2024届江苏省南京市盐城市高三物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

2024届江苏省南京市盐城市高三物理第一学期期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。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，将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示，战斗机离舰执行任务，若战斗机离开甲板时的水平分速度为40m/s，竖直分速度为20m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于的匀加速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀加速直线运动。则离舰后（　　）A．飞机的运动轨迹为曲线B．10s内飞机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的2倍C．10s末飞机的速度方向与水平方向夹角为D．飞机在20s内水平方向的平均速度为50m/s/2、如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直．现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中(　　)A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小3、如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为2m，倾角为θ=37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为（　　）A．B．C．D．4、我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，同步轨道卫星的高度约为3.60×104km，己知地球半径为6.4×103km，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是（）A．中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能B．静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大C．中轨道卫星的运行周期约为20hD．中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为5、如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于gB．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为g+D．圆环在B点的速度为26、如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，a、b带正电，电荷量均为q，c带负电，整个系统置于方向水平的匀强电场中，已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态，则下列说法中正确的是（　　）A．a球所受合力斜向左B．c球带电量的大小为2qC．匀强电场的方向垂直于ab边由ab的中点指向c点D．因为不知道c球的电量大小，所以无法求出匀强电场的场强大小二、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、如图甲所示，一个小球悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中小球的机械能E与路程x的关系图像如图乙所示，其中O-x1过程的图像为曲线，x1-x2过程的图像为直线。忽略空气阻力。下列说法正确的是A．O-x1过程中小球所受拉力大于重力B．小球运动路程为x1时的动能为零C．O-x2过程中小球的重力势能一直增大D．x1-x2过程中小球一定做匀加速直线运动8、如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断错误的是（）A．电路中电源电动势为3.6VB．变阻器向右滑动时，V2读数逐渐减小C．此电路中，电动机的输入功率减小D．变阻器的最大阻值为30Ω9、下列说法正确的是（　　）A．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性B．无论科学技术怎样发展，热量都不可能从低温物体传到高温物体C．晶体在熔化过程中要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变D．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E.悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈10、18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，则以下说法正确的是（已知地球表面处重力加速度g取10m/s2；地球半径R＝6.4×106m；地球表面及内部某一点的引力势能Ep＝－，r为物体距地心的距离）（　　）A．人与地球构成的系统，虽然重力发生变化，但是机械能守恒B．当人下落经过距地心0.5R瞬间，人的瞬时速度大小为4×103m/sC．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比D．人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W＝1.6×109J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）如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。（1）下列说法正确的是_________。A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远小于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 ，测得F=m1g，作出a﹣F图象，他可能作出图2中_____________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______________。A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态C．砝码盘和砝码的总质量太大D．所用小车的质量太大（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的﹣a图象，如图3。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=________，钩码的质量m1=________。（4）实验中打出的纸带如图4所示。相邻计数点间的时间是0.1s，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2。12．（12分）某实验小组用如图所示的装置通过研究小车的匀变速运动求小车的质量。小车上前后各固定一个挡光条（质量不计），两挡光条间的距离为L，挡光条宽度为d，小车释放时左端挡光条到光电门的距离为x，挂上质量为m的钩码后，释放小车，测得两遮光条的挡光时间分别为t1、t2。（1）用游标卡尺测量挡光条的宽度，示数如图乙所示，则挡光条的宽度为d=____cm；（2）本实验进行前需要平衡摩擦力，正确的做法是____；（3）正确平衡摩擦力后，实验小组进行实验。不断改变左端挡光条到光电门的距离x，记录两遮光条的挡光时间t1、t2，作出图像如图丙所示，图线的纵截距为k，小车加速度为____；小车的质量为____（用题中的字母表示）。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）如图所示，在光滑水平面上距离竖直线MN左侧较远处用弹簧锁定不带电绝缘小球A，弹性势能为0.45J，A球质量M＝0.1kg，解除锁定后与静止在M点处的小球B发生弹性正碰，B球质量m＝0.2kg、带电量q＝＋10C。MN左侧存在水平向右的匀强电场E2，MN右侧空间区域范围内存在竖直向上、场强大小E1＝0.2N/C的匀强电场和方向垂直纸面向里磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场。（g＝10m/s2，不计一切阻力）求：(1)解除锁定后A球获得的速度v1；(2)碰后瞬间B球速度v2；(3)E2大小满足什么条件时，B球能经电场E2通过MN所在的直线；（不考虑B球与地面碰撞再次弹起的情况）(4)在满足(3)问情景下B球在电场E2中与MN的最大距离。14．（16分）粗细均匀的U形管中装有水银，左管上端开口与大气相连，右管上端封闭，如图所示。开始时两管内水银柱等高，两管内空气（可视为理想气体）柱长均为l=90cm，此时两管内空气柱温度均为27℃，外界大气压为p0=76cmHg。现在左管上端开口处缓慢注入水银压缩空气柱，直至右管内水银面上升10cm，在注入水银过程中，左管内温度缓慢下降到–23℃，右管内温度保持在27℃。求：（i）注入水银柱的长度；（ii）左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离。15．（12分）静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；（3）当L=0.75m时，B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。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】A．飞机起飞后的合速度与合加速度方向一致，所以飞机运动轨迹为直线，A错误；B．10s内水平方向位移竖直方向位移B正确；C．飞机飞行方向与水平方向夹角的正切，C错误；D．飞机在20s内水平方向的位移则平均速度为D错误。故选B。2、A【解析】开始时，金属棒的重力和安培力大小相等．当磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下，知安培力的大小FA=BIL不变，方向由竖直向上向里变为垂直纸面向里．根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转，因为金属棒受重力、拉力和安培力平衡，重力和安培力的合力于拉力大小等值方向，重力和安培力的大小不变，之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大，故A正确，BCD错误．3、A【解析】设AB高为h，则从A点抛出的小球运动的时间从D点抛出的小球运动的时间在水平方向上有代入数据得x=m故A正确，BCD错误。故选A。4、B【解析】A．根据万有引力提供圆周运动向心力则有可得由于中轨道卫星的轨道半径小于静止同步轨道卫星的轨道半径，所以中轨道卫星运行的线速度大于静止同步轨道卫星运行的线速度，由于不知中轨道卫星的质量和静止同步轨道卫星的质量，根据动能定义式可知无法确定中轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能大小关系，故A错误；B．静止同步轨道卫星绕地球运行的周期为24h，小于月球绕地球运行的运行周期，根据可知静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B正确；C．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：可得：中轨道卫星运行周期与静止同步轨道卫星运行周期之比为：中轨道卫星的运行周期为：故C错误；D．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：可得：中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为：故D错误。故选B。5、D【解析】A．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误；B．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故B错误；C．圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长根据牛顿第二定律，有解得故C错误；D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能解得故D正确。故选D。6、B【解析】A．a球处于静止状态，所受合外力为0，故A错误；BC．因为带负电的c球受力平衡处于静止状态，根据平衡条件可知电场线方向竖直向上则对a球受力分析，水平方向上ab之间的库仑力和ac之间库仑力在水平方向上的分力平衡解得故B正确，C错误；D．对c球受力分析解得故D错误。故选B。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、BD【解析】A．小球在竖直向上的拉力和竖直向下的重力下运动，拉力做功改变小球的机械能，则：可知题中机械能-路程图像斜率的大小为拉力的大小；O-x1过程中小球所受拉力竖直向上且减小，拉力做正功，小球的机械能增加，开始时小球从静止开始加速，拉力大于重力，运动过程中拉力逐渐减小，x1之后，拉力竖直向上做负功，小球向下运动，所以x1处速度为零，动能为零，说明O-x1过程中小球先加速后减速，所以在减速阶段拉力小于重力，A错误，B正确；C．O-x1过程中小球向上运动，重力做负功，重力势能增大，x1-x2过程中小球向下运动，重力做正功，重力势能减小，C错误；D．x1-x2过程中重力大于拉力，小球向下运动，图像斜率不变，拉力不变，所以小球加速度恒定，向下做匀加速直线运动，D正确。故选BD。8、BC【解析】先确定图线与电压表示数对应的关系，再根据图线求出电源的电动势，并判断V2读数的变化情况。当I=0.3A时，电动机输入功率最大。变阻器的全部接入电路时，电路中电流最小，由欧姆定律求解变阻器的最大阻值。【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势故A正确。B．变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即为V2读数逐渐增大，故B错误。C．由图可知，电动机的电阻当I=0.3A时，U=3V，电动机输入功率最大，此电路中，电动机的输入功率增大，故C错误。D．当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以故D正确。本题选择错误的，故BC符合题意。故选BC。【点睛】此题考查对物理图像的理解能力，可以把本题看成动态分析问题，来选择两电表示对应的图线。对于电动机，理解并掌握功率的分配关系是关键。9、ADE【解析】A．根据热力学第二定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故A正确。B．热量可以从低温物体传到高温物体，比如空调制冷，故B错误。C．晶体在熔化过程中要吸收热量，温度不变，内能增大，故C错误。D．对于一定质量的气体，如果压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，内能增大，根据热力学第-定律可知，气体对外做功，它-定从外界吸热，故D正确。E．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，故E正确。故选ADE。10、AC【解析】A.人下落过程只有重力做功，重力做功效果为重力势能转变为动能，故机械能守恒，故A正确；B.当人下落经过距地心0.5R瞬间，其引力势能为：根据功能关系可知：即：在地球表面处忽略地球的自转：则联立以上方程可以得到：故B错误；C.设人到地心的距离为，地球密度为，那么，由万有引力定律可得：人在下落过程中受到的万有引力为：故万有引力与到地心的距离成正比，故C正确；D.由万有引力可得：人下落到地心的过程万有引力做功为：由于人的质量未知，故无法求出万有引力的功，故D错误；故选AC。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、D丙C0.46【解析】(1)[1]A．平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：m2约掉了，每次在小车上加减砝码时，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误；B．实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；C．让小车的质量远远大于钩码的质量，绳子的拉力故应该是，故C错误；D．，所以：，所以在用图像探究小车的加速度与质量的关系时，通常作图像，故D正确。故选：D。(2)[2]遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况。故图线为丙；[3]当不满足时，随m1的增大物体的加速度a逐渐减小，故图象弯曲的原因是：所挂钩码的总质量太大，不满足沙和沙桶质量远小于小车的质量，故C正确。(3)[4][5]根据牛顿第二定律可知结合图象，可得：设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，因此钩码的质量小车与木板间的动摩擦因数(4)[6]根据△x=aT2得，12、0.650去掉钩码，将木板右端垫高，轻推小车，使两挡光片挡光时间相等【解析】(1)[1]．挡光条的宽度为d=0.6cm+0.05mm×10=0.650cm.(2)[2]．本实验进行前需要平衡摩擦力，正确的做法是去掉钩码，将木板右端垫高，轻推小车，使两挡光片挡光时间相等；(3)[3][4]．两遮光片经过光电门时的速度分别为则由可得即由题意可知解得由牛顿第二定律可得mg=(M+m)a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)3m/s，方向水平向右；(2)2m/s，方向水平向右；(3)E2≥0.283V/m；(4)0.142m【解析】(1)球和弹簧系统机械能守恒得即解除锁定后获得的速度大小为3m/s，方向水平向右(2)A、B在MN处理碰撞动量守恒，系统机械能守恒方向水平向右(3)B球进入MN右侧后，电场力=即重力电场力平衡，因此小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得在电磁场区域运动半个圆周后速度方向垂直MN水平向左射出，出射点距M点距离在MN左侧的运动竖直方向为自由落体运动，水平方向类似于竖直上抛运动，若B球返回MN，必须满足（向右为正方向）：得(4)由以上可知当（）时，B球恰好能回到M点，在此过程中水平方向速度为零时距离MN最远14、（i）42cm；（ii）62cm。【解析】（i）只对右管封闭气体研究，发生了等温变化（ii）左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离15、（1），；（2）；（3）【解析】（1）设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为，以向右为正方向，由动量守恒定律：①两物块获得的动量之和为：②联立①②式并代入数据得：（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，设为加速度为③设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为，则有：④弹簧释放后A先向右匀减速运动，与墙碰撞后再反向匀减速。因，B先停止运动。设当A与墙距离为时，A速度恰好减为0时与B相碰⑥设当A与墙距离为时，B刚停止运动A与B相碰⑦联立③④⑤⑥⑦得的范围为：（3）当时，B刚停止运动时A与B相碰，设此时A的速度为v⑧故A与B将发生弹性碰撞。设碰撞后AB的速度分别为和，由动量守恒定律与机械能守恒定律有：⑨⑩联立⑧⑨⑩式并代入数据得碰撞后B继续向左匀减速运动，设通过位移为⑪最终B离墙的距离为S解得