选A。
【小问2】①为了保证钢球从O点水平飞出且初速度是一定的，需满足斜槽轨道末端水平且每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球。故选BC。
②将钢球静置于O点，以钢球的球心对应白纸上的位置即为原点。故选C。
③平抛运动在竖直方向为自由落体运动，由于
所以A点不是平抛运动的抛出点；
竖直方向满足，水平方向有
代入数据解得
④依题意可知小球沿x轴做减速运动，那么x轴是斜向上偏离水平方向，设重垂线与y轴间的夹角为，将重力加速度分别沿x、y轴方向分解，如图所示
则，
根据匀变速运动推论，设相邻点之间的时间间隔为T，
则沿x轴方向有，解得
沿y轴方向有，解得
因此
13. 【答案】（1）， ；（2）吸热，
【解析】（1）气体从状态A变化到状态B，发生的是等容变化，可得
解得
由于B、C两点连线反向延长线过原点，可知气体从状态B到状态C，发生的是等压变化，可得，解得
（2）气体从状态A经状态B，再到状态C，全过程气体的温度不变，故内能不变，气体从状态A经状态B，体积不变，做功为0，气体从状态B到状态C，等压膨胀，气体对外做的功为
由热力学第一定律可得
联立解得
故气体吸收热量，吸收的热量为
14. 【答案】（1） （2） （3）或
【解析】【小问1】小球在圆弧形轨道运动过程，由机械能守恒可得
解得A球滑到水平面时的速度大小为
【小问2】A球与B球发生弹性碰撞过程，满足动量守恒和机械能守恒，则有
，，
联立解得碰后B的速度为
B球与C球发生弹性碰撞过程，满足动量守恒和机械能守恒，则有，，
联立解得碰后C的速度
【小问3】要使C球不脱离轨道，竖直圆轨道的半径R可以大一些，使C球不越过圆心等高处，根据机械能守恒可得
又解得
竖直圆轨道的半径R也可以小一些，使C球能够经过圆弧最高点，则有，
解得，综上可得或
15. 【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）当金属棒ab运动至处时，由图（b）可知其速度大小
此时感应电动势
电阻R消耗的电功率
（2）金属棒ab在无磁场区间运动时，
由图（c）可知
由牛顿第二定律有
解得（N）
金属棒ab在有磁场区间运动时，其速度大小（m/s）
金属棒ab切割磁感线产生的感应电流
金属棒ab受到的安培力大小
解得（N）
由牛顿第二定律有
解得（N）
综上，外力F与位移x的关系式为
（3）在磁场中（N），克服安培力做功
金属棒ab离开磁场时的速度大小
设金属棒ab离开磁场后向上运动的最大距离为s，由动能定理有解得
金属棒ab向上运动过程中，克服摩擦力做功
金属棒ab在整个向上运动过程中，系统产生的内能