2024年山西省太原市第六十六中学物理高三第一学期期末调研试题含解析

2024年山西省太原市第六十六中学物理高三第一学期期末调研试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间通过的弧长为，该弧长对应的圆心角为弧度。已知万有引力常量为，则月球的质量为（）A． B． C． D．2、将一小球从高处水平抛出，最初1s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g取10m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是()A．小球的质量B．小球的初速度C．最初1s内重力对小球做功的平均功率D．小球抛出时的高度3、如图所示，小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河，经过一段时间，正好到达正对岸的O＇处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O＇处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是（）A．θ角不变且v增大 B．θ角减小且v增大C．θ角增大且v减小 D．θ角增大且v增大4、在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，若电流表的示数为2A，电压表的示数为30V，则电阻的阻值为（）A．45Ω B．55Ω C．65Ω D．75Ω5、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为5∶1。变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。电流表、均为理想电表。则（）A．电流表示数为0.2A B．电流表示数为5AC．电压表示数为4V D．通过电阻R的交流电的周期为2×10-2s6、如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，下列说法中正确的是()A．水平拉力先增大后减小B．水平拉力先减小后增大C．水平拉力的瞬时功率先减小后增大D．水平拉力的瞬时功率逐渐增大二、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，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB=30°，斜面内部0点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点，P为MN的中点，OM=ON，OM∥AB，下列说法正确的是（）A．小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B．小物体静止在P点时受到的摩擦力最大C．小物体静止在P点时受到的支持力最大D．小物体静止在M、N点时受到的支持力相等8、如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g=10m/s2，则在整个过程中A．物块和木板组成的系统动量守恒B．子弹的末动量大小为0.01kg·m/sC．子弹对物块的冲量大小为0.49N·sD．物块相对木板滑行的时间为1s9、图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（）A．t=0.10s时，质点Q的速度方向向上B．该波沿x轴的负方向传播C．该波的传播速度为40m/sD．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm10、如图所示，一匝数为n，边长为L，质量为m，电阻为R的正方形导体线框bcd，与一质量为3m的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连．在导体线框上方某一高处有一宽度为L的上、下边界水平的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．现将物块由静止释放，当d边从磁场下边缘进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，不计—切摩擦．重力加速度为g．则()A．线框d边进入磁场之前线框加速度=2gB．从线框全部进入磁场到完全离开磁场的过程中，通过线框的电荷量C．整个运动过程线框产生的焦耳热为Q=4mgLD．线框进入磁场时的速度大小三、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）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb：C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上：D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动：E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间△t：F．滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离SaG．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb；H．改变弹簧压缩量，进行多次测量．（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为________mm；（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即a的动量大小____________等于b的动量大小___________；（用上述实验所涉及物理量的字母表示）（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块a的Sa与1(Δt)12．（12分）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中砝码改变小车和砝码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量m，用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。(2)用此装置探究加速度与力的关系时，___________（填“需要”或“不需要”）满足Mm。(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持m不变，且已平衡摩擦力，当小车和砝码的总质量较小时，可能不满足Mm的情况，此时加速度a与的关系图像正确的是___________。A．B．C．D．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，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L．矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a指向O．电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切．（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值．14．（16分）如图所示，相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，水平导轨处的磁场方向竖直向上，光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。质量均为m=0.04kg、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上，并与导轨接触良好，导轨电阻不计。质量为M=0.20kg的物体C，用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内，细线及滑轮质量不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角=37°，水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4。重力加速度g=10m/s2，水平导轨足够长，导体棒cd运动过程中始终不离开倾斜导轨。物体C由静止释放，当它达到最大速度时下落高度h=1m，求这一运动过程中：（sin37°=0.6,cos37°=0.8）（1）物体C能达到的最大速度是多少？（2）由于摩擦产生的内能与电流产生的内能各为多少？（3）若当棒ab、cd达到最大速度的瞬间，连接导体棒ab、cd及物体C的绝缘细线突然同时断裂，且ab棒也刚好进入到水平导轨的更加粗糙部分（ab棒与水平导轨间的动摩擦因数变为=0.6）。若从绝缘细线断裂到ab棒速度减小为零的过程中ab棒向右发生的位移x=0.11m，求这一过程所经历的时间？15．（12分）如图甲所示，质量m=1kg的小滑块(视为质点)，从固定的四分之一光滑圆弧轨道的最高点A由静止滑下，经最低点B后滑上位于水平面的木板，并恰好不从木板的右端滑出。已知木板质量M=4kg，上表面与圆弧轨道相切于B点，木板下表面光滑，滑块滑上木板后运动的图象如图乙所示，取g=10m/s2。求：（1）圆弧轨道的半径及滑块滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小；（2）滑块与木板间的动摩擦因数；（3）木板的长度。

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】

卫星的线速度为角速度为可得卫星的运行半径为由万有引力定律及牛顿第二定律得故月球的质量故B正确，ACD错误。故选B。2、D【解题分析】试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v1==，根据图象可知：小球的初动能为：EK0=mv01=5J，1s末的动能为：EK1=mv11=30J，解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B错误．C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：P=mgvy=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．故选D．【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．3、D【解题分析】

由题意可知，航线恰好垂直于河岸，要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸处，则合速度增大，方向始终垂直河岸。小船在静水中的速度增大，与上游河岸的夹角θ增大，如图所示故D正确，ABC错误。故选D。4、B【解题分析】

原、副线圈两端的电压之比已知故则通过的电流副线圈的电流又因为，所以通过原线圈的电流流过电流表的电流即解得故选B。5、A【解题分析】

AB．根据图象可得原线圈的电压的最大值为，所以电压的有效值为原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为5∶1，则有解得副线圈电压则副线圈中的电流根据变压器电流与匝数的关系有所以原线圈中的电流即电流表的读数故A正确，B错误；C．电压表示数为电阻R上的电压，根据欧姆定律有故C错误；D．由乙图可知通过电阻R的交流电的周期为4×10-2s，故D错误。故选A。6、D【解题分析】

AB．小球是以恒定速率运动，即做匀速圆周运动，小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T，三者的合力必是沿绳子指向O点，设绳子与竖直方向夹角是θ，F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上，则有(1)球由A点运动到B点θ增大，说明水平拉力逐渐增大，故AB错误；CD．由几何关系可知拉力F的方向与速度v的夹角也是θ，所以水平力F的瞬时功率是(2)联立两式可得从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的．故C错误，D正确。故选D。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】

对小物体分别在三处静止时所受力分析如图所示：

A．结合平衡条件，由图，小物体在P、N两点时一定受四个力的作用，而在M处不一定。故A错误。B．小物体静止在P点时，摩擦力f=mgsin30°，静止在N点时：f′=mgsin30°+F′cos30°，静止在M点时：f″=mgsin30°-F′cos30°，可见静止在N点时所受摩擦力最大。故B错误。

CD．小物体静止在P点时，设库仑力为F，受到的支持力：N=mgcos30°+F，在M、N点时：N′=mgcos30°+F′sin30°，由库仑定律知：F＞F′，故N＞N′，即小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在M、N点时受到的支持力相等。故CD正确。故选CD。8、BD【解题分析】

A．子弹进入木块的过程中，物块和木板的动量都增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒．故A错误；B．选取向右为正方向，子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：m0v0=（m0+m）v1……①木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：（m0+m）v1=（m0+m+M）v2……②联立可得：所以子弹的末动量：p＝m0v2＝5×10−3×2＝0.01kg·m/s．故B正确；C．由动量定理可得子弹受到的冲量：I＝△p＝p−p0＝0.01kg·m/s−5×10−3×300kg·m/s＝1.49kg·m/s=1.49N·s．子弹与物块作用力的时间相等，相互作用力大小始终相等，而方向相反，所以子弹对物块的冲量大小也是1.49N·s．故C错误；D．对子弹木块整体，由动量定理得：-μ（m0+m）gt=（m0+m）（v2-v1）……③由①②③式可得，物块相对于木板滑行的时间．故D正确．9、BC【解题分析】

AB．据题意，甲图是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，从乙图可知质点Q在t=0.10s时刻处于平衡位置向下振动，则甲图中的横波正在向左传播，故A错误，B正确；C．该波传播速度为：故C正确；D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P经过了四分之三周期，此时质点P正处于从-10cm向O运动的过程中，它所走过的路程小于30cm，故D错误。故选BC。10、CD【解题分析】

A.在线框ad边进入磁场之前，有，解得，A错误；B.根据可得从线框全部进入磁场到完全离开磁场的过程中，通过线框的电荷量为，B错误；C.线圈进入磁场过程中和穿出磁场过程中的总热量等于过程中的重力势能减小量，故，C正确；D.ab边刚进入磁场时，导体做匀速直线运动，所以有，，，，联立解得，D正确．故选CD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、2.550madtm【解题分析】（1）螺旋测微器的读数为：2.5mm+0.050mm=2.550mm．（2）烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为：va=dt，故a的动量为：Pa=madt，b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：（3）对物体a由光电门向左运动过程分析，则有：va2=2asa，经过光电门的速度：va=12、需要不需要D【解题分析】

(1)[1]．在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；

(2)[2]．用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M≫m，因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；

(3)[3]．用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持m不变，当小车和砝码的总质量较小时，但仍不满足M≫m的情况时，虽然控制F不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此a与的图象斜率减小，故ABC错误，D正确。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）（3）,其中n=2、3、4、5、6、7、8【解题分析】试题分析：（1）由题意可知aO=L,粒子在aO加速过程中有由动能定理：解得粒子经过O点时速度大小：（2）粒子在磁场区域Ⅲ中的运动轨迹如图，设粒子轨迹圆半径为R0，由几何关系可得：由洛伦兹力提供向心力得：联立以上解得：（3）若粒子在磁场中一共经历n次偏转到达P，设粒子轨迹圆半径为R,由几何关系可得：依题意得:联立解得：，且n取正整数设粒子在磁场中的运动速率为v，则有：在电场中的加速过程，由动能定理：联立解得：,其中n=2、3、4、5、6、7、8考点：带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点