广东省广州市荔湾、海珠部分学校2024年物理高三上期末教学质量检测试题含解析

广东省广州市荔湾、海珠部分学校2024年物理高三上期末教学质量检测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、如图所示，质量不计的细直硬棒长为2L，其一端O点用铰链与固定转轴连接，在细棒的中点固定质量为2m的小球甲，在细棒的另一端固定质量为m小球乙。将棒置于水平位置由静止开始释放，棒与球组成的系统将在竖直平面内做无阻力的转动。则该系统在由水平位置转到竖直位置的过程中（）A．系统的机械能不守恒B．系统中细棒对乙球做正功C．甲、乙两球所受的向心力不相等D．乙球转到竖直位置时的速度比甲球小2、如图所示，固定在水平地面的斜面体，其斜面倾角α=30°、斜面长x=1.6m，底端与长木板B上表面等高，B静止在光滑水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与B的上表面接触处平滑连接。一可视为质点的滑块A从斜面顶端处由静止开始下滑，最终A刚好未从B上滑下。已知A、B的质量均为1kg，A与斜面间的动摩擦因数μ1=，A与B上表面间的动摩擦因数μ2=0.5，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．A的最终速度为0B．B的长度为0.4mC．A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为1JD．A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为2J3、如图所示，由三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶2∶3，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，则其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为A．1∶1 B．5∶3C．3∶2 D．27∶54、某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度为。若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。当星球半径膨胀为时，点的重力加速度为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（）A． B．1 C． D．5、如图(甲)所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从高弹簧上端高h处自由下落．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴OX,小球的速度v随时间t变化的图象如图(乙)所示．其中OA段为直线，切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，下列说法正确的是()A．B．C．D．6、在足够长的光滑绝缘水平台面上，存在有平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E。水平台面上放置两个静止的小球A和B（均可看作质点），两小球质量均为m，带正电的A球电荷量为Q，B球不带电，A、B连线与电场线平行。开始时两球相距L，在电场力作用下，A球开始运动（此时为计时零点，即t0），后与B球发生正碰，碰撞过程中A、B两球总动能无损失。若在各次碰撞过程中，A、B两球间均无电荷量转移，且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力，则（）A．第一次碰撞结束瞬间B球的速度大小为B．第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右运动了2LC．第二次碰撞结束瞬间B球的速度大小为D．相邻两次碰撞时间间隔总为2二、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，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，如果要求负载上消耗的电动率最大，则下列说法正确的是（）A．该交流电源的电动势的瞬时值表达式为VB．变压器原副线圈匝数的比值为C．电流表的读数为D．负载上消耗的热功率8、一个电子在电场力作用下做直线运动（不计重力）。从0时刻起运动依次经历、、时刻。其运动的图象如图所示。对此下列判断正确的是（）A．0时刻与时刻电子在同一位置B．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的电势分别为、、，其大小比较有C．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的场强大小分别为、、，其大小比较有D．电子从0时刻运动至时刻，连续运动至时刻，电场力先做正功后做负功9、如图所示的“U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（）A．磁场对金属棒做功为B．流过金属棒的电荷量为C．整个过程因摩擦而产生的热量为D．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为10、下列说法正确的（）A．晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变B．给篮球打气时越来越费劲，说明分子间存在斥力作用C．能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界的能量不断减少D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢三、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）某实验小组利用电流传感器（可视为理想电流表）和定值电阻以及电阻箱、待测电池等器材，设计了如图甲所示的电路测定电池电动势和内阻。电流的值通过数据采集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的影响可忽略。他们连接好电路，闭合开关S后，发现无论如何调节电阻箱，计算机中显示电流均为零，由此判断电路可能出现了故障。经小组讨论后，尝试用多用电表的欧姆档来检测电路。已知保护电阻，电流传感器量程为。操作步骤如下：①将多用电表挡位调到电阻“×1”挡，再将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；②断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，多用电表的指针不偏转；③断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，多用电表的示数如图乙所示；④断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，多用电表的指针不偏转；⑤断开甲图电路开关S，将多用电表两表笔分别接在上，计算机中显示电流不为零。回答下列问题：（1）操作步骤③中，多用电表内阻_____________；（2）操作步骤⑤中，多用电表红表笔应接_______________（选“”或“”点）;（3）电路的故障可能是__________________;A．保护电阻短路B．保护电阻断路C．电阻箱短路D．电阻箱断路（4）排除电路故障后，该小组按照图甲的电路测量电源的电动势和内阻。改变电阻箱的阻值，得到多组实验数据。根据数据作出图像，如图所示，则电源电动势_____________V，内阻__________（结果保留2位有效数字）。12．（12分）用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动。图乙是某次实验得到的一条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有四个打点画出。已知A、B两点间距离为，D、E两点间距离为，且有，交变电流的频率为。回答下列问题。(1)纸带上显示的运动方向为____________；（选填“从左向右”或““从右向左”）(2)小车运动的加速度为____________；（用题给物理量字母表示）(3)点的速度为___________（用题给物理量字母表示）。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）在电子技术中，科研人员经常通过在适当的区域施加磁场或电场束控制带电粒子的运动。如图所示，位于M板处的粒子源不断产生质量为m、电荷量为q的粒子，粒子经小孔S1不断飘入电压为U的加速电场，其初速度可视为零；然后经过小孔S2射出后沿x轴方向从坐标原点O垂直于磁场方向进入x轴上方（含x轴正半轴）的有界匀强磁场控制区，磁场的磁感应强度为B。粒子发生270°偏转后离开磁场竖直向下打在水平放置的荧光屏上，已知N板到y轴、荧光屏到x轴的距离均为L，不考虑粒了重力及粒子间的相互作用。（l）求粒子在磁场中运动半径的大小；（2）求粒子从N板射出到打在荧光屏上所需的时间；（3）实际上加速电压的大小会在U±范围内微小变化，粒子以不同的速度进入磁场控制区域，均能发生270°偏转竖直打在荧光屏上，求有界磁场区域的最小面积S。14．（16分）2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯．光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出．求：①圆环内径R的最小值；②在①间的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间．15．（12分）如图所示，ABC等边三棱镜，P、Q分别为AB边、AC边的中点，BC面镀有一层银，构成一个反射面，一单色光以垂直于BC面的方向从P点射入，经折射、反射，刚好照射在AC边的中点Q，求①棱镜对光的折射率；②使入射光线绕P点在纸面内沿顺时针转动，当光线再次照射到Q点时，入射光线转过的角度．

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、B【解题分析】

A．以系统为研究对象，由于只有重力做功，只发生重力势能和动能相互转化，故系统的机械能守恒，A错误；B．在转动过程中，甲、乙两球的角速度相同，设转到竖直位置时，甲球的速度为v1，乙球的速度为v2，由同轴转动ω相等，可得由系统的机械能守恒知系统减少的重力势能等于增加的动能，可得解得，设细棒对乙球做的功为W，根据动能定理得解得可见，系统中细棒对乙球做正功，B正确；C．甲、乙两球所受的向心力分别为F2＝m＝m＝2m则C错误；D．由上分析知，乙球转到竖直位置时的速度比甲球大，D错误。故选B。2、C【解题分析】

A．设A、B的质量均为m，A刚滑上B的上表面时的速度大小为v1．滑块A沿斜面下滑的过程，由动能定理得：解得：v1=2m/s设A刚好滑B右端的时间为t，两者的共同速度为v。滑块A滑上木板B后，木板B向右做匀加速运动，A向右做匀减速运动。根据牛顿第二定律得：对A有μ2mg=maA对B有μ2mg=maB则v=v1-aAt=aBt联立解得t=1.2s，v=1m/s所以，A的最终速度为1m/s，故A错误；B．木板B的长度为故B错误；CD．A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为Q=μ1mgL=1.5×1×11×1.2J=1J故C正确，D错误。故选C。3、D【解题分析】带电粒子在磁场运动的时间为，在各个区域的角度都为，对应的周期为，则有，故，则三个区域的磁感应强度之比为，三个区域的磁场半径相同为，又动能，联立得，故三个区域的动能之比为：，故在b处穿越铝板所损失的动能为，故在c处穿越铝板所损失的动能为，故损失动能之比为，D正确，选D.4、D【解题分析】

设点放置质量为的物体，则有解得①如图所示，星球膨胀后质量不变，有点以下球体质量为解得结合①式得则所以D正确，ABC错误。故选D。5、B【解题分析】

AB.OA段对应着小球下落h的过程，则XA=h，到达A点时的加速度为aA=g，选项B正确，A错误；C.B点是速度最大的地方，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度也就为0，由mg=kx，可知，所以B得坐标为h+，所以C错误．D.取一个与A点对称的点为D，由A点到B点的形变量为，由对称性得由B到D的形变量也为，故到达C点时形变量要大于h+2，加速度ac＞g，所以D错误．6、A【解题分析】

A．碰前球A的加速度碰前A的速度为碰前B的速度为由于碰撞过程中A、B两球总动能无损失，动量也守恒，有则碰撞后A、B的速度分别为，即交换速度，故A正确；B．碰后B球向前匀速运动，A向前做匀加速运动，以后面球为参考系，前面球速度设为v，到再次相遇，时间和位移相等，根据可知，则位移为由弹性碰撞可知，第二次碰撞结束瞬间B球的速度大小为碰前A球的速度，即为故BC错误；D．由弹性碰撞可知，每次碰撞前后，两球的速度差为即每次都是后面球的速度增加2后追上前面球，而加速度是固定的，则每次相邻两次碰撞时间间隔总为故D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、BC【解题分析】

A．由图可知周期T＝4×10-2s，角速度所以该交流电源的电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin(50πt)故A错误；B．设原副线圈中的匝数分别为n1和n2，电流分别为I1和I2，电压分别为U1和U2，则U1＝E−I1r电阻R消耗的功率P＝U2I2=U1I即P＝(E−I1r)I1＝−I12r−EI1可见I1＝时，P有最大值此时则所以故B正确；C．电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为则故C正确；D．负载上消耗的功率故D错误。故选BC.8、AC【解题分析】

A．电子只受电场力作用沿直线运动，该直线为一条电场线。结合其图象知其运动情景如图所示。则0时刻与时刻电子在同一位置。所以A正确；B．电子受电场力向左，则场强方向向右，沿电场线方向电势逐渐降低，则有所以B错误；C．图象的斜率为加速度。由图象知过程加速度增大，过程加速度减小。又有则有所以C正确；D．由图象知过程速度减小，过程速度增大，则其动能先减小、后增大。由动能定理知电场力先做负功，后做正功。所以D错误。故选AC。9、BD【解题分析】

A．通过R和r的电流相等，R上产生的热量为Q，所以回路中产生的焦耳热由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做功故A项错误；B．由法拉第电磁感应定律得又解得：流过金属棒的电荷量故B项正确；C．由能量守恒可知所以整个过程因摩擦而产生的热量故C项错误；D．由C选项的分析可知解得故D项正确。10、ADE【解题分析】

A.晶体在熔化过程中吸收热量内能增加，温度保持不变，故A正确；B.给篮球打气时越来越费劲，这是气体压强作用的缘故，与分子间的作用力无关，故B错误；C.能源危机是指能量的过度消耗，导致自然界中可利用的能源不断减少，故C错误；D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，使得液面存在表面张力，故D正确；E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压，水蒸发得越慢，故E正确。故选ADE。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、15.0cD1.53.0【解题分析】

（1）[1]．操作步骤③中，多用电表内阻等于中值电阻，大小为15.0Ω；（2）[2]．因c端是电流传感器的负极，则操作步骤⑤中，多用电表红表笔应接点；（3）[3]．根据实验步骤的分析可知，电路的故障可能是电阻箱R断路，故选D；（4）[4][5]．根据闭合电路欧姆定律可得：E=I(R+R0+r)即：由图像可知：则r=3.0Ω12、从左向右【解题分析】

(1)[1]小车加速运动，相邻两点间距离越来越大，所以依次打出点的顺