吉林省扶余市一中2024年高三物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

吉林省扶余市一中2024年高三物理第一学期期末学业水平测试试题考生须知：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、氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、A．HαB．同一介质对HαC．同一介质中HδD．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则H2、在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的()A．很小的不透明圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板3、如图所示为某稳定电场的电场线分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，B、C点为空心导体表面两点，A、D为电场中两点。下列说法中正确的是（）A．D点的电势高于A点的电势B．A点的电场强度大于B点的电场强度C．将电子从D点移到C点，电场力做正功D．将电子从B点移到C点，电势能增大4、一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于（）A．物体势能的增加量B．物体动能的增加量C．物体动能的增加量加上物体势能的增加量D．物体动能的增加量减去物体势能的增加量5、空间存在一静电场，x轴上各点电势随x变化的情况如图所示。若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，Ek-t图线，Ep-t图线正确的是（）A． B． C． D．6、已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2（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． B． C． 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、如图所示，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（）A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为EB．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3EC．e点的电势高于f点的电势D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小8、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（）A．该卫星运行周期可根据需要任意调节B．该卫星所在处的重力加速度为C．该卫星运动动能为D．该卫星周期与近地卫星周期之比为9、如图，质量为M、长度为L的长木板静止在光滑水平面上，质量为m的小铁块以水平初速度v0从木板左端向右滑动，恰好不会从木板右端滑出。下列情况中，铁块仍不会从木板右端滑出的是（）A．仅增大m B．仅增大MC．仅将m和L增大为原来的两倍 D．仅将M和L增大为原来的两倍10、如图，从P点以水平速度v将小皮球抛向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小皮球在空中飞行的过程中（）A．在相等的时间内，皮球动量的改变量相同B．在相等的时间内，皮球动能的改变量相同C．下落相同的高度，皮球动量的改变量相同D．下落相同的高度，皮球动能的改变量相同三、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）某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球．（1）张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝____mm，使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1，经过最低点的挡光时间为Δt2.（2）戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器，已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动，通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1，在最低点时绳上的拉力大小是F2.（3）如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，张小明同学还需要测量的物理量有_____（填字母代号）．戴小军同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）．A．小球的质量mB．轻绳的长度LC．小球运行一周所需要的时间T（4）根据张小明同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：________________(用题目所给得字母表示）（5）根据戴小军同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：____________________(用题目所给得字母表示）12．（12分）某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径，重力加速度为g。请回答下列问题：(1)小铁球经过光电门时的瞬时速度v=______（用题中所给字母表示）。(2)如果d、t、h、g满足关系式______，就可验证机械能守恒定律。(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案主要的两个优点是______。A．不需要测出小铁球的质量B．电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0C．消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响D．数据处理大大简化四、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，物流转运中心的水平地面上有一辆质量M=4kg、长L=1.4m的平板小车，在平板车的右端放有质量m=1kg的快件(可视为质点)，快件与平板车间的动摩擦因。物流中心的工作人员要将快件卸到地面上，他采用了用水平力F拉小车的方式，重力加速度g=10m/s2，不计小车与地面间的摩擦阻力，求：(1)要让快件能相对平板车滑动，需要施加的最小水平力F0；(2)若用F=28N的水平恒力拉小车，要将快件卸到地面上，拉力F作用的最短时间t为多少。14．（16分）如图所示，水平面上固定一倾角为=37°的斜面体，在其左侧一定距离有一水平桌面，现将一可视为质点的物块A由水平桌面的左端以初速度v0=6m/s向右滑动，滑到右端时与物块B发生弹性碰撞，物块B离开桌面后,经过一段时间，刚好无碰撞地由光滑固定的斜面体顶端C点滑上斜面体已知桌面两端之间的距离为x=4.0m，mB=1kg，物块A与水平桌面之间的动摩擦因数为μ=0.25，桌面与斜面体C点的高度差为h=0.45m，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，忽略空气阻力。求：（1）物块A的质量；（2）如果斜面体C点距离水平面的高度为H=4.8m，求从物块A开始运动到物块B到达D点的总时间。15．（12分）如图所示，在xOy平面坐标系的第一象限内的某区域存在匀强磁场，在第二象限内存在沿x正方向的匀强电场，电场强度的大小为E=5×103V/m。曲线OC上分布着大量比荷为=105C/kg的正电荷，曲线OC上各点的坐标满足y2=k|x|，C点的坐标为(－0.1，0.2)。A点在y轴上，CA连线平行于x轴，D点在x轴上且OD=OA。现所有正电荷由静止释放，在第一象限内磁场的作用下都沿垂直x轴方向通过了D点。不计正电荷所受的重力及电荷间的相互作用力。求：(1)正电荷通过y轴时的速度与纵坐标的关系；(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；(3)匀强磁场区域的最小面积。

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、A【解题分析】试题分析：根据hν=Em-波长越大，频率越小，故Hα的频率最小，根据E=hν可知Hα对应的能量最小，根据hν=Em-En可知Hα对应的前后能级之差最小，A正确；Hα的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据v=cn可知Hα的传播速度最大，BC错误；【题目点拨】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．2、D【解题分析】

很大的中间有大圆孔的不透明挡板和很大的不透明圆板不会发生衍射现象，很小的不透明圆板出现泊松亮斑．【题目详解】A．用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；

B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故B错误；

C．很大的不透明圆板时后面是一片阴影，不会出现衍射现象，故C错误；

D．用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，即发生衍射现象，故D正确．【题目点拨】该题考查单孔衍射的图样，要牢记单孔衍射和单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系的，不同的障碍物或孔出现的衍射图样是不一样的．3、A【解题分析】

A．沿电场线方向电势降低，所以D点的电势高于A点的电势，A正确；B．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，B错误；C．电子带负电，所以将电子从D点移到C点，电场力与运动方向夹角为钝角，所以电场力做负功，C错误；D．处于静电平衡的导体是等势体，所以B、C两点电势相等，根据可知电子在B、C两点电势能相等，D错误。故选A。4、C【解题分析】

物体受重力和支持力，设重力做功为WG，支持力做功为WN，运用动能定理研究在升降机加速上升的过程得：WG+WN=△EkWN=△Ek-WG根据重力做功与重力势能变化的关系得：WG=-△Ep所以有：WN=△Ek-WG=△Ek+△Ep。A．物体势能的增加量，与结论不相符，选项A错误；B．物体动能的增加量，与结论不相符，选项B错误；C．物体动能的增加量加上物体势能的增加量，与结论相符，选项C正确；D．物体动能的增加量减去物体势能的增加量，与结论不相符，选项D错误；故选C。5、B【解题分析】

AB、由图可知，图像的斜率表示电场强度，从到的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B正确，A错误；C、粒子在运动过程中，受到沿x轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知图像的斜率先变小再变大，在位置的斜率为零，故C错误；D、由于粒子带负电，根据电势能可知，变化规律与变化规律相反，故D错误；图线正确的是选B。6、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：运动的周期之比：在一个周期内扫过的面积之比为：面积速率为，可知面积速率之比为，故A正确，BCD错误。故选A。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、AC【解题分析】

A．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为故B错误；C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。故选AC。8、BC【解题分析】

A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；B．由可知则该卫星所在处的重力加速度是选项B正确；C．由于则该卫星的动能选项C正确；D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为选项D错误。故选BC。9、ACD【解题分析】

由动量守恒和能量关系可知联立解得A．仅增大m，则∆x不变，即物块仍恰好从木板右端滑出，选项A正确；B．仅增大M，则∆x变大，即物块能从木板右端滑出，选项B错误；C．将m增大为原来的两倍，则∆x不变，而L增大为原来的两倍，物块不能从木板右端滑出，选项C正确；D．仅将M增大为原来的两倍，则∆x变大，但是不会增加到原来的2倍，而L增加到原来的2倍，可知木块不会从木板上滑出，选项D正确；故选ACD。10、AD【解题分析】

A．因物体在空中只受重力，所以在相等的时间间隔内，皮球受到的冲量均为mgt，故皮球受到的冲量相同，根据动量定理可得，皮球动量的改变量相同，故A正确；B．在相等的时间间隔内，皮球下落的高度不同，故重力做的功不相等，即合外力做功不等，故皮球动能的改变量不同，故B错误；C．下落相同的高度，时间并不相等，故皮球受到的重力的冲量不相等，故皮球动量的增量不相同，故C错误；D．下落相同的高度，重力做功均为mgh，故重力做功相等，小球动能的增量相同，故D正确。故选AD。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、5.700BAF2－F1＝6mg【解题分析】

（1）[1]．螺旋测微器固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为20.0×0.01mm，故最终读数为两者相加，即5.700mm.（3）[2][3]．根据小明同学的实验方案，小球在最高点的速度大小为v1＝小球在最低点的速度大小为v2＝设轻绳长度为L，则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有化简得所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度L；根据小军同学的实验方案，设小球做圆周运动的半径为r，则小球在最低点有在最高点有从最低点到最高点依据机械能守恒定律有联立方程化简得F2－F1＝6mg所以小军同学还需要测量的物理量就是小球的质量m.（4）[4]．由（3）可知，根据小明同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为（5）[5]．由（3）可知，根据小军同学的思路，验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为F2－F1＝6mg.12、BC【解题分析】

(1)[1]用平均速度代替小铁球经过光电门时的瞬时速度，即(2)[2]若小铁球机械能守恒，则有可得(3)[3]比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点：一是消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响；二是电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0，故BC正确，AD错误。故选BC。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)20N(2)1s【解题分析】

(1)当快件刚要相对小车滑动时，拉力F最小，有对快件：对快件及小车整体：解得：(2)当撤去拉力F后快件刚好能到达小车左端时，拉力F作用时间最短，设F的最短作用时间为tm，F作用时间内，快件在小车上滑动距离为L1，撤去拉力F时，快件的速度v1，小车的速度为v2，有对快件：对小车：另有撤去F后，有解得：s14、（1）1kg；（2）2.1s。【解题分析】

（1）由平抛运动规律，