云南省昆明市五华区2024-2025学年高三上学期期中教学质量检测物理试卷[解析版]

这是一份云南省昆明市五华区2024-2025学年高三上学期期中教学质量检测物理试卷[解析版]，共17页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回，16J等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的学校、姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的学校、准考证号、姓名、考场号、座位号，在规定的位置贴好条形码及填涂准考证号。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共46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6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 在2024年9月《自然》杂志上发表的一篇文章中，介绍了中国科学家发明的一种神奇的微核电池，该电池比一颗米粒还小，却可以让手机50年不充电。电池使用从核废料中提取出来的镅作为原料，镅的一种衰变方程为，则式中的X应为（ ）
A. 粒子B. 质子C. 中子D. 电子
【答案】A
【解析】根据核反应方程遵循质量数及电荷数守恒，可写出该衰变方程为
显然，衰变方程中X表示的是粒子。故选A。
2. 通常使用气敏电阻传感器检测煤气管道是否漏气。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻设计了如图所示的电路，R为滑动变阻器，a、b间接报警装置。当煤气浓度增大时（ ）
A. 流过的电流减小B. a、b间电压减小
C. 两端的电压增大D. 电源内损耗的功率增大
【答案】D
【解析】ABC．煤气浓度越高，越小，回路总电阻越小，流过的电流越大，根据
可知R两端电压增大，即a、b间电压增大，根据
可知两端的电压减小，故ABC错误；
D．根据电功率计算公式
可知电源内损耗的功率增大，故D正确；
故选D。
3. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。在“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。关于该过程下列说法正确的是（ ）
A. a→b过程气体体积减小
B. a→b过程气体从外界吸收热量
C. b→c过程气体体积不变
D. b→c过程气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量
【答案】B
【解析】A．a→b过程气体压强不变，温度升高，根据可知气体体积增大，故A错误；
B．a→b过程，气体温度升高，内能增大，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故B正确；
C．由图知，b→c过程中，气体压强减小，温度降低，但图线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，由可得，图像中的状态点与原点连线的斜率与体积大小成反比，所以b→c过程中，气体体积逐渐增大，故C错误；
D．由于b→c过程温度降低，内能减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可得，气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量，故D错误。
故选B。
4. 2024年8月6日，在巴黎奥运会女子十米跳台决赛中，全红婵成功卫冕，助力中国跳水梦之队首次包揽八金。某次跳水过程全红婵的运动可以近似看做直线运动，从离开跳台开始计时，取竖直向下为正方向，其运动的v-t图像如图所示，其中时间内图像为直线。不计空气阻力，下列关于全红婵的运动说法正确的是（ ）
A. 在内全红婵做自由落体运动B. 在时刻全红婵离水面距离最远
C. 在内全红婵的平均速度等于D. 在内全红婵所受重力的冲量为零
【答案】B
【解析】A．在内全红婵先做竖直上抛运动，后做自由落体运动，选项A错误；
B．在时刻全红婵竖直上抛到达最高点，可知此时离水面距离最远，选项B正确；
C．全红婵在内做匀加速运动时平均速度为；而在该段时间内的位移大于在该段时间内做匀加速运动的位移，可知平均速度大于，选项C错误；
D．在内全红婵所受重力的冲量为
选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 青蛙跳到荷叶a上和荷叶b上的初速度相等
B. 青蛙跳到荷叶a上和荷叶c上的初速度相等
C. 青蛙跳到荷叶c上的初速度最小
D. 青蛙跳到荷叶d上的初速度最大
【答案】C
【解析】A．根据平抛运动规律可知
，
联立解得
可知青蛙跳到荷叶a上的初速度小于跳到荷叶b上的初速度，故A错误；
B．由于水平位移一样，荷叶c的高度差大，所以青蛙跳到荷叶a上的初速度大于跳到荷叶c上的初速度，故B错误；
C．青蛙跳到荷叶c的高度差最大，水平位移最小，所以青蛙跳到荷叶c上的初速度最小，故C正确；
D．青蛙跳到荷叶b的高度差最小，水平位移最大，所以青蛙跳到荷叶b上的初速度最大，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，工人用手推车沿水平路面运送石球，到达目的地后，抬起把手将石球倒出。不计石球与板OA、OB之间的摩擦，石球对OA板的压力大小为、石球对OB板的压力大小为，则在缓慢抬起把手使OA板从竖直变为水平的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 先变大后变小B. 先变小后变大
C. 、的合力先变大后变小D. 、的合力先变小后变大
【答案】A
【解析】以石球为对象，根据牛顿第三定律可知石球对板的压力大小等于板对石球的支持力，受力如图所示
缓慢抬起过程中，石球受力平衡，结合数学知识可得
其中和不变，在转动过程中从90°增大到180°，则不断变小，将不断变小；从钝角变为锐角，其中跨过了90°，因此先变大后变小，则将先变大后变小。
故选A。
7. 如图所示，水平面内有一边长为0.2m的正方形单匝线圈abcd，线圈由粗细均匀的同种材料制成，线圈的电阻为，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5T。在水平拉力作用下，线圈以8m/s的速度向右匀速穿过磁场区域。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈进入磁场过程中bc边的电流方向由b指向c
B. 线圈离开磁场过程中b点电势低于c点电势
C. 线圈穿过磁场区域过程中克服安培力做功为0.16J
D. 线圈穿过磁场区域过程中感应电流在bc边产生的焦耳热为0.08J
【答案】D
【解析】A．根据右手定则知，线圈进入磁场过程中bc边的电流方向由c指向b，故A错误；
B．根据右手定则知，线圈离开磁场过程中电流方向由d指向a，故 b点电势高于c点电势，故B错误；
C．根据导体切割磁感线产生的感应电动势计算公式可得
根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为
线圈以8m/s的速度向右匀速穿过磁场区域，拉力的大小等于安培力，即
根据功能关系可知，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即等于拉力F做的功，所以线圈穿过磁场区域过程中克服安培力做功为
故C错误；
D．线框穿越磁场的整个过程中产生的热量
线圈穿过磁场区域过程中感应电流在bc边产生的焦耳热为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。汽车沿平直公路向右加速且桶C与桶A、B间未发生相对运动，令桶A对桶C的支持力的大小为，桶B对桶C的支持力大小为，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 为保证桶C与桶A、B间不发生相对运动，汽车的最大加速度为
D. 为保证桶C与桶A、B间不发生相对运动，汽车的最大加速度为
【答案】BC
【解析】AB．对桶C受力分析，如图，因加速度向右，可知F1和F2的合力偏向右上方，可知F1CD．当汽车加速度最大时，F1=0，则由牛顿第二定律
可得汽车的最大加速度为
选项C正确，D错误
故选BC。
9. 地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。2024年9月8日，土星冲日上演，冲日前后土星距离地球最近，也最明亮，为天文爱好者提供了一场视觉盛宴。已知土星的公转半径约为地球公转半径的9.5倍，则下列说法正确的是（ ）
A. 土星公转线速度小于地球公转的线速度
B. 土星公转的角速度大于地球公转的角速度
C. 土星公转的周期约为20年
D. 2025年还会看到土星冲日的天文现象
【答案】AD
【解析】ABC．根据万有引力提供向心力有
解得
，，
地球的公转周期为1年，将半径关系代入有
可知
年
由于地球公转半径较小，则线速度、角速度较大，故A正确，BC错误；
D．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得土星相邻两次冲日的时间间隔为
年
故2024年9月8日土星冲日，下一次冲日大约为2025年10月左右，故D正确；
故选AD。
10. 甲、乙两列横波在同种均匀介质中沿x轴传播，时刻两列波的波形及传播方向如图所示，若乙波的周期，则（ ）
A. 乙波的波速为4m/s
B. 在两列波叠加区域内能产生稳定的干涉图样
C. 从时刻起再经过0.425s，甲波波谷与乙波的波峰第一次相遇
D. 从时刻起再经过0.625s，处的质点处在负方向最大位移处
【答案】AD
【解析】A．由于两波在同种均匀介质中沿x轴传播，则甲、乙两波的波速相等，则有
故A正确；
B．由于两列波的波速相同，波长不同，则两列波的频率不同，因此在两列波叠加区域内不能产生稳定的干涉图样，故B错误；
C．由题图可知时刻甲的第一个波谷与乙波的第一个波峰相距
则甲波的波谷与乙波的波峰第一次相遇所用时间为
故C错误；
D．从时刻起再经过0.625s，甲、乙两波传播的距离均为
由题图可知，时刻处乙波波谷振动和处甲波波谷振动刚好都在时传到处，则从时刻起再经过0.625s，处的质点处在负方向最大位移处，故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为了测量一未知电阻的阻值，某学习小组做了以下实验：
（1）同学们先用多用电表粗测电阻的阻值，把选择开关旋转到欧姆挡“×100”位置，若多用电表的读数如图甲所示，的阻值为___________。
（2）为了更准确地测量电阻的阻值，同学们继续设计电路，提供的仪器有：
A.学生电源（12V，内阻不计）；
B.电压表V（量程15V，内阻约为）；
C.电流表（量程6mA，内阻约为）；
D．电流表（量程0.1A，内阻约为）；
E．滑动变阻器R（最大阻值为）；
F.开关、导线若干
则电流表应选择___________（填器材前字母序号）。
（3）某同学正确选择仪器后连接了如图乙所示的电路，为保证待测电阻两端电压变化范围较大，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路存在的问题：①___________②___________。
【答案】（1）1900 （2）C （3）滑动变阻器接成了限流接法 电流表接成了外接法
【解析】【小问1详解】
的阻值为。
【小问2详解】
电路中可能出现的最大电流为
电流表应选择C；
【小问3详解】
①[1]为保证待测电阻两端电压变化范围较大，滑动变阻器应该采用分压电路，但是电路接成了限流接法；
②[2]因
可知为了使得测量误差尽量减小，电路应该接成电流表内接，但电流表接成了外接法。
12. 如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家、物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，常用来测量加速度及验证运动定律。某兴趣小组为了验证机械能守恒定律，改进装置如图乙所示。
（1）该小组用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图丙所示，则___________mm
（2）将质量均为M的重物A（含挡光片和挂钩）、B（含挂钩）用轻绳连接后，放在定滑轮上且处于静止状态，测量出___________（选填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片的中心”）到光电门中心的竖直距离h。
（3）在B的下端挂上质量为m的物块C，光电门记录挡光片挡光的时间为，重物A通过光电门的瞬时速度为___________m/s（保留3位有效数字）。
（4）在误差允许范围内，若___________。（用实验中直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则可认为该过程中系统机械能守恒。
（5）请写出一条产生误差的原因：___________。
【答案】（1）6.30 （2）挡光片的中心 （3）0.543 （4）
（5）空气阻力的影响
【解析】【小问1详解】
用游标卡尺测量挡光片的宽度d =6mm+0.05 mm×6=6.30mm
【小问2详解】
实验中要测量出挡光片的中心到光电门中心的竖直距离h。
【小问3详解】
重物A通过光电门的瞬时速度为
【小问4详解】
若机械能守恒则满足
其中
即
【小问5详解】
产生误差的原因：空气阻力的影响。
13. 如图甲所示，一同学在岸上不慎将手表甩落在正前方水深为2m的泳池中，手表掉落在池底A位置，该同学趴在泳池岸边，眼睛在边缘O处刚好看不到手表。O点正下方池底为B位置，池岸与水面的高度差可忽略不计。已知真空中光速为c，光在泳池水中的传播速度为，。
（1）求手表到B点的距离（结果保留一位小数）；
（2）在第（1）问基础上，若该同学蹲在O点时沿图乙所示光路看到手表，，请估算其蹲在O点时眼睛到泳池岸边的高度。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
由光的传播速度与介质折射率的关系得
由全反射临界角公式可得
解得得泳镜到B点的距离
【小问2详解】
设蹲下时眼睛到池岸的高度为h，空气中光线与竖直方向夹角为，则有
令水中光线与竖直方向夹角为，则有
由折射定律有
解得蹲下时眼睛到池岸的高度
14. 在某项科研实验中，需要将电离后得到的氢离子和氮离子组成的混合粒子分离。小李同学设计了如图甲所示的方案：从离子发生器逸出的离子经过P、Q两平行板间的电场加速，再通过极板上的小孔S进入Q板右侧的匀强磁场中，偏转后到达磁场边界，被离子接收器D接收。已知氢离子的质量为m、电量为，氦离子的质量4m、电量为，P、Q间的电压为U，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，装置放置在真空环境中，不计离子之间的相互作用力及离子所受的重力，且不计离子进入加速装置时的速度。求：
（1）氢离子离开加速电场时的速度大小；
（2）氢、氦离子在磁场中运动的半径，并根据计算结果判断该方案是否可行；
（3）小王同学设计了如图乙所示的另一方案：在Q板右侧空间中将磁场更换为匀强电场，场强大小为E，方向向上，离子偏转后被离子接收器D接收。请你论证该方案是否可行。
【答案】（1） （2），，可行 （3）不行
【解析】【小问1详解】
氢离子在电场中加速，由动能定理有
解得
【小问2详解】
氢离子在磁场中做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力提供向心力可得
结合上述，解得氢离子在磁场中运动的半径为
氦离子电场中加速，由动能定理有
氦离子在磁场中做匀速圆周运动时，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得氦离子在磁场中运动的半径
可知，粒子在磁场中运动的半径与粒子的比荷有关，即氢、氦离子到达离子接收器的位置不同，可以分开。
【小问3详解】
电荷量为q、质量为m的正离子垂直进入匀强电场中后，水平方向上做匀速直线运动，当运动的位移为x时，其运动时间为
离子在电场方向做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得
沿电场方向的偏转位移为
解得
由此可见，该两种离子在电场运动过程中，侧向位移y与离子的比荷无关，即离子在电场中运动的轨迹相同，所以该方案不能将两种正离子分离。
15. 如图甲所示，一质量为m的物块A，静止在足够长的光滑水平面上。与轻质弹簧连接的物块B向物块A运动，时物块A与弹簧接触，时物块A与弹簧分离，规定水平向右为正方向，第一次碰撞过程中，物块A、B的图像如图乙所示，图像关于对称。已知时刻物块A、B的加速度最大，第一象限内的图像与横轴所围面积大小为S。此后物块A滑上粗糙斜面，然后再滑下，与一直在水平面上运动的物块B再次碰撞，碰后物块B恰好停下。斜面倾角为，与水平面平滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求：
（1）物块B的质量；
（2）第一次碰撞过程中，弹簧弹性势能的最大值；
（3）物块A与斜面间的动摩擦因数。
【答案】（1） （2） （3）0.73
【解析】【小问1详解】
由时刻加速度关系可知


可得
【小问2详解】
根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知时间内，A物体的速度变化量大小为
则时刻，A、B共速，根据对称性可知
设物体B的初速度为，由动量守恒可得
时刻弹性势能最大，由能量守恒关系可得
解得
【小问3详解】
第一次碰撞满足动量守恒，即
A经斜面滑回水平面的速度记为，第二次碰撞满足动量守恒和能量守恒，即
A物块上滑过程由牛顿第二定律
根据运动学公式
A物块下滑过程有,由牛顿第二定律
根据运动学公式
解得