福建省莆田市第七中学2024届高三下学期期中物理试题

福建省莆田市第七中学2024届高三下学期期中物理试题注意事项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、如图是质谱仪的工作原理示意图，它是分析同位素的一种仪器，其工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，挡板D上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。若（）A．只增大粒子的质量，则粒子经过狭缝P的速度变大B．只增大加速电压U，则粒子经过狭缝P的速度变大C．只增大粒子的比荷，则粒子在磁场中的轨道半径变大D．只增大磁感应强度，则粒子在磁场中的轨道半径变大2、如图所示，P是一束含有两种单色光的光线，沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心O，折射后分成a、b两束光线，则下列说法中正确的是（）A．a光频率小于b光频率B．在玻璃砖中传播的时间a光比b光长C．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率D．若让玻璃砖在纸面内绕O点逆时针转动180°，P光线保持不变，则a、b两束光线也保持不变3、空间内有一水平向右的电场E，现有一带电量为q的小球以初速度为v0向右上抛出，已知，求小球落地点距离抛出点的最远距离（）A． B． C． D．4、在如图所示电路中，合上开关S，将滑动变阻器R2的滑动触点向b端移动，则三个电表A1、A2和V的示数I1、I2和U的变化情况是（）A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2不变，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2增大，U减小5、一额定电压U额＝150V的电动机接在电压U1＝5V的直流电源上时未转动，测得此时流过电动机的电流I1＝0.5A。现将该电动机接入如图所示的电路，用以提升质量m＝50kg的重物，当电源供电电压恒为U2＝200V时，电动机正常工作，保护电阻R＝10Ω，不计一切摩擦，g＝10m/s2电动机正常工作时，下列说法正确的是()A．电动机线圈的直流电阻r＝30ΩB．电动机的铭牌应标有“150V，10A＂字样C．重物匀速上升的速度大小v＝2m/sD．若重物被匀速提升h＝60m的高度，整个电路消耗的电能为E总＝6×104J6、如图所示，边长为l的单匝正方形线圈放在光滑水平面上，其有一半处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。第一次保持磁场不变，使线圈在水平向右的拉力作用下，以恒定速度v向右运动；第二次保持线圈不动，使磁感应强度大小发生变化。若线圈的总电阻为R，则有（）A．若要使两次产生的感应电流方向相同，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐增大B．若要使两次产生的感应电流大小相同，则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为二、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、4月20日深夜，“长征三号乙”运载火箭成功发射第44颗“北斗”导航卫星。这是“北斗”导航卫星在2019年的首次发射，“北斗”卫星导航系统今年继续高密度全球组网。若某颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，运动周期为。已知地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（）A．卫星的线速度大小 B．地球的质量C．地球的平均密度 D．地球表面重力加速度大小8、在倾角为的光谱固定绝缘斜面上有两个用绝缘轻弹簧连接的物块和，它们的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，为一固定挡板，开始未加电场系统处于静止状态，不带电，带电量为，现加一沿斜面方问向上的匀强电场，物块沿斜面向上运动，当刚离开时，的速度为，之后两个物体运动中当的加速度为时，的加速度大小均为，方向沿斜面向上，则下列说法正确的是（）A．从加电场后到刚离开的过程中，发生的位移大小为B．从加电场后到刚离开的过程中，挡板对小物块的冲量为C．刚离开时，电场力对做功的瞬时功率为D．从加电场后到刚离开的过程中，物块的机械能和电势能之和先增大后减小9、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为4︰1，原线圈接有u=31lsin100πt(V)的交变电压，副线圈上接有定值电阻R、线圈L、灯泡D及理想电压表.以下说法正确的是A．副线圈中电流的变化频率为50HZB．灯泡D两端电压为55VC．若交变电压u的有效值不变，频率增大，则电压表的示数将减小D．若交变电压u的有效值不变，频率增大，则灯泡D的亮度将变暗10、分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能EP=0).下列说法正确的是A．乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线B．当r=r0时,分子势能为零C．随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大D．分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得更快E.在r<r0阶段,分子力减小时,分子势能也一定减小三、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）用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。将金属小球从一定高度由静止释放，在小球自由下落通过的轨迹上的合适位置固定一个光电门，能自动记录小球通过光电门的时间，因小球经过光电门的时间很短，通过的过程近似认为小球的速度不变。实验中测量的物理量有：A．小球的直径d；B．小球运动至光电门处下落的高度h；C．小球挡住光电门的时间t。请依据实验要求，完成下列填空。（前两个小题用测得的物理量的原字母表示）(1)小球经过光电门的速度________；(2)当地的重力加速度为________；(3)用游标卡尺测量金属球的直径如图乙所示，小球的直径为________。若实验中还测得，。则重力加速度________。（计算结果保留1位小数）12．（12分）用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置（如图乙所示）；④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）；⑤测出所需要的物理量．请回答：(1)实验①中A、B的两球质量应满足______(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有______；（请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”）(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：______．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）一半圆柱形透明体横截面如图所示，O为截面的圆心，半径R＝cm，折射率n＝．一束光线在横截面内从AOB边上的A点以60°的入射角射入透明体，求该光线在透明体中传播的时间．（已知真空中的光速c＝3.0×108m/s）14．（16分）如图所示，在倾角=的足够长斜面上放置一长木板，长木板质量M=3.0kg，其上表面光滑，下表面粗糙，木板的下端有一个凸起的挡板，木板处于静止状态，挡板到斜面底端的距离为7m。将质量为m=1.0kg的小物块放置在木板上，从距离挡板L=1.6m处由静止开始释放。物块下滑后与挡板相撞，撞击时间极短，物块与挡板的碰撞为弹性正碰，碰后木板开始下滑，且当木板沿斜面下滑至速度为零时，物块与木板恰好发生第二次相撞。取重力加速度g=10m/s2。求：(1)物块与木板第一次相撞后瞬间木板的速率；(2)长木板与斜面之间的动摩擦因数μ；(3)物块与挡板在斜面上最多发生几次碰撞。15．（12分）如图所示，半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC，框架中心与圆心重合，S为位于BC边中点处的狭缝．三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一束质量为m、电量为q，不计重力的带正电的粒子，从P点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S，垂直BC边向下进入磁场并发生偏转．忽略粒子与框架碰撞时能量与电量损失．求：(1)要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点，则加速电场的电压为多大？(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S，则加速电场电压满足什么条件？(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？

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】

AB．粒子在电场中加速时，根据动能定理可得①即所以粒子质量增大，则粒子经过狭缝P的速度变小，只增大加速电压U，则粒子经过狭缝P的速度变大，A错误B正确；CD．粒子在磁场中运动时有②联立①②解得所以只增大粒子的比荷（增大）或只增大磁感应强度，半径都减小，CD错误。故选B。2、B【解题分析】

AC．由图看出a光的偏折程度大于b光，所以根据折射定律得知：玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，折射率大则频率大，则a光的频率大，AC错误；B．根据公式可知a光的折射率较大，则在玻璃砖中，a光的速度小于b光的速度，则在玻璃砖中传播的时间a光比b光长，B正确；D．旋转前，发生折射过程是由玻璃射向空气中，而旋转180°后，发生的折射过程是由空气射向玻璃，故光线会发生变化，D错误。故选B。3、C【解题分析】

设与水平方向发射角，落地点y=0，故竖直方向上有解得在水平方向有又因为，所以最远射程为故C正确，ABD错误。故选C。4、D【解题分析】试题分析：理清电路，确定电压表测得什么电压，电流表测得什么电流，抓住电动势和内阻不变，采用局部→整体→局部的方法，利用闭合电路欧姆定律进行分析．触点向b端移动过程中连入电路的电阻减小，即总电阻减小，干路电流即总电流增大，所以根据可知路端电压减小，即U减小，在干路，通过它的电流增大，所以两端的电压增大，而，所以减小，即并联电路两端的电压减小，所以的电流减小，而，所以增大，D正确5、D【解题分析】

A．电动机不转动时的电阻即线圈的直流电阻，由欧姆定律知，故A错误；B．电动机的额定电流电动机的铭牌应标有“150V，5A”字样，故B错误；C．由得，重物匀速上升的速度大小故C错误；D．因重物上升60m的时间由得故D正确。故选D。6、B【解题分析】

A．根据右手定则可知，第一次时线框中的感应电流方向顺时针方向；若要使两次产生的感应电流方向相同，根据楞次定律，则第二次时磁感应强度大小必须逐渐减小，故A错误；B．根据切割感应电动势公式及闭合电路欧姆定律可得第一次时感应电流大小：若要使两次产生的感应强度电流大小相同，根据法拉第电磁感应定律及闭合电路欧姆定律则有：则第二次时磁感应强度大小随时间必须均匀变化，且变化率为：故B正确；C．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，水平拉力做的功为：故C错误；D．第一次时，在线圈离开磁场的过程中，通过线圈某一横截面的电荷量为：故D错误；故选B。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、AC【解题分析】

A．根据线速度的定义可知卫星的线速度大小为选项A正确；B．由，得地球的质量为选项B错误；C．根据密度公式可知地球的密度选项C正确；D．根据万有引力提供向心力有地球表面万有引力近似等于重力有联立解得地球表面的重力加速度大小选项D错误。故选AC。8、ACD【解题分析】

A．开始未电场时，弹簧处于压缩状态，对A，根据平衡条件和胡克定律有解得物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据胡克定律，有解得故从加电场后到B刚离开C的过程中，A发生的位移大小为选项A正确；B．从加电场后到B刚离开C的过程中，挡板C对小物块B的作用力不为零，由I=Ft知挡板C对小物块B的冲量不为0，选项B错误；C．设A所受的电场力大小为F，当A的加速度为0时，B的加速度大小均为a，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，对A有对B有故有B刚离开C时，电场力对A做功的瞬时功率为选项C正确；D．对A、B和弹簧组成的系统，从加电场后到B刚离开C的过程中，物块A的机械能、电势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，弹簧的弹性势能先减小后增大，则物块A的机械能和电势能之和先增大后减小，选项D正确。故选ACD。9、AD【解题分析】变压器不会改变电流的频率，电流的频率为，故A正确；由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为311V，所以原线圈的电压的有效值为：，在根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V，在副线圈中接有电阻R、电感线圈L和灯泡D，它们的总的电压为55V，所以灯泡L1两端电压一定会小于55V，故B错误；在根据电压与匝数成正比可知副线圈的电压不变，所以电压表的示数不变，故C错误；交流电的频率越大，电感线圈对交流电有阻碍作用就越大，所以电路的电流会减小，灯泡D的亮度要变暗，故D正确．所以AD正确，BC错误．10、ADE【解题分析】

A、B项：在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，故A项正确，B项错误；C项：分子间作用力随分子间距离增大先减小，然后反向增大，最后又一直减小，C项错误；D项：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快，D项正确；E项：当r＜r0时，分子力表现为斥力，当分子力减小时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减少，E项正确。故选：ADE。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、1.239.4【解题分析】

(1)[1]小球经过光电门的位移大小为小球直径d，运动时间为t，则速度为(2)[2]小球下落至光电门的过程有解得(3)[3]游标卡尺的主尺读数为，游标尺的第3条刻线与主尺的某刻线对齐，则游标卡尺读数为，则测量值为[4]在式中代入相关数据得12、;;;【解题分析】（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有mAv0=mAv1+mBv2，在碰撞过程中动能守恒，故有，解得，要碰后a的速度v1＞0，即mA-mB＞0，mA＞mB；（2）由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB；（3）验证的方程为mAx0＝mAxA＋mBxB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、3.0×10-10s【解题分析】

设此透明体的临界角为C，依题意当入射角为时，由，得折射角此时光线折射后射到圆弧上的C点，在C点入射角为，比较可得入射角大于临界角，发生全反射，同理在D点也发生全反射，从B点射出在透明体中运动的路程为在透明体中的速度为传播的时间为=3.0×10-10s14、(1)2.0m/s；(2)；(3)6次【解题分析】

(1)物块下滑的加速度为物块第一次下滑至挡板时的速度为v==4m/s经分析可知，物块与挡板第一次相撞后反弹，由动量守恒定律可得mv=mv1+Mv2