湖南省郴州市2024-2025学年高三（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省郴州市2024-2025学年高三（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.关于物理学研究方法和物理学史，下列叙述正确的是( )
A. 伽利略通过理想斜面实验得出：力是产生加速度的原因
B. 牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量的数值
C. 将带电体看成点电荷和将物体看成质点，都运用了等效替代法
D. 在“探究加速度与力、质量的关系”和“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验时都采用了控制变量法
2.图为一列横波在时的波形，图表示介质中平衡位置在处质点的振动图像。为介质中平衡位置在的质点。下列说法正确的是( )
A. 波速为
B. 波的传播方向沿轴正方向
C. 该横波可以与频率的横波进行稳定干涉
D. 时间内，质点运动的路程为
3.质量为的汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为。时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶；到时刻，汽车又开始匀速直线运动，假设整个过程中汽车所受的阻力不变，下列选项中正确的是( )
A. 减小油门后汽车做匀减速直线运动
B. 该过程中汽车所受的阻力大小为
C. 时刻汽车的速度是
D. 汽车在到这段时间内的位移大小为
4.一般地球同步卫星要经过多次变轨才能进入地球同步轨道。如图所示，先将卫星送入较低的圆轨道Ⅰ，再经过椭圆轨道Ⅱ进入地球同步轨道Ⅲ。已知引力常量为，卫星的质量为，地球的质量为，轨道Ⅰ的半径为，轨道Ⅲ的半径为，、分别为两轨道与轨道Ⅱ的切点，则下列说法不正确的是( )
A. 卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在点点火加速
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的速率与经过点的速率满足的关系为
C. 卫星分别在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时，卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积不等
D. 若已知距地球球心处的引力势能，则卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅲ的过程中，发动机做功至少为
5.如图所示，电源电动势为，内阻为，所有电表均为理想电表。闭合开关和，待电路稳定后，两极板中间位置处有一带电油滴恰好静止。、为定值电阻，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关、，待电路稳定后，将电容器上极板向上移动时，带电油滴的电势能减小
B. 闭合开关，断开开关，将滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，电源的输出功率增大
C. 闭合开关、，将滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，电压表的示数变化量绝对值与电流表的示数变化量绝对值的比值减小
D. 闭合开关、，将滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，通过电流表的电流方向由
6.如图所示，在某次航行时，一艘帆船在水平风力的作用下，以速度沿风的方向匀速前行，风与帆作用的有效面积为，气流的平均密度为，帆船行驶过程水平方向上所受阻力恒为。假设气流与帆作用后速度与帆船前行速度相等，则下列说法正确的是( )
A. 风速大小为
B. 风速大小为
C. 若将风与帆作用的有效面积变为原来的倍，风速和阻力大小不变，则船的航行速度一定变为原来的倍
D. 若将风速变为原来的倍，阻力大小不变，则船的航行速度也将变为原来的倍
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是( )
A. 图检查工件的平整度利用光的干涉现象，同时也是光的波动性的证明
B. 图医用内镜利用光的衍射现象，说明了光可以不沿直线传播
C. 图在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，是光的粒子性的实例证明
8.两个电荷量分别为和的点电荷固定在轴上、两点，两电荷在连线上各点电势随变化的关系如图所示，其中、两点的电势为零，在点右侧，线段中点的电势最高，则( )
A. 为正电荷，为负电荷，电荷量的绝对值大于电荷量的绝对值
B. 若将一个正电荷在点右侧附近由静止释放，该电荷将沿着轴正方向做加速度先增大后减小的加速直线运动
C. 若将撤去，点的电势将减小
D. 若将一个负电荷在点由静止释放，该电荷可在之间做往复运动
9.如图所示，粗糙的水平面上有一半圆形凹槽，凹槽的质量为，半圆弧的圆心为点，最低点为点，半径为。现将一质量为的光滑小球从圆弧上的点由静止释放，已知与的夹角为，重力加速度为，小球大小可以忽略不计，从点运动到点的过程中，凹槽始终保持静止。下列说法正确的是( )
A. 小球从点运动到点过程中，小球和凹槽所组成的系统，机械能守恒，动量也守恒
B. 小球到达点时对凹槽的压力大小为
C. 小球从点运动到点的时间为
D. 小球从点运动到点过程中，水平面摩擦力对凹槽的冲量大小为
10.如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧右端固定有一质量为的物块，物块与水平地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力向左推动物块使弹簧压缩量达到后由静止释放物块，重力加速度，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 释放后瞬间物块的加速度大小为
B. 物块第一次向右运动的最大距离为
C. 物块最终停在弹簧的原长左侧处
D. 物块从静止释放，到最终停下，整个过程中因摩擦而产生的内能为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机和一个磁性小球进行了如下实验：
将摆线上端固定在铁架台上，下端系在小球上，做成图所示的单摆。下列摆线安装最合理的是_____。
A. ． ．
用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得磁性小球的直径如图所示，则直径_____，算出摆长。
将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，打开智能手机的磁传感器，测量磁感应强度的变化。
将磁性小球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图所示。试回答下列问题：
由图可知，单摆的周期为_____。
改变摆线长度，重复实验操作，得到多组数据，画出对应的图像如图所示，图像的斜率为，则重力加速度的表达式为_____。用题中物理量的符号表示。
图中图像不过原点的原因是_____，对的测量结果_____选填“有影响”或“无影响”。
12.某国产新能源汽车电池采用的是刀片电池技术，现将其中一块电芯拆解出来，测量其电动势和内阻。实验小组设计了如图、所示的实验电路图，已知电流表的内阻为，电压表的内阻约，滑动变阻器的最大电阻为、额定电流为，定值电阻。
为了减小误差，提高实验的精度，本实验应选择图______选填“”或“”进行实验。
闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最_______端选填“左”或“右”。
闭合开关后，移动滑片改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数，将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像如图所示，图中、已知。
根据以上信息可知，该电源电动势的准确值为________，内阻的准确值为_____均用已知量的字母表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，在点以速度水平向左抛出一个质量、电荷量小球，小球抛出后进入左侧水平向右的匀强电场。经过一段时间，小球返回到点正下方的点，重力加速度取。求：
匀强电场的电场强度的大小；
小球从点到点的运动过程中，抛出后多长时间速度有最小值，最小值为多少。
14.如图所示，直角坐标系平面内，第一、四象限存在垂直纸面向里但大小不同的两种匀强磁场，第二象限存在沿轴正方向的匀强电场大小未知。质量为、电荷量为的粒子从轴负半轴点与轴正方向成射入电场，经电场偏转后以速度从点垂直轴进入第一象限，经过一段时间后从轴上点未画出以与轴正方向成夹角的速度进入第四象限，粒子恰好不能进入第三象限。已知点的坐标为，粒子的重力忽略不计。求：
电场强度的大小；
第一象限匀强磁场的磁感应强度的大小；
带电粒子从点出发到第二次到达轴的总时间。
15.如图所示，长度为的水平传送带以的速度顺时针匀速转动。在传送带右侧有一质量的长木板静置于光滑水平面上，木板紧靠传送带且上表面与传送带等高。现将一质量为的物块放置于传送带左端，由静止释放，经传送带的输送，与放置于木板左端、质量的物块发生弹性碰撞。木板在摩擦力作用下向右运动，与右侧的固定挡板发生弹性碰撞，碰前瞬间木板的速度小于的速度；当木板返回初位置时，恰好从传送带滑上木板。在运动过程中，、均未从木板上滑落。已知与传送带间的动摩擦因数为，、与木板间的动摩擦因数均为，忽略转轮的大小，重力加速度大小取，求：
从释放到与碰撞的时间；
滑上木板时，、的速度大小；
木板运动的总路程。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】 没有考虑磁性小球的半径 无影响
12.【答案】 左
13.【答案】小球在竖直方向上做自由落体运动
水平方向上做匀变速直线运动
解得
将电场力和重力合成等效重力
解得
方向与水平方向成 夹角斜向右下方；
将运动沿着合加速度方向 方向和垂直于合加速度方向 方向分解
在 方向从开始到 方向的分速度变为所用的时间
最小速度
解得

14.【答案】带电粒子在第二象限做类斜抛运动，由逆向思维，从到点做类平抛运动，速度偏转角为
解得
方向上
方向上
联立解得
带电粒子进入第一象限后，轨迹如图所示
由几何知识可知，带电粒子在第一象限做圆周运动的半径
根据洛伦兹力提供向心力
解得
由可知，带电粒子在第二象限运动的时间
带电粒子在第一象限运动时，周期为
又因为速度偏转角为，运动时间
解得
进入第四象限后，由于粒子恰好不能进入第三象限，则在第四象限运动轨迹与轴相切，速度偏转角为，轨迹如图所示
由几何知识可知
运动时间
解得
所以

15.【答案】在传送带作用下向右运动过程，由牛顿第二定律得
匀加速的距离
解得
匀加速时间
匀速时间
从释放到与碰撞的时间
、的碰撞为弹性碰撞，根据动量守恒定律
根据机械能守恒定律有
解得
，
由于
所以滑上传送带并再次返回时的速度与原速度等大反向，即上滑到传送带上时速度大小为
滑上传送带并再次返回运动时间
在木板上一直减速，加速度为
当上滑到传送带上时，的速度为
解得
经传送带返回时，木板也恰好回到初位置，木板的加速度为
木板与挡板间的距离为
解得
当滑上木板后，木板的加速度为
、与木板动量守恒，则
解得
木板每次撞挡板时，、已经与木板同速，第一次撞挡板后，返回距离为
第二次撞挡板，有
解得
第二次撞挡板后，返回距离为
第三次撞挡板，有
解得
第三次撞挡板后，返回距离为
第次撞挡板，有
解得
第次撞挡板后，返回距离为
总路程为
整理得
当 时，有

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