天津市红桥区2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分共100分第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、单选题（本题共5小题，每小题5分共25分）1.下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（）A.图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射B.图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置C.图是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样D.图是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波【答案】A【解析】A．图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，A正确；B．图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，是肥皂膜两表面反射光形成的干涉图样，实验时肥皂膜不一定需要水平放置，B错误；C．图是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，C错误；D．图是利用偏振眼镜能观看立体电影，偏振是横波的特点，光的偏振现象说明光是横波，D错误。故选A。2.钍基熔盐堆是第四代核能反应堆，具有更安全、更清洁的特点，该反应堆以钍为核燃料。再生层钍俘获一个中子后会变成钍，钍不稳定，经过多次衰变转化成易裂变铀。下列说法正确的是（）A.钍232和铀233的半衰期不相同B.衰变中的电子是来源于原子核外的电子C.钍232有90个中子，142个质子D.铀233的裂变方程可能为【答案】A【解析】A．不同原子核的半衰期不同，A正确；B．衰变释放电子，来源于原子核，B错误；C．钍的质子数为90，中子数为142，C错误；D．裂变方程应满足质子数和质量数守恒，该方程不满足，D错误。故选A3.关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（）A.图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显B.图乙说明固体间也能发生扩散现象C.由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功D.图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小【答案】B【解析】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；B．图乙中，说明固体间也能发生扩散现象，故B正确；C．由图丙可知，在由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；D．图丙中分子间距为时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大，故D错误。故选B。4.有研究表明，当有兴奋情绪时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种点电荷产生的电场，a、b为两点电荷连线上对称的两点，c、d为两点电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法正确的是（）A.a、b两点的电场强度不相同B.c点的电势大于d点的电势C.将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做正功D.负电荷在c点的电势能大于在a点的电势能【答案】D【解析】A．该电场可等效为两等量异种点电荷产生的电场，a、b为两点电荷连线上对称的两点，根据等量异种点电荷电场的特点，可知这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同，电场强度相同，故A错误；B．c、d两点位于同一条等势线上，则c点的电势等于d点的电势，故B错误；C．正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从电势低的b点移到电势高的d点，电势能增加，电场力做负功，故C错误；D．负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在低电势的c点电势能大于在高电势的a点的电势能，故D正确。故选D。5.竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，电阻也为R，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图所示。若ab杆在竖直方向上的外力F作用下匀速上升h，则下列说法正确的是（）A.金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热B.拉力F与金属杆ab克服安培力所做的功之和等于金属杆机械能的增加量C.拉力F与重力做功的代数和等于金属杆上产生的焦耳热D.拉力F与安培力合力所做的功大于mgh【答案】B【解析】A．根据功能关系可知，金属杆ab克服安培力所做的功等于电阻R上和金属杆ab产生的焦耳热之和，A错误；B．金属杆机械能的增加量等于除重力外的其他力所做的功，即拉力F与金属杆ab克服安培力所做的功之和等于金属杆机械能的增加量，B正确；C．ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，由动能定理可得则即，拉力F与重力做功的代数和等于金属杆克服安培力做的功，但大于金属杆上产生的焦耳热，C错误；D．ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，由动能定理可得则即拉力F与安培力的合力所做的功等于，D错误。故选B。二、多选题。（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）6.甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动，甲和乙的运动图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.甲乙均做匀速直线运动B.0~2s内与4~6s内，乙的加速度大小相等、方向相同C.前3s内甲的平均速度为0，乙的平均速度为2m/sD.甲、乙均在6s末回到出发点，距出发点的最大距离均为4m【答案】BC【解析】A．由图像可知，乙做方向变化的匀变速直线运动，甲做方向变化的匀速直线运动，故A错误。B．因v-t图像的斜率等于加速度，可知在0~2s内与4~6s内，乙物体的加速度均为2m/s2，方向相同，故B正确。C．前3s内，甲位移为0，所以平均速度为0，乙位移为所以平均速度是故C正确。D．由图像可知，甲、乙均在6s末回到出发点，甲距出发点的最大距离为4m，乙距离出发点的最大距离是故D错误。故选BC。7.2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船将乘组三名航天员送入空间站组合体，图中轨道①为近地轨道，轨道②为载人飞船变轨过程中的一条椭圆轨道，轨道③为空间站运行的高空圆轨道。P为椭圆轨道的近地点，Q为远地点，忽略一切阻力。则下列判断正确的是（）A.载人飞船在轨道②上从P点沿椭圆轨道运动到Q点，发动机需要做功B.载人飞船在轨道②上Q点的速度小于空间站在轨道③上Q点的速度C.载人飞船在轨道②上Q点加速度等于空间站在轨道③上Q点的加速度D.载人飞船在轨道②上Q点受到万有引力等于空间站在轨道③上Q点受到的万有引力【答案】BC【解析】A．载人飞船从P点沿椭圆轨道运动到Q点，地球引力做负功，速度减小，但该过程机械能守恒，发动机不需要做功，故A错误；B．因为载人飞船需要从轨道②上Q点点火加速才能到达轨道③，故载人飞船在轨道②上Q点的速度小于空间站在轨道③上Q点的速度，故B正确；C．载人飞船在轨道②上Q点和在轨道③上Q点合力均为万有引力，设地球质量为M，飞船质量为m，轨道半径为r，飞船加速度为a，根据牛顿第二定律可得则加速度故加速度相等，故C正确；D．题意知虽然两者轨道半径相同，但载人飞船和空间站的质量不同，结合以上万有引力定律可知，二者受的万有引力不相等，故D错误。故选BC。8.如图所示，将两块光滑平板OA、OB固定连接，构成顶角为60°的楔形槽，楔形槽内放置一质量为m的光滑小球，整个装置保持静止，初始时OA板在水平地面上，现使楔形槽绕O点顺时针缓慢转动至OA板竖直，则转动过程中（）A.初始时OA板对小球的作用力最大B.转过30°时OA板对小球的作用力最大C.转过60°时OB板对小球的作用力最大D.转过90°时OB板对小球的作用力最大【答案】BD【解析】将转动过程中，某时刻受力分析，如图则缓慢转动过程中，小球受力平衡，根据拉密原理可知因为，转动过程中，α=120°不变，小球重力mg不变，则比值不变；θ角由60°增大到150°；β角由180°减小到90°。sinθ先增大后减小；sinβ一直增大。所以NA先增大后减小；NB一直增大。当θ=90°时，即转过30°角时，sinθ最大，即NA最大；当β=90°时，即转过90°角时，sinβ最大，即NB最大。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）三、实验题（本题满分12分，第9题每空1分，第10题每空2分。）9.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝的间距双缝到光屏的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。（1）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，则分划板在图乙中A位置时游标卡尺的读数（如图丙所示），______，在B位置时游标卡尺的读数；该单色光的波长______；（2）实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小______（选填“系统误差”或“偶然误差”）；（3）在该实验中，如果分别用红色和绿色激光照射同一双缝，装置各数据不变，在双缝后的屏幕上观察到的红光条纹个数比绿光条纹个数______（选填“多”或“少”）。【答案】（1）11.5500（2）偶然误差（3）少【解析】【小问1详析】[1]游标卡尺的读数为[2]根据解得【小问2详析】取平均值是为了减小偶然误差；【小问3详析】根据可知，红光条纹间距大，条纹个数少。10.某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图如图甲所示，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），另外，该实验小组还准备了一套总质量的砝码和刻度尺。（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的距离为h。取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码全部放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，A箱与A箱中砝码的整体机械能是________（填“增加”、“减少”或“守恒”）的。（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d的读数如图丙所示，其读数为________mm，测得遮光条通过光电门的时间为，下落过程中的加速度大小________（用d、、h表示）。（3）改变m，测得相应遮光条通过光电门的时间，算出加速度a，得到多组m与a的数据，作出图像如图乙所示，可得A的质量________。（取重力加速度大小，计算结果保留三位有效数字）【答案】（1）减少（2）11.3（3）2.50【解析】【小问1详析】A与B是由绳子相连的连接体，当A下降时B上升，它们具有相同的速率，可知当A下落至F处的过程中，B的重力势能增加，动能增加，而机械能为动能与势能之和，则可知B的机械能增加，整个系统的机械能守恒，故A的机械能减少。【小问2详析】[1]游标卡尺的分度值为0.1mm，则遮光条的宽度d的读数为[2]遮光条通过光电门的速度为由运动学公式下落过程中的加速度大小为【小问3详析】对A、B及砝码组成的系统由牛顿第二定律有整理可得斜率为纵截距为将代入上式解得四、计算题：（本大题共3个小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.如图所示，质量为物块A静止放置在光滑水平面上，质量为的小球B用长为且不可伸长的轻绳悬挂于固定点O，将轻绳拉伸至水平位置后，由静止释放小球，小球恰好能在最低点与A发生弹性碰撞。A、B均可视为质点且始终在同一竖直平面内，不计空气阻力，重力加速度g取。求：（1）B运动到最低点与A碰撞后的瞬间，A速度的大小；（2）B与A碰撞后，B上摆的最大高度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】小球下摆过程，由机械能守恒定律有小球与A发生弹性碰撞，解得，【小问2详析】结合上述，碰后瞬间，小球B速度的大小则有解得小球B上摆的最大高度12.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求（1）M、N两点间的电势差UMN；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．【答案】1）UMN＝（2）r＝（3）t＝【解析】(1)设粒子过N点时的速度为v，有：解得：粒子从M点运动到N点的过程，有：解得：(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有：解得：(3)由几何关系得：设粒子在电场中运动的时间为t1，有：粒子在磁场中做匀速圆周运动周期：设粒子在磁场中运动的时间为t2，有：13.如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为d=1.5m，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速