广东省佛山市普通高中2024届高三上学期期末教学质量检测（一）物理

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满分100分。考试时间75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目后面的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先写上新答案，然后再划掉原来的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
一、单项选择题。本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。
1. 为提高航母的效能，福建舰安装了电磁弹射器，舰载机在弹射器的助推下能获得30m/s2 ~ 50m/s2的加速度。若某舰载机从静止开始弹射，匀加速运动150m达到100m/s的起飞速度，则该过程的时间为（ ）

A. 3.3sB. 3.0sC. 2.5sD. 1.5s
【答案】B
【解析】
【详解】由题知，舰载机从静止开始弹射，匀加速运动150m达到100m/s的起飞速度，则根据
解得
t = 3.0s
故选B。
2. 中国空间站正常绕地运行的轨道可视为圆形，轨道平面与赤道平面夹角为42°，轨道离地高约，每天绕地球约转15.4圈，绕行方向自西向东。地球半径约为，下列相关说法正确的是（ ）
A. 空间站绕地运行轨道的圆心与地球球心重合
B. 空间站绕地运行的速度比月球绕地运行的速度小
C. 空间站绕地运行的角速度比地面上物体随地球自转的角速度小
D. 空间站中宇航员所受的重力小，不及其在地面所受重力的十分之一
【答案】A
【解析】
【详解】A．因为万有引力提供向心力，指向地球球心，所以空间站绕地运行轨道的圆心与地球球心重合，故A正确；
B．月球绕地运行周期大于空间站的运行周期，由
得
可知，月球运行轨道半径比空间站大，由
得
所以空间站的线速度大于月球的线速度，选项B错误；
C．空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由
得
所以空间站的角速度大于同步卫星的角速度即物体随地球自转的角速度，选项C错误；
D．根据
可知，所受的重力大于地表重力的十分之一，故D错误。
故选A。
3. “人体旗帜”指的是用手抓着支撑物，使身体与地面保持平行的高难度动作。某同学重为，完成此动作时其受力情况如图所示，已知两手受力、方向与竖直方向夹角均为60°，则其中大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对身体受力分析如图：

两个力的夹角为120°，根据力的平衡条件可知
=G
故选C。
4. 主动降噪耳机能根据环境中的噪声（纵波）产生相应的降噪声波，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是（ ）
A. 降噪声波与环境噪声的波长相同
B. 耳膜振动方向与环境噪声传播方向垂直
C. 降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强
D. 环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越快
【答案】A
【解析】
【详解】A．降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相位相反，A正确；
B．声波是属于纵波，纵波是振动方向与波的传播方向一致，B错误；
C．降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，C错误；
D．声波传播的速度取决于介质，与其频率无关，故D错误。
故选A。
5. 某同学体重，乘电梯上行时，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度如下图所示。竖直向上为正方向。关于该段时间下列说法正确的是（ ）
A. 该同学处于失重状态B. 电梯向下加速运动
C. 该同学受到的最小支持力约为D. 该同学受到的最大支持力约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，的加速度为正，方向是竖直向上，则处于超重状态，故A错误；
B．由图可知，的加速度为负，方向是竖直向下，9s的速度是竖直向上的，故电梯向上减速运动，故B错误；
C．由图可知，处于10s时，，同学受到的支持力最小，约为
解得
故C错误；
D．由图可知，处于4s时，，同学受到的支持力最大，约为
解得
故D正确。
故选D。
6. 如图甲为一款网红魔术玩具——磁力“永动机”，小钢球放入漏斗后从中间小洞落入下面的弧形金属轨道，然后从轨道另一端抛出再次回到漏斗，由此循环往复形成“永动”的效果。其原理如图乙所示，金属轨道与底座内隐藏的电源相连，轨道下方藏有永磁铁。当如图乙永磁铁极朝上放置，小钢球逆时针“永动”时，下列分析正确的是（ ）
A. 小球运动的过程中机械能守恒
B. 该磁力“永动机”的物理原理是电磁感应
C. 轨道应接电源的正极，轨道应接电源的负极
D. 电源如何接都不影响“永动”的效果
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球运动的过程中有磁场力做功，机械能不守恒，故A错误；
B．该磁力“永动机”的物理原理是通电导体在磁场中受力的作用，故B错误；
C．小钢球逆时针“永动”时，应受向左的安培力，根据左手定则可知通过小球电流的方向从轨道a到轨道b，所以轨道应接电源的正极，轨道应接电源的负极，故C正确；
D．电源反接后改变安培力的方向，影响“永动”，故D错误；
故选C。
7. 在自行车上安装码表可记录骑行情况。如图，码表由强磁铁、霍尔传感器及显示器组成。霍尔传感器固定在自行车前叉一侧，强磁铁固定在车轮的一根辐条上。车轮半径为，霍尔传感器到车轴的距离为。强磁铁每次经过霍尔传感器时，端均输出一次电信号，若每秒强磁铁次经过霍尔传感器，同时显示器数据更新一次，则（ ）

A. 显示器上的里程是指骑行的位移大小
B. 磁铁如图经过传感器时，导电的电子向端汇聚
C. 上图中两端电势的高低，与磁铁运动的方向有关
D. 自行车的速度是由换算得来的
【答案】B
【解析】
【详解】A．显示器上的里程是指骑行的路程，故A错误；
B．电子移动的方向与电流相反，根据左手定则可知，电子的安培力方向是由P指向Q的，则导电的电子向端汇聚，故B正确；
C．无论磁铁是顺时针还是逆时针，通过霍尔元件的磁感应强度方向不变，导电的电子仍向Q端汇聚，则当稳定之后，有电场力和洛伦兹力平衡，即
解得
可知，与磁铁运动的方向无关，故C错误；
D．根据圆周运动各个物理量之间关系，自行车的线速度为
故D错误。
故选B。
二、多项选择题。本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示的“空气弹簧”是由多个充气橡胶圈叠加制成，其“劲度系数”与圈内充气的多少有关。橡胶圈内充气越多，则（ ）

A. 橡皮圈越容易被压缩B. 橡皮圈越不容易被压缩
C. 空气弹簧的“劲度系数”越大D. 空气弹簧的“劲度系数”越小
【答案】BC
【解析】
【详解】橡胶圈内充气越多，橡胶圈内气体的压强越大，橡皮圈越不容易被压缩，则空气弹簧的“功度系数”越大。
故选BC。
9. 有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B. 线圈转动到如图所示位置时端电势低于端电势
C. 线圈转动到如图所示位置时其靠近极的导线框受到的安培力方向向上
D. 该发电机单位时间内能输出最大电能与浪板面积的大小有关
【答案】CD
【解析】
【详解】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最小，故A错误；
B．根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如图所示位置时端电势高于端电势，故B错误；
C．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框的电流流向a端，则根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近极的导线框受到的安培力方向向上，故C正确；
D．浪板面积越大，则带动线圈转动的角速度越大，则发电机单位时间内能输出的最大电能越大，故D正确。
故选CD。
10. 开尔文滴水起电机的结构如图所示。中空金属圆筒、通过导线分别与金属杯、相连，盆中的水通过管从滴管、滴出，分别经、落入、中。整个装置原不带电，若某次偶然机会，滴出一滴带少量正电荷的水滴，落入金属杯中，则由于静电感应，后续滴下的水滴总是带负电，这样、就会带上越来越多的异种电荷。关于上述过程，下列说法正确的是（ ）

A. 带正电荷，则带正电荷
B. 带正电荷，则带负电荷
C. 关闭、的阀门，仅向靠近时，带电量减少
D. 此过程中水的重力势能部分转化为系统的电势能
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．左边金属杯获得正电荷，则与之相连的右边导电环也有一定的正电荷。由于静电感应作用，右手导电环上的正电荷，会吸引负电荷到右边D的水流中。右边的水滴会携带负电荷滴落，最终滴到右边的金属杯H内，使右边的桶所带负电荷增加积累，从而又使与之相边的左边导电环E也带负电荷，它将会吸引正电荷到左边的水流中。当水滴落到金属杯内，他们各自携带的正负电荷就会转移到金属杯上并积累。
因此，正电荷由于左边导电环E的吸引作用被吸引到左边水流，使左边金属杯携带正电荷不断积累。负电荷被吸引到右侧水流，使右边金属杯携带负电荷不断积累，AB正确；
C．关闭、的阀门，仅向靠近时，不会导出新的电荷，带电量不变，C错误；
D．此过程中水的重力势能部分转化为系统的电势能，其余重力势能转化为内能，D正确。
故选ABD。
三、非选择题，本题共5小题，共54分，根据要求作答。
11. 某同学利用“向心力定量探究仪”探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系，装置如下图所示，小球放在光滑的带四槽的旋转杆上，其一端通过细绳与电子测力计相连，当小球和旋转杆被电机带动一起旋转时，控制器的显示屏显示小球质量、转动半径、转动角速度以及细绳拉力的大小。

（1）该同学采用控制变量法，分别改变小球质量、转动角速度以及________进行了三组实验，测得的实验数据如下表甲、乙、丙所示。
甲
乙
丙
（2）由甲表的数据可得：当________一定时，小球的向心力大小与________成________比。
（3）为了通过作图法更直观地呈现向心力与角速度之间的关系，应绘制的图像是________。
A．图 B．图 C．图 D．
【答案】 ①. 转动半径 ②. 转动半径和转动角速度 ③. 小球质量 ④. 正 ⑤. B
【解析】
【详解】（1）[1]探究向心力大小与质量、半径和角速度的关系，由甲、乙、丙表格可知该同学采用控制变量法，分别改变小球质量、转动半径以及转动角速度进行了三组实验。
（2）[2][3][4]在误差允许范围内，由甲表的数据可得：当小球的转动半径和角速度一定时，小球的向心力大小与小球质量成正比。
（3）[5]根据可知，为了通过作图法更直观地呈现向心力与角速度之间的关系，应绘制的图像是图像，从而得到一条拟合的直线。
故选B。
12. 某实验小组为了测量某发光二极管的特性曲线，设计了如图所示的电路：从实验室找到了如下器材：锂电池（，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值），保护电阻，电压表（量程内阻很大），电流表（量程，内阻为），电流表（量程，内阻为）。
连接好电路，闭合开关，将滑片从滑动变阻器的一端尽头逐渐滑至另一端的尽头，测得的实验数据如下表
根据实验数据可知：
（1）滑动变阻器的滑动片置于__________（填“a端”或“b端”）时，电压表读数为2.00V。
（2）实验时选用的电流表为__________（填“”或“”），选用的保护电阻__________（保留三位有效数字）。
（3）根据实验数据描绘出此发光二极管的特性曲线如下图所示。若将该二极管与的定值电阻、内阻不计的锂电池串联成如下图所示的电路，则流经该二极管的电流__________。（结果保留一位小数）
【答案】 ①. b ②. A2 ③. 100 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]电压表读数为2.00V，达到了最大电压值，此时滑动变阻器应滑到处。
（2）[2]通过观察表中数据可知最大的电流为，所以电流表应该选择；
[3]此发光二极管的工作电流为，对应的电压是，串联电阻的分压，选用的保护电阻
（3）[4]设二极管两端电压为U，流过电流为I，由闭合电路欧姆定律知
在发光二极管的特性曲线中做出的图线
由两线交点可读出。
13. 如图所示，常用碗的底部都有一个凹陷空间，当碗底沾有少量水放到平整桌面时，会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时，碗会被密封的气体顶离桌面发生侧向漂移。设室温，碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题：
（1）请判断往碗中倒入热水后，碗底的气体内能和压强如何变化；
（2）若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为，碗和热水总质量为。则倒入热水后被密封的气体温度升到多高时，才能使碗恰好被顶离桌面？忽略碗底与桌面间水的粘滞力，重力加速度取。
【答案】（1）见解析；（2）33°C
【解析】
【详解】（1）往碗中倒入热水后，碗底的气体温度升高，内能增大，分子平均动能增大，体积不变，则压强变大。
（2）碗恰好被顶离桌面
解得
根据等容变化
其中，解得
14. 很多实验仪器为了不让运动带电粒子从工作区逃逸，需要利用磁场对带电粒子进行约束。假设有一个如图所示的辐射状电场与匀强磁场，正方形边长为，圆的半径为。正方形的中心与圆的圆心同在点，圆心与圆周边沿的电势差为。圆心处有一粒子源，向外释放出质量为，带电量为的粒子，粒子初速度近似为零，重力不计。求：
（1）粒子离开电场时的速度大小；
（2）若沿垂直于正方形边界的方向从电场射出的粒子恰好飞不出磁场，此时匀强磁场的磁感应强度多大？该粒子在磁场中运动时离点的最大距离多大？
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）对粒子从O点到离开电场列动能定理
解得
（2）在磁场中做匀速圆周运动，有
当粒子恰好飞不出磁场，如图
由几何关系可知
解得
由几何关系
15. 下图是矿山自动卸货简化示意图。质量为的平底容器内装有质量的矿石，从光滑圆弧轨道上高为的点由静止释放，平滑滑上静止在光滑水平轨道上的无动力小车，小车长为、质量为。平底容器在小车上滑行与小车右端挡板碰撞后不反弹，而后随小车向右运动至水平轨道右端时，压缩固定在水平轨道右端的弹簧，当弹簧被压缩到最短时将小车锁定。卸下矿石后解除锁定，弹簧能量全部释放，将小车及空的平底容器一起弹回，当小车与水平轨道左侧台阶碰撞时瞬间停止。空平底容器滑出小车冲上圆弧轨道回到出发点。设平底容器长和宽远小于，矿石不会在平底容器中滑动，弹簧的形变始终处于弹性限度内，重力加速度为。试求：
（1）平底容器滑上小车前瞬间的速度大小；
（2）小车被锁定时弹簧的弹性势能；
（3）若平底容器与小车间的动摩擦因数，且水平轨道足够长。要保证平底容器能在小车接触到弹簧前与小车右端挡板相碰，且能被弹回至出发点，则每次运送的矿石质量应满足什么要求？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设平底容器滑上小车前瞬间的速度大小为v0，对平底容器从A点到滑上小车前列动能定理
解得
（2）设平底容器与右侧竖直挡板碰撞后的速度为v共，则对平地容器滑上小车到与挡板碰撞列动量守恒
设小车被锁定时弹簧的弹性势能为Ep，由能量守恒可知
解得
（3）同理可知
弹回过程中，弹性势能转化为平底容器和小车的动能，而小车与水平轨道左侧台阶碰撞时瞬间停止，则这一部分能量损失，此时对平底容器从挡板处滑上A点列能量守恒
解得
小球质量
转动半径
角速度
向心力
0.1
02
3.15
0.2
0.2
6.29
0.3
0.2
9.45
0.4
0.2
12.61
小球质量
转动半径
角速度
向心力
0.2
0.1
3.16
0.2
0.2
6.31
0.2
0.3
9.46
0.2
0.4
12.63
小球质量
转动半径
角速度
向心力
0.2
0.2
1.57
0.2
0.2
6.29
0.2
0.2
14.14
0.2
0.2
25.16
电压
0
0.40
0.75
1.10
1.45
1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
电流
0
0
0.04
0.12
0.18
0.70
070
3.84
6.70
1260
18.51