广西2024年高三上期末物理试题试卷

这是一份广西2024年高三上期末物理试题试卷，共16页。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角θ=60°，AB两点高度差h=1m，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为（ ）
A．m/sB．m/sC．m/sD．m/s
2、如图所示，同种材料制成的轨道MO和ON底端由对接且．小球自M点由静止滑下，小球经过O点时无机械能损失，以v、s、a、f分别表示小球的速度、位移、加速度和摩擦力四个物理量的大小．下列图象中能正确反映小球自M点到左侧最高点运动过程的是( )
A．B．
C．D．
3、如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动．则下列说法中正确的是
A．两粒子电性相同
B．甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点时的速率
C．两个粒子的电势能都是先减小后增大
D．经过b点时，两粒子的动能一定相等
4、如图所示是某同学荡秋千的一种方式： 人站在秋千板上，双手抓着两侧秋千绳：当他从最高点A向最低点B运动时，他就向下蹲：当他从最低点B向最高点C运动时，他又站立起来；从C回到B他又向下蹲……这样荡，秋千会越荡越高。设秋千板宽度和质量忽略不计，人在蹲立过程中，人的身体中心线始终在两秋千绳和秋千板确定的平面内。则下列说法中，正确的是（ ）
A．人在最低点B时处于失重状态
B．在最高点A时，人和秋千受到的合力为0
C．若整个过程中人保持某个姿势不动，则秋千会越荡越低
D．在题干所述摆动过程中，整个系统机械能守恒
5、一列简谐横波沿轴负方向传播，时刻的波形图象如图所示，此时刻开始介质中的质点经第一次回到平衡位置。则下列说法中正确的是（ ）
A．时刻质点向轴正方向运动
B．简谐横波的周期为
C．简谐横波传播的速度为
D．质点经过平衡位置向上运动时开始计时的振动方程为
6、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成，即24颗MEO卫星（地球中圆轨道卫星，轨道形状为圆形，轨道半径在3万公里与1000公里之间），3颗GEO卫星（地球静止轨道卫星）和3颗IGSO卫星（倾斜地球同步轨道卫星）。关于MEO卫星，下列说法正确的是（ ）
A．比GEO卫星的周期小
B．比GEO卫星的线速度小
C．比GEO卫星的角速度小
D．线速度大于第一宇宙速度
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，在同一软铁芯上绕有两个独立的线圈甲与乙，甲线圈连接电池、滑动变阻器、电阻。乙线圈中接有电容器，向左移动滑动变阻器的滑片，使甲线圈中的电流均匀变化。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的上极板带正电
B．电容器的上极板带负电
C．电容器所带的电荷量恒定
D．电容器所带的电荷量增大
8、如图所示，AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，小球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角，BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，小球C放在水平地面上。现用手控制住小球A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知小球A的质量为4m，小球BC质量相等，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放小球A后，小球A沿斜面下滑至速度最大时小球C恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（ ）
A．小球BC及弹簧组成的系统机械能守恒
B．小球C的质量为m
C．小球A最大速度大小为
D．小球B上升的高度为
9、如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的质子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，且方向与等势面平行，在B点的速度大小为v2，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（ ）
A．粒子的速度v2一定大于v1
B．等势面b的电势比等势面c的电势低
C．粒子从A点运动到B点所用的时间为
D．匀强电场的电场强度大小为
10、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动已知A球细线跟竖直方向的夹角为，B球细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是
A．细线和细线所受的拉力大小之比为：1
B．小球A和B的向心力大小之比为1：3
C．小球A和B的角速度大小之比为1：1
D．小球A和B的线速度大小之比为1：
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．
(1)为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____．
A．A点与地面间的距离H
B．小铁球的质量m
C．小铁球从A到B的下落时间tAB
D．小铁球的直径d
(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=_____．
12．（12分）如图甲所示为测量电动机转速的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器，时间间隔为T的电火花可在卡纸上留下痕迹。
（1）请将下列实验步骤按先后排序____。
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来
③启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④关闭电火花计时器，关闭电动机；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值
（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是____
A．秒表 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器
（3）写出角速度ω的表达式ω=___，并指出表达式中各个物理量的意义____。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一个截面为半圆的玻璃砖，O为圆心，MN是半圆的直径，它对红光和紫光的折射率分别为n1、n2，与直径平行放置一个光屏AB，AB与MN的距离的为d．现有一束由红光和紫光组成的复色光从P点沿PO方向射入玻璃砖，∠PON=45°．试问：
（1）若红光能从MN面射出，nl应满足什么条件？
（2）若两种单色光均能从MN面射出，它们投射到AB上的光点间距是多大？
14．（16分）如图所示，质量的木板长，静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数，另一个质量的滑块，以初速度滑上木板．滑块与木板之间的动摩擦因数，取。
（1）求滑块不滑下木板时应满足的条件；
（2）若，求木板与地面摩擦产生的热量Q。
15．（12分）为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。
(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；
(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C
【解析】
根据竖直高度差求平抛运动的时间，再求竖直分速度，最后根据矢量三角形求合速度．
【详解】
根据得

竖直分速度：
刚要落到球拍上时速度大小

故应选C．
【点睛】
本题考查平抛运动的处理方法，平抛运动可以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，一定要记住平抛运动的规律．
2、D
【解析】
A.由于在两个斜面上都是匀变速运动，根据位移时间关系公式，可知位移--时间图象是曲线，故A错误；
B.小球先做匀加速运动，a=gsinθ-μgcsθ，后做匀减速运动，加速度大小为a=gsinα+μgcsα，而gsinα+μgcsα＞gsinθ-μgcsθ，因而B错误；
C.根据f=μN=μmgcsθ可知：当θ＞α时，摩擦力μmgcsθ＜μmgcsα，则C错误；
D.小球运动过程中，在两个斜面上都受到恒力作用而沿斜面做匀变速直线运动，速度先增加后减小，根据速度时间关系公式，可知两段运动过程中的v-t图都是直线，且因为在OM上的加速度较小，则直线的斜率较小，故D正确；
3、B
【解析】
根据曲线运动时质点所受的合力指向轨迹的内侧可知，甲受到引力，乙受到斥力，则甲与Q是异种电荷，而乙与Q是同种电荷，故两粒子所带的电荷为异种电荷．故A错误．甲粒子从a到c过程，电场力做正功，动能增加，而乙从a到d过程，电场力做负功，动能减小，两初速度相等，则知甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点时的速度．故B正确．甲粒子从a到b过程，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大；电场力对乙粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小．故C错误．a到b时，电场力对两粒子的做的功都是0，两个粒子的速率再次相等，由于不知道质量的关系，所以不能判定两个粒子的动能是否相等．故D错误．故选B．
4、C
【解析】
A．人在最低点时加速度竖直向上指向圆心，人处于超重状态，故A错误；
B．在最高点A时，人和秋千受到的合力为他们自身的重力，故B错误；
CD．由于荡秋千过程中不可避免存在空气阻力，如果没有能量补充，则系统机械能就越来越小，即秋千荡起最大高度越来越低，故C正确，D错误。
故选C。
5、D
【解析】
A．简谐波沿轴负方向传播，所以时刻质点向轴正方向运动，故A错误；
B．简谐波沿轴负方向传播，质点第一次回到平衡位置时，即处质点的振动传播到点，所需的时间，解得
故B错误；
C．从题图上读出波长为，所以波速
故C错误；
D．根据图象可知，此列波的振幅，简谐波沿轴负方向传播，，角速度
则质点经过平衡位置向上运动时开始计时的振动方程为
故D正确。
故选D。
6、A
【解析】
A．万有引力提供向心力
解得
MEO卫星轨道半径比GEO轨道半径小，所以MEO卫星周期小，A正确；
B．万有引力提供向心力
解得
MEO卫星轨道半径比GEO轨道半径小，所以MEO卫星线速度大，B错误；
C．万有引力提供向心力
解得
MEO卫星轨道半径比GEO轨道半径小，所以MEO卫星角速度大，C错误；
D．第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，环绕半径为地球半径，MEO卫星轨道半径大于地球半径，线速度大小比于第一宇宙速度小，D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
AB．电池电路的电流如图所示，在铁芯中产生向下的磁场。向左移动滑片，滑动变阻器有效电阻减小，由欧姆定律知电路电流增大。由题意知电流均匀增大，则该磁场均匀增强。应用楞次定律知乙线圈的感应电流如图所示，则电容器的上极板带负电，故A错误，B正确；
CD．穿过乙线圈的磁通量均匀增加，由电磁感应定律知
该值恒定。由电路规律知电容器的板间电压，则电容器两极板间电压恒定，则电容器所带电荷量
恒定，故C正确，D错误。
故选BC。
8、BC
【解析】
A．以小球B、C及弹簧组成的系统为研究对象，除系统重力外，绳的拉力对系统做功，则系统机械能不守恒，故A错误；
B．小球A速度最大时，小球A的加速度为零，则
对小球B、C及弹簧组成的系统
联立以上两式，解得
故B正确；
CD．小球C恰好离开地面时，弹簧弹力
弹簧伸长量为，初始时，弹簧被压缩，则小球B上升，以小球A、B、C及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得
又
联立以上两式，解得
故C正确，D错误。
故选BC。
9、AC
【解析】
A．电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，带正电的质子弯曲的方向向下，所以质子受力的方向向下，从A到B的过程中电场力做正功，所以质子的速度增大，故A正确；
B．质子受力的方向向下，质子带正电，则电场的方向向下，而沿着电场线电势逐渐降低，故b的电势高于c的电势；故B错误；
C．质子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，质子在沿等势面方向的分速度不变为v1，所以质子运动的时间
故C正确；
D．在沿电场线的方向的位移为y=Lsinθ，由动能定理有
联立解得
故D错误。
故选AC。
10、BC
【解析】
A项：两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：TAcs30°=mg，TBcs60°=mg，则，TB=2mg，所以，故A错误；
B项：小球A做圆周运动的向心力FnA=mgtan30°=，小球B做圆周运动的向心力FnB=mgtan60°=，可知小球A、B的向心力之比为1：3，故B正确；
C、D项：根据mgtanθ=m•htanθ•ω2= 得，角速度，线速度可知角速度之比为1：1，线速度大小之比为1：3，故C正确，D错误．
点晴：小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、D
【解析】
(1)[1]A．根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；
B．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；
C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；
D．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．
故选D．
(2)[2][3]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故
根据机械能守恒的表达式有
即
12、①③②④ D θ为n个点对应的圆心角
【解析】
(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理．故次序为①③②④；
(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器，故选D；
(3)[3]根据，则
，
[4]θ是n个点对应的圆心角，T是电火花计时器的打点时间间隔。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1) ;(2)
【解析】
解：(1)若红光能从面射出，在面上不能发全反射，则红光的临界角为
由临界角公式得：
解得：
(2)复色光经折射后的光路如图，由折射定律得：
根据几何关系有：
联立解得：
14、（1）；（2）0.5J
【解析】
（1）滑块在滑动摩擦力作用下，做匀减速运动，木板做匀加速运动，根据牛顿第二定律，对滑块有
对木板有
解得
设时滑块滑到木板的右端二者恰好共速，则有
根据位移关系有
解得
，
所以当时滑块不滑下木板。
（2）若，滑块没有滑下木板，根据速度时间公式有
得滑块在木板上相对滑动时间二者达到共速
共速后一起减速，根据牛顿第二定律有
共同运动时间，木板总位移
木板与地面摩擦产生的热量
解得
15、 (i)见解析； (ii)。
【解析】
(i)光路如图所示
(ii)设O1、O2分别为射入印章的光线在后表面的反射点及前表面的折射点，r为折射角，根据反射定律和折射定律可知，射向纸面两光线互相平行。O1、O2两点间的距离为
OO2=stanθ
OO2=2dtanr
解得:
，r = 30°
水晶印章对红色光的折射率n
解得: