湖北省实验中学等六校2024年物理高三第一学期期末预测试题含解析

湖北省实验中学等六校2024年物理高三第一学期期末预测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、如图所示，质量为、长度为的导体棒的电阻为，初始时，导体棒静止于水平轨道上，电源的电动势为、内阻为。匀强磁场的磁感应强度大小为，其方向斜向上与轨道平面成角且垂直于导体棒开关闭合后，导体棒仍静止，则导体棒所受摩擦力的大小和方向分别为（）A．，方向向左 B．，方向向右C．，方向向左 D．，方向向右2、汽车A、B在同一水平路面上同一地点开始做匀加速直线运动，A、B两车分别在t0和2t0时刻关闭发动机，二者速度一时间关系图象如图所示。已知两车的质量相同，两车运动过程中受阻力都不变。则A、B两车（）A．阻力大小之比为2：1B．加速时牵引力大小之比为2：1C．牵引力的冲量之比为1：2D．牵引力做功的平均功率之比为2：13、如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车，装满沙子．沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1），下列说法正确的是A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ=μ2B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ>μ2C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tanθ4、在离地高h处，同时自由下落和竖直向上抛出各一个小球，其中竖直上抛的小球初速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度为g，两球落地的时间差为()A． B． C． D．5、如图所示，a、b两个小球用一根不可伸长的细线连接，细线绕过固定光滑水平细杆CD，与光滑水平细杆口接触，C、D在同一水平线上。D到小球b的距离是L，在D的正下方也固定有一光滑水平细杆DE。D、E间距为，小球a放在水平地面上，细线水平拉直，由静止释放b，当细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球a对地面的压力恰好为0，不计小球大小，则下列说法正确的是A．细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b加速度大小不变B．细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b速度发生变化C．小球a与小球b质量比为5：1D．将D、E细杆向左平移相同的一小段距离再固定，由静止释放小球b，线与E相碰的一瞬间，小球a会离开地面。6、某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ，两导轨长为L，间距为d，一质量为m的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为d，电阻为R，与导轨接触良好且不计摩擦阻力，导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为I，弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动，加速度大小为a。下列说法正确的是（）A．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为maL+mgLsinθB．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为I2RC．将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小D．将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变二、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、如图所示，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（）A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为EB．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3EC．e点的电势高于f点的电势D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小8、如图，一个由绝缘材料做成的半径为R的圆环水平放置，O为圆心，一带电小珠P穿在圆环上，可沿圆环无摩擦的滑动。在圆环所在的水平面内有两个点电荷QA、QB分别位于A、B两点，A点位于圆环内、B点位于圆环外，已知OB=3OA=R，O、A、B三点位于同一直线上。现给小珠P一初速度，发现P恰好沿圆环做匀速圆周运动。则以下判断正确的是A．QA与QB一定为异种电荷B．QB=QAC．由QA、QB激发的电场，在圆环上各处电势相等D．小珠P运动过程中对圆环的弹力大小处处相等9、如图所示，xOy平面位于光滑水平桌面上，在O≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向下．由同种材料制成的粗细均匀的正六边形导线框，放在该水平桌面上，AB与DE边距离恰为2L，现施加一水平向右的拉力F拉着线框水平向右匀速运动，DE边与y轴始终平行，从线框DE边刚进入磁场开始计时，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)随时间t的函数图象和拉力F随时间t的函数图象大致是A．B．C．D．10、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R0、热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表。则以下判断正确的是（）A．变压器线圈输出交流电的频率为100HzB．电压表的示数为11VC．Rt处温度减小到一定值时，报警器P将发出警报声D．报警器报警时，变压器的输入功率比报警前大三、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）如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。(1)双缝放在图中哪个位置________(填“①”或“②”)。(2)要使单缝和双缝相互平行，应该使用________进行调节。(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L，双缝之间的距离是d，单缝到双缝之间的距离是s，在某次实验中，先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数为x1，转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数为x7。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________。12．（12分）实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ．现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1mA，内阻为50Ω；表头G2的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω，又有三个精密定值电阻r1=100Ω，r2=150Ω，r3=200Ω．若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，根据所给条件回答下列问题：（1）原表头G满偏电流I=_______，内阻r=_______．（2）在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路_____（标识出所选用的相应器材符号）（3）某学习小组利用修复的电压表，再加上可以使用的以下器材，测量一未知电阻Rx的阻值：电流表A量程0～5mA，内阻未知；最大阻值约为100Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干．由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补充完整电路连接____________，正确连线后读得电压表示数为2.40V，电流表示数为4.00mA，则未知电阻阻值Rx为____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）如图所示的坐标系内，直角三角形OPA区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在x轴上方，三角形磁场区域右侧存在一个与三角形OP边平行的匀强电场，电场强度为E，方向斜向下并与x轴的夹角为30°，已知OP边的长度为L，有一不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经加速电场加速后，以v0的速度从A点垂直于y轴射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于OP边方向射入电场，最终速度方向垂直于x轴射出电场。求：(1)加速电压及匀强磁场的磁感应强度大小(2)带电粒子到达x轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值(3)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间14．（16分）如图所示，相距L=5m的粗糙水平直轨道两端分别固定两个竖直挡板，距左侧挡板=2m的O点处静止放置两个紧挨着的小滑块A、B，滑块之间装有少量炸药。炸药爆炸时，能将两滑块分开并保持在直轨道上沿水平方向运动。滑块A、B的质量均为m=1kg，与轨道间的动摩擦因数均为=0.2。不计滑块与滑块、滑块与挡板间发生碰撞时的机械能损失，滑块可看作质点，重力加速度g取10m/s2。(1)炸药爆炸瞬间，若有Q1=10J的能量转化成了两滑块的机械能，求滑块A最终离开出发点的距离；(2)若两滑块A、B初始状态并不是静止的，当它们共同以v0=1m/s的速度向右经过O点时炸药爆炸，要使两滑块分开后能再次相遇，则爆炸中转化成机械能的最小值Q2是多少?15．（12分）如图所示，顶角的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中．一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为导体棒与导轨接触点为a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触时，导体棒位于顶角O处．求：（1）t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向．（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式．（3）导体棒在时间内产生的焦耳热Q．

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】

磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力大小方向垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下。其水平向右的分量大小为由力的平衡可知摩擦力大小为方向向左。选项A项正确，BCD错误。故选A。2、C【解题分析】

A．关闭发动机后，汽车在阻力的作用下做匀减速运动，由v—t图像知a3：a4=1：2再根据牛顿第二定律知，汽车A、B所受阻力分别为f1=ma3，f2=ma4得f1：f2=1：2A错误；B．在加速阶段，对A车F1－f1=ma1对B车F2－f2=ma2由v-t图像知a1：a2=2：1，a1=a4=2a2=2a3联立解得F1：F2=1：1B错误；D．由图知，在加速阶段，两车的平均速度相等均为，牵引力相等，所以牵引力平均功率得P1=P2D错误；C．牵引力作用的时间t1：t2=1：2牵引力的冲量C正确。故选C。3、C【解题分析】

假设最后一粒沙子，所受重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力时，能顺利地卸干净全部沙子，有，B对；若要卸去部分沙子，以其中的一粒沙子为研究对象，，C对；4、D【解题分析】

自由下落的小球，有得对于竖直上抛的小球，由机械能守恒得：则得落地时速度大小为对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，加速度为，则运动时间为：故时间之差为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；故选D．点睛：本题关键要明确小球运动中机械能守恒，要理清过程中的速度关系，写出相应的公式，分析运动时间的关系．5、C【解题分析】

AB．细线与水平细杆接触瞬间，小球的速度不会突变，但是由与小球做圆周运动半径变小，由可知，其加速度变大，故A、B错误；C．当细线与水平细杆E接触的一瞬间，对小球a可知，细线中的拉力为对小球b，由牛顿第二定律可得由机械能守恒可得解得故C正确；D．将D、E细杆向左平移相同的一小段距离x，则解得故小球a不会离开地面，故D错误；故选C。6、A【解题分析】

AB．对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律安培力做功A正确，B错误；CD．弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据可知安培力的功率一直增大，CD错误。故选A。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．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为故B错误；C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。故选AC。8、ABC【解题分析】

A．小珠沿圆环做匀速圆周运动，小珠在圆周上任一点受到的电场力大小相等，故两个点电荷在圆周上各点的场强大小相等，方向不同，故与一定为异种电荷，故A正确；B．如图所示，当小珠运动到图示位置时，由几何知识可得：由于小珠的合力指向圆心，则有：解得：故B正确；C．沿圆环做匀速圆周运动，电场力不做功，所以在圆环上电势处处相等，故C正确；D．因做匀速圆周运动，其合力始终指向圆心，即弹力与库仑力的合力指向圆心，而库仑力是变化的，则弹力也是变化的，故D错误；故选ABC。9、AC【解题分析】当DE边在0～L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度越来越大，与时间成线性关系，初始就是DE边长度，所以电流与时间的关系可知A正确，B错误；因为是匀速运动，拉力F与安培力等值反向，由知，力与L成二次函数关系，因为当DE边在0～2L区域内时，导线框运动过程中有效切割长度随时间先均匀增加后均匀减小，所以F随时间先增加得越来越快后减小得越来越慢，选C正确，D错误．所以AC正确，BD错误．10、BD【解题分析】

A．由题图乙可知f＝＝50Hz而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误。B．由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U1＝220V，则副线圈两端电压有效值U2＝U1＝22V设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有解得U＝＝11VB项正确。C．由题给条件可知，Rt处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C项错误。D．因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，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、②拨杆【解题分析】

(1)[1]相干光频率必须相同，所以双缝应该放在②位置；(2)[2]相干光为单色光，振动方向相同，所以要保证单缝与双缝平行，需要借助拨杆调节；(3)[3]根据相邻两条明条纹或者暗条纹之间的距离公式Δx＝λ可知，Δx＝＝λ得λ＝12、1mA100Ω750Ω【解题分析】

（1）由图示电路图可知，电压表量程：

Ig（rg+R1）=3VIg（rg+R2）=15V

代入数据解得：Ig=1mA，rg=100Ω；

（2）修复电压表，表头满偏电流为，Ig=1mA，电阻应为：rg=100Ω，需要的实验器材为：表头的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω的表头以及r3，即将表头和r3并联在电路中使用，电路图如图所示：

（3）根据题意可明确实验中应采用分压接法，电流表采用外接法，故实物图如图所示：电压表量程为