吉林省通化市梅河口市第五中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）-A4

这是一份吉林省通化市梅河口市第五中学2024-2025学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）-A4，共19页。试卷主要包含了单选题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 气闸舱是空间站中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理如图所示．座舱A与气闸舱B间装有阀门K，A中充满空气，B内为真空．航天员由太空返回到B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡，假设此过程中系统保持温度不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中（ ）
A. 气体膨胀做功，内能减小
B. 气体从外界吸收热量
C. 气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数减少
D. 一段时间后，A内气体的密度可以自发地恢复到原来的密度
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．气闸舱B内为真空，打开阀门K，A中的气体进入B的过程中A内的气体自由扩散，对舱壁不做功，同时系统对外界没有热交换，根据热力学第一定律
可知气体内能不变，AB错误；
C．气体体积增大，温度不变，气体分子的密集程度减小，气体分子单位时间对A舱壁单位面积碰撞的次数减少，C正确；
D．根据熵增加原理可知，B中气体不能自发地全部退回到中，即A内气体的密度不可能自发地恢复到原来的密度，D错误。
故选C。
2. 如图所示，相同规格和长度的电阻丝分别制成单匝正方形和圆形线框a、b，将两线框水平放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度随时间均匀增加，则某时刻（ ）
A. 通过a、b线框的磁通量之比为4：πB. a、b线框的感应电动势之比为π:4
C. a、b线框中的感应电流之比为4：πD. a、b线框中的电功率之比为π：4
【答案】B
【解析】
【详解】A．设电阻丝长L，则正方形和圆形线框a、b面积分别为
根据
通过a、b线框的磁通量之比为
故A错误；
B．根据
a、b线框的感应电动势之比为
故B正确；
C．根据
a、b线框中的感应电流之比为
故C错误；
D．根据
a、b线框中的电功率之比为
故D错误。
故选B。
3. 如图所示，一定质量的理想气体从状态开始经历过程①、②、③、④最后到达状态。下列说法错误的是（ ）
A. 过程①中，气体的体积逐渐减小B. 过程②中，气体对外界做正功
C. 过程③中，气体从外界吸收了热量D. 气体在状态和时内能相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据
PV=nRT
根据图线的特点可知，过程①中，气体的体积不变，故A错误；
B．过程②中，气体的压强不变，温度升高，体积增大，故气体对外界做正功，故B正确；
CD．过程③中，温度不变，气体内能不变，压强减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体需要从外界吸热，故C、D正确。
本题选错误的，故选A。
4. 如图甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图。线圈均匀绕在圆环型铁态上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R。若AB间输入图乙所示的交变电压，则（ ）
A. 时，电压表的示数为零
B. 电阻R中电流方向每秒钟改变50次
C. 滑动触头P逆时针转动时，R两端的电压增大
D. 滑动触头P顺时针转动时，AB间输入功率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．电压表的示数是交流电的有效值，则时，电压表的示数不为零，选项A错误；
B．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则电阻R中电流方向每秒钟改变100次，选项B错误；
C．滑动触头P逆时针转动时，次级匝数变大，则次级电压变大，即R两端的电压增大，选项C正确；
D．滑动触头P顺时针转动时，次级匝数减小，次级电压减小，次级消耗的功率减小，则AB间输入功率减小，选项D错误。
故选C。
5. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（ ）
A. 甲图属于薄膜干涉，也被称为“牛顿环”
B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮条纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，故A错误；
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，故B正确；
C．图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗纹，故C错误；
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，故D错误。
故选B。
6. 一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A，紧靠在一个足够长的绝缘半圆柱体底端静止，半圆柱体固定在水平面上，导体棒A与半圆柱体表面间的动摩擦因数为μ，其截面如图所示。整个空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面处磁感应强度大小均为B，在导体棒A中通入方向垂直纸面向外的变化电流，使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒A跟圆心的连线与水平方向的夹角用θ表示。在导体棒A从底端运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. tanθ=μ时导体棒A所受的安培力最大
B. 导体棒A所受的摩擦力先增大后减小
C. 导体棒A所受重力与支持力的合力大小不变
D. 导体棒A所受重力和安培力的合力与安培力方向的夹角变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示
根据平衡条件可知
其中导体棒A所受摩擦力
解得导体棒A所受的安培力
其中
θ在0~90°范围内增大，可知安培力先增大后减小，当时，导体棒A所受的安培力最大，此时
解得
故A正确；
B．在到达顶端前的过程中，θ增大，根据前面的表达式可知增大，f增大，故B错误；
C．根据平衡条件可知，重力与支持力的合力大小为
随θ增大而减小，故C错误；
D．令支持力和滑动摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角为，则有
即支持力和摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角始终不变，由于支持力、摩擦力、重力与安培力四个力的合力为零，则重力、安培力的合力与支持力、摩擦力的合力等大反向，摩擦力与安培力位于同一直线上，则重力和安培力的合力方向与安培力的方向的夹角始终不变，故D错误。
故选A。
7. 甲、乙两车在同一地点同时沿同一方向做直线运动，其v-t图像如图所示，则（ ）
A. 它们的初速度均为零B. 甲的加速度小于乙的加速度
C. t1时刻，两车相遇D. 0~t1时间内，乙在前，甲在后
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲初速度为零，乙初速度不为零，故A错误；
B．v-t图像图线的倾斜程度表示加速度大小，故甲的加速度大于乙的加速度，故B错误；
C． t1时刻，两车速度相同，并不是相遇，故C错误；
D．根据v—t图像与坐标轴所围“面积”表示位移，可知0~t1时间内，乙的位移大于甲的，故乙在前，甲在后，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（共3小题，每小题6分，全部选对得6分，少选得3分，错误得0分。）
8. 物块a、b中间用一根轻质弹簧相接，放在光滑水平面上，ma=3kg，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，t=0时对物块a施加水平向右的恒力F。t=2s时撤去，在0~2s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是（ ）
A. 恒力F=6N
B. 物块b质量为mb=3kg
C. 撤去F瞬间，a的加速度大小为0.8m/s2
D. 若F不撤去，则2s后两物块将一起做匀加速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．t=0时，弹簧弹力零，对a，根据牛顿第二定律可得
故A正确；
B．t=2s时，a、b加速度相同，对整体，根据牛顿第二定律可得
解得
故B错误；
C．t=2s时，对b，根据牛顿第二定律可得
撤去F瞬间，弹簧弹力不会突变，此时a的加速度大小为
故C正确；
D．a-t图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，从图像可看出，t=2s时a的速度大于b的速度，所以若此时不撤去F，弹簧在之后的一段时间内会继续伸长，a的加速度减小，b的加速度增大，并不能一起做匀加速运动，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和，质量都为1kg，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，两物体与盘间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，。下列说法正确的是（ ）
A. 此时细线张力为
B. 此时圆盘的角速度为
C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D. 若此时烧断细线，A和都将沿半径方向向外做离心运动
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】ABC．两物块A和B随着圆盘转动，角速度相同，根据
可知B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
联立解得
故AC正确，B错误；
D．若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也将会做离心运动，但不是沿半径向外，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，质量的物体B通过一轻弹簧固连在地面上，弹簧的劲度系数。一轻绳一端与物体B连接，另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮后与套在光滑直杆顶端的、质量的小球A连接。已知直杆固定，杆长L为，且与水平面的夹角，初始时使小球A静止不动，与A相连的绳子保持水平，此时绳子中的张力F为45N。已知，重力加速度g取，轻绳不可伸长，图中直线与杆垂直。现将小球A由静止释放。下列说正确的是（ ）
A. 释放小球A之前弹簧的形变量
B. 小球A运动到C点的过程中拉力对小球A所做的功
C. 小球A运动到底端D点时，B物体的速度大小为
D. 小球A运动到底端D点的过程中，小球A和物体B组成的系统机械能守恒
【答案】AC
【解析】
【详解】A．释放小球A前，B处于静止状态，由于绳子的拉力大于B的重力，故弹簧被拉伸，设弹簧伸长量为，对于B根据平衡条件有
解得
故A正确；
B．小球A从顶点运动到C的过程，设绳子拉力对小球A所做的功为，根据动能定理有
由图，根据几何关系有
，
物块B下降的高度为
由此可知，弹簧此时被压缩了，则弹簧的弹性势能与初状态相等，A、B组成的系统机械能守恒，则
当小球A运动到C点时，小球A的速度方向与绳子垂直，则此瞬间物块B的速度
联立解得
故B错误；
C．由图根据几何关系可知
则小球A运动到D点时，物体B又回到原位置，有
对于整个下降过程由机械能守恒得
解得
，
则小球A运动到底端D点时B物体的速度大小为，故C正确；
D．小球A运动到底端D点的过程中，弹簧对B物体做功，则小球A和物体B组成的系统机械能不守恒，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三、实验题（本题共2小题，共14分。）
11. 某实小组设计了如图甲所示实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平分别测出物块A、B的质量和（A的质量含遮光片）。
②用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度___________。
③将重物A，B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住重物B，另一同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则此时重物B速度___________（用d、表示）。
（2）要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为：___________。
【答案】（1） ①. 1.020 ②.
（2）4
【解析】
【小问1详解】
[1]该游标卡尺为20分度的，其精度为，读数为
[2]此时重物A的速度为
重物B的速度为
【小问2详解】
对于A、B组成的系统若机械能守恒，则系统重力势能的减少量等于动能的增加量，即
代入数据并整理，得
12. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将一块电芯拆解出来，测得长为，宽为，然后测量其电动势E和内阻r。所提供的器材有：
A.电压表（量程）
B.电压表（量程）
C.电流表（量程）
D.电流表（量程）
E.滑动变阻器（阻值范围0~，额定电流）
F.滑动变阻器（阻值范围0~，额定电流）
G.保护电阻
某同学采用了图甲所示的电路图，在进行了正确操作后，得到了图丙所示的图像。
（1）实验中，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______；（填器材前的字母代号）
（2）根据图乙所示，则该电池的电动势______V，内阻______；（结果保留到小数点后一位）。
（3）为了能准确地测量一块电芯的电动势E和内阻r，该同学设计了一个可以排除电流表A和电压表V内阻影响的实验方案，如图丙所示，记录了单刀双掷开关分别接1、2对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据实验记录的数据绘制如图丁中所示的A、B两条图线，综合A、B两条图线，此电芯的电动势______，内阻=______（用图中、、、表示）。
【答案】（1） ①. A ②. C ③. E
（2） ①. 3.8（3.7~3.9均可） ②. 0.6（0.5~0.9均可）
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]由图乙，电动势约为3.8V，且有电阻分压，所以电压表选A，最大电流不超过0.6A，电流表选C，为了调节方便，滑动变阻器选E。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
所以图像纵轴的截距表示电源的电动势为
E=3.8V
图像的斜率的绝对值表示电源的等效内阻，有
所以电源的内阻为
【小问3详解】
[1][2]当S2接1时，误差在于电流表的分压，所测内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，所以内阻测量值比真实值偏大；当S2接2时，误差在于电压表的分流，所测内阻等于电源与电压表并联的总电阻，所以内阻测量值比真实值偏小。由于U-I图线斜率的绝对值表示内阻，即S2接1时的图线陡一些，可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接2中的实验数据描出的，内阻测量值比真实值偏小。
S2接1时，所测电动势为电流表与电源串联后整体的等效电源的电动势，即S2接1时的电动势的测量值等于真实值，即有
E=EB
由于S2接2时，当电路短路时，电压表没有分流，即此时的电流的测量值与真实值相等，结合上述可知，电源的真实的U-I图线是B图线纵轴交点与A图线横轴交点的连线，可知
四、解答题
13. 在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求：

（1）表达式；
（2）的表达式；
（3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得
解得
（2）根据理想气体状态方程可知
解得
（3）根据热力学第一定律可知
其中，故气体内能增加
14. 如图所示，半径为R的光滑绝缘环形轨道竖直放置，在圆轨道的最低点B处固定一带电小球，另有质量为m的带电小球（图中未画出）穿在圆环上，从A点（水平最右端）处无初速释放。若小球运动到C点时获得最大速度，其大小为，且。求：
（1）小球从A点运动到C点的过程中电场力所做的功；
（2）小球通过C点时对轨道的压力大小；
（3）小球在A点的加速度。
【答案】（1）；（2）；（3），方向向下
【解析】
【详解】（1）设小球从A点运动到C点的过程中，电场力做功为W，由动能定理可得
解得
（2）小球在C点速度最大，即此时沿速度方向（切线方向）合力为零，设此时的库仑力为，则有切线方向
法线方向
解得
由牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为
方向沿OC延长线；
（3）由几何关系可知
设小球在A点时库仑力大小为，由可知
即
小球在A点时速度为零，因此向心加速度为零即
沿切线方向
又小球在A的加速度为
解得
方向竖直向下。
15. 如图所示，光滑水平面左侧放置质量、半径的光滑圆弧槽b，右侧固定粗糙斜面体ABC，斜面体AB和BC的倾角均为60°，B离地面高度，另有一个质量的小滑块球a（可视为质点）从圆弧槽某位置静止释放，圆弧槽圆心与小滑块的连线与竖直方向夹角为。滑块与斜面AB之间的动摩擦因数，且滑块通过A点时无机械能损失。，重力加速度。
（1）若圆弧槽b固定不动且小滑块a静止释放位置，求a第一次滑至圆弧槽最低点时小滑块的向心加速度大小；
（2）若圆弧槽b不固定且小滑块a静止释放位置，求a滑至圆弧槽最低点时小滑块的位移大小及圆弧槽对小滑块的支持力大小；
（3）若圆弧槽b固定不动，小滑块从某一位置静止释放，小滑块沿斜面AB通过B点后恰好落在C点，求：小滑块在B点时的速度及释放位置的角度。
【答案】（1）；（2），；（3），
【解析】
【详解】（1）从释放位置到最低点列动能定理
求得
所以最低点向心加速度
（2）a与b水平方向动量守恒且总动量等于零，满足人船模型
且
所以可得滑块水平位移
而竖直位移为4m，则根据勾股定理可知，总位移大小为5m。
a滑下过程中ab组成的系统总能量守恒
a与b水平方向动量守恒可得
可得
小滑块由合力提供向心力
所以
（3）B点飞出到C点过程中，小滑块做斜抛运动，在水平方向匀速运动，则时间为
在竖直方向竖直上抛，取向下为正方向，则
得
释放位置到B点列动能定理
解得
所以