2024年四川省蓉城名校联盟物理高三第一学期期末考试试题含解析

2024年四川省蓉城名校联盟物理高三第一学期期末考试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、在“用单摆测定重力加速度”的实验中，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图象如图所示，则该单摆的周期为（）A．t B．2t C．3t D．4t2、如图所示，在以R0为半径，O为圆心的圆形区域内存在磁场，直径MN左侧区域存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B1；MN右侧区域也存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2，有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）沿垂直于MN的方向从P点射入磁场，通过磁场区域后自Q点离开磁场，离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1，OQ与MN的夹角为θ2，粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1，粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2，则下列说法正确的是（）A． B．C． D．3、短跑运动员在训练中从起跑开始的一段时间内可看成先做匀加速直线运动再做匀速直线运动。已知总位移为s，匀速阶段的速度为v、时间为t，则匀加速阶段的时间为（）A． B． C． D．4、下列描述中符合物理学史实的是（）A．第谷通过长期的天文观测，积累了大量的天文资料，并总结出了行星运动的三个规律B．开普勒通过“月地检验”证实了地球对物体的吸引力与天体间的吸引力遵守相同的规律C．伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献D．万有引力定律和牛顿运动定律都是自然界普遍适用的规律5、在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（）A．A1的示数增大，A2的示数增大B．A1的示数不变，A2的示数增大C．V1的示数减小，V2的示数减小。D．V1的示数不变，V2的示数减小6、在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是（）A．饱和光电流 B．遏止电压C．光电子的最大初动能 D．逸出功二、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、甲、乙两物体在同一条直线上运动，其运动的位置一时间图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．在3～5s时间内，甲的速度大小等于乙的速度大小B．甲的出发位置在乙的前面C．甲、乙在20m处相遇D．在3～7s的时间内，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小8、下列图中线圈按图示方向运动时（图示磁场均为匀强磁场，除B项外，其余选项中的磁场范围均足够大）能产生感应电流的是（）A． B． C． D．9、真空中一对等量异种电荷A、B，其周围的电场线和等势线分布如图所示。相邻等势线之间电势差相等，G点是两电荷连线的中点，MN是两电荷连线的中垂线，C、D两点关于MN对称，C、D、E、F、G、H均是电场线与等势线的交点。规定距离两电荷无穷远处电势为零，下列说法正确的是（）A．中垂线MN的电势为零，G点的电场强度为零B．C、D两点的电势不相等，电场强度相同C．G点电势等于H点，电场强度大于H点D．F点电势高于E点，电场强度大于E点10、如图所示，在光滑水平的平行导轨MN、HG左端接一阻值为的电阻（导轨电阻不计），两轨道之间有垂直纸面向里的匀强磁场。一电阻也为的金属杆，垂直两导轨放在轨道上。现让金属杆在外力作用下分别以速度v1、v2由图中位置1匀速运动到位置2，两次运动过程中杆与导轨接触良好，若两次运动的速度之比为，则在这两次运动中下列说法正确的是（）A．R0两端的电压之比为U1:U2＝1:2B．回路中产生的总热量之比Q1:Q2＝1:4C．外力的功率之比P1:P2＝1:2D．通过导体横截面的电荷量q1:q2＝1:1三、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）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，斌斌利用如图所示可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究。（1）实验还需要下列器材中的________；（2）实验中，图中变压器的原线圈接线“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0V，副线圈接线“0、4”接线柱，则副线圈所接电表示数可能是______。A．20.0VB．15.0VC．5.0VD．2.5V12．（12分）为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用DIS位移传感器设计了如图甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的距离x随时间t的变化规律如图乙所示.(1)根据上述图线，计算0.4s时木块的速度大小v＝______m/s，木块加速度a＝______m/s2(结果均保留2位有效数字).(2)在计算出加速度a后，为了测定动摩擦因数μ，还需要测量斜面的倾角θ(已知当地的重力加速度g)，那么得出μ的表达式是μ＝____________.（用a，θ，g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）引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为△r（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，求：(1)Q、P两颗星的线速度之差△v；(2)Q、P两颗星的质量之差△m。14．（16分）如图所示，空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H，磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为、，质量，电阻。将线框从距磁场高处由静止释放，线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度取。求：(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小；(2)若在线框上边缘进入磁场之前，线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q；(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中，线框速度v随t变化的图像（定性画出）。15．（12分）如图所示，在竖直面内有一矩形区ABCD，水平边AB=6L，竖直边BC=8L，O为矩形对角线的交点。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球恰好经过C点。使此小球带电，电荷量为q（q>0），同时加一平行于矩形ABCD的匀强电场，现从O点以同样的初动能沿各个方向抛出此带电小球，小球从矩形边界的不同位置射出，其中经过D点的小球的动能为初动能的5倍，经过E点（DC中点）的小球的动能和初动能相等，重力加速度为g，求∶(1)小球的初动能；(2)取电场中O点的电势为零，求D、E两点的电势；(3)带电小球所受电场力的大小和方向

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、D【解题分析】

单摆经过最低点时，速度最大，据牛顿第二定律知，单摆经过最低点时摆线的拉力最大；从最低点到再次到达最低点所需时间等于半个周期，所以据图象得，该单摆的周期为4t，故D项正确，ABC三项错误。2、D【解题分析】

AB．粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识可知，粒子在两个磁场中的轨迹半径分别为粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得则故AB错误；

CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为粒子在磁场中转过的圆心角θ相等，粒子在磁场中的运动时间为则有故C错误，D正确。

故选D。3、D【解题分析】

匀速阶段的位移为在匀加速直线运动过程，根据平均速度公式可得根据题意则有解得匀加速阶段的时间故A、B、C错误，D正确。故选D。4、C【解题分析】

A．第谷进行了长期的天文观测，积累了丰富的资料。以此为基础，之后的开普勒进一步研究总结出了太阳系行星运动的三个规律。所以A错误；B．牛顿通过“月地检验”证实了地球对物体的吸引力与天体间的吸引力遵守相同的规律，不是开普勒。所以B错误；C．伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献，符合物理学史实。所以C正确；D．万有引力定律和牛顿运动定律都有一定适用范围，不适用于高速微观世界。所以D错误。故选C。5、A【解题分析】

副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变，开关S闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大，故A正确，BCD错误。故选A。6、A【解题分析】

A．饱和光电流和光的强度有关，这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和光电流相同，A正确；CD．不同的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：用同种频率的单色光，光子能量相同，光电子的最大初动能Ek不同，CD错误；B．根据遏止电压和最大初动能关系：可知光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B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、CD【解题分析】

A．因为x-t图像的斜率等于速度，可知在3～5s时间内，甲的速度大小小于乙的速度大小，选项A错误；B．甲和乙出发的位置都在x=0位置，选项B错误；C．由图像可知，甲、乙在20m处相遇，选项C正确；D．在3～7s的时间内，甲的位移小于乙的位移，根据可知，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小，选项D正确；故选CD。8、BC【解题分析】

A中线圈运动过程中磁通量不变化，不能产生感应电流；D中线圈在运动的过程中穿过线圈的磁通量始终是零，不能产生感应电流；B、C两种情况下线圈运动过程中磁通量发生了变化，故能产生感应电流；故选BC。9、CD【解题分析】

AC．根据题设条件和电场线、等势线分布可以知道，中垂线所有点的电势为零，电场强度是G点最大，向上和向下电场强度逐渐减小，A错误、C正确；B．沿电场线方向电势降低，C、D两点电势不等，场强大小相等，方向不同，B错误；D．根据电场线疏密程度可知，F点的场强大于E点，，，D正确．故选CD。10、AD【解题分析】

A．两种情况下杆产生的电动势分别为、回路中的总电阻为R。故回路中两次的电流分别为、故电流之比为根据欧姆定律，R0两端的电压之比故A正确；B．两次运动所用的时间为故产生的热量之比为故B错误；C．由于棒做匀速直线运动，故外力的功率等于回路中的功率，故故C错误。D．两种情况下磁通量的变化量相同，则通过导体横截面的电荷量为故通过电阻横截面的电荷量为q1:q2=1:1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、ADD【解题分析】

(1)[1]探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验要用到交流电压表，B是直流电流表，C是直流电压表，A是多用电表，可以用多用电表的交流电压挡测电压，实验中为了安全，输入电压不能超过12V，需要交流学生电源，故选AD。(2)[2]如果是理想变压器，则电压比等于匝数比，输出电压为5V，但图中变压器存在比较大的漏磁，实际输出电压小于5V，故D正确。故选D。12、0.401.0【解题分析】

（1）根据在匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，得0.4s末的速度为：0.2s末的速度为：，

则木块的加速度为：．

（2）选取木块为研究的对象，木块沿斜面方向的受力：

得：．【题目点拨】解决本题的关键知道匀变速直线运动的推论，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，以及会通过实验的原理得出动摩擦因数的表达式．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)星的线速度大小星的线速度大小则、两颗星的线速度大小之差为(2)双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则有解得则、两颗星的质量差为14、(1)；(2)；(3)【解题分析】

(1)线框从静止释放到下边缘刚进入磁场，根据动能定理解得线框下边切割磁感线，感应电动势为根据闭合电路欧姆定律安培力大小为根据牛顿第二定律解得(2)线框匀