天津市河西区实验中学2024年物理高三上期末检测试题含解析

天津市河西区实验中学2024年物理高三上期末检测试题考生请注意：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、有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大2、如图所示，质量为M的小车的表面由光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一质量为m的球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b，斜面倾角为θ。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列说法正确的是（）A．若小车匀速运动，则球对斜面上b点的压力大小为mgcosθB．若小车匀速运动，则球对水平面上a点的压力大小为mgsinθC．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，则球对水平面上a点无压力D．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，则小车对地面的压力小于（M+m）g3、如图所示为范德格拉夫起电机示意图，直流高压电源的正电荷，通过电刷E、传送带和电刷F，不断地传到球壳的外表面，并可视为均匀地分布在外表面上，从而在金属球壳与大地之间形成高电压．关于金属球壳上的A、B两点，以下判断正确的是A．A、B两点电势相同B．A、B两点电场强度相同C．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能增加D．将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能减小4、场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的，地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x，类比电场强度的定义，该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是（）A． B． C． D．5、如图所示，一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动，某同学用画笔在白板上画线，画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速，后匀减速直到停止．取水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则画笔在白板上画出的轨迹可能为()A． B． C． D．6、如图所示，在横截面为正三角形的容器内放有一小球，容器内各面与小球恰好接触，图中a、b、c为容器的三个侧面、将它们以初速度v0竖直向上抛出，运动过程中容器所受空气阻力与速率成正比，下列说法正确的是A．上升过程中，小球对c有压力且逐渐变大B．上升过程中，小球受到的合力逐渐变大C．下落过程中，小球对a有压力且逐渐变大D．下落过程中，小球对容器的作用力逐渐变大二、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、两个质量相等、电荷量不等的带电粒子甲、乙，以不同的速率沿着HO方向垂直射入匀强电场，电场强度方向竖直向上，它们在圆形区域中运动的时间相同，其运动轨迹如图所示。不计粒子所受的重力，则下列说法中正确的是（）A．甲粒子带正电荷B．乙粒子所带的电荷量比甲粒子少C．甲粒子在圆形区域中电势能变化量小D．乙粒子进入电场时具有的动能比甲粒子大8、如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。下列关于金属棒的速度v随时间t变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．9、下列说法正确的是。A．物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了1KB．气体放出热量时，其分子的平均动能一定减小C．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关E.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）向外界释放热量，而外界对其做功10、下列说法中正确的是__________。A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度相同C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理三、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）某同学设计了如图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ，滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m′，托盘和盘中砝码的总质量为m．实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速度为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2(1)为测量滑块的加速度a，需测出它在A、B间运动的_________和________，计算a的运动学公式是____．(2)根据牛顿运动定律得到a与m的关系为：_________他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算μ．若要求a是m的一次函数，必须使上式中的_____保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于_________12．（12分）某实验小组设计如图甲所示的实验装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数：一木板固定在桌面上，一端装有定滑轮；滑块的左端与穿过打点计时器（未画出）的纸带相连，右端用细线通过定滑轮与托盘连接。在托盘中放入适量砝码，接通电源，释放滑块，打点计时器在纸带上打出一系列的点。(1)如图乙为实验中获取的一条纸带：0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），测得计数点间的距离如图所示。已知交流电源的频率为50Hz，根据图中数据计算滑块加速度a=________m/s2，计数点3对应的滑块速度v3=_________m/s。（结果保留两位有效数字）。(2)滑块、托盘（含砝码）的质量分别用M、m表示，滑块的加速度用a表示，重力加速度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数μ＝__________（用题中字母表示）。(3)若实验测得的动摩擦因数偏大，主要原因可能是_______________________。A．纸带与打点计时器间有摩擦B．滑轮存在摩擦阻力C．木板未调节水平，左端偏高D．未满足M远大于m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，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n＝，AB＝BC＝8cm，OA＝2cm，∠OAB＝60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C多远．14．（16分）如图甲所示，、为两平行金属板，为板上的小孔，半径的圆与板相切于处，在圆周上，且。圆内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场；两板间有分布均匀的电场，电场强度随时间的变化规律如图乙所示。当时，一靠近处的带电粒子由静止释放后，向板运动，当时返回处，进入磁场后，从点离开磁场。已知粒子的比荷，不计粒子重力，粒子不会碰到板。求：(1)内的场强大小；(2)磁感应强度大小以及粒子在磁场中运动的时间（，时间保留两位有效数字）。15．（12分）在水面上P点正下方有两个点光源a、b，a、b分别发出红光和绿光，它们对水的折射率分别为n1和n2。结果发现在水面上只形成了一个半径为R的蓝色圆形区域，显然这是红光和绿光复合而成的。求：(i)a、b点的高度差是多少?(ii)若点光源a到P的距离加倍，圆圈边缘为什么颜色?圆图面积变化多少?

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、B【解题分析】

两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处，在c、c'处距离最远，场强最小，则最终弧光在c、c'处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。故选B。2、C【解题分析】

AB．小车和球一起匀速运动时，小球受到竖直向下的重力和水平面对小球竖直向上的支持力，二力平衡，所以小球对b点无压力，根据牛顿第三定律可知小球对a点的压力大小为mg，AB错误；C．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，假设小球对a点无压力，根据牛顿第二定律解得假设成立，所以小球对a点无压力，C正确；D．对小车和球构成的系统整体受力分析可知，系统在竖直方向上加速度为0，竖直方向受到重力和支持力，二者等大反向，根据牛顿第三定律可知小车对地面的压力等于（M+m）g，D错误。故选C。3、A【解题分析】

A、由题可知，电荷均匀地分布在外表面上，球壳AB是一个等势体，各点的电势是相等的．故A正确；B、球壳AB是一个等势体，AB的外表面处，各点的电场强度的方向与球壳的外表面垂直，所以A点与B点的电场强度的方向一定不同，故B错误；C、由于A、B的电势是相等的，所以将带正电的试探电荷从A点移到B点，电场力不做功，电势能不变．故C错误，D错误．故选A．【题目点拨】静电平衡后，金属球壳AB的外表面均匀带电，外部各点的电场强度大小相等，方向不同；金属球壳AB是一个等势体，各点的电势相等．4、C【解题分析】

电场中F=Eq，类比电场强度定义，当x＞R时E引==g=即在球外E引与x2成反比；当x＜R时，由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，距地心r处的引力场强是有半径为x的“地球”产生的。设半径为x的“地球”质量为Mx，则Mx=则E引=故C正确。故选C。5、D【解题分析】

找出画笔竖直方向和水平方向的运动规律，然后利用运动的合成与分解进行求解即可；【题目详解】由题可知，画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动，水平方向先向右做匀加速运动，根据运动的合成和分解可知此时画笔做曲线运动，由于合力向右，则曲线向右弯曲，然后水平方向向右减速运动，同理可知轨迹仍为曲线运动，由于合力向左，则曲线向左弯曲，故选项D正确，ABC错误。【题目点拨】本题考查的是运动的合成与分解，同时注意曲线运动的条件，质点合力的方向大约指向曲线的凹侧。6、D【解题分析】

AB．小球和正三角形容器为共加速系统，上升过程中，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：系统加速度竖直向下且大于重力加速度，小球加速度向下，所以容器底面c对小球无作用力，a、b侧面对小球的作用力竖直向下，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律：系统速度减小，加速度减小，小球受到的合外力减小，AB错误；CD．下落过程中，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：系统加速度竖直向下且小于重力加速度，小球加速度向下，所以a、b侧面对小球无作用力，底面c对小球的作用力竖直向上，根据牛顿第二定律：系统的速度增大，加速度减小，小球的加速度减小，底面c对小球的作用力增大，根据牛顿第三定律可知小球对容器的作用力逐渐变大，C错误；D正确。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、AC【解题分析】

A．甲粒子向上偏转，所受的电场力向上，与电场方向相同，故甲粒子带正电荷，A正确；B．两个粒子竖直方向都做初速度为零的匀加速直线运动，有y＝＝E、t、m相等，则y∝q可知，乙粒子所带的电荷量比甲粒子多，B错误；C．电场力对粒子做功为甲粒子电荷量少，偏转位移小，则电场力对甲粒子做功少，其电势能变化量小，C正确；D．水平方向有x＝v0t相同时间内，乙粒子的水平位移小，则乙粒子进入电场时初速度小，初动能就小，D错误。故选AC。8、ABD【解题分析】

AB．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得合因为金属棒从静止出发，所以有且合即加速度，加速度方向水平向右；（1）若，则有加速度为定值，金属棒水平向右做匀加速直线运动，则有说明速度与时间成正比，故A可能；(2)若，则有随增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度-时间图象的斜率增大；(3)若，则有随增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，速度-时间图象的斜率减小，故B可能；CD．设金属棒在某一时刻速度为，由题意可知感应电动势环路电流为则有感应电流与速度成正比；感应电流功率为则有感应电流的功率与速度的平方成正比，故C错误，D正确。故选ABD。9、ACE【解题分析】

A．由热力学温度与摄氏温度的关系：T=t+273，可知摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，故A正确；B．气体放出热量时，若外界对气体做功，则气体的温度也可能升高，其分子的平均动能增加，选项B错误；C．无论是气体，液体还是固体，其分子间都存在间距，但气体的间距最大，由于分子间存在较大的间距，气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动，所以气体能充满整个空间，C正确；D．气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关。对于气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定。分子越多，总的能量越大，所以D错误；E．不计分子势能时，气体温度降低，则内能减小，向外界释放热量；薄塑料瓶变扁，气体体积减小，外界对其做功，故E正确。故选ACE。10、ACE【解题分析】

A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，选项A正确；B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度不同，选项B错误；C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项C正确；D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D错误；E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，选项E正确；故选ACE。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、位移；时间；；(m'+m)【解题分析】

（1）滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，根据x=at2得a=，所以需要测量的是位移s和时间t．（2）对整体进行研究，根据牛顿第二定律得：

若要求a是m的一次函数必须使不变，即使m+m′不变，在增大m时等量减小m′，所以实验中应将从托盘中取出的砝码置于滑块上．【题目点拨】本题根据先根据牛顿第二定律并结合隔离法求解出加速度的表达式，然后再进行分析讨论，不难．12、0.50m/s20.26m/s或0.27m/sAB【解题分析】

（1）[1]每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔T=0.1s，根据逐差法有[2]根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度有（2）[3]以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有联立解得（3）[4]纸带与打点计时器间的摩擦力和滑轮存在摩擦阻力都会使测得的摩擦力增大，根据可知，摩擦力增大，故摩擦因数增大。木板未调节水平，左端偏高和未满足M远大于m均不会影响摩擦力变大，故AB正确，CD错误。故选AB。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光线第一次从CD边射出与CD边成45°斜向左下方；②；【解题分析】

根据，求出临界角的大小，从而作出