2024年湖南长沙市物理高三第一学期期末教学质量检测试题含解析

2024年湖南长沙市物理高三第一学期期末教学质量检测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、一圆筒内壁粗糙，底端放一个质量为m的物体（可视为质点），该物体与圆筒内壁间的动摩擦因数为,圆筒由静止沿逆时针方向缓慢转动直到物体恰好滑动，此时物体、圆心的连线与竖直方向的夹角为，如图所示，以下说法正确的是（）A．在缓慢转动过程中物体受到的支持力逐渐增大B．在缓慢转动过程中物体受到的静摩擦力逐渐减小C．物体恰好滑动时夹角与的关系为D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力逐渐增大2、如图所示，真空中等边三角形OMN的边长为L=2.0m，在M、N两点分别固定电荷量均为的点电荷，已知静电力常量，则两点电荷间的库仑力的大小和O点的电场强度的大小分别为（）A． B．C． D．3、一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为 B．小球过最高点的速度为C．该星球的第一宇宙速度为 D．该星球的密度为4、如图所示，固定在同一平面内有三条彼此绝缘的通电直导线，导线中的电流，方向为图中箭头方向，在三根导线所在平面内有a、b、c、d四个点，四个点距相邻导线的距离都相等，则四个点中合磁感应强度最大的点是（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点5、一带电粒子从A点射人电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有A．粒子带正电荷B．粒子的速度不断增大C．粒子的加速度先不变，后变小D．粒子的电势能先减小，后增大6、宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O为抛出点，若该星球半径为4000km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2·kg－2，则下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为16.0m/s2B．该星球的第一宇宙速度为4.0km/sC．该星球的质量为2.4×1020kgD．若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s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、下列说法正确的是（）A．由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在张力B．把金片儿和铅片压在一起，经过足够长时间后，可发现金会扩散到铅中，但铅不会扩散到金中C．物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大D．热力学第二定律表明，不可能通过有限的过程，把一个物体冷却到绝对零度E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行8、小球甲从斜面顶端以初速度v沿水平方向抛出，最终落在该斜面上．已知小球甲在空中运动的时间为t，落在斜面上时的位移为s，落在斜面上时的动能为Ek，离斜面最远时的动量为p．现将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度（n＞1）沿水平方向抛出，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A．小球乙落在斜面上时的位移为B．小球乙在空中运动的时间为C．小球乙落在斜面上时的动能为D．小球乙离斜面最远时的动量为9、下列说法中正确的是_______A．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势B．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d的大小时可把分子当作球体处理D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性E.分子间距离在小于范围内，分子间距离减小时，引力减小，斥力增大，分子力表现为斥力10、如图所示，排球运动员站在发球线上正对球网跳起从O点向正前方先后水平击出两个速度不同的排球。速度较小的排球落在A点，速度较大的排球落在B点，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．两排球下落相同高度所用的时间相等B．两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相间C．两排球通过相等的水平距离，落在A点的排球所用的时间较少D．两排球在落地前的一小段相等时间内，落在B点的排球下降的高度较小三、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）如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平B．测出遮光条的宽度dC．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离lD．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间tE.用天平称出托盘和砝码的总质量mF.………请回答下列问题（重力加速度取g）：(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。(4)选用不同的l，测出对应的t。能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。A．t﹣lB．t2﹣lC．﹣lD．﹣l12．（12分）要测定一节干电池（电动势约1.5V，内阻约0.5Ω，放电电流不允许超过0.6A）的电动势和内电阻，要求测量结果尽量准确。提供的器材有：A．电流表A1：挡位1（0~3A，内阻约0.05Ω），挡位2（0~0.6A，内阻约0.2Ω）B．电流表A2：0-300μA，内阻rA=100ΩC．定值电阻：R0=2Ω，R1=900Ω，R2=4900ΩD．滑动变阻器：R3（0—5Ω，2A），R4（0~15Ω，1A）E.开关一只、导线若干(1)测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位____（填“1”或者“2”）。(2)测量电压的仪表：应将定值电阻______（填“R0”、“R1”或“R2”）与A2串联，使其成为改装后的电压表。(3)干电池内阻太小，应选择定值电阻____（填“R0”、“R1”或“R2”）来保护电源。(4)若要求A1表电流在0.1A-0.5A范围内连续可调。则滑动变阻器应选择__________（填“R3”或“R4”）。(5)为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中（图中V表为改装后的电压表），应选择____________（填“图（a）”或“图（b）”）。(6)进行实验并记录数据。用I1、I2分别表示A1、A2表的示数，根据测量数据作出如图（c）所示的I2-I1图像，由图像可得：电池的电动势为________V，内阻为________Ω。（保留到小数点后两位）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，宽度为L、足够长的匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．绝缘长薄板MN置于磁场的右边界，粒子打在板上时会被反弹(碰撞时间极短)，反弹前后竖直分速度不变，水平分速度大小不变、方向相反．磁场左边界上O处有一个粒子源，向磁场内沿纸面各个方向发射质量为m、电荷量为＋q、速度为v的粒子，不计粒子重力和粒子间的相互作用，粒子电荷量保持不变。(1)要使粒子在磁场中运动时打不到绝缘薄板，求粒子速度v满足的条件；(2)若v＝，一些粒子打到绝缘薄板上反弹回来，求这些粒子在磁场中运动时间的最小值t；(3)若v＝，求粒子从左边界离开磁场区域的长度s。14．（16分）如图所示,两个导热气缸竖直放置,底部由一细管连通(忽略细管的容积)．两气缸内各有一个活塞,左边气缸内活塞质量为2m,右边气缸内活塞质量为m,活塞与气缸无摩擦,活塞的厚度可忽略．活塞的下方为理想气体,上方为真空．当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h,活塞离气缸顶部距离为2h,环境温度为T1．(i)若在右边活塞上放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T1);

(ii)在达到上一问的终态后,环境温度由T1缓慢上升到5T1,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差．15．（12分）如图所示，在0xa的区域I内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，在xa的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它们的磁感应强度均为B0，磁场边界与x轴交于P点。一质量为m，电荷量为q（q0）的粒子沿x轴从原点O水平射入磁场。当粒子射入速度不大于时，粒子在磁场中运动的时间都相等，不计重力：（1）求速度v0的大小；（2）若粒子射入速度的大小为2v0，求粒子两次经过边界到P点距离的比值；（结果可带根号）（3）若调节区域II磁场的磁感应强度大小为λB0，使粒子以速度nv0（n1）从O点沿x轴射入时，粒子均从O点射出磁场，求n与λ满足的关系。

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、C【解题分析】

AB．对物体受力分析如图所示，正交分解，根据平衡条件列出方程随着的增大，减小，增大，选项AB错误；C．当物块恰好滑动时得选项C正确；D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力与重力等大反向，始终不变，D错误。故选C。2、A【解题分析】

根据库仑定律，M、N两点电荷间的库仑力大小为，代入数据得M、N两点电荷在O点产生的场强大小相等，均为，M、N两点电荷形成的电场在O点的合场强大小为联立并代入数据得A．与分析相符，故A正确；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析不符，故D错误；故选：A。3、D【解题分析】

AB．由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点在最低点由机械能守恒定律得解得，故AB错误。C．在星球表面该星球的第一宇宙速度故C错误；D．星球质量密度故D正确。故选D。4、C【解题分析】

由安培定则可知在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，和在a点产生的磁场合磁感应强度为零，所以a点的合磁感应强度等于在a点产生的磁感应强度，同理可得b点和d点的合磁感应强度等于在这两点产生的磁感应强度，c点的合磁感应强度等于、和在c点产生的磁感应强度同向叠加的矢量和，所以c点的合磁感应强度最大，故C正确，ABD错误。故选C。5、C【解题分析】

A.带电粒子做曲线运动，受力指向曲线的内侧，所以所受电场力向左，带负电；A错；BC.电场力做负功，所以动能越来越小，电势能越来越大，速度越来越小B错；C,对；D.等势线的疏密程度反映场强大小，所以所受电场力越来越小，加速度越来越小，D错．故选C6、B【解题分析】

A．物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有联立解得该星球表面的重力加速度为，故A错误；BC．设该星球的第一宇宙速度为，该星球的质量为，在星球表面附近，则有解得故B正确，C错误；D．根据万有引力提供向心力有解得卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度，同步卫星的速度一定小于4.0km/s，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、ACE【解题分析】

A．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，故A正确；B．一切物质的分子处于永不停息的无规则运动之中，当铅片与金片接触时，会有一些铅的分子进入金片，同时，金的分子也会进入铅片，故B错误；C．温度是分子平均动能的标志，则温度升高，物体内分子平均动能增大，故C正确；D．根据热力学第三定律知，绝对零度只能接近，不可能达到，故D错误；E．根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E正确。故选ACE。8、BC【解题分析】

设斜面倾角为θ，则，解得；，；则将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度v/n沿水平方向抛出时，小球乙在空中运动的时间为t/n；小球乙落在斜面上时的位移为s/n2；小球乙落在斜面上时的动能为Ek/n2，选项A错误，BC正确；小球离斜面最远时，速度方向平行斜面，大小为，动量为，则将与小球甲质量相同的小球乙从斜面顶端以初速度v/n沿水平方向抛出时，小球乙离斜面最远时的动量为p/n，选项D错误；故选BC.9、BCD【解题分析】

A．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间引力大于斥力，所以液体表面具有收缩的趋势，选项A错误；B．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，选项B正确；C．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d的大小时可把分子当作球体处理，选项C正确；D．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，选项D正确；E．分子间距离在小于范围内，分子间距离减小时，引力斥力同时增大，分子力表现为斥力，选项E错误。故选BCD。10、AB【解题分析】

A．从同一高度水平发出两个速度不同的排球，根据平抛运动规律，竖直方向上有可知两排球下落相同高度所用的时间相等，A项正确；B．由可知两排球下落相同高度时在竖直方向上的速度相同，B项正确；C．由平抛运动规律可知水平方向上有x=vt，可知速度较大的排球通过相等的水平距离所用的时间较少，C项错误；D．由于做平抛运动的排球在竖直方向的运动为自由落体运动，两排球在落地前的一小段相等时间内下降的高度相同，D项错误。故选AB。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、滑块和遮光条的总质量MmglD【解题分析】

(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为v＝(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M。(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为Ep＝mgl(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是mgl＝(m+M)·()2应该是图像，ABC错误，D正确。故选D。12、2R2R0R4图(a)1.490.49【解题分析】

(1)[1]．测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位2。(2)[2]．测量电压的仪表：应将定值电阻R2与A2串联，使其成为改装后量程为的电压表。(3)[3]．干电池内阻太小，应选择与内阻阻值相当的定值电阻R0来保护电源。(4)[4]．若要求A1表电流在0.1A-0.5A范围内连续可调。则滑动变阻器最大值为最小值则滑动变阻器应选择R4。(5)[5]．因改装后的电压表内阻已知，则为消除电流表内阻对测量精度可能造成的影响，在给出的两种电路原理图中，应选择图（a）。(6)[6][7]．由图可知电流计读数为I2=298μA，对应的电压值为则电池的电动势为E=1.49V，内阻为四、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）；（2）；（3）4【解题分析】

(1)设粒子在磁场中运动的轨道半径为r1，则有qvB＝m如图(1)所示，要使粒子在磁场中运动