北京市北方交大附中2024学年高三物理第一学期期末学业水平测试试题含解析

北京市北方交大附中2024学年高三物理第一学期期末学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、某时刻水平抛出的小球，在时的速度方向与水平方向的夹角，，其速度方向与水平方向的夹角。忽略空气阻力，重力加速度，则小球初速度的大小为（）A． B． C． D．2、真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则（）A．E带正电，F带负电，且QE>QFB．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C．过N点的等势面与EF连线垂直D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能3、如图（俯视图），在竖直向下、磁感应强度大小为2T的匀强磁场中，有一根长0.4m的金属棒ABC从中点B处折成60°角静置于光滑水平面上，当给棒通以由A到C、大小为5A的电流时，该棒所受安培力为A．方向水平向右，大小为4.0NB．方向水平向左，大小为4.0NC．方向水平向右，大小为2.0ND．方向水平向左，大小为2.0N4、如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（）A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B．金属细杆受到的安培力增大了C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL D．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL5、我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球运行，在点变轨后进入轨道做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（）A．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的加速度不同B．在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的动量不同C．卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道的任何位置都具有相同动能6、手机A的号码手机B的号码为当手机A拨打手机B时，能听见B发出响声并且看见B上来电显示A的号码为若将手机A置于透明真空罩中，再用手机B拨打手机A，则A．能听见A发出响声，但看不到A上显示B的号码B．能听见A发出响声，也能看到A上显示B的号．既不能听见A发出响声，也看不到A上显示B的号码D．不能听见A发出响声，但能看到A上显示B的号、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、用如图所示的装置研究光电效应现象，光电管阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连，光电管阳极与滑动变阻器的滑片P相连，初始时滑片P与抽头c正对，电压表的示数为0（电压表0刻线在表盘中央）。在移动滑片P的过程中，光电流，随电压表示数U变化的图像如图所示，已知入射光的光子能量为1.6eV。下列说法正确的是（）A．当滑片P与c正对时，电路中无光电流B．当U=－0.6V时，滑片P位于b、c之间C．阴极材料的逸出功为0.6eVD．当U=0.8V时，到达阳极的光电子的最大动能为1.4eV8、如图所示，正三角形的三个顶点、、处，各有一条垂直于纸面的长直导线。、处导线的电流大小相等，方向垂直纸面向外，处导线电流是、处导线电流的2倍，方向垂直纸面向里。已知长直导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与电流成正比、与该点到导线的距离成反比。关于、处导线所受的安培力，下列表述正确的是（）A．方向相反 B．方向夹角为60°C．大小的比值为 D．大小的比值为29、如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W，电子的质量为m。电荷量为e，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是（）A．若增大入射光的频率，金属板的逸出功将大于WB．到达A板的光电子的最大动能为－W＋eUC．若减小入射光的波长一定会有光电子逸出D．入射光子的能量为10、如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为g，则下列说法正确的是A．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为2:1B．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为C．A落地时速率为D．A、B质量之比为1：4三、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）某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E和电压表V的内阻Rv，从实验室找到实验器材如下：A．待测电源（电动势E约为2V，内阻不计）B．待测电压表V（量程为1V，内阻约为100Ω）C．定值电阻若干（阻值有：50.0Ω，100.0Ω，500.0Ω，1.0kΩ）D．单刀开关2个(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图，请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。(2)为了完成实验，测量中要求电压表的读数不小于其量程的，则图甲R1=_____Ω；R2=_____Ω。(3)在R1、R2选择正确的情况进行实验操作，当电键S1闭合、S2断开时，电压表读数为0.71V；当S1、S2均闭合时，电压表读数为0.90V；由此可以求出Rv=____Ω；电源的电动势E=_____（保留2位有效数字）。12．（12分）多用电表的原理如图为简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。(1)图中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接；(2)根据题给条件可得R1＝________Ω，R2＝________Ω，R4＝________Ω，R5＝________Ω。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，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔。质量一定的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计开始时气体温度为300K，活塞与容器底部相距，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为，求温度为600K时气体的压强。14．（16分）如图所示，xOy坐标系中，在y<0的区域内分布有沿y轴正方向的匀强电场，在0<y<y0的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0由坐标（0，－y0）处沿x轴正方向射入电场。已知电场强度大小粒子重力不计。求：(1)粒子第一次到达x轴速度的大小和方向；(2)要使粒子不从y＝y0边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；(3)要使粒子从电场进入磁场时能通过点P（50y0，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。15．（12分）如图a所示是常见的饮水机的压水器，他可以简化为图b所示的模型，上面气囊的体积为V1=0.5L，挤压时可以把气囊中的气体全部挤入下方横截面积为S=0.05m2的水桶中，随下方气体压强增大，桶中的液体会从细管中流出，已知在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，略去细管的体积及桶口连接处的体积，已知外部大气压为P0=105Pa，水的密度为ρ=103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2，某次使用过程时，桶内气体体积为V2=12.5L，挤压气囊一下后，桶内的水恰好上升到出水口处，认为每次挤压都能使气囊中的气体全部挤入桶中，则①桶中液面离出水口多高？②至少挤压多少次才能从桶内流出体积为V3=2.5L的水？

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、C【解题分析】

将小球在时和时的速度分解，如图所示：则有，又因为解得选项C项正确，ABD错误。故选C。2、C【解题分析】

根据电场线的指向知E带正电，F带负电；N点的场强是由E、F两电荷在N点产生场强的叠加，电荷E在N点电场方向沿EN向上，电荷F在N点产生的场强沿NF向下，合场强水平向右，可知F电荷在N点产生的场强大于E电荷在N点产生的场强，而，所以由点电荷场强公式知,A错误；只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．而该电场线是一条曲线，所以运动轨迹与电场线不重合．故在M点由静止释放一带正电的检验电荷，不可能沿电场线运动到N点，B错误；因为电场线和等势面垂直，所以过N点的等势面与过N点的切线垂直，C正确；沿电场线方向电势逐渐降低，，再根据，q为负电荷，知，D错误；故选C．【题目点拨】只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．电场线和等势面垂直．N点的切线与EF连线平行，根据电场线的方向和场强的叠加，可以判断出E、F的电性及电量的大小．先比较电势的高低，再根据，比较电势能．3、D【解题分析】

金属棒的有效长度为AC，根据几何知识得L=0.2m，根据安培力公式得F=BIL=2×5×0.2=2N根据左手定则可判定安培力水平向左，故ABC错误，D正确；故选D。4、D【解题分析】

A．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为则金属细杆受到的安培力增大了故B错误；C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。故选D。5、B【解题分析】

A．在轨道1与在轨道2运行比较，卫星在P点距地球的距离相等，受到的万有引力相等所以卫星在点的加速度相同，故A错误；B．卫星由轨道1变为轨道2，需要加速，则轨道2的速度要大一些，所以卫星在P点的动量轨道2的大于轨道1的，故B正确；C．卫星在轨道2的不同位置受到的万有引力大小相同，但方向不同，故产生的加速度大小相同，方向不同，故卫星在轨道的不同位置都具有不同加速度，故C错误；D．轨道1是一个椭圆轨道，又开普勒第二定律可得，卫星离地球越近，速度越大，则卫星在轨道1上除了关于地球对称的位置外，各位置具有不同的动能，选项D错误。故选B。6、D【解题分析】

声音不能在真空中传播，拨打真空罩中手机不能听到手机铃声；手机接收的是电磁波信号，能在电磁波真空中传播，真空罩中的手机能接收到呼叫信号故能看到A上显示的B的号码；故D正确，ABC错误；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、BD【解题分析】

A．由题意可知，能发生光电效应，当滑片P与c正对时，光电管两端无电压，但此时光电子仍能从阴极到达阳极，则电路中有光电流，故A错误；B．由图可知，当U=－0.6V时，光电流为0即为遏制电压，即光电管两端接反向电压，则阴极电势应更高，滑片P位于b、c之间，故B正确；C．由光电效应方程有，由图可知，当U=－0.6V时，光电流为0即为遏制电压，则有联立解得故C错误；D．光电子逸出时的最大初动能为当U=0.8V时由动能定理得得故D正确。故选BD。8、AD【解题分析】

AB．结合题意，应用安培定则分析、处磁场，应用平行四边形定则合成、处磁场，应用左手定则判断、处安培力，如图所示，结合几何关系知、处导线所受安培力方向均在平行纸面方向，方向相反，故A正确，B错误；CD．设导线长度为，导线在处的磁感应强度大小为，结合几何关系知处磁感应强度有合导线受安培力为安合处磁感应强度有导线受安培力为联立解得大小的比值为故C错误，D正确；故选AD。9、BCD【解题分析】

A．金属板的逸出功取决于金属材料，与入射光的频率无关，故A错误；B．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的逸出最大动能根据动能定理则当到达A板的光电子的最大动能为故B正确；C．若减小入射光的波长，那么频率增大，仍一定会有光电子逸出，故C正确；D．根据，而，则光子的能量为故D正确。故选BCD。10、ABD【解题分析】

A.设小球速度为vA，立方体速度为vB，分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：vAsin30∘=vB，解得：vA=2vB，故A正确；B.根据牛顿第二定律有：mgsin30∘=m，解得vA=，vB=vA/2=，故B正确；C.A从分离到落地，小球机械能守恒，mgLsin30°=，v=，故C错误；D.在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，则有：mgL(1−sin30∘)=+把vA和vB的值代入，化简得：m：M=1：4，故D正确。故选：ABD.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、10050871.9【解题分析】

(1)[1]根据电路原理图，实物连线如图所示：(2)[2][3]根据分压规律串联在电路中的总电阻约为所以和阻值太大不能用，否则电压表的示数不满足题中要求；为了在闭合时，能够有效的保护电路，所以，。(3)[4][5]当电键闭合、断开时当、均闭合时解得，12、黑64968804000