2023-2024学年重庆市涪陵高级中学物理高三第一学期期末经典试题含解析

彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束S1和S2，然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S1和S2相遇形成干涉，被探测器接收。精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0。当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0。下列说法正确的是A．引力波可以超光速传播B．引力波不能传播能量C．探测器接收到的两束波的频率相同D．无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为06、某电梯的最大速度为2m/s，最大加速度为0.5m/s2。该电梯由一楼从静止开始，到达24m处的某楼层并静止.所用的最短时间是（　　）A．12sB．16sC．18sD．24s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．如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量损失，这样的热机效率可以达到100%B．质量不变的理想气体等温膨胀时一定从外界吸收热量C．冬天空调制热时，房间内空气的相对湿度变小D．压缩气体需要力表明气体分子间存在斥力E.当液体与固体接触时，如果附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏则液体与固体之间表现为不浸润8、如图所示，一个边长为l的正六边形的区域内有匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。在点处的粒子源发出大量质量为电荷量为的同种粒子，粒子的速度大小不同，方向始终沿方向。不计粒子间的相互作用力及重力，下列说法正确的是（　　）A．速度小于的粒子在磁场中运动的时间一定相同B．速度大于的粒子一定打在边上C．经过点的粒子在磁场中运动的时间为D．垂直打在边上的粒子在磁场中运动的时间为9、下列说法正确的是（　　）A．人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象B．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关E.火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低10、如图,L形木板置于粗糙水平面上,光滑物块压缩弹簧后用细线系住。烧断细线,物块弹出的过程木板保持静止,此过程(　　)A．弹簧对物块的弹力不变B．弹簧对物块的弹力逐渐减小C．地面对木板的摩擦力不变D．地面对木板的摩擦力逐渐减小三、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）某同学利用如图所示的装置来测量动摩擦因数，同时验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内的一斜面下端与水平面之间由光滑小圆弧相连，斜面与水平面材料相同。第一次，将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，测出斜面长度为l，斜面顶端与水平地面的距离为h，小滑块在水平桌面上滑行的距离为X1（甲图）；第二次将左侧贴有双面胶的小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测出整体沿桌面滑动的距离X2（图乙）。已知滑块A和B的材料相同，测出滑块A、B的质量分别为m1、m2，重力加速度为g。(1)通过第一次试验，可得动摩擦因数为μ=___________；（用字母l、h、x1表示）(2)通过这两次试验，只要验证_________，则验证了A和B碰撞过程中动量守恒。（用字母m1、m2、x1、x2表示）12．（12分）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）(1)下列实验步骤正确的是________A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______。（结果保留两位有效数字）(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为______。A．B．C．D．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）在轴正半轴分布有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场。让质量为，电荷量为的带正电小球从坐标原点静止释放，运动轨迹如图所示，运动到最低点时恰好进入一竖直向上场强为的匀强电场，重力加速度为，不计空气阻力，求：(1)小球到达最低点的速率；(2)小球在电场中运动的时间及离开电场时与轴的距离。14．（16分）如图所示，在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。若撤去该区域内的磁场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子恰好从A点射出；若撤去该区域内的电场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子将在该区域内做匀速圆周运动。粒子重力不计。求：(1)粒子做匀速圆周运动的半径r；(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时，粒子在该区域内运动的时间之比。15．（12分）如图所示，MN是半径为R=0.8m的竖直四分之一光滑弧轨道。竖直固定在水平桌面上，轨道末端处于桌子边缘并与水平桌面相切于N点。把一质量为m=1kg的小球B静止放于N点，另一个与B完全相同的小球A由M点静止释放，经过N点时与B球发生正碰，碰后粘在一起水平飞出，落在地面上的P点，若桌面高度为h=1.25m，取重力加速度g=l0m/s2。不计空气阻力，小球可视为质点。求：(1)与B球碰前瞬间，A球的速度大小：(2)A、B两球碰后瞬间的共同速度大小；(3)P点与N点之间的水平距离x。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、D【解析】设球的重力为G，杆对球的拉力方向与竖直方向的夹角为，球与木板的动摩擦因数为，球处于静止状态，受力平衡，对球受力分析，受到重力G、杆子的拉力T、木板对球的支持力N以及木板对球水平向右的滑动摩擦力f，根据平衡条件得：，，而，解得：木板处于静止状态，再对木板受力分析，根据平衡条件可知，水平方向有：，根据图象可知，从甲到乙再到丙，增大，则f增大，所以F增大，故，A．综上分析，A错误；B．综上分析，B错误；C．综上分析，C错误；D．综上分析，D正确。故选D。2、D【解析】A．可以用整体法处理问题，所以不在乎同队员之间的绳水平。相持阶段小朋友队和大人队脚下属于静摩擦力，永远相等，所以选项A错误。BC．当倾斜的绳上拉力增大时，大人队的压力更加大于其重力，最大静摩擦力也增大，而小朋友队和地面之间的压力小于其总重力，脚下会产生滑动摩擦力，平衡被打破，小朋友队败而且还有加速度，两队摩擦力大小不等。所以选项BC错误。D．作用力与反作用力永远相等，无论拔河的哪个阶段，绳上A点对B点的拉力，其大小一定等于B点对A点的拉力，所以选项D正确。故选D。3、D【解析】A、无线电波（电磁波）在真空的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；BC、由公式可知：，频率变大，波长变短，衍射本领变弱，故BC错误；D、无线电波（电磁波）频率越高，周期越小，相同时间内可承载的信息量越大，故D正确．4、C【解析】根据题意可知，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图根据几何知识得：,联立得：A.与上述计算结果不相符，故A错误；B.与上述计算结果不相符，故B错误；C.与上述计算结果相符，故C正确；D.与上述计算结果不相符，故D错误。5、C【解析】A、B项：由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故A，B均错误；C项：光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D项：两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波作用时的传播路程一定不同，故D错误。点晴：此题属于科普信息阅读题，一般从文章中结合学过的知识即可直接获得答案，难度一般不会太难，但是需要学生能够快速阅读，并从文章中准确的获得关键信息，也体现了北京高考灵活性高的特点。6、B【解析】电梯加速运动的时间为加速运动的位移根据对称性，减速运动的时间也为4s，位移也为4m，匀速运动时间为故电梯运动的最短时间为t=4s+4s+8s=16sB正确，ACD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、BCE【解析】A．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%，故A错误；B．理想气体在等温膨胀的过程中内能不变，同时对外做功，由热力学第一定律知，一定从外界吸收热量，故B正确；C．密闭房间内，水汽的总量一定，故空气的绝对湿度不变，使用空调制热时，房间内空气的相对湿度变小，故C正确；D．压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差．不能表明气体分子间存在着斥力，故D错误；E．液体与固体接触时，如果附着层被体分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润，故E正确。故选BCE．【点睛】热机的效率不可能达到100%；理想气体在等温膨胀的过程中内能不变，由热力学第一定律进行分析；相对湿度，指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比；压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差；浸润和不浸润都是分子力作用的表现．8、ACD【解析】A．根据几何关系，粒子恰好经过点时运动半径由可知速度则速度小于的粒子均从边离开磁场，根据几何关系可知转过的圆心角均为，运动时间均为为粒子在磁场中的运动周期，A正确；BC．粒子恰好经过点时运动半径根据几何关系可知运动时间速度则速度大于的粒子一定打在边上，B错误，C正确；D．粒子垂直打在边上时，如图：根据几何关系可知圆心角为，运动时间D正确。故选ACD。9、ACD【解析】A．超声波比人耳听到的声波波长短，而波长越长越容易发生光的衍射，所以人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象，A正确；B．根据双缝干涉实验中相邻亮（暗）条纹的间距公式可知，光的频率越高，波长越短，光屏上出现的条纹越窄，所以B错误；C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波；所以C正确；D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，所以D正确；E．火车鸣笛向我们驶来，即波源与观察者相互靠近，我们听到的声音频率比声源振动的频率高，所以E错误。故选ACD。10、BD【解析】烧断细线，弹簧要恢复原状，弹簧对物块的弹力逐渐减小，故A错误，B正确。木板在水平方向上受到弹簧的弹力和地面的摩擦力，两个力处于平衡，由于弹簧的弹力逐渐减小，则地面对木板的摩擦力逐渐减小。故D正确、C错误。故选BD。【点睛】本题通过形变量的变化得出弹力变化是解决本题的关键，注意木块对木板没有摩擦力，木板所受的摩擦力为静摩擦力．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、【解析】(1)[1]．对小滑块下滑到停止过程，据动能定理得解得(2)[2]．对小滑块A滑到斜面最低点的速度为v1，在水平桌面上时，据牛顿第二定律得μm1g=m1a解得a=μg据速度位移关系公式得设A与B碰撞后速度为v2，同理得根据A、B碰撞过程动量守恒得m1v1=(m1+m2)v2联立解得12、BDE1.3C【解析】(1)[1]．AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故A错误，E正确；B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，应拿走砂桶，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C错误；D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带，获取多组实验数据，故D正确；故选BDE。(2)[2]．由于两计数点间还有两个点没有画出，故T=0.06s，由△x=aT2可得(3)[3]．由牛顿第二定律得2F=ma则a-F图象的斜率小车质量为故选C；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)，【解析】（1）小球在最低点时有，解得：，由于在最低点有唯一解，，得：，由，得，则：；（2）小球进入电场后，由于，故在复合场中做匀速圆周运动，进入电场时运动轨迹如图所示为半圆根据，，得：，则小球在电场中运动时间，由，得，小球由点运动到最低点过程中只有重力做功，设小球运动到最低点时下落的高度为，由动能定理得：，得：，综合（1）结论得，故圆周运动的圆心恰好在轴上，小球离开电场时与轴的距离：。14、(1)(2)【解析】(1)设粒子的电荷量为q，从O点进入三角形区城的初速度大小为v，电场的电场强度大小为E，磁场的磁感应强度大小为B，当三角形区域内同时存在电场和磁场时，粒子做匀速直线运动，有：qE=qvB当三角形区域内只存在电场时，粒子在该区城内做类平抛运动的轨连如图中图线1所示，设粒子在电场中运动的加速度大小为a，有：qE=ma设粒子从O点运动到A点的时间为t，沿OC方向有沿CA方向有当三角形区城内只存在碓協肘，粒子在垓区城内做匀速圆周运动速的轨迹如图中图线2所示，设圆周运动的半径为r，有：解得：(2)由(1)可得，当三角形区域内只存在电场时，粒子在该区域内运动的时间为：当三角形区域内只存在磁场时，由几何关系可知，粒子的运动轨迹对应的圆心角为：故粒子在该区域内运动的时间为：故15、(1)4m/s：(2)2m/s；(3)1.0m【解析】(1)小球在圆弧轨道内下滑的过程中，由动能定理可得解得(2)两个小球碰撞的过程中水平方向上的动量守恒，选取向右为正方向，设碰撞后的共同速度为，则解得(3)小球从N点飞出后做平抛运动，在竖直方向上有在水平方向上有：