山东省桓台第一中学2024学年物理高三第一学期期末教学质量检测试题含解析

山东省桓台第一中学2024学年物理高三第一学期期末教学质量检测试题考生须知：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、如图所示，虚线为某匀强电场的等势线，电势分别为、和，实线是某带电粒子在该电场中运动的轨迹。不计带电粒子的重力，则该粒子（）A．带负电B．在、、三点的动能大小关系为C．在、、三点的电势能大小关系为D．一定是从点运动到点，再运动到点2、某同学手持篮球站在罚球线上，在裁判员示意后将球斜向上抛出，篮球刚好落入篮筐。从手持篮球到篮球刚好落入篮筐的过程中，已知空气阻力做功为Wf，重力做功为WG，投篮时该同学对篮球做功为W。篮球可视为质点。则在此过程中A．篮球在出手时刻的机械能最大B．篮球机械能的增量为WG-WfC．篮球动能的增量为W+WG-WfD．篮球重力势能的增量为W-WG+Wf3、一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，细线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是（）A． B．C． D．4、在真空中某点电荷Q的电场中，将带电荷量为q的负试探电荷分别置于a（0,0,r）、b两点时，试探电荷所受电场力的方向如图所示，Fa、Fb分别在yOz和xOy平面内，Fa与z轴负方向成角，Fb与x轴负方向成角。已知试探电荷在a点受到的电场力大小为Fa=F，静电力常量为k。则以下判断正确的是（）A．电场力的大小Fb大于FB．a、b、O三点电势关系为C．点电荷Q带正电，且大小为D．在平面xOz上移动该试探电荷，电场力不做功5、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现从ab边的中点O处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为BB．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为BC．离子穿过磁场和电场的时间之比tD．离子穿过磁场和电场的时间之比t6、在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的效率为80%D．电源的输出功率为4W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、如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来。图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A．a、b、c单摆的固有周期关系为Ta=Tc<TbB．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大C．达到稳定时b摆的振幅最大D．由图乙可知，此时b摆的周期Tb小于t0E.a摆的摆长为8、1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日L2点，下列说法正确的是（）A．该卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等B．该卫星在L2点处于平衡状态C．该卫星绕太阳运动的向心加速度小于地球绕太阳运动的向心加速度D．该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大9、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,10、如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是（）A．圆环在O点的速度最大B．圆环通过O点的加速度等于gC．圆环在A点的加速度大小为D．圆环在B点的速度为三、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）如图a所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。（1）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I图象最可能为___________。A．B．C．D．（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图b所示的U-I图，已知定值电阻R=10Ω，则根据图象可知电源电动势为_________V、内阻为________Ω。（结果保留2位有效数字）12．（12分）某兴趣小组要将一块量程为1mA，内阻约为几十欧的电流表改装成量程为3V的电压表。首先要测量该电流表的内阻，现有如下器材：待测电流表G（量程1mA、阻值约几十欧）；滑动变阻器（总阻值5000、额定电流0.5A）、滑动变阻器（总阻值500、额定电流1A）、电阻箱R2（总阻值999.9）；电源（电动势为1.5V，内阻很小）、电源（电动势为3V，内阻很小）、开关、导线若干。(1)该小组如果选择如图甲所示的电路来测量待测电表G的内阻，则滑动变阻器R1应该选择____（选填“A”或“B”；A．滑动变阻器（总阻值5000、额定电流0.5A）；B．滑动变阻器（总阻值500、额定电流1A）），电源应选择____（选填“A”或“B”；A．电源（电动势为1.5V，内阻很小）；B．电源（电动势为3V，内阻很小））；(2)实验时，先断开S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使得G的示数为Ig；保证R1的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱R2，使得G表示数为，此时电阻箱R2的示数如图乙所示，则G表的内阻的测量值是______（选填“A”或“B”；A．24.0；B．96.0）。以上三空答案依次是（____________）A．(1)A、B(2)AB．(1)B、A(2)BC．(1)A、B(2)BD．(1)B、A(2)A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）质量为m＝5kg的物体从t＝0开始在水平恒力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示。g取10m/s2，求：（1）推力F的大小；（2）若t1时刻撤去推力F，物体运动的总位移为14m，求t1。14．（16分）如图所示，把一个横截面为等边三角形玻璃棱镜的一个侧面放在水平桌面上，直线与共线。在S处放一光源，使其发出的直线光束与夹角，该光束射向棱镜的侧面上的一点。调整光源S的位置，使棱镜另一侧面出射的光线射在D点，且恰有。不考虑光线在棱镜中的反射，求：（i）棱镜玻璃的折射率；（ii）棱镜的出射光线与人射光线间的夹角。15．（12分）港珠澳大桥是连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市跨海大桥，工程路线香港国际机场附近的香港口岸人工岛，向西接珠海、澳门口岸人工岛、珠海连接线，止于珠海洪湾，总长约55公里，在建设港珠澳大桥时为了更大范围的夯实路面用到一种特殊圆环，建设者为了测试效果，做了如下的演示实验：如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环。棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1).断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计，重力加速度为g求：（1）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度；（2）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程；（3）从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功.

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】

A．根据电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知场强方向向上，带电粒子的轨迹向上弯曲，粒子所受的电场力向上，则该粒子一定带正电荷，故A错误；BC．带正电的粒子在电势高的地方电势能大，故又粒子仅在电场力的作用下运动，动能与电势能总和保持不变，故故B错误，C正确；D．由图只能判断出粒子受力的方向与电势能、动能的大小关系，但不能判断出粒子是否从a点运动到b点，再运动到c点，故D错误。故选C。2、A【解题分析】

A．由于篮球有空气阻力做功，则篮球在出手时刻的机械能最大，选项A正确；B．篮球机械能的增量等于阻力做功，即为-Wf，选项B错误；C．根据动能定理可知，篮球动能的增量等于合外力的功，即为-WG-Wf，选项C错误；D．篮球重力势能的增量等于克服重力做功，即为-WG，选项D错误。3、C【解题分析】

由题知小球未离开圆锥表面时细线与竖直方向的夹角为θ，用L表示细线长度，小球离开圆锥表面前，细线的张力为FT，圆锥对小球的支持力为FN，根据牛顿第二定律有FTsinθ－FNcosθ＝mω2LsinθFTcosθ＋FNsinθ＝mg联立解得FT＝mgcosθ＋ω2mLsin2θ小球离开圆锥表面后，设细线与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律有FTsinα＝mω2Lsinα解得FT＝mLω2故C正确。故选C。4、C【解题分析】

由题，Fa、Fb分别在yOz和xOy平面内，可知点电荷Q即在yOz平面内，也在xOy平面内，所以Q一定在坐标轴y上，过a点沿F的方向延长，与y轴交于Q点，设OQ之间的距离为y，由几何关系得则aQ之间的距离连接bQ，则b受到的电场力的方向沿bQ的方向。由几何关系得可知b点到O点的距离也是r，b到Q之间的距离也是2rA．b与a到Q点的距离相等，根据库仑定律可知，试探电荷在b点受到的电场力与在a点受到的电场力是相等的，所以故A错误；B．负电荷受到的电场力指向Q，根据异性电荷相互吸引可知，Q带正电，由于距离正电荷越近电势越高，所以O点的电势高，b与a点的电势相等，即故B错误；C．由于点电荷Q带正电，根据库仑定律解得点电荷Q的电荷量为故C正确；D．平面xOz上各点到Q的距离不一定相等，所以各点的电势不一定相等，则在平面xOz上移动该试探电荷，电场力不一定不做功，故D错误。故选C。5、D【解题分析】

根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出可知，本题也考查带电粒子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。【题目详解】A、B项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为r=由公式qvB=mv2r联立两式解得：B=2mv粒子在电场中偏转有：3l=vtl2联立解得：E=2m所以BEC、D项：粒子在磁场中运动的时间为：t粒子在电场中运动的时间为：t2所以t1故选：D。6、C【解题分析】

A．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir当I=0时，U=E，由读出电源的电动势E=3V，内阻等于图线的斜率大小，则：A正确；B．根据图像可知电阻：B正确；C．电源的效率：C错误；D．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为：P出=UI=4WD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、ABE【解题分析】

A．由单摆周期公式，知固有周期关系为Ta=Tc<Tb，故A正确；BC．因为Ta=Tc，所以c摆共振，达到稳定时，c摆振幅较大，b摆的振幅最小，故B正确，C错误；D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以三个单摆的频率相同，周期相同，故Tb等于t0。故D错误。E．由图乙与前面的分析可知a摆的周期为t0。由解得故E正确。故选ABE。8、AD【解题分析】

A．据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等，故A正确；B．卫星受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡状态，故B错误；C．由于卫星与地球绕太阳做圆周运动的周期相同，卫星的轨道半径大，根据公式分析可知，卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度，故C错误；D．由题可知，卫星在L1点与L2点的周期与角速度是相等的，卫星的合力提供向心力，根据向心力的公式可知，在L1点处的半径小，所以在L1点处的合力小，故D正确。故选AD。9、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.10、BC【解题分析】

A．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故A错误。B．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故B正确。

C．圆环在下滑过程中与细杆之间无压力，因此圆环不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长量为L-L=（-1）L，根据牛顿第二定律，有

解得故C正确。D．圆环从A到B过程，根据功能关系，知圆环减少的重力势能转化为动能，有解得故D错误。

故选BC。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、B3.00.53【解题分析】

（1）该同学开始实验后未进行电压传感器的调零，则电路电流为0时，电压传感器有示数，不为0，作出的U-I图象中，电压随电流的增大而增大，但纵坐标有截距，观察图b中的图象可知B符合；（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，则电压传感器测量的是滑动变阻器的电压，但由于正负接线接反了，因此测量的数值会变为负值，计算时取绝对值即可，根据如图（c）所示的U-I图可知，电源电动势为3V，由闭合电路的欧姆定律有：，当U=2V时，I=0.095A，即，解得：内阻r≈0.53Ω。12、A【解题分析】