梅河口市某中学2024届高三年级上册1月期末考试物理试卷(含答案)

梅河口市第五中学2024届高三上学期1月期末考试物理试卷

学校：___________姓名：班级：___________考号：

一、单选题

L1897年英国物理学家约瑟夫・约翰・汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，这是人类

最早发现的基本粒子，下列有关电子的说法正确的是（）

A.电子的发现说明原子是有内部结构的

B,光电效应中，逸出光电子的最大初动能与入射光强度有关

C,根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，核外电子动能增大

D.0射线是原子核外电子电离形成的电子流

2.我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠’'是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛

侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁或玻

璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”

到右上方8点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是（）

4」.蛛侠

3.用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手握住直尺顶端的地方，

乙同学在直尺下端刻度为零的地方做捏住直尺的准备，但手没有碰直尺，当乙同学看

到甲同学放开直尺时，立即握住直尺，记录下乙同学握住直尺的刻度，根据所学知识

计算出不同刻度对应的反应时间，从而把这把尺子做成“反应时间测量尺关于“反应

时间测量尺”，下列说法正确的是（）

甲

乙

A.其“时间刻度”是均匀的，与长度刻度成正比例

B,其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密

C,其“时间刻度”是不均匀的，且远离直尺零刻度的地方“时间刻度”密

D.如果在月球上使用此刻度尺测得的“反应时间”与在地球上测得的相等

4.圆锥摆是一种简单的物理模型，四个形状相同的小球4B、C、。在水平面内均做

圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、8在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的

绳较长），小球〃=加8；如图乙所示，小球C、。在不同水平面内做圆锥摆运动，但

是连接C、短的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接。球的绳较长），mc>mD,则下

列说法正确的是（）

A.小球A、8向心加速度大小相等

B,小球。比。向心加速度大

C.小球A受到绳的拉力与小球B受到绳的拉力大小不等

D.小球。受到绳的拉力与小球。受到绳的拉力大小相等

5.如图所示，三个完全相同的物体A、B、。用两根轻质细绳连接，作用在物体。上

的水平恒力尸使整体沿粗糙水平面向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是（）

A.4、B间轻绳中的张力大小为£B.4B间轻绳中的张力大小为£

23

CBC间轻绳中的张力大小为£D.B、C间轻绳中的张力大小为£

23

6.如图所示，质量为0.5kg的小球A和质量为1kg的物块8用跨过光滑定滑轮的轻质

细绳连接，物块B放在倾角为30。的固定斜面体C上。起初小球A静止在滑轮正下

方，现在小球H上施加一水平向右的外力凡使滑轮右侧细绳缓慢逆时针转动60。，此

过程中物块8始终静止，取重力加速度大小g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.外力F先增大后减小B.起初物块B受到4个力作用

C,物块B受到的静摩擦力不超过5ND.物块B受到的静摩擦力先增大后减小

7.如图所示，一束复色光以45。的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经

下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线纵6,关于〃、8两束单色光，下

列说法正确的是（）

玻璃

涂层

A.。光的频率较小B.a光在玻璃砖中的速度比匕光快

C.b光在玻璃砖中的波长比。光短D.b光先从玻璃砖上表面射出

二、多选题

8.一定质量的理想气体，初始温度为300K,压强为IxlO'Pa。经等容过程，该气体

吸收400J的热量后温度上升100K；若经等压过程，需要吸收600J的热量才能使气体

温度上升100K。下列说法正确的是（）

A.初始状态下，气体的体积为6L

B.等压过程中，气体对外做功400J

C等压过程中，气体体积增加了原体积吗

D.两个过程中，气体的内能增加量都为400J

9.如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接

入电容为。的电容器和阻值为R的电阻。质量为相、阻值也为A的导体棒"N静止于

导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下

的匀强磁场中。开始时，电容器所带的电荷量为Q,合上开关S后，（）

XXX

XXX

CB

XXX

XXNXXXX

A.通过导体棒MN电流的最大值为2

RC

B.导体棒MN向右先加速、后匀速运动

C导体棒MN速度最大时所受的安培力为0

D.电阻R上产生的焦耳热等于导体棒MN上产生的焦耳热

10.如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头<初始位置在副线圈正中

间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻用的阻值为R,滑动变阻器&

的最大阻值为9R,滑片乙初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U,理想电流表

A的示数为下列说法正确的是（）

A.保持［位置不变，鸟向左缓慢滑动的过程中，/变大，U变小

B.保持<位置不变，2向左缓慢滑动的过程中，与消耗的功率增大

C,保持2位置不变，耳向下缓慢滑动的过程中，/减小，U增大

D.保持2位置不变，6向下缓慢滑动的过程中，与消耗的功率先增大后减小

三、实验题

11.某实验小组采用如图所示的装置来验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：

”一y小乜打点计时器

・・・/号41«・・X：・小・

甲乙

①安装仪器，并将木板一侧适当垫高以平衡摩擦力；

②将另一小车5（图甲中未画出）静置于P处，在小车3中放入适当质量的重物；

③接通电源，轻推一下，使小车A沿木板向下运动，4、B碰撞后粘在一起运动，打出

一条如图乙所示的纸带（图乙中的不、马均已测出）；

（1）关于步骤①中平衡摩擦力的操作，下列最准确的是（选填正确答案

标号）；

A.将小车轻放于木板上，小车静止不动

B,轻推一下小车，目测小车做匀速直线运动

C将小车连上纸带，接通电源，轻推一下小车，在纸带上打出一系列点，纸带上点迹

分布均匀

（2）在图乙中，（填“占''或"々''）段对应的点是两车碰撞前打出的；

（3）测得小车4的质量为"4,小车8的质量为m2,重物的质量为472，那么在误差

允许的范围内满足关系式（用町、加2、Am、演、々表示），则在碰撞

过程中系统动量守恒。

12.某学习小组为了测定家用自来水的电阻率，在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满自

来水，玻璃管两端用具有良好导电能力的活塞塞住管口，现有如下仪器：

电源E：具有一定内阻，电动势约为10V

电流表A1：量程为0~2mA.内阻4=50。

电流表A2：量程为0~5mA.内阻弓约为100C

定值电阻用=50。

定值电阻6=700C

滑动变阻器R最大阻值约为50Q

多用电表一个

单刀单掷开关S,导线若干

（1）甲同学将多用电表欧姆挡旋至“X100”倍率位置，对玻璃管中水的电阻进行粗略测

量如图所示，该同学所测阻值为C。

（填字母代号）进行联，改装成量程为1.5V的电压表V。

（3）乙同学测量中要求仪表的指针偏角不小于满偏角度的三分之一，实验电路应选用

F面的图最为合理。

（4）乙同学测得电流表A1读数为《，电流表A2读数为“，玻璃管中有水部分的长度

为/,玻璃管内径为乩则所测家用自来水的电阻率夕=（用题中所给的字母

表达）。

四、计算题

13.某饮料瓶内密封一定质量理想气体，/=27笛时，压强〃=1.050xl()5pa。

(1)：=37。(?时，气压是多大？

(2)保持温度不变，挤压气体，使之压强与(1)时相同时，气体体积为原来的多少

倍？

14.如图所示，一绝缘细直杆AC固定在水平向左、电场强度大小£=1.0xl0，N/C的

匀强电场中，直杆与电场线成45。角，杆长/二速m。一套在直杆上的电荷量为

2

4=1.0x10-5(2的带负电荷的小环，从杆顶端A点由静止开始下滑，小环离开杆后恰好

通过杆底端C点正下方的P点。已知小环的质量加=0.2kg,环与杆间的动摩擦因数

〃取重力加速度大小g=i()m/s2。求:

45

(2)小环运动到杆顶端A点正下方时的动能线0

15.如图所示，在平面直角坐标系X。)，第一象限、边长为2GL的正方形区域内存在

垂直坐标平面向外的匀强磁场，在第二象限、边长为4L的正方形区域内存在沿y轴正

方向的匀强电场，正方形A3CO的A点位于x轴上，4点坐标为(5L,0),AO边与x轴

的负方向成30。角。一带负电的粒子从A点以速度%沿纸面射入磁场，速度方向与AO

成30。角，粒子恰好从。点离开磁场，穿过y轴进入匀强电场，从尸点（图中未画

出）离开电场时的速度方向与射入磁场时的速度方向垂直，不计粒子受到的重力，

求:

（1）尸点的坐标（斗,力）；

（2）粒子从A点运动到P点的时间％;

（3）匀强磁场的磁感应强度与匀强电场的电场强度的比值0°

参考答案

1.答案：A

解析：A.电子的发现说明原子是可以再分的，故原子是有内部结构的，故A正确；

B,光电效应中，逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关，而与强度无关，故B错

误；

C.根据玻尔理论，原子从低能级向高能级跃迁时，库仑力做负功，核外电子动能减

小，故C错误；

D.从原子核中发出的。射线是电子流，电子是由中子转化为质子而来的，不是原子核

外电子电离形成的电子流，故D错误。

故选Ao

2.答案：B

解析：“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀速“爬行”到右上方B点，“蜘蛛侠”

处于平衡状态，故在竖直面内受力平衡。

故选Bo

3.答案：B

解析：ABC.根据题意，由公式力二ggr可得

可知，其“时间刻度”是不均匀的，且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度''密，故AC错

误，B正确。

D.由于月球上的重力加速度小，可知如果在月球上使用此刻度尺，刻度尺下落比地球

上慢，同样的下落距离对应反映时间变长，在月球上使用此刻度尺测得的“反应时间”

与在地球上测得的不相等，故D错误。

故选Bo

4.答案：C

解析：AC.对甲图A8分析：设细线与竖直方向的夹角为仇小球的质量为相，小球A8

到悬点0的竖直距离为〃，则

mgtan0=ma

Tcos8=mg

解得

。=gtan6

T=3

cos6

所以小球AB的加速度大小不相同；虽然外=〃%，但两小球细线与竖直方向上的夹角

不同，故小球4受到绳的拉力与小球B受到绳的拉力大小不等，故A错误，C正确；

BD.对乙图CD分析：设细线与竖直方向的夹角为仇小球的质量为相，绳长为/,绳

上拉力为。则有

mgtanO=ma

Tcos0=mg

得

a=gtan0

T=^§-

cos。

所以小球C、。向心加速度大小相同，由于夹角虽然相同，但心＞〃》可知小球C。

受到绳的拉力大小不相同，故BD错误。

故选C。

5.答案：B

解析：AB.设物体质量均为相，与地面间的动摩擦因数为〃，对A、B、C整体，有

F—ju3mg=3ma

解得

F

«=-——4g

3m

对A,有

FL从mg=ma

解得

故A错误，B正确；

CD.将对43看成整体，有

FBC-〃2mg=2tna

解得

故CD错误。

故选Bo

6.答案：C

解析：A.当连接A的细绳与竖直方向的夹角为a时，对4受力分析，如下图所示

根据平衡条件有

F=mAgtana

水平缓慢拉动时，夹角为。逐渐变大，则外力厂逐渐增大，故A错误；

B.一开始时，细绳的拉力等于A的重力为5N,而5沿斜面向下的分力为

恤gsin30°=5N

则开始时物块B不受斜面的摩擦力，只受到重力、斜面的支持力和细绳的拉力，故B

错误;

CD.由上述分析可得，在水平缓慢拉动时，细绳的拉力为

T=-^-<10N

cosa

疝物块B分析，沿斜面方向，根据平衡条件有

T=mRgsin30°+f

可知，此过程中物块B受到的静摩擦力从0逐渐增大至5N,故C正确，D错误。

故选C。

7.答案：D

解析：根据题意，由折射定律和反射定律做出完整的光路图，如图所示

b

涂层

A.由折射定律可知，两束单色光的折射率分别为

sin45°sin450

n1n

a=si-nenb=~si-na-

由图可知

a>0

则有

%>%

即玻璃砖对。光的折射率比b光的折射率大，由于折射率越大，光的频率越大，则〃

光的频率较大，故A错误；

B根据

c

n=­

v

可得

c

v=­

n

可知，折射率越大，光在介质中传播的速度越小，即。光在玻璃砖中的速度比b光

慢，故B错误：

C,根据

可得

由于。光的速度慢，频率大，则a光的波长短，故C错误；

D.设玻璃砖的厚度为d、光线进入玻璃瓶后的折射角为小则光在玻璃瓶中传播的速度

为

ccsinP.仆

v=—=-------=csinp

nsin45°

传播距离为

COSPCOSP

则传播时间为

LId4d

t——=----------=-------

vcsin^cos/7csin24

根据上述光路图可知

0</?<45°

则有

0<28<2a<90。

则有

sin20<sin2a<1

可得

。乜

即力光先从玻璃砖上表面射出，故D正确。

故选D。

8.答案：AD

解析：C.令理想气体的初始状态的压强，体积和温度分别为

Pi=〃o，K=%，Z=300K

等容过程为状态二

〃2=?,%=乂="=400K

等压过程为状态三

P3=Po，％=?，［=400K

由理想气体状态方程可得

PM=P2匕_〃3匕

R-T2T3

解得

44

P2=g〃o,匕=3%

体积增加了原来的1，C错误；

3

D.等容过程中气体做功为零，由热力学第一定律

△U=W+Q=400J

两个过程的初末温度相同即内能变化相同，因此内能增加都为400J，D正确；

AB.等压过程内能增加了400J，吸收热量为603,由热力学第一定律可知气体对外做

功为200J，即做功的大小为

W=-匕）=20°J

解得

匕二6L

A正确B错误；

故选ADo

9.答案：AC

解析：MN在运动过程中为非纯电阻，MN上的电流瞬时值为

it-Blv

i=--------

R

A.当闭合的瞬间，可知

B/v=0

此时MN可视为纯电阻R,此时反电动势最小，故电流最大，则

C

可得

j=£=_e_

—R-CR

故A正确；

B,当〃〉B/u时，导体棒加速运动，当速度达到最大值之后，电容器与MN及R构成回

路，由于一直处于通路的形式，由能量守恒可知，最后MN终极速度为零，故B错

误；

CMN在运动过程中为非纯电阻电路，上的电流瞬时值为

u-Blv

i=--------

R

当〃=8/u时，上电流瞬时为零，安培力为零此时，MN速度最大，故C正确;

D.在MN加速度阶段，由于MN反电动势存在，故MN上电流小于电阻R上的电流，

电阻R消耗电能大于MN上消耗的电能(即心>4,),故加速过程中，QR>QMZ

当MN减速为零的过程中，电容器的电流和导体棒的电流都流经电阻R形成各自的回

路，因此可知此时也是电阻R的电流大于MN的电流，电阻R消耗电能大于上消

耗的电能，综上分析可知全过程中电阻R上的热量大于导体棒上的热量，故D错误。

故选ACo

10.答案：ABD

解析：AB.由题意可知，原副线圈的匝数比为2,则副线圈的电流为2/，根据欧姆定

律可得副线圈的电压有效值为

5=2成

则变压器原线圈的电压有效值为

4=2.=4出

设输入交流电的电压有效值为U。，则

UO=4IR1+IR2

可得

1=%

4凡+R2

保持[位置不变，8向左缓慢滑动的过程中，/不断变大，根据欧姆定律

“=4/R

可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则&两端的电压不断变

小，则电压表示数U变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的

功率相等，可知与消耗的功率增大，故AB正确；

CD.设原副线圈的匝数比为〃，同理可得

U\=/IR\

则

2

U()=nIR}+IR2

整理可得

nR]+R->

保持2位置不变，[向下缓慢滑动的过程中，〃不断变大，则/变小，对与由欧姆定

律可知

U=IR2

可知U不断变小，根据原副线圈的功率相等可知与消耗的功率

P=IU(U”2)

1102

trR.+R2nR1+R2

整理可得

+琴+2凡

2

nR]~

可知〃=3时，与消耗的功率有最大值，可知与消耗的功率先增大，后减小，故C错

误，D正确。

故选ABDo

11.答案：（1）C（2）（3）町百=（町+吗+2\加）々

解析：（1）平衡摩擦力是让小车在运动过程中平衡，小车运动时很难通过视觉判断是

否为匀速运动，故将小车连上纸带，接通电源，轻推一下小车，在纸带上打出一系列

点，纸带上点迹分布均匀，此时小车匀速运动，摩擦力等于重力沿斜面的分力。

故选C。

（2）因为两车碰撞后粘在一起，所以碰撞后两车的共同速度小于碰撞前小车A的速

度，在题图乙中，*对应的点是两车碰撞前打出的。

（3）设图乙中两段距离对应的时间为F,则两车碰撞前后的速度分别为

匕=7-=7

两车碰撞过程中动量守恒

町匕=(g+m2+A/W)V2

则有

孙王=(町+吗+A/n)x2

12.答案：(1)1100(2)串联(3)A(4)./代+&))

4/(72-；,)

解析：（1）该同学所测阻值为

«二11X1000=1100。

（2）两个电流表一个测量电流，一个改装成电压表，由实验题意可知，将电流表A】

改装成电压表，由

4&+R）=1.5V

可得

R=700Q

所以电流表A1与定值电阻此串联；

（3）测量中要求仪表的指针偏角不小于满偏角度的三分之一，且A2的电阻约为

100Q,不准确，所以A?外接，滑动变阻器分压式接法，故A正确，BCD错误。

故选A；

（4）玻璃管中水的电阻

R=/］储+&）

由电阻定律可得

凡=包

1S

联立可得

4（U+&）/

4/（/2-7,）

13.答案：（1）1.085xl05Pa⑵0.97

解析：（1）瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为

7=（27+273）K=300K，V=（37+273）K=310K

温度变化过程中体积不变，故由查理定律有

艮=匹

T~T'

解得

"=L085xl（）sPa

（2）保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律有

pV=p'V

解得

0.97V

14.答案：（1）h=\,2m（2）£k=13.7J

解析：（1）设小环在细直杆上运动时的加速度大小为小受到的支持力大小为《，受

到的摩擦力大小为f小环离开直杆时的速度大小为丫，小环从。点运动到P