2024学年上海市市三女中物理高三第一学期期末考试试题含解析

2024学年上海市市三女中物理高三第一学期期末考试试题注意事项: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、在轴上固定两个点电荷、，其静电场中轴上各点的电势如图所示，下列说法正确的是（）A．和为同种电荷，且均在的区域内B．和为同种电荷，和两点在两电荷之间C．和为异种电荷，且均在的区域内D．和为异种电荷，且均在的区域内2、氚核发生β衰变除了产生β粒子和新核外，还会产生质量数和电荷数都是0的反中微子Ve。若氚核在云室中发生β衰变后，产生的反中微子和β粒子的运动方向在同一条直线上，设反中微子的动量为P1，β粒子动量为P2，则。A．上述核反应方程为B．β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径，此体现了粒子的波动性C．氚核内部某个中子转变为质子时，会向外发射粒子D．新核的动量为3、如图所示，绕地球做匀速圆周运动的卫星的角速度为，对地球的张角为弧度，万有引力常量为。则下列说法正确的是（）A．卫星的运动属于匀变速曲线运动B．张角越小的卫星，其角速度越大C．根据已知量可以求地球质量D．根据已知量可求地球的平均密度4、某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动A．半径越小，周期越大 B．半径越小，角速度越小C．半径越大，线速度越小 D．半径越大，向心加速度越大5、下列现象中属于分子斥力的宏观表现的是()A．镜子破碎后再对接无法接起B．液体体积很难压缩C．打气筒打气，若干次后难再打进D．橡皮筋拉伸后放开会自动缩回6、如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是（）A．转动的角速度越大，细线中的拉力越大B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小不可能相等二、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，两根间距为L、电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平故置。导轨所在空间存在方向与导轨所在平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场。平行金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，长度均为L，且始终与导轨保持垂直。初始时两金属杆均处于静止状态，相距为x0。现给金属杆ab一水平向右的初速度v0，一段时间后，两金属杆间距稳定为x1，下列说法正确的是（）A．全属杆cd先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动B．当全属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为C．在整个过程中通过金属杆cd的电荷量为D．金属杆ab、cd运动过程中产生的焦耳热为8、平行金属板PQ、MN与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为E，内电阻为零；靠近金属板P的S处有一粒子源能够连续不断地产生质量为m，电荷量+q，初速度为零的粒子，粒子在加速电场PQ的作用下穿过Q板的小孔F，紧贴N板水平进入偏转电场MN；改变滑片p的位置可改变加速电场的电压Ul和偏转电场的电压U2，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（）A．粒子的竖直偏转距离与U2成正比B．滑片p向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小C．飞出偏转电场的粒子的最大速率D．飞出偏转电场的粒子的最大速率9、如图所示直角坐标xOy平面，在0≤x≤a区域Ⅰ内有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为E；在x>a的区域Ⅱ中有垂直于xOy平面的匀强磁场(图中未画出)，一质量为m、电荷量为q的正粒子，从坐标原点由静止开始自由释放，不计粒子重力，能过坐标为(a，b)的P点，则下列说法正确的是()A．磁场方向垂直于xOy平面向里B．粒子通过P点时动能为qEaC．磁感应强度B的大小可能为D．磁感应强度B的大小可能为610、歼－15飞机是我国研制的多用途舰载战斗机。某飞行训练中，第一次舰保持静止，飞机从静止开始沿甲板运动，当飞机的速度为v时通过的距离为x1，经历的时间为t1；第二次舰以速度v0匀速运动，飞机相对甲板由静止开始沿舰运动的同方向加速，当飞机相对海面的速度为v时沿甲板通过的距离为x2，经历的时间为t2。设两次飞机均做匀加速运动且加速度大小相等。则（）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）某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。给橡胶滑块一初速度，使其拖动纸带滑行，打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，经测量AB、BC、CD、DE间的距离分别为。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是_______点，在打出D点时物块的速度大小为____m/s（保留3位有效数字）；橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数为________（保留1位有效数字，g取9.8m/s2）。12．（12分）用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1，t2…，计算出t12，t22…(1)挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai，则=__________（结果用t0和ti表示）(2)作出的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=_____。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，一全反射棱镜BCD，∠D=90°，BD=CD，E是BD的中点，某单色光AE从E点射入棱镜，AE∥BC，已知该色光在棱镜中传播的全反射临界角为30°，BC边长为1，光在真空中传播的速度为c，求：①在BD界面发生折射时折射角的正弦值：②该色光从进入棱镜到第一次射出棱镜的时间。14．（16分）一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s=2m，动摩擦因数为μ=0.1．现有一滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：（1）若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h．（2）若滑块B从h=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力．（3）若滑块B从h=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数．15．（12分）如图所示，在竖直直角坐标系内，轴下方区域I存在场强大小为E、方向沿y轴正方向的匀强电场，轴上方区域Ⅱ存在方向沿轴正方向的匀强电场。已知图中点D的坐标为()，虚线轴。两固定平行绝缘挡板AB、DC间距为3L，OC在轴上，AB、OC板平面垂直纸面，点B在y轴上。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)从D点由静止开始向上运动，通过轴后不与AB碰撞，恰好到达B点，已知AB=14L，OC=13L。（1）求区域Ⅱ的场强大小以及粒子从D点运动到B点所用的时间；（2）改变该粒子的初位置，粒子从GD上某点M由静止开始向上运动，通过轴后第一次与AB相碰前瞬间动能恰好最大。①求此最大动能以及M点与轴间的距离；②若粒子与AB、OC碰撞前后均无动能损失(碰后水平方向速度不变，竖直方向速度大小不变，方向相反)，求粒子通过y轴时的位置与O点的距离y2。

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】

由题目图，结合电势与位置图象的斜率表示电场强度，可知，在处的电场强度大小为零，因两点电荷的具体位置不确定，则点电荷的电性也无法确定，因此可能是同种电荷，也可能是异种电荷；AB．若和为同种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线上的线段上的某一点，即处于两个点电荷之间，故AB错误；CD．若和为异种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线的线段之外的某一点，由电势为零，且到电势逐渐升高可知，和均在的区域内，且靠近的点电荷为负点电荷，远离的点电荷为正电荷，且正电荷电量的绝对值大于负电荷电量的绝对值；故C正确，D错误。故选C。2、C【解题分析】

A．氚核在云室中发生β衰变，没有中子参与，故核反应方程为，故A错误；B．β粒子在云室中穿过会留下清晰的路径，此体现了粒子的粒子性，故B错误；C．氚核内部某个中子转变为质子时，会发射电子，即射线，故C正确；D．由于不知道氚核的初始动量，故由动量守恒无法求出新核的动量，故D错误；故选C。3、D【解题分析】

A．卫星的加速度方向一直改变，故加速度一直改变，不属于匀变速曲线运动，故A错误；B．设地球的半径为R，卫星做匀速圆周运动的半径为r，由几何知识得可知张角越小，r越大，根据得可知r越大，角速度越小，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，则有解得地球质量为因为r未知，所以由上面的式子可知无法求地球质量，故C错误；D．地球的平均密度则知可以求出地球的平均密度，故D正确。故选D。4、C【解题分析】

原子核与核外电子的库仑力提供向心力；A．根据，可得，故半径越小，周期越小，A错误；B．根据，可得，故半径越小，角速度越大，B错误；C．根据，可得，故半径越大，线速度越小，C正确；D．根据，可得，故半径越大，加速度越小，D错误。故选C。5、B【解题分析】

镜子破碎后再对接无法接起，并不是因为分子间表现为斥力，而是由于分子间距离大于分子直径的10倍以上，分子间的作用力太小，不足以使碎玻璃片吸引到一起，故A错误．液体难于被压缩是因为液体中分子距离减小时表现为斥力，故B正确．打气筒打气，若干次后难再打进，是因为气体的压强增大的缘故，不是因为分子间存在斥力，故C错误．橡皮筋拉伸后放开会自动缩回，是由于分子间存在引力的缘故，故D错误．故选B.【题目点拨】本题考查了热学的基础知识，关键要明确分子间同时存在着引力和斥力，二者都随分子间距离的增加而减小，而斥力减小得快，根据现象分析出斥力的表现．6、C【解题分析】

AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，对N受力析，受到竖直向下的重力GN，绳子的拉力T，杆给的水平支持力N1，因为两环相对杆的位置不变，所以对N有因为重力恒定，角度恒定，所以细线的拉力不变，环N与杆之间的弹力恒定，AB错误；CD．受力分力如图对M有所以转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等；若以较小角速度转动时，摩擦力方向右，即随着角速度的增大，摩擦力方向可能变成向左，即故可能存在摩擦力向左和向右时相等的情况，C正确，D错误。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、CD【解题分析】

A．因为最终两金属杆保持稳定状态，所以最终两金属杆所受的安培力均为零，即回路中无感应电流，穿过回路的磁通量不再改变，则两金属杆最终的速度相同，所以金属杆ab先做加速度逐渐减小。的减速直线运动，最后做匀速直线运动，金属杆cd先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动，A项错误；B．两金属杆中的电流大小始终相等，根据安培力公式F安=BIL可知两金属杆所受的安培力大小时刻相等，再根据牛顿第二定律F=ma可知当金属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为，B项错误；C．设从金属杆ab获得一水平向右的初速度v0到最终达到共同速度所用的时间为t。则在这段时间内，回路中的磁通量的变化量=BL（x1-x0）根据法拉第电磁感应定律有由闭合电路欧姆定律有设在这段时间内通过金属杆cd的电荷量为q，所以有联立以上各式解得q=C项正确；D．设两金属杆最终的共同速度为v，根据动量守恒定律有设金属杆ab、cd产生的焦耳热为Q，则由能量守恒定律有解得Q=D项正确。故选CD。8、BC【解题分析】

A．带电粒子在加速电场中加速在偏转电场中由于则则粒子的竖直偏转距离y与U2不是成正比关系，选项A错误；B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角滑片p向右滑动的过程中U1变大，U2减小，则从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小，选项B正确；CD．当粒子在加速电场中一直被加速时，飞出偏转电场的速率最大，即当U1=E时粒子的速率最大，根据动能定理解得选项C正确，D错误。故选BC。9、ABD【解题分析】

根据题意可得，粒子能够通过（a，b）的P点，轨迹可能的情况如图所示，A．根据左手定则可得，磁场方向垂直于xOy平面向里，A正确；B．洛伦兹力不做功，整个过程中只有电场力做功，根据动能定理可得，粒子通过P点时动能为故B正确；CD．粒子在磁场中运动的速度大小为v，则解得粒子在磁场中运动的半径为其中n=1、2、3…，根据可得磁感应强度不可能为，当n=3时，，故C错误，D正确。10、BC【解题分析】

当舰静止时，根据运动学公式有：v=at1v2=2ax1当舰运动时，有v-v0=at2整理得：故BC正确，AD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、E1.370.5【解题分析】

[1]橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动，速度越来越小，在相等的时间内，两计数点间的距离越来越小，所以打点计时器最先打出的是E点；[2]由题知，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，所以两个相邻计数点的时间为：T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则打出D点时物块的速度大小为代入数据解得：vD=1.37m/s；[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：代入数据解得：a=-5m/s2对橡胶滑块，根据牛顿第二定律有：解得：12、【解题分析】

(1)[1]遮光片经过光电门时的速度，重锤做初速度为零的匀加速直线运动，由速度位移公式得整理得(2)[2]由牛顿第二定律得整理得则图像的斜率解得四、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】

根据全反射临界角，由公式求出棱镜的折射率，再根据折射定律求光线在BD界面发生折射时折射角的正弦值，做出光在棱镜中的传播路径，根据几何关系求出光线在棱镜内通过的路程，由求出光在棱镜中传播速度，从而求得该色光从进入棱镜到第一次射出棱镜的时间。【题目详解】①已知光在棱镜中传播的全反射临界角为，由：得：在BD界面发生折射时，由折射定律得：解得：②光在BD边上折射后射到BC边上，由于入射角大于30°，所以在BC边上发生全反射，最后从CD边射出，光在介质中的传播路径如图所示：在中，根据正弦定理有：解得：，则：在中根据正弦定理有：则：则光在棱镜中传播的