黑龙江省2024年寒假高三物理巩固测试试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、下列关于原子核的说法正确的是（ ）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中，粒子的穿透能力最强
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
2、如图所示，重型自卸车装载一巨型石块，当利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下．以下说法正确的是（ ）
A．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的压力不变
B．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的摩擦力变大
C．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的作用力变大
D．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块受到的合力不变
3、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2. 49 eV的金属钠，下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短
B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eV
D．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV
4、阴雨天里积雨云会产生电荷，云层底面产生负电荷，在地面感应出正电荷，电场强度达到一定值时大气将被击穿，发生闪电。若将云层底面和地面看作平行板电容器的两个极板，板间距离记为，电压为，积雨云底面面积约为。若已知静电力常量与空气的介电常数，由以上条件是否能估算出以下物理量（ ）
①云层底面与地面间的电场强度
②云层底面与地面构成的电容器的电容
③云层底面所带电量
A．只能估算出①
B．只能估算出①和②
C．只能估算出②和③
D．①②③均能估算出
5、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()具有放射性，氡222衰变为钋218()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
6、与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图，汤姆生通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
B．乙图，氢原子的能级结构图，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
C．丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
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、如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，在这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f，那么这段时间内( )
A．小车做加速度逐渐减小的加速运动
B．小车做匀加速运动
C．电动机所做的功为
D．电动机所做的功为
8、一列简谐横波，在时的波动图象如图甲所示，介质中处的质点A的振动图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波速大小是
B．这列波的频率为
C．这列波沿x轴正方向传播
D．内，图甲中质点P的平均速率大于质点Q的平均速率
9、一辆汽车在平直路面上从静止开始在1500 N的合外力作用下以恒定加速度启动，当速度达到20 m/s时功率达到额定功率，接着以额定功率继续加速，最后以30m/s的最大速度匀速运动，整个运动过程中汽车所受阻力恒定，下列说法正确的是
A．汽车的额定功率为60kW B．汽车的额定功率为90kW
C．汽车受到的阻力大小为2000N D．汽车受到的阻力大小为3000N
10、甲、乙两车在同一平直公路上运动，两车的速度v随时间t的变化图象如图所示。下列说法正确的是
A．t1时刻两车一定相遇
B．在t2时刻两车的动能一定相等
C．在t1 t2时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度
D．若两车的额定功率相同，行驶过程中受到的阻力也相同，则两车的最大速度一定相同
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）某小组在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
(1)某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量从悬点到摆球上端的长度L=0.9997m，如图甲所示，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，則该摆球的直径为_______mm，单摇摆长为_______m
(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_____(填正确答案标号)
A．测量周期时，从摆球经过平衡位置计时误差最小
B．实验中误将49次全振动记为50次，则重力加速度的测量值偏大
C．质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的进行实验，测得的重力加速度误差较小
12．（12分）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。
(1)实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度。
(2)如图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度_______cm；实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为__________m/s。在本次实验中还需要读出和测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和__________（文字说明并用相应的字母表示）。
(3)本实验通过比较钩码的重力势能的减小量__________和__________（用以上物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能守恒。
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，真空中有以（r，0）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y=r的虚线上方足够大的范围内，有方向沿y轴负方向的匀强电场，电场强度的大小为E，从O点在纸面内向各个方向发射速率相同的质子。已知质子在磁场中的轨迹半径也为r，质子的电量为q，质量为m。
(1)速度方向与x轴正方向成30°角（如图中所示）射入磁场的质子，将会进入电场，然后返回磁场，请在图中画出质子的运动轨迹；
(2)在(1)问下，求出从O点射人的质子第二次离开磁场所经历的时间。
14．（16分）如图所示，半径为的光滑圆弧轨道，与半径为的半圆光滑空心管轨道平滑连接并固定在竖直面内，粗糙水平地面上紧靠管口有一长度为L=2.5m、质量为M=0.1 kg的静止木板，木板上表面正好与管口底部相切，处在同一水平线上。质量为m2= 0.05 kg的物块静止于B处，质量为m1=0.15kg的物块从光滑圆弧轨道项部的A处由静止释放，物块m1下滑至B处和m2碰撞后合为一个整体。两物块一起从空心管底部C处滑上木板，两物块恰好没从木板左端滑下。物块与木板之间的动摩擦因素μ=0.3，两物块均可视为质点，空心管粗细不计，重力加速度取g=10m/s2。求：
(1)物块m1滑到圆弧轨道底端B处未与物块m2碰撞前瞬间受到的支持力大小；
(2)物块m1和m2碰撞过程中损失的机械能；
(3)木板在地面上滑行的距离。
15．（12分）如图'水平地面上固定着竖直面内半径R=2.75m的光滑圆弧槽，圆弧对应的圆心角为37°，槽的右端与质量m=lkg、长度L=2m且上表面水平的木板相切，槽与木板的交接处静止着质量m1=2kg和m2=1kg的两个小物块（可视为质点）。现点燃物块间的炸药，炸药爆炸释放的化学能有60%转化为动能，使两物块都获得水平速度，此后m2沿圆弧槽运动，离开槽后在空中能达到的最大高度为h=0.45m。已知m1与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块到达圆弧槽左端时的速率v；
(2)炸药爆炸释放的化学能E；
(3)木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量Q。
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】
A．核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，故A错误；
B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，故B错误；
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，故C错误；
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损，一定会放出核能，故D正确。
故选D。
2、B
【解析】
AB．货物处于平衡状态，则有：mgsinθ=f，N=mgcosθ，θ增大时，支持力FN逐渐减小，静摩擦力Ff增大．由牛顿第三定律可知，石块对车厢的压力会减小．故A错误，B正确；
CD．石块开始下滑时受力近似平衡，自卸车车厢倾角变大，石块向下做加速运动，且加速度随角度增大而增大，石块受到的合外力变大；石块对车厢的正压力和摩擦力均减小，可知石块对车厢的作用力变小，故CD错误．
3、D
【解析】
这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em-En（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故A B错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV．故C错误，D正确．故选D．
4、D
【解析】
①两极板间的电压已知，两极板间的距离已知，根据可知云层底面与地面间的电场强度；
②已知积雨云底面面积约为，板间距离为、而静电力常量与空气的介电常数，根据电容器的决定式可以估算电容器的电容；
③根据可以估算云层底面所带电量，
故ABC错误，D正确。
故选D。
5、D
【解析】
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
氡气浓度减小1.5%时有
解得：
t=3T=11.4天
故ABC错误，D正确。
故选D。
6、B
【解析】
A．甲图为卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的概念，建立了原子的核式结构模型，故A错误；
B．乙图中，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射的光子种类为
即共辐射出6种不同频率的光子，故B正确；
C．丙图的“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了光子说，建立了光电效应方程，故C错误；
D．重核裂变称为链式反应是因为生成的多个中子继续作为反应物又轰击铀核，反应方程为
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、AD
【解析】
AB．小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式P=Fv可知，牵引力不断减小，根据牛顿第二定律，
P/v f=ma
故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故A正确，B错误；
CD．对小车启动过程，根据动能定理，有
W电 fs=
这段时间内电动机所做的功为
W电=fS+
故C错误，D正确．
故选AD.
点睛：小车电动机的功率恒定，速度不断变大，牵引力不断减小，故小车的运动是加速度不断减小的加速运动；结合动能定理列式求解电动机所做的功．
8、BCD
【解析】
A．根据图甲可得，该波的波长；由图乙可得，该波的周期，则波速
A错误；
B．波的传播周期和振源的振动周期相同，波源的振动频率
B正确；
C．由题图乙可知时，质点A的振动方向向下，在题图甲中根据“上坡下，下坡上”法可知，波沿x轴正方向传播，C正确；
D．0.5~0.75s内，质点P在周期内通过的路程大于一个振幅，质点Q在周期内通过的路程小于一个振幅，平均速率等于路程比时间，所以质点P的平均速率比质点Q的平均速率大，D正确。
故选BCD。
9、BD
【解析】
当速度达到v1=20m/s时功率达到额定功率P，最大速度为v2=30m/s，匀加速时
其中
匀速时
联立解得：
P=90000W=90kW，f=3000N
A. 汽车的额定功率为60kW，与计算结果不符，故A错误．
B. 汽车的额定功率为90kW，与计算结果相符，故B正确．
C. 汽车受到的阻力大小为2000N，与计算结果不符，故C错误．
D. 汽车受到的阻力大小为3000N，与计算结果相符，故D正确．
10、CD
【解析】
由题中“两车的速度v随时间t的变化图象如图所示”可知，本题考查由v-t图像判断物体运动，根据v-t图像规律可分析本题。
【详解】
A．t1时刻辆车运动速度大小相等，但是辆车位移不同，不能相遇，故A错误；
B．由于不知道辆车质量，故无法判断动能情况，故B错误；
C．在t1 t2时间内，甲车的位移大于乙车，时间相同，根据公式
可知，乙车的平均速度小于甲车的平均速度，故C正确；
D．根据公式
可知，当到达最大速度时，动力与阻力为平衡力，大小相等，所以两车的额定功率相同，行驶过程中受到的阻力也相同时，则两车的最大速度一定相同，故D正确。
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、9.6 1.0045 AB
【解析】
(1)[1][2]．由游标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整毫米数为9 mm，游标尺中第6条刻度线与主尺刻度线对齐，所以摆球的直径d=9 mm+6×0.1 mm=9. 6 mm，单摆摆长为（0.999 7+0.004 8）m=1. 0045m。
(2)[3]．单摆摆球经过平衡位置时的速度最大，经过最大位移处的速度为0，在平衡位置计时误差最小，A项正确；实验中将49次全振动记成50次全振动，测得的周期偏小，则重力加速度的测量值偏大，B项正确；摆球体积较大，空气阻力也大，不利于提高测量的精确度，C项错误。故选AB。
12、0.52cm 滑块释放位置遮光条到光电门的位移s mgs 钩码和滑块的动能增加量之和
【解析】
(2)[1]游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；
[2]由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为
[3]根据实验原理可知，该实验中需要比较钩码和滑块所组成的系统重力势能的减小量与钩码和滑块所组成的系统动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒，故需要测量的物理还有：滑块释放位置遮光条到光电门的位移s
(3)[4][5]钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为
因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒
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)如图所示。
(2)质子射入磁场后做匀速圆周运动，有
可得
质子在磁场中转过角后从C点垂直电场线进入电场，设时间为
从C点到D点匀速运动
解得
从D点减速到F点做匀减速运动
解得
从F点到D点时间为，从D点到C点时间为，从C点到M点做匀速圆周运动
总时间
14、 (1)N=4.5N；(2)△E=0.3J；(3)x=2.5m
【解析】
（1）物块m1从A到B由动能定理:
①
所以:
v1=4m/s②
对m1在B点受力分析得:
③
解得:
N=4.5N④
（2）两物块碰撞前后动量守恒:
m1v1=（m1+m2）v2⑤
解得:
v2=3m/s⑥
由能量守恒:
⑦
损失机械能:
△E=0.3J⑧
（3）设两物块碰撞后的整体质量为m，m大小为0.2kg木板与地面之间的动摩擦因素为μ1。从B到C由动能定理:
⑨
得:
v3=5m/s⑩
物块滑上木板后，物块先做匀减速，木板匀加速，直到共速，物块的加速度为:
木板的加速度为:
当物块与木板共速时:
v3-a1t=a2t
共速时的速度为
v=a2t
物块恰好没滑下木板，相对位移为:
共速时木板的位移为:
物块与木板共速后一起匀减速，加速度为:
共速后继续滑行的距离为:
木板的位移:
x=x1+x2
综上可解得木板的位移为:
x=2.5m
15、（1）5m/s；（2）45J；（3）3J。
【解析】
(1)m2离开圆弧槽后，在空中的飞行过程的逆过程是平抛运动
分解m2离开圆槽时的速度v，有
根据平抛运动规律得
代入数据联立解得
v=5m/s
(2)设炸药爆炸后，m1、m2获得的速率分别为力、
m2运动过程中，由机械能守恒定律有：
代入数据得
=6m/s
爆炸过程中，由动量守恒定律有
代人入数据得
=3m/s
由题意有
60%E=
代入数据联立解得
E=45J
(3)对物块m1有
对木板m2有
代入数据得
=2m/s2
=1m/s2
设经过时间t′达到共同速度v'有：
代入数据得
t′=1s
v'=1m/s
此过程中：m1的位移
=2m
木板的位移
=0.5m
相对位移=1.5m
由
得
=1m/s2
又：，故假设成立
设此后木板发生的位移为
由运动学规律有
代入数据得
=0.5m
整个过程中，木板与地面间因摩擦而产生的热量
代入数据联立解得
Q=3J
