2024学年广东省汕头市潮阳区潮师高级中学高三物理第一学期期末统考试题含解析

2024学年广东省汕头市潮阳区潮师高级中学高三物理第一学期期末统考试题 注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。

家庭装修中的射线来源往往是不合格的瓷砖、洁具等，瓷砖、
洁具释放的氡气(2286Rn )具有放射性，氡222衰变为钋218(21884Po )的半衰期为3.8天，则氡222衰变释放出的粒子和密
闭房间中氡气浓度减小1．5%需要的时间分别为
A ．电子，11.4天
B ．质子，7.6天
C ．中子，19天
D ．α粒子，11.4天
2、已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R 1和R 2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（ ） A ．12R R B ．21R R C ．12R R D ．21
R R 3、一个做变速直线运动的物体，其加速度方向不变而大小逐渐减小至零，那么该物体的运动情况不可能．．．是（ ） A ．速度不断增大，加速度减小到零时速度最大
B ．速度不断减小，加速度减小到零时速度也减小到零
C ．速度先减小后增大，加速度减小到零时速度最大
D ．速度先增大后减小，加速度减小到零时速度最小
4、小朋友队和大人队拔河比赛，小朋友队人数多，重心低，手握绳的位置低，A 、B 两点间绳倾斜，其余绳不一定水平，此可以简化为如图所示的模型。

相持阶段两队都静止，两队的总质量相等，脚与地面的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

各队员手紧握绳不滑动，绳结实质量不计。

以下说法正确的是（ ）
A ．相持阶段小朋友队和大人队所受地面的摩擦力大小不等
B ．无论相持还是胜败，两队脚与地面的摩擦力大小永远相等
C ．绳上拉力增大时，大人队会先败
D ．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
5、某银行向在读成人学生发放贷记卡，允许学生利用此卡存款或者短期贷款．一位同学将卡内余额类比成运动中的“速度”，将每个月存取款类比成“加速度”，据此类比方法，某同学在银行账户“
元”的情况下第一个月取出500元，第二个月取出1000元，这个过程可以类比成运动中的( )
A ．速度减小，加速度减小
B ．速度增大，加速度减小
C ．速度增大，加速度增大
D ．速度减小，加速度增大
6、利用引力常量G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ）
A ．地球的半径及地球表面附近的重力加速度（不考虑地球自转的影响）
B ．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C ．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D ．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
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、在粗糙水平桌面上，长为l=0.2m 的细绳一端系一质量为m=2kg 的小球，手握住细绳另一端O 点在水平面上做匀速圆周运动，小球也随手的运动做匀速圆周运动。

细绳始终与桌面保持水平，O 点做圆周运动的半径为r=0.15m ，小球与桌面的动摩擦因数为=0.6μ，210m/s g =。

当细绳与O 点做圆周运动的轨迹相切时，则下列说法正确的是（ ）
A ．小球做圆周运动的向心力大小为6N
B ．O 点做圆周运动的角速度为42rad/s
C ．小球做圆周运动的线速度为2m/s
D ．手在运动一周的过程中做的功为6πJ
8、核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。

是反应堆中发生的许多核反应中的一种，是某种粒子，是粒子的个数，用分别表示核的质量，表示粒子的质量，为真空中的光速，以下说法正确的是（ ）
A ．为中子，
B ．为中子，
C ．上述核反应中放出的核能
D ．上述核反应中放出的核能
9、回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，A 处粒子源产生质量为m 、电荷量为+q 的粒子，在加速电压为U 的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为B m 和加速电场频率的最大值f m 。

则下列说法正确的是（ ）
A ．粒子获得的最大动能与加速电压无关
B ．粒子第n 次和第n +1次进入磁场的半径之比为1:n n +
C ．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为2
π2BR t U
= D ．若 2πm m qB f m
<，则粒子获得的最大动能为2222πkm m E mf R = 10、分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是_____
A ．物体吸收热量同时对外做功，内能可能不变
B ．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的无规则性
C ．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E.两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大
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）某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”让小铁球从A 点自由下落，下落过程中经过A 点正下方的光电门B 时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t ，当地的重力加速度为g 。

(1)为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备的如下器材：铁架台、夹子、铁质小球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（20分度），请问还需要________（选填“天平”、“刻度尺”或“秒表”）；
(2)用游标卡尺测量铁球的直径。

主尺示数（单位为cm ）和游标的位置如图所示，则其直径为________cm ；
(3)用游标卡尺测出小球的直径为d ，调整AB 之间距离h ，记录下小球通过光电门B 的时间t ，多次重复上述过程，作出2
1t 随h 的变化图线如图乙所示。

若已知该图线的斜率为k ，则当地的重力加速度g 的表达式为________。

12．（12分）多用电表欧姆挡可以直接测量电阻。

如图所示，虚线框内的电路为欧姆挡的内部电路，a 、b 为红、黑表笔的插孔。

G 是表头，满偏电流为I g ，内阻为R g ，R 0是调零电阻，R 1、R 2、R 3、R 4分别是挡位电阻，对应挡位分别是“×1”“×10”“×100”“×1000”，K 是挡位开关。

(1)红黑表笔短接进行欧姆调零时，先选定挡位，调节滑片P，使得表头达到满偏电流。

设滑片P下方电阻为R'，满偏电流I g与流经电源的电流I的关系是_____（用题设条件中的物理量表示）。

(2)已知表头指针在表盘正中央时，所测电阻的阻值等于欧姆表的总内阻的值，又叫做中值电阻。

在挡位开关由低挡位调到高一级挡位进行欧姆调零时，调零电阻R0的滑片P应向______（填“上”或“下”）滑动，调零后，滑片P下方的电阻R'为原来挡位的______倍。

(3)把挡位开关调到“×100”，调零完毕，测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大。

要更准确测量该电阻的阻值，请写出接下来的操作过程_____________________________。

(4)要用欧姆挡测量某二极管的反向电阻，红表笔应接二极管的______极。

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）如图甲所示，玻璃管竖直放置，AB段和CD段是两段长度均为l1＝25 cm的水银柱，BC段是长度为l2＝10 cm的理想气柱，玻璃管底部是长度为l3＝12 cm的理想气柱．已知大气压强是75 cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度不变．将玻璃管缓慢旋转180°倒置，稳定后，水银未从玻璃管中流出，如图乙所示．试求旋转后A处的水银面沿玻璃管移动的距离．
14．（16分）如图所示为一种运动游戏，运动员从起跑线开始推着滑板加速一段相同距离后，再跳上滑板自由滑行，滑行距离远但又不掉入水池的为获胜者，其运动过程可简化为以下模型：一质量M=60kg的运动员用与水平方向成37︒角的恒力F斜向下推静止于A点、质量m=20kg的滑板，使其匀加速运动到P点时迅速跳上滑板（跳上瞬间可认为滑板速度不变），与滑板一起运动到水池边的B点时刚好停下，已知运动员在AP段所施加的力F=200N，AP长为x1，
μ=，不计滑板长和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37︒=0.6，PB长x2=24m，滑板与水平面间的动摩擦因数为0.2
求：
(1)AP长x1；
(2)滑板从A到B所用的时间t（保留两位有效数字）。

15．（12分）我国不少省市ETC联网已经启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称，汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。

假设汽车以v1＝12 m/s朝收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在距收费站中心线前d＝10 m处正好匀减速至v2＝4 m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v1正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过t0＝20 s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v1正常行驶，设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2。

求：
(1)汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小？
(2)汽车通过人工收费通道，应在离收费站中心线多远处开始减速？
(3)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少？
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
【解题分析】
氡222衰变为钋218的过程，质量数减少4，质子数减少2，可判断发生了α衰变，放出的粒子为α粒子；根据半衰期公式方程
01 2
T
t
N N ⎛⎫
= ⎪
⎝⎭余
氡气浓度减小1.5%时有
012.5%N N =余
解得：
t =3T =11.4天
故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

2、A
【解题分析】
公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：
3
2
R C T ＝ 运动的周期之比：
12T T 在一个周期内扫过的面积之比为：
2211122222
S R R S R R ππ＝＝ 面积速率为
S T
，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3、D
【解题分析】
A ．当速度的方向和加速度的方向相同时，则可以做加速度逐渐减小的加速运动，故A 正确；
B ．当加速度的方向和速度方向相反时，则可以做减速运动，当加速度减小到零时速度也恰好减小到零，故B 正确；
C ．刚开始的时候速度和加速度的方向相反，则先做减速运动，当减速到零时再做反向加速，加速度减小到零时速度最大，故C 正确；
D ．只有当加速度的方向和速度的方向相同时，做加速运动，因为加速度方向不变，所以无法再做减速运动，故D 错误。

故选D 。

4、D
【解题分析】
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 。

5、C
【解题分析】
将每个月取款类比成“加速度”，第一个月取出500元，第二个月取出1000元，说明加速度变大，将卡内余额类比成运动中的“速度”，卡内贷款变多，则速度增大，故C 正确。

故选C 。

6、D
【解题分析】
A ．根据地球表面物体重力等于万有引力可得：
2Mm G mg R
= 所以地球质量
G
gR M 2
= 故A 能计算出地球质量，A 项正确；
B ．由万有引力做向心力可得：
2222()Mm v G m m R R R T
π== 故可根据v ，T 求得R ，进而求得地球质量，故B 可计算，B 项正确；
CD ．根据万有引力做向心力可得：
222()Mm G m r r T
π= 故可根据T ，r 求得中心天体的质量M ，而运动天体的质量m 无法求解，故C 可求解出中心天体地球的质量，D 无法求解环绕天体地球的质量；故C 项正确，D 项错误；
本题选择不可能的，故选D 。

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、BCD
【解题分析】
A ．由几何关系可知小球做圆周运动的轨道半径
220.25m R r l =+=
小球做圆周运动，根据牛顿第二定律
n cos F T θ=
sin T mg θμ=
其中
0.153tan 0.24
r l θ=
== 解得 n 16N F =
选项A 错误；
B ．由于
2n F mR ω=
解得
42rad /s ω=
O 点做圆周运动的角速度和小球一样，所以选项B 正确；
C ．由于
2
n v F m R
= 解得
2m/s v =
选项C 正确；
D ．手在运动一周的过程中做的功等于小球克服摩擦力做的功，故
26J W mg R =⋅=μππ
选项D 正确。

故选BCD 。

8、BC
【解题分析】
AB.由核电荷数守恒知X 的电荷数为0，故X 为中子；由质量数守恒知a =3，故A 不符合题意，B 符合题意； CD.由题意知，核反应过程中的质量亏损△m =m u -m Ba -m Kr -2m n ，由质能方程可知，释放的核能△E =△mc 2=（m u -m Ba -m Kr -2m n ）c 2，故C 符合题意，D 不符合题意；
9、ACD
【解题分析】
A.当粒子出D 形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB =m 2
v R
，得 v =qBR m
则粒子获得的最大动能
E km =12mv 2=222
2q B R m
粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A 正确。

B.粒子在加速电场中第n 次加速获得的速度，根据动能定理
nqU =
12mv n 2 可得
v n 同理，粒子在加速电场中第n +1次加速获得的速度
v n+1
粒子在磁场中运动的半径r =mv qB
，则粒子第n 次和第n +1，故B 错误。

C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU ，则粒子被加速的次数
n =km E qU =22
2qB R mU
粒子在磁场中运动周期的次数
n ′=2n =2
2
4qB R mU
粒子在磁场中运动周期T =2m
qB π，则粒子从静止开始到出口处所需的时间
t =n ′T =2224qB R m mU qB π⨯=2
π2BR U
故C 正确。

D. 加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即2πqB
f m =，
当磁感应强度为B m 时，加速电场的频率应该为2πm Bm B q
f m = ，粒子的动能为E k =1
2mv 2。

当2πm
m qB f m ≥时，粒子的最大动能由B m 决定，则
2
m m mv qB v R =
解得粒子获得的最大动能为
()
2
km 2m qB R E m = 当2πm
m qB f m <时，粒子的最大动能由f m 决定，则
v m =2πf m R
解得粒子获得的最大动能为
E km =2π2mf m 2R 2
故D 正确。

故选ACD.
10、ACD
【解题分析】
A ．物体吸收热量同时对外做功，二者相等时，内能不变，故A 正确；
B ．布朗运动反映了液体分子运动的无规则性，故B 错误；
C ．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故C 正确；
D ．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D 正确；
E ．分子间的作用力若表现为引力，分子距离增大，分子力做负功，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子距离增大，分子力做正功，分子势能减少，故E 错误；
故选ACD 。

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、刻度尺 1.015 2
2
kd g = 【解题分析】
(1)[1]．根据实验原理和题意可知，还需要用刻度尺测量A 点到光电门的距离，故选刻度尺；
(2)[2]．20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm ，游标卡尺的主尺读数为1cm ，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为30.05mm=0.15mm ⨯，所以最终读数为：1cm+0.15m=1.015cm .
(3)[3]．根据机械能守恒的表达式有
212
mgh mv = 利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度有
d v t
= 整理后有
22
12g h t d = 则该直线斜率为
22g k d
= 可得
2
2
kd g = 12、g 0g
R I I R R '=+ 上 10 把挡位开关调到“10⨯”，将红黑表笔短接，调节0R 滑片P ，使指针指到零刻度，然后再进行电阻测量 正
【解题分析】
（1）[1]．表头电阻与0R 的上部分电阻串联，与R '并联，根据电流关系
()0g g g I R R R I I R '+-=+
'
得 o g g
R I R I R '+= （2）[2][3]．高一级挡位内阻是原级别的10倍
o g g g o R R E I R R I R R R ''=⋅++=内
所以R '应变为原来的10倍，所以应向上调节．
（3）[4]．指针偏转较大，说明所测量的电阻比较小，应换低一级挡位，即把挡位开关调到“10⨯”，将红黑表笔短接，调节0R 滑片P ，使指针指到零刻度，然后再进行电阻测量；
（4）[5]．测量二极管反向电阻，要求电流从二极管负极流入，正极流出，所以红表笔接二极管正极．
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、58cm
【解题分析】
气体发生等温变化，求出两部分气体的状态参量，然后应用玻意耳定律求出气体的体积，再求出水银面移动的距离．
【题目详解】
设玻璃管的横截面积为S ，选BC 段封闭气体为研究对象
初状态时，气体的体积为12V l S =
压强为P 1＝75 cmHg ＋25 cmHg ＝100 cmHg
末状态时，气体的体积为22V l S '=
压强为P 2＝75 cmHg －25 cmHg ＝50 cmHg
根据1122PV PV =
可得l 2′＝20 cm
再选玻璃管底部的气体为研究对象，初状态时，气体的体积为33V l S =
压强为P 3＝75 cmHg ＋25 cmHg ＋25 cmHg ＝125 cmHg
末状态时，气体的体积为43V l S '=
压强为P 4＝75 cmHg －25 cmHg －25 cmHg ＝25 cmHg
根据3344PV PV =
可得l 3′＝60 cm
A 处的水银面沿玻璃管移动了
l ＝(l 2′－l 2)＋(l 3′－l 3)＝10 cm ＋48 cm ＝58 cm
14、 (1)110m x =；【解题分析】
(1)设滑板在P 点的速度为v ，AP 段和PB 段加速度分别为a 1和a 2，PB 段根据牛顿第二定律可得 22=2m/s a g μ=
在AP 段根据牛顿第二定律可得
1cos (sin )3737F mg F ma μ︒︒-+=
解得
21 4.8m/s a =
根据速度位移关系可得
2112222v a x a x ==
联立可得
110m x =，v =
(2) 根据平均速度和位移的关系可得
012+2
t v v x x t +=
得
1222
x x t v +=s 15、 (1)138 m ； (2)72 m ； (3)25 s 。

【解题分析】
(1)过ETC 通道时，减速的位移和加速的位移相等，则
x 1＝22122v v a
- ＝64 m 故总的位移x 总1＝2x 1＋d ＝138 m.
(2)经人工收费通道时，开始减速时距离中心线为x 2＝212v a
＝72 m. (3)过ETC 通道的时间t 1＝12v v a
-×2＋2d v ＝18.5 s 过人工收费通道的时间t 2＝
1v a
×2＋t 0＝44 s x 总2＝2x 2＝144 m 二者的位移差Δx ＝x 总2－x 总1＝6 m
在这段位移内汽车以正常行驶速度做匀速直线运动，则Δt ＝t 2－(t 1＋1∆x v )＝25 s。