贵州省安顺市2024届高三上学期期末质量监测考试物理试卷(含答案)

这是一份贵州省安顺市2024届高三上学期期末质量监测考试物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，蚂蚁在半球形碗中从底部经a点缓慢爬行到b点，在此过程中蚂蚁所受摩擦力和弹力的情况是( )
A.弹力变小B.弹力变大C.摩擦力变小D.摩擦力大小不变
2．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有( )
A.a的向心加速度等于gB.在相同时间内b转过的弧长最长
C.a的线速度等于b的线速度D.d的运动周期可能是21h
3．“套圈圈”是一种有趣的娱乐活动。如图所示，一个大人和一个小孩先后站在同一位置水平抛出相同圆环，恰好套中同一个物体。不计空气阻力，则大人抛出的圆环( )
A.初速度大B.平抛运动的时间短
C.落地时的速度大D.落地时的重力的瞬时功率大
4．如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心，M点在板的几何中心左侧d处的垂线上，N点与M点关于带电薄板对称。已知静电力常量为k，若图中M点的电场强度为0，那么( )
A.带电薄板带正电荷B.N点场强水平向右
C.N点电场强度也为零D.N点的电场强度
5．如图所示，真空中折射率为的某种透明介质截面是三角形，，，一束单色光从ac边上的d点垂直射入透明介质，则该束单色光第一次射出透明介质时的出射角为( )
A.60°B.45°C.53°D.30°
6．爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率ν的关系如图所示，金属材料的极限频率和逸出功分别为( )
A.，bB.a，bC.a，D.，
7．如图所示，小明将一质量为m的象棋子放在静置于水平桌面的课本上，课本质量为M，棋子与课本间的动摩擦因数为，课本与桌面间的动摩擦因数为。现用水平恒力F作用于课本，当F不大时课本与棋子一起加速运动，F较大时二者会发生相对运动，则( )
A.一起运动时，棋子的加速度为
B.一起运动时，课本的加速度为
C.相对运动时，课本的加速度为
D.相对运动时，棋子的加速度为
二、多选题
8．图表示两列频率和振幅均相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。d为ac连线的中点，关于a、b、c、d四个点的说法正确的有( )
A.此时a点具有最大负位移B.b点的振幅始终为零
C.半个周期后c点的位移为零D.d点的振幅始终为零
9．甲、乙两名运动员在泳池里相邻赛道上训练，时刻从泳池的两端出发，甲、乙的速度时间图像分别如图甲、乙所示。若不计转向的时间且持续运动，两运动员均可视为质点，下列说法正确的是( )
A.泳池长25m
B.两运动员第一次相遇处于泳池的正中间处
C.从时刻起经过1min，两运动员共相遇了3次
D.在0~30s内，甲、乙运动员的平均速度大小之比为8:5
10．如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数，边长，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的感应电流i，焦耳热Q以及ab两点间电压u，ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图像正确的是( )
A.B.
C.D.
三、填空题
11．某同学利用荡秋千测量当地的重力加速度。如图所示，该同学坐在秋千板上小角度摆动，测出小角度摆动时的周期为T，上方横杆与板间的绳长为L，试回答下列问题：
（1）若以L作为摆长，则当地的重力加速度大小___________。
（2）该同学的重心在板上方，使得重力加速度的测量值与真实值相比___________（填“偏大”或“偏小”）。
（3）仅改变横杆与板间的绳长重新测量。当横杆到板的距离为时，测得小角度摆动时的周期为；当横杆到板的距离为时，测得小角度摆动时的周期为。则当地的重力加速度大小___________。
四、实验题
12．如图甲为某探究小组自制多用电表的电路图，图乙为相应的实物图。其中电流表G量程为1mA，内阻为18Ω，。滑动变阻器的最大阻值为2000Ω，电源电动势，内阻不计。
（1）将图乙中未连接的实物图补充完整。
（2）图甲中，当开关闭合，单刀双掷开关接“1”时，可作为量程为______mA的电流表；
（3）图甲中，将开关接“2”端时，为欧姆表。若开关断开，欧姆调零后的阻值为______Ω；若开关断开时，倍率为“×10”挡，则开关闭合时，倍率为______（填“×1”或“×100”）挡。
五、计算题
13．2013年中国自主研发出第一支太空笔。如图是太空笔笔芯的原理简化图，太空笔能在无重力条件下书写是靠其中的加压气体将墨水挤压出来。一支新的太空笔使用前加压气体压强为3p，用去体积为的墨水后加压气体压强变为p，假设使用过程中加压气体温度保持不变，加压气体可视为理想气体。
（1）请分析太空笔在使用过程中，加压气体是吸热还是放热；
（2）一支新太空笔中加压气体的体积是多少？
14．2023年是芯片行业重要的里程碑。中国会成为全球生产芯片的重要国家之一。离子注入是芯片制造过程中一道重要的工序。图甲所示，是离子注入工作原理的示意图，A处的离子无初速的“飘入”加速电场，经电场加速后从P点沿半径方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为m、电荷量为q，加速电场的电压为U，不计离子重力。求：
（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小v；
（2）若磁场方向垂直纸面向外，离子从磁场边缘上某点出磁场时，可以垂直打到硅片上，求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度的大小。
（3）为了追求芯片的精致小巧，需要对硅片材料的大小有严格的控制。如图乙所示，在距O点为2r处的硅片下端与磁场中心O在同一水平线上，硅片长为r，要求所有离子都打到硅片上，求磁感应强度B的取值范围。
15．某同学为了解某型号无人机着陆时弹簧缓冲器的作用，设计了如图所示的装置。将两小木块与轻弹簧连在一起，竖直放置在水平桌面上，初始时它们处于静止状态。他利用该装置进行以下两步操作：第一步，用外力将A缓慢竖直下压一段距离后，撤去外力，发现A上下运动，B刚好不离开地面。第二步，将一质量为m的橡皮泥在A正上方某处自由落下，与A碰撞（时间极短），并附在A上一起向下运动，此后，木块B能够离开地面。已知木块的质量均为m，弹簧劲度系数为k、原长为，重力加速度为g。求：
（1）木块处于静止状态时，弹簧的长度；
（2）第一步操作中，外力对木块A做的功W；
（3）第二步操作中，橡皮泥自由下落的距离h应满足的条件。
参考答案
1．答案：A
解析：在此过程中蚂蚁受力平衡，设蚂蚁所在位置的切线与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件可得
蚂蚁缓慢上爬的过程中，θ逐渐增大，弹力变小，摩擦力变大。
故选A。
2．答案：B
解析：A.同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，所以a与c的角速度相同，根据向心加速度与角速度的关系
可知，c的向心加速度大于a的向心加速度；
根据万有引力提供向心力，有
可得
可知卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，所以a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；
BC.根据万有引力提供向心力，有
可得
可知c、d的线速度小于b的线速度，根据线速度与角速度的关系可知，c的线速度大于a的线速度，故a的线速度小于b的线速度，b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确，C错误；
D.由开普勒第三定律
可知卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。
故选B。
3．答案：D
解析：B.圆环做平抛运动，竖直方向
竖直高度越高，运动时间越长，所以大人抛出的圆环平抛运动时间长，B错误；
A.水平方向
恰好套中同一个物体，水平位移相同。运动时间越长，抛出速度越小。所以大人抛出的圆环初速度小，A错误；
C.落地速度
由于与的大小关系未知，所以落地速度大小关系不确定，C错误；
D.落地时的重力的瞬时功率为
运动时间越长，落地时重力的瞬时功率越大，所以大人扔出的圆环落地时重力的瞬时功率大，D正确。
故选D。
4．答案：D
解析：因M点场强为零，则带电薄板在M点产生的场强与在M点产生的场强等大方向，则带电薄板在M点的场强为
方向向右，所以带电薄板带负电；因为M点和N点与带电薄板的距离相等，由对称性可知，带电薄板在N点的场强为
方向向左，则N点的合场强为
方向向左；
综上所述，ABC错误，D正确。
故选D。
5．答案：A
解析：作出光路图如图所示
单色光从d点垂直射入透明介质，不改变传播方向。由，射到bc边的入射角为
由临界角公式
可知
即光在bc边上发生全反射
根据几何关系得
由折射定律
解得该束单色光第一次射出透明介质时的出射角为
故选A。
6．答案：B
解析：根据光电效应方程可得
由图可知金属材料的极限频率为a；
根据图像的斜率可知
解得逸出功为
故选B。
7．答案：C
解析：AB.一起运动时，对整体
棋子和课本的加速度为
AB错误；
CD.相对运动时，对课本
课本加速度
对棋子
棋子加速度
C正确，D错误。
故选C。
8．答案：AB
解析：A.由题图可知，此时a点为两列波的波谷与波谷相遇的点，其为振动加强点，且波谷与波谷相叠加，所以其具有最大的负位移，故A项正确；
B.由题图可知，b点为波谷与波峰相遇的点，其为振动减弱点，且波峰与波谷相叠加，由于两列波的振幅相同，所以其该点的位移始终为零，即b点的振幅始终为零，故B项正确；
C.由题图可知，此时c点为两列波的波峰与波峰相遇的点，其为振动加强点，经过半个周期后，是波谷与波谷相遇，还是振动加强点，且位移不为零，故C项错误；
D.d点在两加强点的连线上，故d点在振动加强的区域，所以d点的振幅为两列波的振幅的叠加，故D项错误。
故选AB。
9．答案：AC
解析：A.根据图线与坐标轴围成的图形面积表示位移，可知游泳池长度为
或者
故A正确；
B.甲的速度较大，所以两运动员第一次相遇不在泳池的正中间处，故B错误；
C.如图所示
在0~60s内甲、乙相遇3次，故C正确；
D.在0~30s内，甲的位移大小为
乙的位移大小为
在0~30s内两运动员的平均速度大小之比为
故D错误。
故选AC。
10．答案：ACD
解析：A.内产生的感应电动势为
由楞次定律，感应电流为逆时针（为负），大小为
同理可得，内产生的感应电动势为
由楞次定律，感应电流为顺时针（为正），大小为
A正确；
B.两点间的电压，内大小为
方向为负，内大小为
方向为正，B错误；
C.边的安培力，内大小为
随时间逐渐增大，由左手定则，方向为向下为正。同理内大小为
随时间逐渐减小，由左手定则，方向为向上为负。同理内大小为
随时间逐渐增大，由左手定则，方向为向下为正。C正确；
D.内焦耳热
随时间逐渐增加，内焦耳热
D正确。
故选ACD。
11．答案：（1）（2）偏大（3）
解析：（1）根据单摆周期公式可得
解得
（2）摆长比实际的摆长大，根据前面得出重力加速度的表达式可得这样计算出来重力加速度值比真实值偏大。
（3）根据单摆周期公式可得
，
解得
12．答案：（1）
（2）10
（3）1482；
解析：（1）补充完整的实物图如图所示
（2）当G满偏时，干路的总电流
（3）欧姆调零时，电流表满偏，故欧姆表的内阻为
由于电流表的内阻为18Ω，欧姆调零后的阻值为
开关断开时，欧姆表内部阻值为1500Ω，即中值电阻为1500Ω，倍率为“×10”挡。则当开关闭合时，欧姆表内部的阻值为
即中值电阻为150Ω，所以倍率为“×1”挡。
13．答案：（1），则加压气体吸热（2）
解析：（1）该过程是等温变化，则
加压气体体积增大，外界对气体做负功，则
根据热力学第一定律
得
则加压气体吸热
（2）太空笔使用过程为等温变化，根据玻意耳定律得
解得
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）离子通过加速电场，由动能定理可知
变形得到
（2）根据题意，画出离子在磁场中运动的轨迹，如图所示
由几何关系知道，离子的轨迹半径
由牛顿第二定律有
从而解得
（3）根据题意，画出离子在磁场中运动的轨迹，如图所示。
离子打在硅片上端时，设磁感应强度为，，由几何关系知道
，，，
设离子的轨迹半径为R，
由牛顿第二定律有
解得
离子打在硅片下端时，设磁感应强度为，由几何关系知道，离子的轨迹半径
由牛顿第二定律有
从而解得
磁感应强度的取值范围
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）木块A静止时，由胡克定律可得弹簧的压缩量为
弹簧的实际长度为
解得
（2）因为B刚好不离开地面，则有
可得A在最高点时，弹簧伸长
所以A木块从开始到运动的最高点的过程中弹簧对A做的总功为零，由动能定理得
解得
（3）对橡皮泥自由下落，由机械能守恒定律可得
橡皮泥与A碰撞，由动量守恒定律可得
对橡皮泥与A从一起运动到最高点，由能量守恒得
解得