甘肃省武威市2024-2025学年高三上期末联考物理试卷(解析版)

这是一份甘肃省武威市2024-2025学年高三上期末联考物理试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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，再选涂其他答案标号。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。
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 贝克勒尔是最早发现衰变的科学家，在衰变过程中往往能放出、、三种射线，下列关于三种射线的说法正确的是（ ）
A. 射线的穿透性最弱B. 射线的电离能力最强
C. 射线带负电D. 三种射线均来自核外电子的跃迁
【答案】A
【解析】AB．射线的穿透性最弱，射线的穿透性最强；射线的电离能力最强，射线的电离能力最弱，故A正确，B错误；
CD．、射线来自于原子核的衰变，射线来自于衰变后的新核从高能态向低能态跃迁，射线是一种电磁波，不带电，故CD错误。故选A。
2. 如图所示，这是地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中对应的四个节气，春分、秋分时太阳光直射赤道，夏至时太阳光直射北回归线。下列说法正确的是（ ）
A. 夏至时地球的公转速度最大
B. 从春分到秋分的时间小于半年
C. 图中相邻两个节气间隔的时间相等
D. 春分和秋分时地球绕太阳运动的加速度大小相等
【答案】D
【解析】A．根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的公转速度最大，在远日点的公转速度最小，故冬至时地球的公转速度最大，夏至时地球的公转速度最小，故A错误；
BC．由于从冬至到夏至，地球公转速度逐渐减小，所以从冬至到春分的时间小于从春分到夏至的时间，则根据对称性可知，从春分到秋分的时间大于半年，故BC错误；
D．根据对称性可知，春分和秋分时，地球受到的万有引力大小相等，则地球绕太阳运动的加速度大小相等，故D正确。
故选D。
3. 某电热器接在交流电源上，其内部电路示意图如图甲所示，当电热丝被加热到一定温度后，装置使电热丝两端的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】理想交流电压表的示数为有效值，则示数为
解得
故选B。
4. 如图所示，一束激光由光导纤维左端的中心点以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为，光在真空中的传播速度。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知，光的入射角，由几何知识可知，折射角
由折射定律可知，折射率
激光在光导纤维中经过一系列全反射后从右端射出，设激光在光导纤维中传播的距离为s，光路图如图所示
由几何知识得
解得
光在光导纤维中的传播速度
该激光在光导纤维中传输所经历的时间
代入数据解得
故选C。
5. 如图甲所示，挡板、与水平面的夹角均为，一表面光滑的球静置在两挡板之间。现将整个装置绕过点、垂直纸面的轴顺时针缓慢转动到挡板竖直，如图乙所示，整个过程中两挡板间的夹角保持不变，下列说法正确的是（ ）
A. 挡板对球的作用力大小逐渐增大
B. 挡板对球的作用力大小先增大后减小
C. 转动前，挡板对球的支持力大小等于球所受重力大小的一半
D. 转动后，挡板对球的支持力大小等于挡板对球的支持力大小的一半
【答案】D
【解析】AB．对球体进行分析，作出受力分析矢量图，利用辅助圆作图，如图所示。
图中实线三角形为初始状态，虚线三角形为末状态，可知，挡板对球的作用力大小逐渐减小，挡板对球的作用力大小逐渐增大，故AB错误；
C．结合上述可知，转动前，两挡板的支持力夹角为120°，则挡板对球的支持力大小等于球所受重力大小，故C错误；
D．由虚线三角形可知，转动后，挡板对球的支持力大小
故D正确。
故选D。
6. 在平直公路上，一辆汽车以28m/s的速度匀速行驶，司机发现前方有危险，立即紧急制动并开始计时，汽车制动过程中做匀减速直线运动，已知汽车在第4s内前进了1m，由此可知，汽车的制动距离为（ ）
A. 49mB. 50mC. 52mD. 54m
【答案】A
【解析】汽车在第4s内前进了1m，若汽车在第4s末恰好静止，由可得汽车制动时的加速度大小为
则初速度大小为
这与初速度28m/s矛盾，因此汽车在第4s内某时刻静止，设汽车制动时的加速度大小为，汽车的制动距离为d，则有，
解得，故选A。
7. 如图所示，水平光滑绝缘桌面上的虚线区域内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，总电阻为R的正方形单匝闭合线框以一定的速度垂直边界进入磁场区域，离开磁场区域时速度恰好为0，已知线圈的边长和磁场的宽度均为L，则此过程中安培力对线框的冲量大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】线框中产生的感应电动势
感应电流
故平均安培力大小为
线框中产生感应电流的时间
则此过程中安培力对线框的冲量大小为
故选C。
8. 一带正电物体周围的电场线和等势面如图所示，若相邻等势面之间的电势差均为，一电荷量为的电子仅在电场力作用下从点运动到点，下列说法正确的是（ ）
A. 电子经过点时的加速度小于经过点时的加速度
B. 电子经过点时的速度大于经过点时的速度
C. 电子从点到点电场力做功为
D. 电子从点到点动能变化
【答案】AD
【解析】A．由图可知，P点电场线比Q点的电场线密集，所以P点的电场强度比Q点的电场强度大，由
可知电子经过点时的加速度小于经过点时的加速度，故A正确；
BCD．沿着电场的方向电势降低，可知Q点的电势低于P点的电势，电子带负电，所以电子在Q点的电势能大于在P点的电势能，由于仅有电场力做功，所以电子在Q点的动能小于在P点的动能，电子从Q点到P点，电场力正功，为
可知电子从点到点动能变化，故D正确，BC错误。
故选AD。
9. 一列沿着x轴正方向传播的简谐横波，平衡位置在x轴的两质点A、B的坐标分别为xA = 1 m、xB = 2 m，波传到B点开始计时，A、B的振动图像如图所示。则该波的传播速度可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】该列波沿着x轴正方向传播，波传到B点开始计时，根据振动图像可知B处于平衡位置向上振动，A处于波谷处，可知A、B平衡位置之间的距离只能相距
解得该列波波长
根据图像可读出该列波的传播周期
则波速
当n = 0时，；当n = 1时，。
故选AC。
10. 传送带传送货物已被广泛应用。一水平传送带装置的示意图如图所示，紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v运行，一质量为m的小物体从A处轻放到传送带上，经时间t小物体的速度与传送带相同，而后匀速运动至B处。则小物体从A运动到B的过程中（ ）
A. 传送带对小物体所做的功为
B. 传送带对小物体做功的平均功率为
C. 小物体与传送带因相互作用产生的热量为
D. 由于传送小物体电动机至少需要多消耗的电能为
【答案】CD
【解析】A．对物体，由动能定理得
则传送带对小物体所做的功为，故A错误；
B．物体在传送带上运动的时间
则传送带对小物体做功的平均功率
故B错误；
D．设物体与传送带的动摩擦因数为μ。则
，
联立解得
电动机多消耗的电能为传送带对外做的功
故D正确；
C．电动机多消耗的电能为物体增加的动能和产生的摩擦热，则小物体与传送带因相互作用产生的热量为
故C正确。
故选CD。
二、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置，先将斜槽轨道末端的切线调整至水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸，将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板远离槽口平移距离x，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；再将木板远离槽口平移距离x，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹C。若测得木板每次移动的距离x = 15.00 cm，A、B间的距离y1 = 5.92 cm，B、C间的距离y2 = 15.72 cm。取重力加速度大小g = 9.8 m/s2，回答以下问题。
（1）关于该实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 斜槽轨道必须尽可能光滑
B. 每次释放小球的位置可以不同
C. 每次小球均须从同一位置由静止释放
（2）根据以上直接测量物理量来求得小球初速度的表达式为v0 = ________。（用题中所给字母表示）
（3）小球初速度的值为v0 = ________m/s（保留三位有效数字）。
【答案】（1）C （2） （3）1.50
【解析】【小问1详解】
A．斜槽轨道没必要必须光滑，只要小球到达斜槽底端的速度相等即可，故A错误；
BC．小球每次均须从同一位置由静止释放，以保证到达底端的速度相等，故B错误，C正确。
故选C。
【小问2详解】
在竖直方向
在水平方向
联立方程得
【小问3详解】
根据小问2，代入数据
12. 某同学利用如图甲所示电路测量一段阻值约几千欧的电阻丝（粗细均匀）的电阻率，图甲中C为一金属夹子。
（1）该同学首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图乙所示，则电阻丝的直径d = ________mm。
（2）由于没有合适的电流表，需要将量程为100 μA，内阻为200 Ω的微安表改装为量程Im = 100 mA的电流表，需要将微安表和一规格为________Ω的电阻并联。（结果保留两位小数）
（3）按电路原理图连接好电路，将夹子C夹在电阻丝某处，闭合开关S，用刻度尺测量B、C之间电阻丝的长度，记为x，通过电阻丝的电流记为I。改变B、C之间的长度x，多次测量，得到多组I、x数据。以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，已知恒压源E的电压恒为U，电阻丝的横截面积为S，电流表内阻可以忽略，则电阻丝的电阻率ρ = ________。
【答案】（1）2.748##2.749##2.750 （2）0.20 （3）
【解析】【小问1详解】
根据螺旋测微器的读数规则，可读出图乙中示数为
小问2详解】
根据电流表的改装原理，可得需要并联的电阻阻值为
【小问3详解】
根据电路图，由欧姆定律可得
联立可得
以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，则
可得电阻丝的电阻率
13. 吸盘工作原理的示意图如图所示，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，因此吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积，锁扣扳下前密封空气的压强与外界大气压强相等，扳下锁扣后吸盘内气体体积变为原来的两倍。已知大气压强，吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力与其和墙壁间正压力相等，空气可视为理想气体，取重力加速度大小。求：
（1）扳下锁扣后吸盘内气体的压强；
（2）该吸盘能悬挂的物体的最大质量。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设锁扣扳下前密封空气的体积为，由玻意耳定律
解得
（2）设吸盘与墙壁间的正压力大小为，有
其中
解得
14. 扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图所示，条形匀强磁场区边界竖直，宽度为，磁场方向垂直纸面向里。一质量为、电量为（）、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为，粒子经电场加速后平行于纸面射入磁场，射入时速度与水平方向的夹角，粒子恰好不能从右边界射出。求：
（1）粒子进入磁场时的速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小及粒子在磁场中运动的时间。
【答案】（1）
（2），
【解析】【小问1详解】
根据动能定理有
解得粒子进入磁场时的速度大小为
【小问2详解】
设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，如图所示
由洛伦兹力提供向心力可得
根据几何关系可得
联立解得
粒子在磁场中的轨迹圆心角为
粒子在磁场中运动的时间为
解得
15. 某同学设计的一个游戏装置如图所示，装置右端固定安装一轻质弹簧。该游戏装置的滑道分为OA、AB、BC、CD、EF和FG六段，其中OA、BC、FG段均水平，FG段与滑块间的动摩擦因数，其他各部分均光滑，将一小球与弹簧压紧后释放，小球运动到A处时与原来静止在A处的滑块发生弹性碰撞。碰撞后滑块沿AB、BC、CD、EF和FG运动恰好停在G外。已知小球的质量，滑块的质量，竖直面内四分之一弧形轨道CD和EF的半径均为，四分之一弧形轨道C端和F端的切线水平，D端和E端的切线竖直。OA与BC间高度差，GF与BC间高度差为2R，滑块经过F处时对轨道的压力恰好等于自身重力的6倍，滑块可以视为质点，不计空气阻力，取重力加速度大小求：
（1）F、G之间的距离d；
（2）碰撞后的瞬间滑块的速度大小；
（3）小球释放前弹簧具有弹性势能。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
滑块经过F处时对轨道的压力恰好等于自身重力的6倍，设滑块运动到F点的速度大小为，受到轨道的支持力为，由牛顿运动定律及动能定理得
解得
【小问2详解】
小球与滑块碰撞后，滑块从到，由机械能守恒定律得
解得
【小问3详解】
小球与滑块发生弹性碰撞，设碰撞前小球的速度大小为，碰撞后小球的速度大小为，由动量守恒定律及机械能守恒定律得
解得