2024学年南通市重点中学物理高三上期末学业水平测试试题含解析

2024学年南通市重点中学物理高三上期末学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、火箭向后喷气后自身获得向前的速度。某一火箭在喷气前的质量为，间断性完成了多次向后喷气，每秒钟可完成5次喷气。设每一次喷气均喷出气体，气体喷出后的速度为，则第三次喷气后火箭的速度为（题中涉及各速度均以地面为参考系）（）A． B． C． D．2、一质量为m的物体放在倾角为且足够长的光滑固定斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2~x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（）A．在0~x1的过程中，物体向上运动B．在0~x1的过程中，物体的加速度一直增大C．在x1~x2的过程中，物体的速度大小不变D．在0~x3的过程中，物体的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下3、如图所示，一列简谐横波向右传播，波长为，两质点的平衡位置相距。当运动到上方最大位移处时，的运动情况是（）A．运动到上方最大位移处B．运动到下方最大位移处C．运动到平衡位置，且速度方向下D．运动到平衡位置，且速度方向上4、如图所示的电路中，电键、、、均闭合，是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴，下列说法正确的是（）A．油滴带正电B．只断开电键，电容器的带电量将会增加C．只断开电键，油滴将会向上运动D．同时断开电键和，油滴将会向下运动5、如图所示，A、B、C是光滑绝缘斜面上的三个点，Q是一带正电的固定点电荷，Q、B连线垂直于斜面，Q、A连线与Q、C连线长度相等，带正电的小物块从A点以初速度v沿斜面向下运动。下列说法正确的是（）A．小物块在B点电势能最小B．小物块在C点的速度也为vC．小物块在A、C两点的机械能相等D．小物块从A点运动到C点的过程中，一定先减速后加速6、某同学用如图甲所示的装置测量滑块A与木板间的动摩擦因数，用手缓慢地提起木板的左端使木板以其右端为圆心缓慢转动，当板与水平方向的夹角时，滑块A开始沿板下滑。而后将木板和滑块A平放在水平桌面上，木板固定在桌面上，如图乙所示，滑块A左侧弹簧测力计读数为且处于伸长状态，右侧通过轻质细绳绕过定滑轮悬挂一轻质砝码盘，滑轮摩擦不计，滑块的质量，连接滑块的弹簧测力计和细线均水平放置，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若缓慢增加盘中的砝码，使盘中砝码总质量达到时，将会出现的情况是（）A．A向右运动B．木板对A的摩擦力为C．木板对A的摩擦力方向保持不变D．弹簧测力计读数仍为二、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、图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位罝为x=lm处的质点，Q是平衡位罝为x=4m处的质点。图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是。A．该波的周期是0.10sB．该波的传播速度为40m/sC．该波沿x轴负方向传播D．t=0.10s时，质点Q的速度方向向下E.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm8、大型对撞机是科学研究的重要工具，中国也准备建造大型正负电子对撞机，预计在2022至2030年之间建造，对撞机是在回旋加速器的基础上逐步发展出来的。回旋加速器的原理示意图如图所示，和是两个中空的半圆金属盒，均和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，中央O处是粒子源。若忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（）A．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子在磁场中运动的周期越来越小C．粒子的最大速度与半圆金属盒的尺寸无关D．磁感应强度越大，带电粒子离开加速器时的动能就越大9、如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，a为圆环的最低点，c为圆环的最高点，b点与圆心O等高，该空间存在与圆环平面平行的匀强电场。质量为m、带电量为+q的小球P套在圆环上，沿环做圆周运动，通过a、b、c三点时的速度大小分别为、、。下列说法正确的是（）A．匀强电场方向水平向右B．匀强电场场强大小为C．小球运动过程中对圆环的最大压力为7.5mgD．小球运动过程中对圆环的最小压力为1.25mg10、一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的P-V图象如图所示．若已知在A状态时，理想气体的温度为320K，则下列说法正确的是_______(已知)

A．气体在B状态时的温度为720KB．气体分子在状态A分子平均动能大于状态C理想气体分子平均动能C．气体从状态A到状态C的过程中气体对外做功D．气体从状态A到状态C的过程中气体温度先降低后升高E.气体从状态A到状态C的过程中气体吸收热量为900J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）某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系。实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。(1)实验要求电表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接_______；(2)某次测量电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为____A；(3)该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，根据图像可知小灯泡的电阻随电压增大而___（选填“增大”、“减小”或“不变”）。将该小灯泡直接与电动势为3V、内阻为5Ω的电源组成闭合回路，小灯泡的实际功率约为____W（保留二位有效数字）。12．（12分）如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)，抬起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。（1）该实验中，盘和盘中砝码的总质量应___小车的总质量(填“远大于”、“远小于”、“等于”)；（2）图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1=100g，小车2的总质量M2=200g，由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=___cm，可以算出=___(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，___(填“大于”、“小于”、“等于”)。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）光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明，光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子（即一个个有确定能量和动量的“光子”）组成的。人们意识到，光既具有波动性，又具有粒子性。（c为光速，h为普朗克常量）(1)物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子，他提出假设：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长之间也遵从如下关系：，。请依据上述关系以及光的波长公式，试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系；(2)我们在磁场中学习过磁通量，其实在物理学中有很多通量的概念，比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能，其单位为。①光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上，其辐射通量为，且全部被黑纸片吸收，求该束光单位体积内的光子数n；②光子具有动量。当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小，并判断若将黑纸片换成等大的白纸片，该束光对白纸片的压力有何变化。14．（16分）如图所示，水平面AB光滑，质量为m=1.0kg的物体处于静止状态。当其瞬间受到水平冲量I=10N·s的作用后向右运动，倾角为θ=37°的斜面与水平面在B点用极小的光滑圆弧相连，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.5，经B点后再经过1.5s物体到达C点。g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求BC两点间的距离。15．（12分）如图所示，一内壁光滑的长圆柱形容器，器壁绝热、底面积为S且导热性能良好。初始时开口向上竖直放置。容器内有两个质量均为的绝热活塞A和B。在A与B之间封有一定质量温度为T0、高度为d的理想气体甲，B与容器底面之间封有一定质量的理想气体乙，平衡时甲、乙两部分气体的体积均相等。现让容器缓慢倒过来开口向下竖直放置，两个活塞再次平衡，此时气体甲的体积变为原来的倍。活塞与器壁间密闭性能好，且无摩擦，外界的温度不变，大气压强为p0，重力加速度取g。求：①容器开口向下放置时气体甲的温度；②容器开口向下放置时气体乙的体积。

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、D【解题分析】

取喷气前的火箭整体为研究对象，喷气过程动量守恒。设每次喷出气体的速度为v，三次喷气后火箭的速度为，由动量守恒定律得解得故ABC错误，D正确。故选D。2、B【解题分析】

A．物块机械能由重力势能和动能构成，所以拉力做功影响物块机械能的改变，即则所以图线的斜率表示拉力，在过程中物体机械能在减小，则拉力在做负功，拉力方向沿斜面向上，所以物体的位移方向向下，即物体在沿斜面向下运动，A错误；B．在过程中图线的斜率逐渐减小到零，可知物体的拉力逐渐减小到零，根据牛顿第二定律求解加速度可知加速度一直增大，B正确；C．在的过程中，拉力，机械能守恒，物体向下运动，重力势能减小，速度增大，C错误；D．在的过程中，拉力沿斜面向下，结合C选项分析可知物体一直沿斜面向下加速运动，D错误。故选B。3、C【解题分析】

两质点相距0.35m，而波长为0.20m，故质点Q的振动和位于质点P右方0.15m处的质点A振动步调一致，波向右传播，所以质点P比质点A提前振动了，所以当运动到上方最大位移处时，A位于平衡位置向下振动，即Q运动到平衡位置，且速度方向下，故C正确ABD错误。故选C。4、C【解题分析】

A．电容器的上极板与电源正极相连，带正电，油滴受到竖直向下的重力和电场力作用，处于平衡状态，故电场力方向竖直向上，油滴带负电，故A错误。

B．只断开电键S1，不影响电路的结构，电容器的电荷量恒定不变，故B错误。

C．只断开电键S2，电容器电压变为电源电动势，则电容器两极板间电压增大，电场强度增大，油滴将会向上运动，故C正确。

D．断开电键S3和S4，电容器电荷量不变，电场强度不变，油滴仍静止，故D错误。

故选C。5、C【解题分析】

A．该电场是正点电荷产生的电场，所以B点的电势最高，根据正电荷在电势越高的地方，电势能越大，可知带正电的小物块在B点电势能最大，故A错误；BC．在电场中A、C两点的电势相等，所以小物块在A、C两点的电势能相等，根据能量守恒定律，可知小物块在A、C两点的机械能相等，小物块从A点到C点重力做正功，重力势能减少，电势能变化量为零，所以在C点动能增加，故在C点的速度大于v，故B错误，C正确；D．小物块从A点运动到C点的过程中，可能先减速后加速，也可能一直加速，故D错误。故选C。6、D【解题分析】

ABD.缓慢转动木板使滑块开始下滑时，静摩擦力恰好达到最大值，由平衡条件得：，解得：，木板与滑块水平放置时，木板与滑块间的最大静摩擦力：，不放砝码时，滑块水平方向受弹簧测力计的拉力和木板对A的摩擦力，由平衡条件得：，摩擦力方向水平向右，当砝码盘总质量达到1.2kg时，物块A受到右侧绳的拉力：，设滑块仍处于静止，由平衡条件得：，得：，假设成立，滑块仍处于静止，弹簧测力计读数仍为5N，故AB错误，D正确；C.对比初状态的摩擦力可得摩擦力方向由水平向右变为水平向左，故C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、BCD【解题分析】

由图乙知该波的周期是0.20s。故A错误。由甲图知波长λ=8m，则波速为：，故B正确。在t=0.10s时，由乙图知质点Q正向下运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C、D正确。该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动。从t=0.10s到0.25s经过的时间为△t=0.15s=T，由于t=0.10s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是3A=30cm，故E错误。8、AD【解题分析】

A．带电粒子转动一周，两次经过电场，所以每运动一周被加速两次，故A正确；B．带电粒子在磁场中运动的周期与速度无关，故B错误；C．粒子从回旋加速器中射出时，最后一圈圆周运动的半径与金属盒半径相同，由得可知金属盒半径r越大，最大速度ν越大，故C错误；D．由，可知磁感应强度B越大，最大速度v越大，粒子动能越大，故D正确。故选AD。9、AC【解题分析】

A．从最低点到最高点：解得：故ac连线为等势线，从a到b，有解得：电场线垂直于等势线，且沿电场线方向电势逐渐降低，故匀强电场方向水平向右，故A正确；B．匀强电场场强大小故B错误；C．电场力当电场力与重力合力与圆心在一条直线上时，对圆环的压力达到最大和最小，根据几何关系可知，最大速度根据牛顿第二定律解得最大支持力为：根据牛顿第三定律可知，最大压力为1．5mg；根据几何关系可知，最小速度根据牛顿第二定律解得最小支持力为：故C正确D错误。故选AC。10、ACE【解题分析】

A：由图象得：、、、，据理想气体状态方程，代入数据得：．故A项正确．B：由图象得：、、、，则，所以．温度是分子平均动能的标志，所以状态A与状态C理想气体分子平均动能相等．故B项错误．C：从状态A到状态C的过程，气体体积增大，气体对外做功．故C项正确．D：据AB两项分析知，，所以从状态A到状态C的过程中气体温度不是先降低后升高．故D项错误．E：，A、C两个状态理想气体内能相等，A到C过程；图象与轴围成面积表示功，所以A到C过程，外界对气体做的功；据热力学第一定律得：，解得：，所以状态A到状态C的过程中气体吸收热量为900J．故E项正确．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、0.44增大0.44(0.43---0.46均对)【解题分析】

(1)[1]．滑动变阻器的滑片滑动过程中，电流表的示数从零开始这渐增大，滑动变阻器采用分压接法，实物电路图如图所示：

(2)[2]．由图示电路图可知，电流表量程为0.6A，由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为0.44A；

(3)[3]．根据图像可知小灯泡的电阻随电压增大而增大。[4]．在灯泡U-I图象坐标系内作出电源的U-I图象如图所示：