贵州省黔东南州2024-2025学年高三（上）期末物理试卷

这是一份贵州省黔东南州2024-2025学年高三（上）期末物理试卷，共12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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.拱是一种重要的力学结构，我国的赵州桥就是世界上现存最早，保存最完整的古代石拱桥。拱桥结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱桥两端的基石来承受(如图甲)。现有六块大小、形状、质量都相同的楔形石块组成一个半圆形实验拱桥(如图乙)，如果每个楔形石块的质量m=20kg。假设在中间两楔形石块正上方静置一个质量为M=80kg的长方形石块，重力加速度g取10m/s2，静摩擦力方向与接触面相切。则
A. 地面对楔形石块1的弹力大小为1400N
B. 楔形石块3对楔形石块4的静摩擦力大小为400N
C. 楔形石块2对楔形石块3的弹力大小一定小于500N
D. 楔形石块2对楔形石块3的静摩擦力大小一定小于300 3N
2.中秋佳节，水中的“月亮”又大又圆，四只猴子突发奇想，想把月亮捞出来。如图所示，它们将一棵树枝(可视为弹性杆)压弯倒挂在树梢上，从下到上依次为1、2、3、4号猴子。正当1号猴子打算伸手捞水中“月亮”时，2号猴子突然两手一滑没抓稳，1号猴子扑通一声掉进了水里。假设2号猴子手滑前四只猴子都处于静止状态，其中1号猴子的质量为23m，其余3只猴子的质量均为m，重力加速度为g，那么在2号猴子手滑后的一瞬间( )
A. 1号猴子的速度和加速度都为0
B. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为43mg
C. 3号猴子对4号猴子的作用力大小为229mg
D. 杆对4号猴子的作用力大小为3mg
3.2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。如图所示，鹊桥二号采用周期为T的环月椭圆冻结轨道，近月点A距月心的距离与远月点C距月心的距离之比为n，BD为椭圆轨道的短轴。下列说法正确的是( )
A. 鹊桥二号从A点到B点的运动时间为T4
B. 鹊桥二号在A，C两点的加速度大小之比为1n2
C. 鹊桥二号在D点的加速度方向指向O′
D. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于11.2km/s
4.如图所示，一个磁铁吸附在竖直的门板上保持静止，假设磁铁的质量为m，距离门轴为r，与门板之间的磁力和动摩擦因数分别为F0和μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现匀速转动门板，为使磁铁不滑动，则门板转动的最大角速度为( )
A. μF0mrB. 4μ2F02−m2g2m2r2
C. μF0−mgmrD. μF0−mgmr− μF0mr
5.水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面体，斜面体底端有一垂直于斜面的固定挡板，如图所示，一劲度系数为K的轻弹簧两端连接两物体，质量分别为m、M，用力作用在M上，使系统静止，同时m恰好对挡板无压力。某时刻撤去外力，则撤去外力后(重力加速度取g)( )
A. M下滑过程中弹簧的最大弹性势能为2(M2+Mm)g2sin2θK
B. M下滑过程中弹簧处于原长时M速度最大
C. M运动到最低点时m对挡板的压力为2(M+m)gsin θ
D. M在下滑过程中机械能守恒
6.如图所示，栓有轻弹簧的物块a静止于光滑水平面上，物块b以一定初速度向左运动.已知b的质量大于a，则a、b两物块的动量p随时间t变化的关系图象可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7.一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图(a)，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起质点Q在一段时间内的振动图像如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为3mB. 该波的频率为2Hz
C. 该波沿x轴正向传播D. 0∼1s内，P点通过的路程为40cm
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲，在x轴上固定两个电量分别为+2q、−q的点电荷，其中负电荷固定在坐标原点O，两电荷间距为L；图乙是两电荷所形成电场的电势φ在x轴正半轴上的分布图像，电势最大值为φ0，图像与x轴交点a的横坐标为L，b为图像最高点，规定无限远处电势为0，一负电荷q自a处由静止释放，仅受电场力作用，下列说法正确的是( )
A. ab间的场强方向沿x轴负方向
B. a处电场强度为0
C. b点距离坐标原点的距离为 2L
D. 负电荷q将沿x轴正方向运动至无穷远处，电势能先减小后增大
9.在电场方向水平向右的匀强电场中，一带电小球从A点竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示，小球运动的轨迹上A，B两点在同一水平线上，M为轨迹的最高点，小球抛出时的动能为8J，在M点的动能为6J，不计空气的阻力．则( )
A. 小球水平位移x1与x2的比值为1∶3
B. 小球水平位移x1与x2的比值为1∶4
C. 小球落到B点时的动能为32J
D. 小球从A点运动到B点的过程中最小动能为247J
10.如图所示，扇形区域AOB内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA和OB互相垂直，且是扇形的两条半径，一个带电粒子从A点沿AO方向进入磁场，从B点离开，若该粒子以同样的速度从C点平行与AO方向进入磁场，则( )
A. 粒子带正电
B. C点越靠近B点，粒子偏转角度越大
C. C点越远离B点，粒子运动时间越短
D. 只要C点在AB之间，粒子仍然从B点离开磁场
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
①实验过程中，下列操作正确的是___________。(填正确答案标号)
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定
②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的p−1V图像应为下图中的__________。(填正确答案标号)
(2)第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出V−1p图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是_________________________；图丙中V0的物理含义是______________________。
12.某物理课外实验小组为了测量某未知小阻值电阻Rx的阻值，制定了三种测量方案。
(1)方案一：用欧姆表测电阻
a.在进行正确机械调零后，将欧姆挡的选择开关拨至×1挡，先将红、黑表笔短接，让指针指在_____(选填“左侧”或“右侧”)零刻度线上。
b.欧姆表指针如图甲所示，可得未知电阻Rx的阻值约为 Ω。
(2)方案二：用伏安法测电阻
设计了如图乙所示的实验电路，电压表的示数为2.8V，电流表的示数为80mA，则由此可得未知电阻Rx的阻值为_____Ω。为了减小实验中的测量误差，应该尽量选用内阻值较大的_____(选填“电压表”或“电流表”)。
(3)方案三：用替代法测电阻
a.如图丙所示，将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关S1和S2，调节电阻箱R，使电流表示数为I0，读出电阻箱的示数R1=102Ω，其中R0为保护电阻，阻值未知；
b.开关S1闭合，断开开关S2，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I0，读出电阻箱的示数R2=68Ω；
c.则可得出电阻Rx=_____Ω
d.实验中电流表不是理想电流表，其内阻对电阻Rx的测量值_____(选填“有”或“无”)影响。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，一旅客用 的力拉着质量为 的行李箱沿水平地面运动。已知拉力 与水平方向的夹角 ，从静止开始经 时行李箱移动的直线距离 。若行李箱可看做质点，空气阻力不计，重力加速度 取 。求：
在拉动过程中，行李箱的加速度 的大小；
在拉动过程中，地面对行李箱的阻力 的大小；
保持拉力 方向不变，当 至少增大到多少时，行李箱会离开地面“飘”起来。
14.某同学用一块截面为等腰直角三角形的透明材料ABC替代透镜模拟研究手机摄像头的工作原理。如图所示，光屏与BC边平行，过BC中点M与顶点A的虚线与光屏交于N点，两束单色光平行于MN射入透明材料。已知透明材料的折射率为n= 62，AC边长为d，两束单色光射入点到M的距离均为 24d，MN的距离为3( 6+ 2)4d，不考虑在直角边上发生的反射，真空中的光速为c，tan15∘=2− 3，求：
(1)光穿过透明材料所用的时间。
(2)要使两束单色光经过透明材料后汇聚到光屏上的N点，通过计算说明应将透明材料沿MN向左还是向右移动。
15.如图所示，光滑曲面AB与长度为l的粗糙水平轨道BC相切于B点，A点距轨道BC的高度为R，质量为m的小滑块1被锁定在A点，质量为2m的小滑块2静止在水平轨道最右端的C点，轨道BC下方的水平面上有一固定的“L”形木板，其上表面光滑，在P点处固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧右端拴接一质量为M=4m的长方体滑块，M的中心在O点的正上方，处于静止状态。现将滑块1解除锁定并由静止释放，1与2发生弹性碰撞后，滑块1恰好停在B点，滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块M一个向右的初速度v0=3 gR5，当M的中心运动到O点的正上方时，恰好与滑块2相碰，碰后滑块2竖直向上运动至与C等高的D点。已知所有的碰撞时间极短，质量为m0的弹簧振子振动周期为T=2π m0k，弹簧弹性势能的表达式为Ep=12kx2(k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)求滑块1与水平轨道BC间的动摩擦因数μ；
(2)求C点与滑块M上表面间的高度差ℎ；
(3)在滑块2与M第二次碰撞完毕跳起后将滑块2取走，求此后弹簧与M组成的弹簧振子的振幅A。
1.D
2.C
3.B
4.B
5.C
6.A
7.D
8.AD
9.ACD
10.AD
11.(1)①CD；② A；
(2)胶管的容积不可忽略；连接压强传感器和注射器的胶管的容积。
12.(1) 右侧 ； 36；
(2) 35 ； 电压表；
(3) 34 ；无

13.(1)由运动学位移时间公式
x=12at2
解得加速度大小为a=1m/s2
(2)由牛顿第二定律可得
Fcsθ−f=ma
解得f=20N
(3)行李箱“飘”起来：是指地面对其支持力是零，对行李箱分析竖直方向受力，有
F′sinθ−mg=0
解得F′=200 33N
可知F至少增大到200 33N，行李箱会离开地面“飘”起来.
14.解：(1)设光在透明材料中的光速为v
n=cv
t=sv，由几何关系可知s= 24d
解得：t= 3d4c
(2)根据折射定律可得n=sinisinr，解得：i=60∘
在三角形abc中tan15∘=abbc
bc两点间的距离bc= 22d+ 64d
由于Mcv2′，滑块2只能与向左运动的M相碰才能碰后竖直向上运动，则碰前运动时间t满足：t=nT+T2(n=0,1,2,3⋯)⋯⋯⋯⋯⋯⑦
所求高度为ℎ=12gt2⋯⋯⋯⋯⋯⑧
解得ℎ=2(2n+1)2．π2mgk(n=0,1,2,3⋯)⋯⋯⋯⋯⋯⑨
(3)滑块2与M碰撞过程水平方向动量守恒，第1次碰撞后M的速度设为vM1，则Mv0−2mv2′=0+MvM1⋯⋯⋯⋯⋯⑩
代入M=4m得vM1=2 gR5⋯⋯⋯⋯⋯⑪
设第一次碰撞过程中滑块2与M接触时间为△t，因滑块2离开M瞬间是相对运动的，故在△t时间内滑块2与M间为滑动摩擦力。滑块2从竖直上抛后落下与M发生第二次碰撞前运动时间为2t，滑块运动(2n+1)T时间正好在平衡位置向左运动时与滑块2相撞。假设第二次碰撞过程中滑块2离开M前在水平方向二者能共速，则MvM1=(2m+M)v共⋯⋯⋯⋯⋯⑫
解得v共=43 gR5⋯⋯⋯⋯⋯⑬
第一次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小I1=f△t=2mv2′，第二次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小I2=f△t′=2mv共，由于v共