四川省绵阳市高中2023-2024学年物理高三第一学期期末学业水平测试试题含解析

四川省绵阳市高中2023-2024学年物理高三第一学期期末学业

水平测试试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题

卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右

上角”条形码粘贴处〃。

2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息

点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。

3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区

域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和

涂改液。不按以上要求作答无效。

4.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、如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它

们的交点，四点处的电势分别为、一、「-、：一一电子由M点分别运动到N点

和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则

A.直线a位于某一等势面内，

B.直线c位于某一等势面内，」.」「

C.若电子有M点运动到Q点，电场力做正功

D.若电子有P点运动到Q点，电场力做负功

2、生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平

整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机

支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机

受到的重力为G,手机所在平面与水平面间的夹角为。，则下列说法正确的是（）

高铁前进方向

A.当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于--

cos3

B.当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反

C.高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用

D.高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用

3、如图所示，直线1和曲线2分别是汽车a和b在同一平直公路上行驶的位置一时间

(x-Z)图像，由图像可知()

A.在友时刻，a、b两车的运动方向相同

B.在以时刻，a、b两车的运动方向相反

C.在人到打这段时间内，a、b两车的平均速率相等

D.在〃到这段时间内，a、b两车的平均速度相等

4、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施

是

A.改用红光照射

B.改用X射线照射

C.改用强度更大的原紫外线照射

D.延长原紫外线的照射时间

5、宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，

如图所示，。为抛出点，若该星球半径为4000km,引力常量G=6.67xl(^llN^m2^kg-

2,则下列说法正确的是()

O1.02.0x/m

▼y/m

A.该星球表面的重力加速度为16.0mH

B.该星球的第一宇宙速度为4.0km/s

C.该星球的质量为2.4x1020kg

D.若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s

6、如图所示，小球放在光滑的墙与装有钱链的光滑薄板之间，薄板在尸作用下逆时针

缓慢转动，在墙与薄板之间的夹角，缓慢地从90。逐渐减小的过程中（）

A.小球对薄板的压力可能小于小球的重力

B.小球对薄板的正压力一直增大

C.小球对墙的压力先减小，后增大

D.小球对墙的正压力不可能大于小球的重力

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，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸

面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框A5C边长为2a,内部磁感应强度大小为8o,

且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为+外质量为机的粒子从A3边中点。

垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又

能从。点射入内部磁场，下列说法正确的是（）

A.三角形ABC与45，。之间的磁感应强度大小也为B0

B.三角形4万。的边长可以为26

C.粒子的速度大小为刍丝

m

17im

D.粒子再次回到。点所需的时间为与丁

8、下列说法正确的是

A.声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快

B.受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率

C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度

D.宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢

E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象

9,如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30。，圆

盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离L处有一小物

体与圆盘保持相对静止，当圆盘的角速度为。时，小物块刚要滑动.物体与盘面间的

动摩擦因数为且（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），该星球的半径为R,引力常量

2

为G,下列说法正确的是

B.这个行星的第一宇宙速度匕=2处/1元

C.这个行星的同步卫星的周期是二

（o\L

D.离行星表面距离为R的地方的重力加速度为a）2L

10、如图所示.直线1和2分别为两个不同电源的路端电压和电流的关系图象，Ei、n,

分别为电源1的电动势和内阻，E2、"分别为电源2的电动势和内阻，则下述说法正确

的是（）

C.当两个电源短路时电源1的短路电流大

D.当两个电源分别接相同电阻时，电源2的输出功率小

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)如图所示为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系”

实验装置，实验步骤如下：

压强

传略器

图I1-------------1图2

①把注射器活塞移至注射器满刻度处，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐

一连接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；

③用V-二图像处理实验数据，得出如图2所示图线.

(1)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是和

(2)如果实验操作规范正确，但如图2所示的V-工图线不过原点，则V。代表

(3)小明同学实验时缓慢推动活塞，并记录下每次测量的压强p与注射器刻度值V.在

实验中出现压强传感器软管脱落，他重新接上后继续实验，其余操作无误.V-上关

系图像应是

12.（12分）某实验小组成员用如图所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长关系”的实验.

（1）将弹簧悬挂在支架上，弹簧上端刚好与竖直刻度尺的零刻度对齐，当弹簧下端挂

上一个钩码且处于静止时，弹簧下端的指针指在刻度尺上的位置如图1所示，此时弹簧

的长度为h=cm.

B2

（2）对于实验中的操作，下列说法正确的是.

A.测量弹簧原长时，需要把弹簧水平放稳后进行测量读数

B.挂钩上挂的钩码越多，实验误差越小

C.弹簧的自重不会影响弹簧的劲度系数测量

D.由于弹簧的自重，会使测量的劲度系数有一定的误差

（3）在弹簧弹性限度内，改变弹簧下端所挂钩码的个数，同时测出对应弹簧的长度，

已知每个钩码的质量为50g,在机/坐标系中描点作图如图2所示，当地的重力加速度

g取9.80m/s2,则由图象可以得到弹簧的劲度系数k=N/m（结果保留三位有效数

字）.

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，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度3=0.5T.在匀强磁

场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距L

=lm,电阻可忽略不计.质量均为机=lkg,电阻均为尺=2.5。的金属导体棒MN和

PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好.先将尸。暂时锁定，金属棒MN在垂直于

棒的拉力歹作用下，由静止开始以加速度”=0.4m/s2向右做匀加速直线运动，5s后保

持拉力厂的功率不变，直到棒以最大速度愠做匀速直线运动.

,N

XXXXXXX

B—•►F

XXXXXXX

QM

（1）求棒MN的最大速度Vm；

⑵当棒MN达到最大速度Vm时，解除尸。锁定，同时撤去拉力尸，两棒最终均匀速运

动.求解除尸。棒锁定后，到两棒最终匀速运动的过程中，电路中产生的总焦耳热.

⑶若尸。始终不解除锁定，当棒MN达到最大速度Um时，撤去拉力歹，棒继续运

动多远后停下来？（运算结果可用根式表示）

14.（16分）如图所示，两平行长直金属导轨（不计电阻）水平放置，间距为L,有两

根长度均为乙、电阻均为R、质量均为，〃的导体棒A3、。平放在金属导轨上。其中

棒C。通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为，”的重物相连，重物放在水平地面上，开始

时细绳伸直但无弹力，棒与导轨间的动摩擦因数为〃，最大静摩擦力等于滑动摩擦

力，忽略其他摩擦和其他阻力，导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场B1,磁场区域的

7T

边界满足曲线方程：y=£sin-x（O<x<£,单位为机）。棒处在竖直向上的匀强

J-J

磁场当中。现从f=0时刻开始，使棒A8在外力尸的作用下以速度v从与y轴重合处

开始沿x轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD棒始终处于静止状态。

（1）求棒A3在运动过程中，外力厂的最大功率；

（2）求棒通过磁场区域片的过程中，棒C。上产生的焦耳热；

（3）若棒AB在匀强磁场月中运动时,重物始终未离开地面，且满足：g=刍空幺，

47?

求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。

15.（12分）如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角a=37。,

导轨间距乙=lm,顶端用电阻尺=2。的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平

面向上的匀强磁场，磁感应强度大小3=1T。质量机i=O.lkg、电阻拈=4。的导体棒M

在磁场中距虚线的距离d=2m,M与导轨间的动摩擦因数"i=0.25,质量机2=0.3kg、电

阻&=2。的导体棒N在虚线处，N与导轨间的动摩擦因数欣=0.8。将导体棒M、N同

时从导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速，重力加速度g取10m/s2,运动过程

中拉、N与导轨始终接触良好，已知5皿37。=0.6,cos37°=0.8o

(1)求V、N相碰前，M上产生的焦耳热；

(2)求M、N相碰前M运动的时间；

(3)M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力E使V、

N同时匀减速到零，求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。

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

【解析】

电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，

匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N,电

场力对负电荷做负功，说明MQ为高电势，NP为低电势.所以直线c和d都是位于某

一等势线内，但是屈=%,源〉。心选项A错，B对.若电子从M点运动到Q点,

初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错.电子作为负电荷从P到Q即从低电势

到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错.

【考点定位】等势面和电场线

【名师点睛】匀强电场和点电荷的电场以及等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线

及等势面分布情况要熟记.

2、D

【解析】

A.高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件

可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；

B.高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，

不受桌面摩擦力，B错误；

C.高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4

个力作用，C错误；

D.高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材

料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D正确。

故选D。

3、D

【解析】

AB.由尤图像的斜率正负表示速度方向，由图像可知，〃时刻，a、b两车的运动方

向相反，打时刻，a、b两车的运动方向相同，故AB错误；

C.由X-f图像可知，b汽车的路程大于a汽车的路程，由于时间相同，所以b车的平

均速率大于a车的平均速率，故C错误；

D.在力到打这段时间内，两汽车的位移相同，时间相同，故a、b两车的平均速度相

等，故D正确。

故选D。

4、B

【解析】

发生光电效应的原因是入射的光子能量hv超过了金属表面电子逸出的逸出功叱），若不

能发生光电效应，说明入射光子能量过小，频率太低，应该换用频率更高的入射光，对

照选项B对.

5、B

【解析】

A.物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有

x=vot

12

y=2gt~

联立解得

g=4m/s2

该星球表面的重力加速度为4m/s?，故A错误；

BC.设该星球的第一宇宙速度为V,该星球的质量为"，在星球表面附近，则有

GMmmv2

-^=m8=-T

解得

v=sfgR=V4X4X106m/s=4.0km/s

=探"kg=9.6xl。23kg

故B正确，C错误；

D.根据万有引力提供向心力有

GMmmv

r2

解得

卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度,

同步卫星的速度一定小于4.0km/s,故D错误；

故选B。

6、B

【解析】

以小球为研究对象，处于平衡状态，根据受力平衡，由图可知

mg

AB.当墙与薄板之间的夹角。缓慢地从90。逐渐减小的过程中，薄板给球的支持力及逐

渐增大，木板受到的压力增大，小球对薄板的压力不可能小于小球的重力，A错误B

正确；

CD.当墙与薄板之间的夹角。缓慢地从90。逐渐减小的过程中，墙壁给球的压力B逐

渐增大，根据牛顿第三定律可知墙壁受到的压力增大，小球对墙的正压力可能大于小球

的重力，CD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、ACD

【解析】

A.要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从。点射入内部磁场，则

带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为。的圆弧，粒子运动轨迹如图

所示，所以三角形A3C与A/，。之间的磁感应强度大小也应该为瓦，故A正确；

B.由几何知识可知，三角形4*0的最短边长为2a+2班a,B错误；

C.带电粒子做圆周运动的轨迹半径为

mv

/'=a=-^-

qB°

速度为

i，_Boqa

m

C正确；

D.分析知粒子再次回到O点时，其运动轨迹对应的圆心角0=2x60。+300。=420。，故

t—_4_2_0°T—__I_mn

360°3qB°

D正确

故选ACDo

8、BDE

【解析】

A.声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A错误；

B.在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B

正确；

C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜

头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故c错误；

D.字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人

观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D正确；

E.障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E正确。

故选BDE,

9、BD

【解析】

当物体转到圆盘的最低点，由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力

时，角速度最大，由牛顿第二定律求出重力加速度，然后结合万有引力提供向心力即可

求出.

【详解】

物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转

到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定

律得：^imgcos300-mgsin300=m（o2L,所以：g=----------------=4a）2L.

//cos30°-sin30°

A.绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力即为其所受重力，即：

2

「MmgR41R?L

6声='吟所以八会二。故A错误;

B.根据行星的第一宇宙速度公式用=眄得，该行星得第一宇宙速度为

Vj=2ahJRL，故B正确；

C.同步卫星在轨运行时，轨道处卫星受到的引力提供向心力，则有

=加条R+h）,解得：7=斗（.+1）3,由于同步卫星的高度未知,

故而无法求出自转周期T,故C错误；

_GMmGMm1

D.离行星表面距离为R的地方的万有引力：F=7^=^^=7m8=t}W）2Lt'

即重力加速度为。2乙故D正确.

【点睛】

本题易错点为C选项，在对同步卫星进行分析时，如果公转圆周运动不能计算时，通

常可以考虑求行星自传周期：同步卫星的周期等于行星自传周期.

该行星赤道上的物体随行星一起做圆周运动时，万有引力可分解为重力和自传向心力,

Mm4万2

R,由于不能确定该行星表面上赤道地区的重力加速度，故

即G—r=mg0+myr

而无法求出自传周期T；

如果错误地按照自传向心力由万有引力提供，G^=m1解得：T=-J-,就

R2T2co\L

错了，因为是如果行星上物体所受万有引力全部提供自传向心力，该行星已经处在自解

体状态了，也就是不可能存在这样得行星.

10、ACD

【解析】

A.根据闭合电路欧姆定律

U=E-Ir

当/=0时

U=E

说明图线纵轴截距等于电源的电动势，由图可知，两电源的电动势相等，即

E1=E2

故A正确；

B.根据数学知识可知，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图可知，图线2的斜率大

于图线1的斜率，则

ri>r\

故B错误；

C.短路电流

E

1=—

R

故电源1的短路电流要大，故C正确；

D.根据

当两个电源分别接相同电阻时，电源内阻大即电源2的输出功率小，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、移动活塞要缓慢不能用手握住注射器的封闭气体部分注射器与压强传感器

连接部分气体的体积B

【解析】

(1)[1][2].要保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不

能用手握住注射器封闭气体部分.这样能保证装置与外界温度一样.

c

(2)[3].体积读数值比实际值大匕.根据P(V+%)=C,C为定值，则丫=下-%.如

果实验操作规范正确，但如图所示的V-：图线不过原点，则%代表注射器与压强传

感器连接部位的气体体积.

C1

(3)[4].根据尸上。可知丫=,，当质量不变时V与/成正比，当质量发生改变时(质

量变大)，V与3还是成正比，但此时的斜率发生变化即斜率比原来大，故B正确.

【点睛】

本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的

质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析.

12>22.50(22.50s22.52均可)C23.0(22.7523.2均可)

【解析】

(1)口]已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，由示数可知此时弹簧的长为22.50cm；

(2)[2]A.弹簧自身有重力，弹簧竖直悬技时由于自身重力必然有一定的伸长，故弹簧

竖直悬挂时测出的长度，才能作为实验中弹簧的原始长度，A错误；

B.悬挂的钩码太多，有可能会超过弹簧的弹性限度，B错误；

CD.由于：

AF

k=—

Ax

即左与弹力的变量AF及对应的形变量有关，与弹簧的自重无关，C正确，D错误.

(3)[3]根据图象有：

AF300X1Q-3X9.8

k=—N/m=23.0N/m

Ax(33.2-20.4)xIO-2

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)v“,=2&a/s(2)Q=5J(3)x=4oV5m

【解析】

(1)棒MN做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F-BIL=ma

棒MN做切割磁感线运动，产生的感应电动势为：E=BLv

棒MN做匀加速直线运动，5s时的速度为：v=ati=2m/s

F

在两棒组成的回路中，由闭合电路欧姆定律得：1=—

联立上述式子，有：F=ma+^-^-

2R

代入数据解得：F=0.5N

5s时拉力F的功率为：P=Fv

代入数据解得：尸=1W

棒MN最终做匀速运动，设棒最大速度为〃，棒受力平衡，则有：~~BImL=O

v1n

I二也

m2R

代入数据解得:5=26m/s

(2)解除棒尸。后，两棒运动过程中动量守恒，最终两棒以相同的速度做匀速运动，设速

度大小为力,则有：mvm=2mv'

设从P。棒解除锁定，到两棒达到相同速度，这个过程中，两棒共产生的焦耳热为Q,

由能量守恒定律可得：Q=g*-gx2mM2

代入数据解得：Q=5J；

(3)棒以拉N为研究对象，设某时刻棒中电流为i,在极短时间内，由动量定理得：

-BiLAt=mAv

对式子两边求和有：工(-BiLAt)=Z(〃zAv,“)

而4q=iAt

对式子两边求和，有:=

联立各式解得：BLq=mvm,

-p

又对于电路有：q=It=—t

2R

—RTx

由法拉第电磁感应定律得：E=—

代入数据解得：x=406m

14、(1)

2R

8R

(3)①当Ov然之时，FN=mg

6v

GW£5L….nx

②当—<t<—时,Bv=(l+p)jwg——----sin—

6v6v2RL

25LL—

③当—<t<—时，FN=mg

6vv

【解析】

(1)当棒AB运动到x处时，棒AB的有效切割长度最长，安培力最大，则外力尸