2024學年湖北省襄陽市四校物理高三第一學期期末統(tǒng)考試題含解析

2024學年湖北省襄陽市四校物理高三第一學期期末統(tǒng)考試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，一輕繩繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪，一端掛一水平托盤，另一端被托盤上的人拉住，滑輪兩側(cè)的輕繩均沿豎直方向。已知人的質(zhì)量為60kg，托盤的質(zhì)量為20kg，取g=10m/s2。若托盤隨人一起豎直向上做勻加速直線運動，則當人的拉力與自身所受重力大小相等時，人與托盤的加速度大小為（）A．5m/s2 B．6m/s2 C．7.5m/s2 D．8m/s22、1897年英國物理學家約瑟夫·約翰·湯姆生在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子，這是人類最早發(fā)現(xiàn)的基本粒子。下列有關(guān)電子說法正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的B．β射線也可能是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力C．光電效應(yīng)實驗中，逸出的光電子來源于金屬中自由電子D．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認為核外電子的軌道半徑是量子化的3、如圖所示，一條質(zhì)量分布均勻的柔軟細繩平放在水平地面上，捏住繩的一端用恒力F豎直向上提起，直到全部離開地面時，繩的速度為v，重力勢能為Ep(重力勢能均取地面為參考平面)。若捏住繩的中點用恒力F豎直向上提起，直到全部離開地面時，繩的速度和重力勢能分別為（）A．v，Ep B．， C．， D．，4、用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是A．改用強度更大的紫外線照射 B．延長原紫外線的照射時間C．改用X射線照射 D．改用紅外線照射5、如圖甲所示MN是一條電場線上的兩點，從M點由靜止釋放一個帶正電的帶電粒子，帶電粒子僅在電場力作用下沿電場線M點運動到N點，其運動速度隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示下列敘述中不正確的是（）A．M點場強比N的場強小B．M點的電勢比N點的電勢高C．從M點運動到N點電勢能增大D．從M點運動到N點粒子所受電場力逐漸地大6、如圖甲所示，在x≥0的區(qū)域有在垂直于xOy平面(紙面)向里的勻強磁場，現(xiàn)用力使一個等邊三角形閉合導線(粗細均勻)框，沿x軸向右勻速運動，運動中線框平面與紙面平行，底邊BC與y軸平行，從頂點A剛?cè)氪艌鲩_始計時，在線框全部進入磁場過程中，其感應(yīng)電流I（取順時針方向為正）與時間t的關(guān)系圖線為圖乙中的（）A． B． C． D．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、下列有關(guān)原子和原子核的認識，正確的是（）A．平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定B．氫原子輻射光子后，電子繞核運動的動能增大C．盧瑟福通過粒子散射實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了中子.D．光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比8、某科技小組設(shè)計的月球探測器的環(huán)月軌道方案如圖所示，環(huán)月軌道Ⅰ為圓形軌道，環(huán)月軌道Ⅱ為橢圓軌道，遠月點記為P，近月點記為Q（圖中未標出），下列說法正確的是（）A．探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上運動的速度比月球的第一宇宙速度小B．探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上的運行周期比在環(huán)月軌道Ⅱ上的運行周期長C．探測器在軌道Ⅱ上運行時，遠月點的加速度數(shù)值比近月點的加速度數(shù)值大D．探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上運行時的機械能小于在環(huán)月軌道Ⅱ上的機械能9、圖示是由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，其他星體對它們的引力作用可忽略。設(shè)每顆星體的質(zhì)量均為m，三顆星分別位于邊長為r的等邊三角形的三個頂點上，它們繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)以相同的角速度做勻速圓周運動。已知引力常量為G，下列說法正確的是（）A．每顆星體受到的向心力大小為 B．每顆星體受到的向心力大小為C．每顆星體運行的周期均為 D．每顆星體運行的周期均為10、如圖，理想變壓器上接有3個完全相同的燈泡，其中1個燈泡與原線圈串聯(lián)，另外2個燈泡并聯(lián)后接在副線圈兩端。已知交流電源的電壓usin100t（V），3個燈泡均正常發(fā)光，忽略導線電阻，則變壓器（）A．副線圈電壓的頻率為100HzB．原線圈兩端的電壓為12VC．原副線圈的電流比為2︰1D．原副線圈的匝數(shù)比為2︰1三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）市場上銷售的銅質(zhì)電線電纜產(chǎn)品中，部分存在導體電阻不合格問題，質(zhì)檢部門檢驗發(fā)現(xiàn)一個是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅；再一個就是銅材質(zhì)量可能合格，但橫截面積較?。撑d趣小組想應(yīng)用所學的知識來檢測實驗室中一捆銅電線的電阻率是否合格．小組成員經(jīng)查閱，純銅的電阻率為．現(xiàn)取橫截面積約為1mm2、長度為111m（真實長度）的銅電線，進行實驗測量其電阻率，實驗室現(xiàn)有的器材如下：A．電源（電動勢約為5V，內(nèi)阻不計）；B．待測長度為111m的銅電線，橫截面積約1mm2；C．電壓表V1（量程為3V，內(nèi)阻約為1．5kΩ）；D．電壓表V2（量程為5V，內(nèi)阻約為3kΩ）；E．電阻箱R（阻值范圍1~2．9Ω）；F．定值電阻G．開關(guān)、導線若干．（1）小組成員先用螺旋測微器測量該銅電線的直徑d，如圖甲所示，則_________mm．（2）小組設(shè)計的測量電路如圖乙所示，則P是___________，N是____________，（填器材名稱及對應(yīng)符號）通過實驗作出的圖象如圖丙所示．（3）圖乙電路測得銅電線的電阻測量值比真實值___________（選填“偏大”、“不變”或“偏小”），原因是_______________________________．（4）這捆銅電線的電阻率______________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；從銅電線自身角度，你認為電阻率大的可能原因是______________．12．（12分）從下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計一電路來測量電阻Rx的阻值。要求方法簡捷，得到多組數(shù)據(jù)，有盡可能高的測量精度。(1)電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用_______。(2)完成圖中實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。_____(3)在實驗中，有的同學連成下圖所示的電路，其中a，b，c，…，k是表示接線柱的字母。請將圖中接線錯誤（用導線兩端接線柱的字母表示）、引起的后果、改正的方法（改接、撤消或增添），填在圖中表格相應(yīng)的位置中。接線錯誤引起的后果改正的方法____________________________________________________________四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖甲，兩個半徑足夠大的D形金屬盒D1、D2正對放置，O1、O2分別為兩盒的圓心，盒內(nèi)區(qū)域存在與盒面垂直的勻強磁場。加在兩盒之間的電壓變化規(guī)律如圖乙，正反向電壓的大小均為Uo，周期為To，兩盒之間的電場可視為勻強電場。在t=0時刻，將一個質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子由O2處靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在時刻通過O1.粒子穿過兩D形盒邊界M、N時運動不受影響，不考慮由于電場變化而產(chǎn)生的磁場的影響，不計粒子重力。(1)求兩D形盒邊界M、N之間的距離；(2)若D1盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度，且粒子在D1、D2盒內(nèi)各運動一次后能到達O1，求D2盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度；(3)若D2、D2盒內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度相同，且粒子在D1、D2盒內(nèi)各運動一次后在t=2To時刻到達Ol，求磁場的磁感應(yīng)強度。14．（16分）如圖所示，在豎直分界線的左側(cè)有垂直紙面的勻強磁場，豎直屏與之間有方向向上的勻強電場。在處有兩個帶正電的小球和，兩小球間不發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。若在兩小球間放置一個被壓縮且鎖定的小型彈簧（不計彈簧長度），解鎖彈簧后，兩小球均獲得沿水平方向的速度。已知小球的質(zhì)量是小球的倍，電荷量是小球的倍。若測得小球在磁場中運動的半徑為，小球擊中屏的位置的豎直偏轉(zhuǎn)位移也等于。兩小球重力均不計。(1)將兩球位置互換，解鎖彈簧后，小球在磁場中運動，求兩球在磁場中運動半徑之比、時間之比；(2)若小球向左運動求、兩小球打在屏上的位置之間的距離。15．（12分）如圖所示，頂角的金屬導軌MON固定在水平面內(nèi)，導軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．一根與ON垂直的導體棒在水平外力作用下以恒定速度沿導軌MON向右滑動，導體棒的質(zhì)量為m，導軌與導體棒單位長度的電阻均為導體棒與導軌接觸點為a和b，導體棒在滑動過程中始終保持與導軌良好接觸時，導體棒位于頂角O處．求：（1）t時刻流過導體棒的電流強度I和電流方向．（2）導體棒作勻速直線運動時水平外力F的表達式．（3）導體棒在時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解題分析】

設(shè)人的質(zhì)量為M，則輕繩的拉力大小T=Mg設(shè)托盤的質(zhì)量為m，對人和托盤，根據(jù)牛頓第二定律有2T一(M+m)g=(M+m)a解得a=5m/s2故選A。2、C【解題分析】

A．電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，無法說明原子核有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子是由原子核和核外電子組成的。故A錯誤。B．β-射線是核內(nèi)中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時放出的電子形成的，與核外電子無關(guān)。故B錯誤。C．根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的定義可知光電效應(yīng)實驗中，逸出的光電子來源于金屬中的自由電子。故C正確。D．玻爾理論認為電子軌道半徑是量子化的，盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型認為在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選C。3、D【解題分析】

重力勢能均取地面為參考平面，第一次，根據(jù)動能定理有第二次，根據(jù)動能定理有聯(lián)立解得，，故D正確，ABC錯誤。故選D。4、C【解題分析】

用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，知紫外線的頻率小于金屬的極限頻率，要能發(fā)生光電效應(yīng)，需改用頻率更大的光照射（如X射線）。能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強度和照射時間無關(guān)。

A．改用強度更大的紫外線照射，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．延長原紫外線的照射時間，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．改用X射線照射，與結(jié)論相符，選項C正確；D．改用紅外線照射，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；故選C。5、C【解題分析】

AD．從v-t圖像可以看出，加速度越來越大，根據(jù)牛頓第二定律，則說明受到的電場力越來越大，根據(jù)公式，說明電場強度越來越大，所以M點場強比N的場強小，故AD正確；B．因為帶電粒子做加速運動，所以受到的電場力往右，又因為帶電粒子帶正電，所以電場線的方向往右，又因為順著電場線的方向電勢降低，所以M點的電勢比N點的電勢高，故B正確；C．從M點運動到N點動能增加，電勢能應(yīng)該減小，故C錯誤。故選C。6、B【解題分析】導線框從左進入磁場，磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)磁場向外，根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流方向為逆時針，即負方向；設(shè)導線框沿x軸方向運動的速度為v，經(jīng)時間t運動的位移為，根據(jù)幾何關(guān)系可知，導線框的有效長度為，感應(yīng)電流，即電流I與t成正比，故選B.二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AB【解題分析】

A．平均結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故A正確；B．氫原子輻射光子后，原子的能級降低，電子的軌道半徑減小，根據(jù)則可得動能為可知電子繞核運動的動能增大，故B正確；C．盧瑟福通過粒子散射實驗的研究，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，故C錯誤；D．光電效應(yīng)現(xiàn)象中，根據(jù)則光電子的最大初動能與入射光的頻率不是成正比關(guān)系，故D錯誤。故選AB。8、AB【解題分析】

A．根據(jù)第一宇宙速度的表達式，因探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上運動的半徑大于月球的半徑，則在軌道Ⅰ上的運行速度比月球的第一宇宙速度小，選項A正確；B．根據(jù)開普勒第三定律可知，探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上的運行半徑大于在環(huán)月軌道Ⅱ上的運行的半長軸，則探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上的運行周期比在環(huán)月軌道Ⅱ上的運行周期長，選項B正確；C．探測器在軌道Ⅱ上運行時，在遠月點受到的月球的引力較小，則在遠月點的加速度數(shù)值比近月點的加速度數(shù)值小，選項C錯誤；D．探測器從軌道Ⅰ在P點減速才能進入軌道Ⅱ，可知探測器在環(huán)月軌道Ⅰ上運行時的機械能大于在環(huán)月軌道Ⅱ上的機械能，選項D錯誤；故選AB.9、BC【解題分析】

AB．任意兩顆星體間的萬有引力，每顆星體受到其他兩顆星體的引力的合力故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)牛頓第二定律其中解得故C正確，D錯誤。故選BC。10、BD【解題分析】

A．根據(jù)交流電源的電壓usin100t（V），可知角速度為：rad/s，則頻率為：50HzA錯誤；CD．設(shè)每只燈的額定電流為I，額定電壓為U，因并聯(lián)在副線圈兩端的兩只小燈泡正常發(fā)光，所以副線圈中的總電流為2I，原副線圈電流之比為1：2，根據(jù)原副線圈中電流之比與匝數(shù)成反比得原、副線圈的匝數(shù)之比為：故C錯誤，D正確；B．根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比：得原線圈兩端電壓為：根據(jù)閉合電路歐姆定律得交流電源電壓為：該交流電的最大值為V，則有效值為18V，所以3U=18V則燈泡的額定電壓為6V，原線圈兩端得電壓等于2U=12V，B正確；故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、1.125電壓表V2電壓表V1偏大電壓表V1的分流可能是再生銅或含過多雜質(zhì)的次銅【解題分析】

（1）銅電線的直徑；（2）P測量的電壓大于N測量的電壓，故P是電壓表V2，N是電壓表V1；（3）偏大，由于沒考慮電壓表V1的分流，使測得的銅電線的電阻偏大．（4）分析電路可知，通過銅電線的電流，整理得，根據(jù)題圖丙可知斜率，，故電阻率達不到要求，使用的有可能是再生銅或含過多雜質(zhì)的次銅．12、A1V1ce不利于調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)不當，電源可能短路，損壞電源撤消ce連線【解題分析】

（1）[1]器材中的電源為3V，被測電阻約為10kΩ，故通過電阻的電流最大約為I=3V/10kΩ=0.3mA=300μA剛好不超A1的量程，而A2的量程是0.6A就太大了；[2]電壓表就選3V量程的V1，因為V2的量程也是太大了。（2）[3]因為題中要求得到多組數(shù)據(jù)，所以用分壓式較好，再說所給的變阻器的最大阻值是50Ω，它比被測電阻小多了，也不能用限流的方法連接，又因為需要盡可能高的測量精度，所以電阻測量需要用電壓表外接法，因為被測電阻的電阻值較大，外接法的誤差較??；又因為使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞，所以閉合開關(guān)前，應(yīng)該使電壓表的示數(shù)接近0，故電路的實物圖如圖所示；（3）[4][5][6]接線錯誤的兩個接線柱是ce，因為它接起來后，電壓表與電源直接連接，變阻器的滑片如何滑動都不會影響電壓表示數(shù)的變化了，當滑動滑片移動到最下端時，電源也可能短路，故是不可以的，應(yīng)該將其去掉才行。四、計算題：本題共2