2024学年全国百强校山西大学附属中学物理高三上期末综合测试试题含解析

2024学年全国百强校】山西大学附属中学物理高三上期末综合测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、匀强电场中有一条直线，M、N、P为该直线上的三点，且。若MN两点的电势分别为、，则下列叙述正确的是（）A．电场线方向由N指向MB．P点的电势不一定为C．正的检验电荷从M点运动到N点的过程，其电势能不一定增大D．将负的检验电荷以初速度为0放入该电场中的M点，检验电荷将沿直线运动2、如图甲所示，在x≥0的区域有在垂直于xOy平面(纸面)向里的匀强磁场，现用力使一个等边三角形闭合导线(粗细均匀)框，沿x轴向右匀速运动，运动中线框平面与纸面平行，底边BC与y轴平行，从顶点A刚入磁场开始计时，在线框全部进入磁场过程中，其感应电流I（取顺时针方向为正）与时间t的关系图线为图乙中的（）A． B． C． D．3、如图所示，在矩形区域abcd内存在磁感应强度大小为B、方向垂直abcd平面的匀强磁场，已知bc边长为。一个质量为m，带电量为q的正粒子，从ab边上的M点垂直ab边射入磁场，从cd边上的N点射出，MN之间的距离为2L，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．磁场方向垂直abcd平面向里B．该粒子在磁场中运动的时间为C．该粒子在磁场中运动的速率为D．该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为零4、下列说法正确的是（）A．中X为中子，核反应类型为衰变B．中Y为中子，核反应类型为人工核转变C．，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变D．，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变5、我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为，排泥量为，排泥管的横截面积为，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（）A． B． C． D．6、如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走+Q及AB边上的细棒，则O点强度大小为(k为静电力常量)(不考虑绝缘棒及+Q之间的相互影响)A．B．C．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、如图，倾角为30°的粗糙绝缘斜面固定在水平面上，在斜面的底端A和顶端B分别固定等量的同种负电荷。质量为m、带电荷量为的物块从斜面上的P点由静止释放，物块向下运动的过程中经过斜面中点O时速度达到最大值，运动的最低点为Q（图中没有标出），则下列说法正确的是（）A．P，Q两点场强相同B．C．P到Q的过程中，物体先做加速度减小的加速，再做加速度增加的减速运动D．物块和斜面间的动摩擦因数8、粗细均匀的电阻丝围成如图所示的线框，置于正方形有界匀强磁场中，磁感应强度为B，方向垂直于线框平面，图中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L。现使线框以同样大小的速度v匀速沿四个不同方向平动进入磁场，并且速度始终与线框最先进入磁场的那条边垂直。在通过如图所示的位置时，下列说法中正确的是（）A．图甲中a、b两点间的电压最大B．图丙与图丁中电流相等且最小C．维持线框匀速运动的外力的大小均相等D．图甲与图乙中ab段产生的电热的功率相等9、“嫦娥五号”是我国首个实施无人月面取样且返回的探测器，它由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成，由长征五号运载火箭从文昌航天发射场发射。若“嫦娥五号”探测器环月工作轨道为圆形，其离月球表面高度为h、运行周期为T，月球半径为R。由以上数据可求的物理量有（）A．月球表面飞船所受的重力B．“嫦娥五号”探测器绕月球运行的加速度C．“嫦娥五号”探测器绕月球运行的速度D．月球对“嫦娥五号”探测器的吸引力10、如图所示，把半径为d的玻璃半球体放在纸面上，让它的凸面向上，分别从A、B两处（其中A处为玻璃半球体的最高点）观察玻璃半球体中心O处纸面上的文字，下列说法正确的是（）A．从A处看到的字比从B处看到的字高B．从B处看到的字比从A处看到的字高C．从A处看到的字和从B处看到的字一样高D．从A处看到的字和没有放玻璃半球体时一样高三、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）实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm的塑料球E.米尺F.时钟G.停表实验时需要从上述器材中选择：____（填写器材前面的字母）。（2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上②测得摆线长度，作为单摆的摆长③在偏角较小的位置将小球由静止释放④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。其中有一处操作不妥当的是____。（填写操作步骤前面的序号）（3）按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据做出了图像，根据该图像得出重力加速度的测量值为____m/s2。（4）实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因______。12．（12分）为了测定金属丝的电阻率，某实验小组将一段金属丝拉直并固定在米尺上，其两端可作为接线柱，一小金属夹夹在金属丝上，且可在金属丝上滑动．请完成以下内容．(1)某次用螺旋测微器测该金属丝的直径，示数如图甲所示，则其直径d＝____mm．(2)实验中先用欧姆表测出该金属丝的阻值约为3Ω．(3)准备的实验器材如下：A．电压表V(量程0~3V，内阻约20kΩ)B．定值电阻10ΩC．定值电阻100ΩD．蓄电池(电动势约12V，内阻不计)E．开关S一只F．导线若干实验小组利用上述器材设计并完成实验．实验中通过改变金属夹的位置进行了多次测量，在实验操作和测量无误的前提下，记录了金属丝接入电路中的长度l和相应的电压表的示数U，并作出了1U－1计的实验电路图．其中定值电阻R应选____(填“B”或“C”)；金属丝电阻率的表达式ρ＝____________________(用a、b、c、d、R表示)．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）在轴正半轴分布有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场。让质量为，电荷量为的带正电小球从坐标原点静止释放，运动轨迹如图所示，运动到最低点时恰好进入一竖直向上场强为的匀强电场，重力加速度为，不计空气阻力，求：(1)小球到达最低点的速率；(2)小球在电场中运动的时间及离开电场时与轴的距离。14．（16分）一足够长的水平绝缘轨道上有A、B两物体处于静止状态，在AB之间的空间存在水平向右的匀强电场，场强为E。A物体带正电，电量为q，小物块B不带电且绝缘，如图所示。小物体A由静止释放，一段时间后与B发生弹性碰撞（碰撞时间极短）；当A返回到轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，再过一段时间A刚好能到达B再次静止的位置。A物体在电场中第一次加速所用时间等于A在电场中向左减速所用时间的2.5倍。物体A与轨道的动摩擦因数为μ1，B与轨道的动摩擦因数为μ2，其中的μ1和μ2均为未知量。已知A的质量为m，B的质量为3m。初始时A与B的距离为d，重力加速度大小为g，不计空气阻力。整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功。15．（12分）如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，半径R＝0.1m，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面C端离地高度h＝0.15m，E端固定一轻弹簧，原长为DE，斜面CD段粗糙而DE段光滑。现给一质量为0.1kg的小物块(可看作质点)一个水平初速，从A处进入圆轨道，离开最高点B后恰能落到斜面顶端C处，且速度方向恰平行于斜面，物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点C。物块与斜面CD段的动摩擦因数，斜面倾角θ＝30°，重力加速度g＝10m/s2，不计物块碰撞弹簧的机械能损失。求：(1)物块运动到B点时对轨道的压力为多大?(2)CD间距离L为多少米?(3)小物块在粗糙斜面CD段上能滑行的总路程s为多长?

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】

A．在匀强电场中，沿电场线的电势变化，沿其他方向的直线电势也变化，N点电势高于M点电势，但直线MN不一定是电场线，选项A错误。B．匀强电场中沿任意非等势面的直线电势均匀变化，则有解得选项B错误；C．电势有，正的检验电荷在高电势处电势能大，则在M点的电势能小于在N点的电势能，选项C错误。D．匀强电场的电场线是直线，将负的检验电荷以初速度为0放入M点，该电荷在恒定电场力的作用下，沿场强的反方向做匀加速直线运动，选项D正确；故选D。2、B【解题分析】导线框从左进入磁场，磁通量向里增加，根据楞次定律可知，感应磁场向外，根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针，即负方向；设导线框沿x轴方向运动的速度为v，经时间t运动的位移为，根据几何关系可知，导线框的有效长度为，感应电流，即电流I与t成正比，故选B.3、B【解题分析】

A．粒子向下偏转，根据左手定则可知磁场方向垂直abcd平面向外，故A错误；B．粒子运动轨迹如图所示根据图中几何关系可得，则R2=3L2+（R-L）2解得R=2L解得θ=60°该粒子在磁场中运动的时间为故B正确；C．根据洛伦兹力提供向心力可得，解得该粒子在磁场中运动的速率为故C错误；D．根据动量定理可得该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量等于动量变化，由于速度变化不为零，则动量变化不为零，洛伦兹力对该粒子的冲量不为零，故D错误。故选B。4、D【解题分析】

A．，核反应类型为衰变，选项A错误；B．，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C．，核反应类型为人工转变，选项C错误；D．，核反应类型为重核裂变，选项D正确。故选D。5、A【解题分析】

设排泥的流量为Q，t时间内排泥的长度为：输出的功：排泥的功：输出的功都用于排泥，则解得：故A正确，BCD错误．6、D【解题分析】

根据对称性，AF与CD上的细棒在O点产生的电场强度叠加为零，AB与ED上的细棒在O点产生的电场强度叠加为零.BC中点的点电荷在O点产生的电场强度为，因EF上的细棒与BC中点的点电荷在O点产生的电场强度叠加为零，EF上的细棒在O点产生的电场强度为，故每根细棒在O点产生的电场强度为，移走+Q及AB边上的细棒，O点的电场强度为EF与ED上的细棒在O点产生的电场强度叠加，这两个场强夹角为60°，所以叠加后电场强度为；故选D。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；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、CD【解题分析】

ABD．物块在斜面上运动到O点时的速度最大，加速度为零，又电场强度为零，所以有所以物块和斜面间的动摩擦因数，由于运动过程中所以物块从P点运动到Q点的过程中受到的合外力为电场力，因此最低点Q与释放点P关于O点对称，则有根据等量的异种点电荷产生的电场特征可知，P、Q两点的场强大小相等，方向相反，故AB错误，D正确；C．根据点电荷的电场特点和电场的叠加原理可知，沿斜面从P到Q电场强度先减小后增大，中点O的电场强度为零。设物块下滑过程中的加速度为a，根据牛顿第二定律有，物块下滑的过程中电场力qE先方向沿斜面向下逐渐减少后沿斜面向上逐渐增加，所以物块的加速度大小先减小后增大，所以P到O电荷先做加速度减小的加速运动，O到Q电荷做加速度增加的减速运动，故C正确。故选CD。8、ABD【解题分析】

A．图甲中两点间的电势差等于外电压，其大小为：其它任意两点之间的电势差都小于路端电压，A正确；B．图丙和图丁中，感应电动势大小为：感应电流：感应电动势大小小于图甲和图乙，所以图丙与图丁中电流相等且最小，B正确；C．根据共点力的平衡条件可知，维持线框匀速运动的外力的大小等于安培力大小，根据安培力公式：图甲和图乙的安培力大于图丙和图丁的安培力，所以维持线框匀速运动的外力的大小不相等，C错误；D．图甲和图乙的电流强度相等，速度相同，进入磁场的时间也相等，根据焦耳定律：可得图甲与图乙中段产生的电热的功率相等，D正确。故选ABD。9、BC【解题分析】

A．探测器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有可得月球的质量不考虑天体自转，在月球表面，万有引力等于飞船所受的重力，则有可得月球表面飞船所受的重力为由于飞船质量未知，所以无法求出月球表面飞船所受的重力，故A错误；B．探测器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有解得探测器绕月球运行的加速度则探测器绕月球运行的加速度可求出，故B正确；C．根据周期和线速度的关系可知探测器绕月球运行的速度可求出，故C正确；D．月球对探测器的吸引力探测器的质量未知，无法确定月球对其的吸引力，故D错误；故选BC。10、CD【解题分析】

只有入射角不等于零时才会发生折射，当人通过玻璃半球体看中心O处的字的时候，进入眼睛的光线沿着半球体半径，也就是球面法线，所以不发生折射，物像重合，从A处看到的字和从B处看到的字一样高，而且和没有放玻璃半球时一样高，CD正确，AB错误。故选CD。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、ACEG②，单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径；9.86是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。【解题分析】

（1）[1]．单摆的摆长不可伸长，为减小空气阻力的影响和实验误差，先选用长约1m的细线，直径约2cm的铁球，要用米尺测量摆长，停表测量周期，故答案为：ACEG。

（2）[2]．操作不妥当的是②．单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径。

（3）[3]．根据单摆的周期公式得解得由图像可知解得g=9.86m/s2（4）[4]．公式是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。12、0.750BπbcRd【解题分析】

（1）螺旋测微器固定刻度最小分度为1mm，可动刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分。（2）电路分为测量电路和控制电路两部分。测量电路采用伏安法。根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表外接法。变阻器若选择R2，估算电路中最小电流，未超过电流表的量程，可选择限流式接法。【题目详解】（1）螺旋测微器固定刻度为0.5mm，可动刻度为25.0×0.01mm，两者相加就是0.750mm。

（2）因为只有电压表，当连入电路的电阻丝变化时，其两端的电压也将发生变化，找到电压U与长度l的关系，画出图象就能求出电阻丝的电阻率，按题意就可以画出电路如图所示，

由于电阻丝的电阻只有3Ω，所以定值电阻选较小的B.

（4）据欧姆定律可以写出电阻丝两端的电压U=R所