福建省福州市第十一中学2024年物理高三上期末学业水平测试试题含解析

福建省福州市第十一中学2024年物理高三上期末学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、a、b两车在平直公路上行驶，其v－t图象如图所示，在t＝0时，两车间距为s0，在t＝t1时间内，a车的位移大小为s，则()A．0～t1时间内a、b两车相向而行B．0～t1时间内a车平均速度大小是b车平均速度大小的2倍C．若a、b在t1时刻相遇，则s0＝sD．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为2t12、如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（）A．通过电阻的交流电频率为100HzB．电压表的示数为250VC．电流表的示数为0.25AD．每个电阻R两端电压最大值为3、在平直公路上甲乙两车从同一地点出发，两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示。下列说法正确的是（）A．甲车的加速度大小为5m/s2B．6s末乙车速度减小到零C．甲车追上乙车前，2s末甲乙两车相距最远D．乙车速度减小到零时，甲车速度为30m/s4、如图所示，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。φM、φN和EM、EN分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，则电子从M点逆时针运动到N点（）A．φM＞φN，EM＜EN B．φM＜φN，EM＞ENC．电子的动能减小 D．电场力对电子做了正功5、如图所示的电路中，电源的电动势为E内电用为r。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是（）A．电容器C上的电荷量增加B．电源的总功率变小C．电压表读数变大D．电流表读数变大6、在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc，磁场方向垂直于线框平面，ac两点间接一直流电源，电流方向如图所示．则（）A．导线ab受到的安培力小于导线ac受到的安培力B．导线abc受到的安培力大于导线ac受到的安培力C．线框受到安培力的合力为零D．线框受到安培力的合力方向垂直于ac向上二、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，设水车的转轮以某一较大的角速度ω做匀速圆周运动，轮缘上有两个水滴A、B同时从同一高度被甩出，并且都落到转轮右侧的水平地面上，假设水滴被甩出的瞬时速度大小与其在轮上运动时相等，速度方向沿转轮的切线方向，不计空气阻力。下列判断中正确的有（）A．两水滴落到水平地面上的速度相同B．两水滴在空中飞行过程中重力做的功相等C．高度一定，ω越大，两水滴在空中飞行的时间差△t越大D．高度一定，ω越大，两水滴落地点的距离Δx越大8、如图，在光滑的水平面上有一个长为L的木板，小物块b静止在木板的正中间，小物块以某一初速度从左侧滑上木板。已知物块、与木板间的摩擦因数分别为、，木块与木板质量均为，、之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（）A．若没有物块从木板上滑下，则无论多大整个过程摩擦生热均为B．若，则无论多大，都不会从木板上滑落C．若，则一定不相碰D．若，则可能从木板左端滑落9、将一小球竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定。从抛出到落回抛出点的过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与其离开抛出点高度h之间的关系正确的是（）A． B．C． D．10、如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，当滑片由a端向b端移动的过程中（）A．电源效率增大 B．电源输出功率增大C．电压表V1和V的示数比值增大 D．电压表V1和V示数变化量、的比值始终等于三、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）某同学用图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值（约几百欧）。滑动变阻器R，电阻箱R0（0~9999Ω），S2是单刀双掷开关，量程3V的电压表（内阻约3kΩ），电源电动势约6V(1)根据图甲实验电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整______；(2)正确连接电路后，断开S1、S2。调节好多用电表，将两表笔接触Rx两端的接线柱，正确操作后，使用×10的倍率粗测其电阻，指针指示如图丙，粗测得到Rx=_______Ω；(3)该同学通过下列步骤，较准确地测出Rx的阻值①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A端。闭合S1，将S2拨至1，调节变阻器的滑片P至某一位置，使电压表的示数满偏；②断开S1，调节电阻箱R0，使其阻值最大；③将S2拨至“2”，闭合Si，保持变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表再次满偏，此时电阻箱示数为R1，则Rx=________。(4)关于本实验①该同学在(3)②的步骤中操作不妥，可能会在步骤③中造成________；②为了减小实验误差：下列方法最可行的是________。（填正确答案标号）A．选用量程不变，内阻更大的电压表B．选用量程不变，内阻更小的电压表C．选用总电阻远大于Rx的滑动变阻器D．选用总电阻远小于Rx的滑动变阻器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）如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=3T。两导轨间距为L=0.5m，轨道足够长。金属棒a和b的质量分别为ma=1kg，mb=0.5kg，电阻分别为Ω，Ω。b棒静止于轨道水平部分，现将a棒从h=1.8m高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。（g取10m/s2）。求：（1）a棒刚进入磁场时，b棒的加速度；（2）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，流过a棒的电荷量；（3）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，a棒中产生的焦耳热。14．（16分）如图所示，真空中以为圆心，半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O，圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场，电场强度E=1.0×105N/C．现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子，粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m，已知粒子的比荷，不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力，求：（1）磁场的磁感应强度B的大小；（2）沿y轴正方向射入磁场的粒子，在磁场和电场中运动的总时间；（3）若将匀强电场的方向改为竖直向下，其它条件不变，则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差．15．（12分）如图所示，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，

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、C【解题分析】

A．由图象可知0～t1时间内两车速度均为正，故同向行驶，故A错误；B．0～t1时间内两车平均速度大小分别是a＝＝b＝故B错误；C．若a、b在t1时刻相遇，说明0～t1时间内a比b多出来的位移刚好是s0，如图1所示，图象与坐标轴所围成的面积表示对应过程的位移，故C正确；D．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为从时刻开始计时，到二者具有相同的位移的时刻，如图2：所以下次相遇的时刻为，故D错误。故选C。2、C【解题分析】

A．由图乙知T=

0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；B．由可知，电压表的示数125VB错误；C．由于电压表0.5A又，则电流表的示数0.25AC正确；D．每个电阻R两端电压最大值为UmR=0.5×125×=VD错误。故选C.3、D【解题分析】

A．根据可得甲车的加速度大小为选项A错误；B．由图像可知，乙车的初速度为v0=15m/s，加速度为则速度减为零的时间为选项B错误；C．当两车相距最远时速度相等，即解得t=1s选项C错误；D．乙车速度减小到零时需经过t=3s，此时甲车速度为选项D正确。故选D。4、D【解题分析】

考查点电荷场强分布，电场力做功与电势能的变化。【题目详解】AB．在正电荷形成的电场中，越靠近点电荷的位置场强越大，电势越高，所以EM＜EN，φM＜φN，故AB错误；CD．当电子从M点向N点运动时，库仑力对电子先做正功，后做负功，运动的速度先增加后减小，根据功能关系可知，电子的电势能先减小后增加，电场力所做的总功为正，所以总的电势能减小，动能增大，故C错误，D正确。故选D。5、D【解题分析】

A．与变阻器并联的电容器两端电压变小，电容不变，则由知电容器C上电荷量减小，故A错误；B．电源的总功率，与电流的大小成正比，则知电源的总功率变大，故B错误；CD．当滑片向左滑动的过程中，其有效阻值变小，所以根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，则电流表读数变大，电压表读数变小，故C错误，D正确。故选D。6、A【解题分析】

A．导线ab受到的安培力大小为，导线ac受到的安培力，由于ab、bc串联再与ac并联，则有所以故A正确；B．导线abc的有效长度为L，故受到的安培力大小为：，导线ac受到的安培力，且则故B错误；CD．根据左手定则，导线abc受安培力垂直于ac向下，导线ac受到的安培力也垂直于ac向下，合力方向垂直于ac向下，故CD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、ACD【解题分析】

A．由机械能守恒定律可知，两水滴落到水平地面上的速度大小相同，由斜抛运动的规律可知，两水滴落到底面上的速度方向也相同，选项A正确；B．两水滴质量关系不确定，则不能比较重力功，选项B错误；C．两水滴在空中飞行的时间差△t等于在A处的水滴做斜上抛运动回到原来高度（虚线所在的平面）时的时间，因ω越大，水滴做斜抛运动的初速度越大，则竖直速度越大，则回到原来的高度的时间越长，即两水滴在空中飞行的时间差△t越大，选项C正确；D．两水滴落地点的距离Δx等于A处的水滴做斜上抛运动回到原来高度（虚线所在的平面）时与B点的距离，因ω越大，水滴做斜抛运动的初速度越大，则水平速度和运动时间都越大，则回到原来的高度时与B点的距离越大，即两水滴落地点的距离Δx越大，选项D正确；故选ACD。8、ABD【解题分析】

A．若没有物块从木板上滑下，则三者最后共速，以三者为整体，水平方向动量守恒，mv0=3mv1

①则整个过程产生的热量等于动能的变化，有Q=mv02−×3mv12

②联立①②，得Q=mv02故A正确；

BD．a、b之间的碰撞无机械能损失，故碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，设碰前速度分别为v1、v2，碰后分别为v1'、v2'，且有v1＞v2，以v1方向为正方向，则有mv1+mv2=mv1'+mv2'③mv12+mv22＝mv1′2+mv2′2

④联立③④，得v1'=v2v2'=v1即碰后a和木板共速，b向右运动，以a和木板为整体，此时

a和木板的加速度a1=对a分析知，a的加速度最大值为a0=μag若μb＜2μa

则a1＜a0，a和木板保持相对静止，则无论v0多大，a都不会从木板上滑落；故B正确；

若μb＞2μa，则a1＞a0，a相对木板向左运动，故a可能从木板左端滑落，故D正确；

C．若a与b碰前三者已经共速，则ab一定不相碰，此时有⑤联立①⑤，得故若，则ab一定不相碰，故C错误；

故选ABD。9、AD【解题分析】

A．小球所受空气阻力大小恒定，上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a1大小恒定，方向向下，小球所受空气阻力大小恒定，下降阶段是匀加速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a2大小恒定，方向向上，且有故A正确；B．上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，有非一次线性函数，同理可知，下降过程的图像也非一次线性函数，故B错误；C．上升过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为下降过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为由图像可知，故C错误；D．上升过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为下降过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为且落回出发点的动能小于抛出时的动能，故D正确。故选AD。10、ACD【解题分析】

A.滑片由a端向b端移动的过程中，R1逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端电压增大，电源的效率，电源的效率增大，故A正确；B.当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于a端时，外电路电阻为R2=0.5rr，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最大，所以当滑片由a端向b端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故B错误；C.串联电路电流相等，则，当滑片由a端向b端移动的过程中，R1增大，增大，故C正确；D.根据闭合电路欧姆定律得：U1=E﹣I（R2+r）U=E﹣Ir则有：则故D正确。故选ACD。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、电压表超偏而损坏C【解题分析】

(1)[1]实物图如图所示(2)[2]多用电表读数为粗测读数为。(3)[3]S2接1时电压表测量的电压，S2接2时电压表测量两端电压，两种情况下，滑动变阻器的滑片位置相同，由于电压表示数相同，所以有即被测电阻的阻值大小为。(4)[4]当将变阻器阻值调到最大阻值时，由于最大阻值大于被测电阻，当开关闭合后，导致与电压表并联的总电阻增大，其分压增大，就会出现电压表超偏而损坏。[5]AB．该实验中没有电流表的分压也没有电压表的分流，所以电压表准确测量的是被测电阻两端电压，所以AB不符合题意；CD．滑动变阻器采用的是分压接法，其阻值的大小影响电压表示数的变化，阻值小不利于操作，所以选用阻值较大的滑动变阻器，C正确D错误。故选C。12、A【解题分析】

[1]用半偏法测电流表内阻，为减小实验误差，滑动变阻器最大阻值与电源电动势应大些，由实验器材可知，为减小实验误差，滑动变阻器R1应选择A，电源应选择B；由图示电阻箱可知，电阻箱示数为闭合开关S2后认为电路电流不变，电流表示数为，由并联电路特点可知，流过电阻箱的电流为，电流表与电阻箱并联，其两端电压相等，则解得，电流表内阻故电流表应选A。综上所述三空答案依次是A、B、A，故选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