广西2023-2024学年高三上学期期末物理试题试卷

这是一份广西2023-2024学年高三上学期期末物理试题试卷，共15页。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为v、2v的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为1：2，普朗克常量用h表示，则
A．光电子的最大初动能之比为1：2
B．该金属的逸出功为当
C．该金属的截止频率为
D．用频率为的单色光照射该金属时能发生光电效应
2、某行星外围有一圈厚度为d的光带，简化为如图甲所示模型，R为该行星除光带以外的半径．现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度v，与它到行星中心的距离r，满足下列哪个选项表示的图像关系时，才能确定该光带是卫星群
A．B．
C．D．
3、研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电源正极，K极接电源负极时，加反向电压时，反之．当有光照射K极时，下列说法正确的是
A．K极中有无光电子射出与入射光频率无关
B．光电子的最大初动能与入射光频率有关
C．只有光电管加正向电压时，才会有光电流
D．光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大
4、下列属于理想化物理模型的是（ ）
A．电阻B．点电荷C．力的合成D．瞬时速度
5、如图所示，强度足够的、不可伸长的轻线一端系着一个小球p，另一端套在图钉A上，图钉A正上方有距它h的图钉B，此时小球在光滑的水平平台上做半径为a的匀速圆周运动。现拔掉图钉A，则
A．小球继续做匀速圆周运动
B．小球做远离O的曲线运动，直到被图钉B拉住时停止
C．小球做匀速直线运动，直到被图钉B拉住时再做匀速圆周运动
D．不管小球做什么运动，直到被图钉B拉住时小球通过的位移为h
6、一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（ ）
A．该星球表面的重力加速度为B．小球过最高点的速度为
C．该星球的第一宇宙速度为D．该星球的密度为
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，一根长度为L的轻绳，一端固定在O点，另一端连接一质量为m的小球．将轻绳拉直，小球拉至与O点等高的A点，由静止释放，当小球运动到B点时，细绳与水平方向的夹角为．设小球从A点运动到B点的过程中重力做功为，小球过B点时，重力做功的功率为，重力加速度为g，下列说法中正确的是
A．
B．
C．
D．
8、如图所示为两分子间作用力的合力与两分子间距离的关系曲线，下列说法正确的是______。
A．当大于时，分子力合力表现为吸引
B．当小于时，分子力合力表现为排斥
C．当等于时，分子间引力最大
D．当等于时，分子间势能最小
E.在由变到的过程中，分子间的作用力做负功
9、下列说法中正确的是（ ）
A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性
B．第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大
E.非晶体是各向同性的，晶体都是各向异性的
10、关于固体、液体、气体和物态变化，下列说法中正确的是______________。
A．液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离
B．一定质量的某种理想气体状态改变时，内能必定改变
C．0的铁和0的冰，它们的分子平均动能相同
D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
E.扩散现象在液体和固体中都能发生，且温度越高，扩散进行得越快
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）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点, OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果面出的图．

(1)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____________________．
(2)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有______
A．刻度尺 B．量角器 C．弹簧测力计
(3)有关该实验，下列说法正确的是______
A．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选:若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．
B．在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同即可．
C．用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角应取合适角度，以便算出合力大小．
D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可．
E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行．
(4)在该实验中，如果将OB与OC细绳也换成橡皮条，那么对实验结果___________影响．(选填“有"或“没有”)
12．（12分）小明同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，轻绳两端跨过转轴光滑的轻滑轮系着质量均为M的重物A和B，将质量为m的小砝码C挂在在物体B上，B下方距离为h处固定一个光电门，物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，将系统静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t。改变高度差h，重复实验，采集多组h和△t的数据。
(1)若某次记录的挡光时间为△t1，则挡光片到达光电门处时B的速度大小为__。
(2)小明设想，为了确定△t与h的关系，可以分别对△t与h取对数，并以lg△t为纵轴，以lgh为横轴建立坐标系，得到的lg△t﹣lgh图线为一直线，该直线的斜率为__。
(3)若lg△t﹣lgh图线与纵轴交点坐标为c，若机械能守恒，可以得到该地重力加速度g=__。
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）在如图所示的坐标系中，仅第三象限的磁场垂直坐标系所在平面向外，其余象限的磁场方向均垂直坐标系所在平面向里，四个象限中的磁感应强度大小均为B。其中M、N两点为x轴负半轴和y轴负半轴上的点，坐标分别、，一带负电的粒子由M点沿MN连线方向射入，忽略粒子的重力。求：
(1)如果负粒子由M点射入后刚好能经过坐标原点第一次离开边界线，负粒子在第三象限磁场中的路程为多少？
(2)如果负粒子由M点射入后能经O点到达N，负粒子的路程为多少？
14．（16分）如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力．小环能达到的最大高度为3h，求：
(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？
(2)在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能．对比(1)问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念．
(3)以地面为零势能面．从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？
15．（12分）如图甲所示，在足够大的水平地面上有A、B两物块(均可视为质点)。t=0时刻，A、B的距离x0=6m，A在水平向右的推力F作用下，其速度—时间图象如图乙所示。t=0时刻，B的初速度大小v0=12m/s、方向水平向右，经过一段时间后两物块发生弹性正碰。已知B的质量为A的质量的3倍，A、B与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.1、=0.4，取g=10m/s2。
(1)求A、B碰撞前B在地面上滑动的时间t1以及距离x1；
(2)求从t=0时刻起到A与B相遇的时间t2；
(3)若在A、B碰撞前瞬间撤去力F，求A、B均静止时它们之间的距离x。
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、B
【解析】
解：A、逸出的光电子最大速度之比为1：2，光电子最大的动能：，则两次逸出的光电子的动能的之比为1：4；故A错误；
B、光子能量分别为：和
根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：，
联立可得逸出功：，故B正确；
C、逸出功为，那么金属的截止频率为，故C错误；
D、用频率为的单色光照射，因，不满足光电效应发生条件，因此不能发生光电效应，故D错误。
故选：B。
2、D
【解析】
若光带是卫星群，则应该满足，即，即 图像应该是过原点的直线，故选D.
3、B
【解析】
K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出，选项A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与入射光频率有关，选项B正确；光电管加反向电压时，只要反向电压小于截止电压，就会有光电流产生，选项C错误；在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，选项D错误.
4、B
【解析】
理想化模型的特点是现实生活中不存在。通过想象合理分析得出忽略次要因素，只考虑主要因素，据此判断即可。
【详解】
建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素．物理学是一门自然学科，它所研究的对象、问题往往比较复杂，受诸多因素的影响有的是主要因素，有的是次要因素．为了使物理问题简单化，也为了便于研究分析，我们往往把研究的对象、问题简化，忽略次要的因素，抓住主要的因素，建立理想化的模型如质点、电场线、理想气体、点电荷、自由落体运动等，电阻、力的合成以及瞬时速度均不符合理想化模型的定义，ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5、C
【解析】
ABC.拔掉钉子A后，小球沿切线飞出，做匀变速直线运动，知道线环被钉子B套住，之后细线的拉力提供向心力，小球再做匀速圆周运动，故C正确，AB错误。
D,知道线环被钉子B套住前，匀速运动的位移为，故D错误。
6、D
【解析】
AB．由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点
在最低点
由机械能守恒定律得
解得
，
故AB错误。
C．在星球表面
该星球的第一宇宙速度
故C错误；
D．星球质量
密度
故D正确。
故选D。
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、AD
【解析】
AB. 从点运动到点过程，重力做功为：
故A正确，B错误；
CD. 从点运动到点过程，根据机械能守恒可得：
解得：
小球过点时，重力做功的功率为：
故C错误，D正确．
8、ADE
【解析】
A．根据图像信息可知，当时，分子力合力表现为吸引，故A正确；
B．当时，分子力合力表现为排斥，在与之间，分子力合力表现为吸引，故B错误；
C．当时，分子力合力为吸引的最大值，但引力在小于时更大，故C错误；
D．r0为分子间的平衡距离，当r＜r0时，分子力表现为斥力，分子间距减小时分子力做负功，分子势能增大。当分子间距r＞r0时分子力表现为引力，分子间距增大时分子力做负功，分子势能增大，所以当分子间距离为r0时，分子势能最小，故D正确；
E．由变到的过程中，分子力合力表现为吸引，且做负功，故E正确。
故选ADE。
9、ACD
【解析】
A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性，选项A正确；
B．第二类永动机研制失败的原因是违背了热力学第二定律，选项B错误；
C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C正确；
D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，选项D正确；
E．多晶体具有各向同性，选项E错误。
故选ACD。
10、ACE
【解析】
A．由于液体表面分子间距大于内部分子间距，故表面处表现为引力，故A正确；
B．一定质量理想气体的内能由温度决定，状态变化时温度可能不变，内能也就可能不变，故B错误；
C．因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故C正确；
D．晶体分单晶体和多晶体，只有单晶体具有规则形状，某些性质表现出各向异性，而多晶体没有规则形状，表现出各向同性，故D错误；
E．气体、液体和固体物质的分子都在做无规则运动，所以扩散现象在这三种状态的物质中都能够进行，且温度越高，扩散进行得越快，故E正确。
故选ACE。
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、F′ AC AE 没有
【解析】
（1）[1].F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；
（2）[2].该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有刻度尺和弹簧测力计，故选AC.
（3）[3].A.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．故A正确．
B.在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的结点与用两个弹簧测力计拉时拉到同一位置O，故B错误．
C.用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角没有严格要求，故C错误．
D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，故D错误．
E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行，故E正确．
（4）[4].由于用一个弹簧测力计和用两个弹簧测力计拉橡皮条结点，只需要效果相同，所以将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果．
12、
【解析】
(1)[1]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，挡光片到达光电门处的速度大小为：
(2)[2]系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，有：
即：
整理可得：
若图线为一直线，则该图线的斜率为
(3)[3]根据得：
则有：
所以有：
可知纵轴截为：
解得：
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)πa或2πa
【解析】
(1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动半径为R，若电子从M点出发刚好经原点O第一次离开边界线，如图甲所示
则有
2Rcs45°＝
解得
R＝a
运动轨迹为四分之一圆周，所以运动的路程
s＝
(2)负粒子从M点出发经原点O到达N点，若粒子经原点O第一次射出磁场分界线，则轨迹如图甲，运动路程为一个圆周即
s＝2πR＝2πa
若粒子第N次离开磁场边界为O点，则要回到N点，经过O点的速度必然斜向下45°，则运动轨迹如图乙
根据几何关系有
圆周运动半径
运动通过的路程为
s＝＝＝πa
14、 (1)﹣mgh；﹣mgh(2)不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”(3)E=4mgh﹣
【解析】
(1)重力做功为
WG=﹣mgh
摩擦力做功
Wf=﹣fs=﹣•3h=﹣mgh
(2)重力做功与路径无关，仅与初末位置有关．势能的变化与初末位置有关．两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能．摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。
(3)小环能达到的最大高度为3h，则：
解得：
若以地面为零势能面，小环初始势能为mgh，初始动能为3mgh，则初始机械能为4mgh；从出发到落地前，通过路程s，克服摩擦力所做的功为；则机械能变化的表达式为：
E=4mgh﹣
15、 (1)3s，18m(2)4s(3)10m
【解析】
(1)设B的质量为3m，A、B碰撞前B在地面上滑动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
若A、B碰撞前B已停止运动，则由匀变速直线运动的规律有：
解得
=3s，=18m
由题图乙可得，0~3s时间内A滑动的距离为：
m=16m
由于
=24m
故A、B碰撞前B已停止运动，假设成立。
(2)由(1)可知=3s时，A、B尚未发生碰撞，故A、B碰撞前瞬间A的速度大小为：
=8m/s
经分析可知
解得：
=4s
(3)设碰撞后瞬间A、B的速度分别为、，有：
解得：
=4m/s(为负值，说明的方向水平向左)，=4m/s
设A、B碰撞后滑行的距离分別为L1、L2，有：，
根据动能定理有：
解得：
x=10m