江苏省扬州市江都区大桥、丁沟、仙城中学2024学年物理高三第一学期期末质量检测试题含解析

江苏省扬州市江都区大桥、丁沟、仙城中学2024学年物理高三第一学期期末质量检测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如图所示，则该波在时刻的波形曲线为（）A． B．C． D．2、关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体的压强是由气体分子重力产生的C．气体压强不变时，气体的分子平均动能可能变大D．气体膨胀时，气体的内能一定减小3、如图甲所示，质量为0.5kg的物块和质量为1kg的长木板，置于倾角为足够长的固定斜面上，时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F，使长木板和物块开始沿斜面上滑，作用一段时间t后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止，上滑时速度的平方与位移之间的关系如图乙所示，，，。则下列说法正确的是（）A．长木板与斜面之间的动摩擦因数为B．拉力F作用的时间为C．拉力F的大小为13ND．物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.884、如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。已知轨道I到月球表面的高度为H，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是（）A．嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时的速率相等B．嫦娥五号在P点被月球捕获后沿轨道III无动力飞行运动到Q点的过程中，月球与嫦娥五号所组成的系统机械能不断增大C．嫦娥五号在轨道I上绕月运行的速度大小为D．嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要小于5、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6、已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍．若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为和，则：约为A．9：4 B．6：1 C．3：2 D．1：1二、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、如图甲所示，两个平行金属板、正对且竖直放置，两金属板间加上如图乙所示的交流电压，时，板的电势比板的电势高。在两金属板的正中央点处有一电子（电子所受重力可忽略）在电场力作用下由静止开始运动，已知电子在时间内未与两金属板相碰，则（）A．时间内，电子的动能减小B．时刻，电子的电势能最大C．时间内，电子运动的方向不变D．时间内，电子运动的速度方向向右，且速度逐渐减小8、如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，为一个与磁场方向垂直、长度为的金属杆，已知。两点与磁场中以为圆心的同心圆（均为部分圆弧）金属轨道始终接触良好。一电容为的电容器连接在金属轨道上。当金属杆在与磁场垂直的平面内以为轴，以角速度顺时针匀速转动且电路稳定时，下列说法正确的是（）A．四点比较，点电势最高B．电势差C．电势差D．电容器所带电荷量为9、用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距小于b光的条纹间距，则()A．a光的波长小于b光的波长B．a光的光强大于b光的光强C．a光的光子能量大于b光的光子能量D．a、b光分别照射同一光电管，若a光发生光电效应，则b光一定发生光电效应10、如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（）A．t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向bB．t=3s时金属杆的速率为3m/sC．t=5s时外力F的瞬时功率为0.5WD．0~5s内通过R的电荷量为2.5C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）某同学采用惠斯通电桥电路测量一未知电阻Rx的阻值。电路中两个定值电阻R1=1000Ω、R2=2000Ω，R3为电阻箱（阻值范围0~999.9Ω），G为灵敏电流计。(1)具体操作步骤如下∶①请依据原理图连接实物图_________；②闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8Ω时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥达到平衡；③求得电阻Rx=____Ω。(2)该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，已知器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是_______。12．（12分）国标（GB／T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源（电动势约为3V，内阻可忽略）；电压表V1（量程为3V，内阻很大）；电压表V2（量程为3V，内阻很大）；定值电阻R1（阻值4kΩ）；定值电阻R2（阻值2kΩ）；电阻箱R（最大阻值9999Ω）；单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。实验步骤如下：A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F．断开S，整理好器材。（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝_______mm；（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝_______（用R1、R2、R表示）；（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ＝_______Ω·m（保留两位有效数字）；（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_____（填“偏大”“不变”或“偏小”）。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）如图所示为一个用折射率n=的透明介质做成的四棱柱的截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，BC=20cm．现有一单色光在色细光束从距B点30cm的O点垂直入射到棱镜的AB面上．每个面上的反射只考虑一次，已知光在真空中的速度为c=3.0×108m/s．求：（1）最先从棱镜射出的光束的折射角；（2）从BC面射出的光束在棱镜中运动的时间．14．（16分）如图所示，在竖直平面内，第二象限存在方向竖直向下的匀强电场(未画出)，第一象限内某区域存在一边界为矩形、磁感应强度B0＝0.1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场(未画出)，A(m，0)处在磁场的边界上，现有比荷＝108C/kg的离子束在纸面内沿与x轴正方向成θ＝60°角的方向从A点射入磁场，初速度范围为×106m/s≤v0≤106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴正半轴，进入电场区域。x轴负半轴上放置长为L的荧光屏MN，取π2＝10，不计离子重力和离子间的相互作用。(1)求矩形磁场区域的最小面积和y轴上有离子穿过的区域长度；(2)若速度最小的离子在电场中运动的时间与在磁场中运动的时间相等，求电场强度E的大小(结果可用分数表示)；(3)在第(2)问的条件下，欲使所有离子均能打在荧光屏MN上，求荧光屏的最小长度及M点的坐标。15．（12分）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

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、A【解题分析】

由振动图像可知，在x=0处质点在时刻处于平衡位置，且要向下振动，又由于波的传播方向是沿x轴正方向传播，根据同侧法可判断出选项A是正确的，BCD错误；故选A．2、C【解题分析】

A．气体的体积是气体分子所能充满的整个空间，不是所有气体分子的体积之和，故A错误；B．大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，与气体重力无关，故B错误；C．气体压强不变时，体积增大，气体温度升高，则分子的平均动能增大，故C正确；D．气体膨胀时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体对外做功同时可能吸收更多的热量，内能可以增加，故D错误。故选C。3、D【解题分析】

A．撤去力F后长木板的加速度由牛顿第二定律解得μ1=0.25选项A错误；B．有拉力作用时的加速度拉力撤掉时的速度为拉力作用的时间为选项B错误；C．由牛顿第二定律解得F=13.5N选项C错误；D．物块与长木板之间无相对滑动，可知物块与长木板之间的动摩擦因数大于0.25，选项D正确。故选D。4、C【解题分析】

A．嫦娥五号从轨道III进入轨道I要先在Q点减速做近心运动进入轨道II，再在轨道II上Q点减速做近心运动进入轨道I，所以嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时速率不相等，故A错误；B．嫦娥五号在P点被月球捕获后沿轨道III无动力飞行运动到Q点的过程中，只有引力对嫦娥五号做功，则月球与嫦娥五号所组成的系统机械能守恒，故B错误；C．由公式联立得故C正确；D．月球的第一宇宙速度为嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要大于或等于，故D错误。故选C。5、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。6、A【解题分析】设月球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R．

已知，，

根据万有引力等于重力得：则有：

因此…①

由题意从同样高度抛出，…②联立①、②解得：

在地球上的水平位移

在月球上的；

因此得到：，故A正确，BCD错误．点睛：根据万有引力等于重力，求出月球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系，运用平抛运动规律求出两星球上水平抛出的射程之比．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、AD【解题分析】

A．在时间内，电场方向水平向右，电子所受电场力方向向左，所以电子向左做匀加速直线运动；在时间内，电场方向水平向左，电子所受电场力方向向右，电子向左做匀减速直线运动，电场力做负功，电子的电势能增加，动能减小，故A正确；BC．时刻电子的速度为零，在时间内，电场方向水平向左，电子所受电场力方向向右，电子向右做初速度为零的匀加速直线运动，运动方向发生改变，时刻速度最大，动能最大，电势能并不是最大，故BC错误；D．在时间内，电场方向水平向右，电子的加速度方向向左，电子向右做匀减速直线运动，到时刻速度为零，恰好又回到M点，故D正确。故选：AD。8、BD【解题分析】

A．如图所示杆顺时针匀速转动切割磁感线，由右手定则知感应电动势方向为，杆相当于电源，所以点电势最高，故A错误；BC．综合运动规律，的中点的线速度为综合电路规律，电路稳定后，电容器既不充电也不放电，电路中无电流，由法拉第电磁感应定律得解得同理，中点的线速度为又有中点的线速度为可得故B正确，C错误；D．电容器接在两点间，带电荷量为解得故D正确。故选BD。9、AC【解题分析】

A．根据Δx＝λ得λ＝，则a光的波长小于b光的波长，选项A正确；BC．由c＝νλ知，a光的波长小于b光的波长，则a光的频率大于b光的频率，由E＝hν可得a光的光子能量大于b光的光子能量，光强与光的频率无关，选项B错误，C正确；D．由于a光的频率大于b光的频率，a、b光分别照射同一光电管，若a光发生光电效应，则b光不一定发生光电效应，选项D错误。10、BD【解题分析】

A．由图像可知，t=5.0s时，U=0.40V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A错误；B．由图可知，t=3s时，电压表示数为则有得由公式得故B正确；C．金属杆速度为v时，电压表的示数应为由图像可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有得此时F的瞬时功率为故C错误；D．t=5.0s时间内金属杆移动的位移为通过R的电荷量为故D正确。故选BD。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、370.4电阻箱的阻值调节范围小【解题分析】

(1)①[1]根据原理图连接实物图为③[2]当灵敏电流计读数为零时，根据电桥平衡可得解得(2)[3]灵敏电流计的示数不能为0，则有可得根据题意可知电阻箱的阻值的值必定小于的值，故可能的原因是电阻箱的阻值调节范围小。12、30.0014偏大【解题分析】

（1）[1]游标卡尺的主尺读数为：3.0cm=30mm，游标尺上第0个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为：30.00mm，所以玻璃管内径：d=30.00mm（2）[2]设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则电路电流为：总电压：当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为总电压由于两次总电压等于电源电压E，可得：解得：（3）[3]从图丙中可知，R=2×103Ω时，，此时玻璃管内水柱的电阻：水柱横截面积：由电阻定律得：（4）[4]若电压表V1内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路中实际电流大于，根据可知测量的Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大。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、（1）600（2）2×10-9s【解题分析】

（1）光束从O点垂直AB面进入棱镜，射到CD面上，由几何关系入射角为300由可知C>300，所以在CD面上有光线折射出．由折射定律解得最先从棱镜射出的光束的折射角γ=600（2）当光经CD面反射后沿EF射到AB面时，可知入射角为600，因C<600,因此在AB面将发生全反射，此后光垂直于BC面从G点射出，由几何关系可知FG=10cm由光束在棱镜中运动的时间解得t=2×10-9s【题目点拨】本题关键掌握全反射的条件，并能结合几何知识判断能否发生全反射．再运用折射定律求解．14、(1)m2，m，(2)×104V/m，(3)，(－m，0)。【解题分析】

(1)由洛伦兹力提供向心力，得qvB＝rmax＝＝0.1m根据几何关系可知，速度最大的离子在磁场中做圆