2024年山西省临汾同盛实验中学物理高三上期末综合测试试题含解析

2024年山西省临汾同盛实验中学物理高三上期末综合测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:3，两端共接有六只相同的小灯泡L1、L2、L3、L4、L5和L6（电阻恒定不变），变压器的原线圈接有输出电压U恒定的交流电源，六只小灯泡均发光．下列说法正确的是（）A．L1、L2、L3三只灯泡亮度一定相同B．小灯泡L2一定比L4亮C．交流电源输出电压U是小灯泡L4两端电压的4.5倍D．L1消耗的功率是L2消耗灯泡的2.25倍2、如图所示，一轻弹簣竖直固定在地面上，一个小球从弹簧正上方某位置由静止释放，则小球从释放到运动至最低点的过程中（弹簧始终处于弹性限度范围内），动能随下降高度的变化规律正确的是（）A． B．C． D．3、关于元电荷，正确的说法是（）A．元电荷就是点电荷.B．1C电量叫元电荷.C．元电荷就是质子.D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元.4、若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球从抛出到落地的位移为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．月球表面的重力加速度B．月球的质量C．月球的第一宇宙速度D．月球的平均密度5、如图甲所示是法拉第制作的世界上最早的发电机的实验装置。有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁体中实验时用导线连接铜盘的中心C。用导线通过滑片与钢盘的边线D连接且按触良好，如图乙所示，若用外力转动手柄使圆盘转动起来，在CD两端会产生感应电动势（）A．如图甲所示，产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个以C为圆心的同心圆环中的磁通量发生了变化B．如图甲所示，因为铜盘转动过程中穿过铜盘的磁通量不变，所以没有感应电动势C．如图乙所示，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自下而上D．如图乙所示，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自上而下6、研究光电效应现象的实验电路如图所示，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν0，元电荷电量为e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P＇上下对齐。现用频率为ν的光照射阴极K（ν>ν0），则下列说法错误的是A．该光电管阴极材料的逸出功为hν0B．若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hv-hv0+eUC．若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大D．若将滑片P＇向右滑动，则当滑片P、P＇间的电压为时，电流计G的示数恰好为0二、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、如图甲所示，A、B两平行金属板长为，两板间加如图乙所示的方波电压（图中所标数据均为已知量），质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板中线左端O点在t=0时刻以的速度平行金属板射入两板间，结果粒子在上板右端边缘附近射出，不计粒子的重力，则A．粒子带正电B．粒子从板间射出时的速度大小仍等于C．两金属板的距离为D．要使粒子仍沿中线射出，粒子从O点射入的时刻为,8、某型号的小灯泡其正常发光时的电压为4.0V，图甲为小灯泡的I-U曲线，现将该小灯泡与一电阻值为5.0Ω电阻串联后，再与一电动势E=5.0V、内阻r=5.0Ω的电源，按图乙的连接方式连接好。则下列说法正确的是（）A．此时电路中的电流为1AB．此时R的功率约为为0.392WC．小灯泡的功率约为为0.672WD．电源的输出功率接近1W9、如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点(O、A等高，不计A处摩擦)，轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接一个小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，α＝30°，β＝45°则（）A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变B．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时半圆弧中的小球P位置下移C．静止时剪断A处轻绳瞬间，小球P的加速度为gD．小球P与小球Q的质量之比为10、如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R．质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有A． B．C． D．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）某实验小组做“验证力合成的平行四边形定则”实验，涉及以下问题，请分析解答。(1)实验的部分步骤如下：①将橡皮筋的一端固定在点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连一个弹簧测力计②如图所示，沿相互垂直的两个方向分别拉两个弹簧测力计，使橡皮筋的绳套端被拉到某一点，由弹簧测力计的示数记录两个拉力、的大小，此时_________，______③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的绳套端拉至点，读出拉力大小并确定其方向④在如图所示的方格纸上以每格为标度，作出拉力、⑤应用平行四边形定则作出、的合力的图示，并按每格的标度读出合力的大小⑥若在误差允许的范围内，与满足__________，则验证了力合成的平行四边形定则(2)实验中，下列器材中必须要用的是__________(3)下列实验操作正确的是________。A．拉动橡皮筋时，弹簧测力计要与木板平面平行B．每次拉伸橡皮筋时，两个弹簧测力计间的夹角越大越好C．描点确定拉力方向时，两点间的距离应尽可能大一些12．（12分）某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d=_____mm（2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2，测出两光电门间的高度差h，则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。（3）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，保持光电门B的位置不变，多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t，作出图象如图丙所示，若图象斜率的绝对值为k，则图象与纵轴的截距意义为____，当地的重力加速度为____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．（10分）2020年2月18日，我国发射的嫦娥四号着陆器和玉兔二号探测器再次启动，打破了探测器在月球上工作的世界纪录，并将开始第15个月昼的科学探测活动。若着陆器与探测器总质量为，着陆过程简化如下：在距月面处悬停，当发动机推力为时，先竖直向下做匀加速直线运动；当发动机推力为时，随即做匀减速直线运动，且两个阶段加速度大小相等，刚好在距离月面时再次悬停，此过程总共用时，此后关闭发动机做自由落体运动，直到接触月球表面。月球表面重力加速度取，求：(1)探测器接触月球表面时的速度大小；(2)发动机施加推力的差值的大小。14．（16分）如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2V/m；以直线OM和正x轴为界，在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场．己知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：（1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？（2）粒子在磁场区域运动的总时间？（3）粒子最终将从电场区域D点离开电，则D点离O点的距离是多少？15．（12分）如图所示，两根平行的导电轨道M、N水平放置，相距为L。其末端放置一个与导轨垂直接触的质量为m的导体棒。导体棒距离地面的高度为h，且处在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B。当导轨中突然通以一个强电流脉冲时，导体棒向右抛出。导体棒运动过程中始终与地面水平，其水平射程为x。求：（1）导体棒抛出时速度的大小；（2）开关闭合瞬间流经电路的电荷量。

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】

设小灯泡L4两端电压为，则有副线圈的输出电压为，根据电压与匝数成正比，原线圈的输入电压为，L2、L3两只灯泡串联后的总电压为；设通过小灯泡L4电流为，根据电流与匝数成反比，则有原线圈电流为，根据欧姆定律可得通过L2、L3两只灯泡的电流为，根据并联分流可得通过L1灯泡的电流为，小灯泡L1两端电压为，根据串联分压可知交流电源输出电压，根据电功率公式可知，故C正确，A、B、D错误；2、D【解题分析】

小球在下落的过程中，动能先增大后减小，当弹簧弹力与重力大小相等时速度最大，动能最大，由动能定理得因此图象的切线斜率为合外力，整个下降过程中，合外力先向下不变，后向下减小，再向上增大，选项D正确，ABC错误。故选D。3、D【解题分析】

点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电体电荷量均是元电荷的整数倍．【题目详解】元电荷是最小的带电量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理量；故A错误；元电荷是带电量的最小值，大小是1.6×10【题目点拨】本题关键是对点电荷、元电荷的概念要有清晰的认识，同时要明确它们之间的区别，这是理清概念的一种重要方法．4、C【解题分析】

A．由小球平抛，依题意有则故A错误；B．由则故B错误；C．第一宇宙速度故C正确；D．根据则月球平均密度故D错误。故选C。5、C【解题分析】

AB．外力摇手柄使得铜盘转动产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个沿半径方向的铜棒在切割磁感线而产生的，故AB错误；CD．若用外力顺时针(从左边看)转动铜盘时，根据右手定则可得感应电流方向为C到D(电源内部)，D端是感应电动势的正极，所以通过R的电流自下而上，故C正确，D错误。故选C。6、C【解题分析】

A．由极限频率为ν0，故金属的逸出功为W0=hν0，A正确；B．由光电效应方程可知，电子飞出时的最大动能为由于加的正向电压，由动能定理解得故B正确；C．若将滑片P向右滑动时，若电流达到饱和电流，则电流不在发生变化，故C错误；D．P＇向右滑动时，所加电压为反向电压，由可得则反向电压达到遏止电压后，动能最大的光电子刚好不能参与导电，则光电流为零，故D正确；故选C。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、BC【解题分析】

A．由于粒子射入两板间的速度，因此粒子穿过两板的时间为，粒子从t=0时刻射入两板间，结果粒子在上板右端附近射出，说明粒子射入两板间后，在竖直方向开始受到的电场力向上，由于开始时为正，上板带正电，表明粒子带负电，选项A错误；B．从t=0时刻开始，在一个周期内，粒子在垂直于金属板方向上先做初速度为零的匀加速运动后做匀减速运动到速度为零，因此粒子从板间射出时速度大小仍等于，选项B正确；C．两板间的电场强度，粒子的加速度则求得选项C正确；D．要使粒子仍沿中线射出，则粒子从O点射入的时刻，n=0，1，2……，选项D错误；故选BC.8、BCD【解题分析】

ABC．将定值电阻看成是电源的内阻，由电源的电动势和内阻作出电源的伏安特性曲线如图所示则交点为灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压约为2.4V，电流约为0.28A，则灯泡的功率R消耗的功率为P=I2R=0.282×5=0.392W故A错误，BC正确；D．由电路可知电源的输出功率为电阻和小灯泡消耗的功率P总=0.392+0.672=1.06W故D正确。故选BCD。9、ACD【解题分析】

A．绳子B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，因此AQP变成了晾衣架问题，绳长不会变化，A到右边板的距离不变，因此角度不会发生变化，即绳子的张力也不会变化；选项A正确。B．如果P向下移动一段距离，绳子AP拉力变小，绳长AP变长，而AB之间的绳子长度变短，则角度变大，绳子AB之间的张力变大，AP的张力也变大，产生矛盾；B错误。C．剪断A处细绳，拉力突变为零，小球P只受重力的分力，所以加速度为；C正确。D．根据受力分析，分别对两个小球做受力分析，因为是活结所以绳子的张力都是相同，则,又由于.由两式可得；故D正确。故选ACD。10、BC【解题分析】

对金属棒受力分析，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出表达式，分情况讨论加速度的变化情况，分三种情况讨论：匀加速运动，加速度减小的加速，加速度增加的加速，再结合图象具体分析．【题目详解】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势，环路电流，即；安培力，方向水平向左，即，；R两端电压，即；感应电流功率，即．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得：，即加速度，因为金属棒从静止出发，所以，且，即，加速度方向水平向右．

（1）若，，即，金属棒水平向右做匀加速直线运动．有，说明，也即是，，所以在此情况下没有选项符合．

（2）若，随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；（3）若，随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合．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、大小相等，方向相同CAC【解题分析】

(1)[1][2]②弹簧测力计的分度值为，估读至，则示数分别为，[3]⑥若在误差允许的范围内，与合满足大小相等，方向相同，则验证了力合成的平行四边形定则；(2)[4]实验还需要用毫米刻度尺画直线、并进行长度的测量，所以C正确，A、B错误；故选C；(3)[5]A．实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则，为了减小实验误差，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，这样各力的图示能够正确体现相应力的大小，故A正确；B．为减小作图过程中产生的误差，两个弹簧测力计拉力间的夹角不能太小，也不能太大，故B错误；C．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，以减小实验的误差，故C正确；故选AC。12、11.4小球经过光电门B时的速度2k【解题分析】

（1）[1]由图示游标卡尺可知，其示数为d=11mm+4×0.1mm=11.4mm（2）[2]小球经过光电门时的速度为小球做自由落体运动，由速度位移公式得解得（3）[3][4]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的，小球每次经过光电门时的速度是一定的，则有整理得则图象与纵轴的截距表示小球经过光电门B时的速度vB，图象斜率的绝对值为解得四、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)【解题分析】

(1)由速度位移公式，带入数据可得(2)设加速过程中的最大速度为，加