天津市某中学2024-2025学年高三年级下册开学物理试卷（解析版）

2024-2025学年天津四中高三（下）开学物理试卷

一、单选题：本大题共5小题，共25分。

1.牛顿通过著名的“月一地检验”，证明了月球和地球、苹果和地球之间的引力属于同种性质的力。如图

所示，月球轨道半径厂是地球半径R的60倍，地表苹果自由下落的加速度和月球绕地圆周运动的向心加速

度的比值“苹："月应为（）

A.1：60B.60：1C.1：3600D.3600：1

【答案】D

【解析】

【详解】设月球的质量为根，地球的质量为月球绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，有

Mm

解得向心加速度为

GM

。月=一r~

设苹果质量为机'，苹果在地球表面自由下落时，受到的重力等于地球对物体的万有引力，则有

G~^=ma苹

解得地表苹果自由下落的加速度为

GM

°苹

故

口苹_/_3600

。月R21

故选D。

2.如图所示，墙角处固定一斜板，斜板与水平天花板的夹角为。。工人用沿水平向左的力推质量为根的磨

石，使其沿斜板匀速下滑，已知磨石与斜板间的动摩擦因数为〃、重力加速度为g,则推力大小为（）

e

F

mgcos0+jumgsin0mgcos0-/Ltmgsin0

B.

〃cos，-sin，〃cos6-sin，

、mgsin0-jumgcos6mgsin6+jumgcos0

D.

〃sin，-cos3〃sin，一cos0

【答案】D

【解析】

【详解】对磨石，水平方向有/cos8+FNsin（9=E

竖直方向有fsinO=mg+FNCOSO

又/=〃舔

mgsin0+jumgcos0

联立可得歹=

〃sin，一cos，

故选D。

3.水火箭是一项深受学生喜欢的科技活动，某学习小组利用饮料瓶制作的“水火箭”如图甲所示，其发射

原理是通过打气使瓶内空气压力增大，当瓶口与橡皮塞脱离时，瓶内水向后喷出，“水火箭”获得推力向上

射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间/的图像，其中九时刻为水火箭”起飞时刻，DE

段是斜率绝对值为g的直线，忽略空气阻力，关于“水火箭”的运动，下列说法正确的是（）

图甲

A.t04时间内水火箭的平均速度大于三B.水火箭在为时刻达到最高点

C.。时间内水火箭处于失重状态D.J-U时间内水火箭做自由落体运动

【答案】c

【解析】

【详解】A.根据速度V与时间£的图线所围成的面积等于位移知，办乙时间内位移小于A3段为匀加速直

线运动的位移，此阶段匀加速直线运动的平均速度为五，根据

2

_X

V=—

t

知J％时间内水火箭的平均速度小于；■,故A错误；

B.“水火箭”运动过程速度一直是正的，运动方向始终没有改变，马时刻后仍在上升，故B错误；

C.DE段是斜率绝对值为g的直线，说明J时刻以后“水火箭”的加速度大小为g，由牛顿第二定律可

知，“水火箭”所受合力等于重力，“水火箭”在4-h时间内处于失重状态，故C正确；

D.时间内“水火箭”速度方向是正的，加速度方向是负的，且加速度大小等于g，则“水火

箭”做竖直上抛运动，故D错误。

故选C。

4.在如图所示的电路中，。、方为两个完全相同的灯泡，L为电阻可忽略不计的自感线圈，E为电源，S为开

关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）

A.合上开关，6先亮，a后亮；断开开关，a、b同时缓慢熄灭

B.合上开关，。先亮，6后亮；断开开关，a、6同时熄灭

C.合上开关，b先亮，。后亮；断开开关，a先熄灭,6后熄灭

D.合上开关，a、6同时亮；断开开关，b先闪亮一下后缓慢熄灭，。缓慢熄灭

【答案】A

【解析】

【详解】合上开关时，灯泡b立即发光，由于线圈的自感，灯泡a缓慢变亮，即合上开时关，b先亮，。后

亮，稳定时，由于线圈电阻忽略不计，并联两支路的电阻相等，通过两灯泡的电流相等，即稳定时。两灯

泡的亮度相同；断开开关时，由于线圈的自感，线圈相对于一个新电源，在两灯泡构成的回路中，通过灯

泡a的电流逐渐减为0,由于稳定时电流相等，灯泡6不会闪亮一下，即断开开关，。、6同时缓慢熄灭。

故选A„

5.电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（)

F

A.图甲的速度选择器能使速度大小v=—的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量及速度

B

方向无关

B.图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为b到a

C.图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3,粒子的比荷越小

D.图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势

【答案】D

【解析】

【详解】A.若粒子沿直线匀速通过速度选择器，则

qvB—Eq

所以

E

v=­

B

若粒子从左进入速度选择器，则不管粒子带正电还是带负电，均可以从左向右匀速通过速度选择器，若粒子

从右进入速度选择器，则不管粒子带正电还是带负电，由于初始时电场力与洛伦兹力方向相同，粒子均不可

以从右向左匀速通过速度选择器，即与粒子的速度方向有关，故A错误；

B.图乙中，根据左手定则可知，正电荷受到向上的洛伦兹力，打在P板上，负电荷受到向下的洛伦兹

力，打在Q板上，所以P板带正电，Q板带负电，所以电流方向为。到b,故B错误；

C.根据题意可知，粒子经过速度选择器时，有

qvB[=Eq

粒子进入偏转磁场时，有

qvB2=m—

联立可得

mE

qB[B]

由此可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3,即厂越小，粒子的比荷越大，故C错误；

D.若载流子带负电，根据左手定则可知，载流子受到向左的洛伦兹力，将打到左极板上，所以左侧的电

势低于右侧的电势，故D正确。

故选D。

二、多选题：本大题共3小题，共15分。

6.一列简谐横波沿了轴传播，图甲是波传播到x=5m的质点M时的波形图，令此时刻f=0,图乙是质点N

(x=3m)的振动图像，。是位于x=10m处的质点，则下列说法正确的是()

A.。点开始振动的方向沿-y方向

B.t-0至f=3s时间内，质点M的路程为10cm

C.质点。和原点的振动方向始终相反

D./=9.5s,质点。的位移为-5cm

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A.根据图乙可知r=0时刻N点从平衡位置向上振动，根据同侧法可知波沿X轴正方向传播，r=0

时刻刚传到M点时，M振动的方向沿-y方向，所以。点开始振动的方向沿-y方向，故A正确；

B.r=0至t=3s时间内，质点〃的路程为

s=—x4A=30cm

4

B错误；

C.。点到。点的距离为10cm,即两者相距为

s=10m=2—2

2

所以质点。和原点的振动方向始终相反，C正确；

D.由波动图像知这列波的波长为4m,由振动图像知周期为4s,则传播速度为

2

v=­

T

解得

v=lm/s

在9.5s时间内，波传播的距离为

5=9.5m

根据波的平移法可知，质点。点的振动形式与0.5m处的振动形式一样，此时质点。的位移为

-10x^^cm=-5^cm，D错误。

2

故选AC。

7.如图所示，实线为一带负电荷的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，尸、。是这条轨迹上的两

A.若虚线表示电场线，(PP>(PQ

B.若虚线表示电场线，粒子通过。点时动能较大

C.若虚线表示等势线，粒子通过P点时电势能较小

D.不论虚线是表示电场线还是等势线，粒子通过尸点时加速度较大

【答案】AD

【解析】

【详解】AB.若虚线。、b.c代表三条电场线，则带电粒子的大致受力方向和速度方向的关系如图所示

在由。到P的过程中，电场力做正功，动能增加，粒子通过尸点时动能较大，电势能减小，由于粒子带负

电，则电势增加

伟＞%

故A正确，B错误;

在由。到产的过程中电场力做负功，动能减小，电势能增加，粒子通过尸点时电势能较大，故C错误；

D.若虚线b,。是电场线，则电场线密集的地方电场强度大，则所受电场力大，则加速度大，所以

粒子在尸点时加速度比在。点时加速度大，若虚线。、b,c是等势线，由等差等势面密集的地方电场强

度大，则所受电场力大，则加速度大，故粒子在P点时加速度比在Q点时加速度大，故D正确。

故选AD„

8.如图所示，用一外力使一矩形单匝闭合线圈匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴00,以恒定的角速度

转动，转动一周所需要的时间为T,线圈电阻为R,从如图位置（线圈平面与磁场方向平行）为f=0时刻

开始计时，线圈平面转过60。时线圈中的感应电动势的大小为E。，则下列判断正确的是（）

--------------------A

B

----------;--------->

A.线圈产生的电动势的瞬时值表达式为e=2E0cos学/

B.在0~3时间内，通过线圈截面的电荷量为包

4兀R

A.p-T

C.在o〜T时间外力做功为

R

D.在图示位置时线圈的磁通量变化率为0

【答案】AB

【解析】

【详解】A.1=0时刻开始计时的位置为中性面的垂面，线圈产生的电动势的瞬时值表达式为

e=EmSin(-/+g

线圈平面转过60。时线圈中感应电动势的大小为其)，有

E0=Emsin(j+|)

可得

Em=2E。

故电动势的瞬时值表达式为

27r

e=2E。cos—

故A正确;

T

B.在0〜一时间内，有

4

-T

q=1—

4

7=1

R

-BS

E=——

T

4

「no2兀BS

Em=BSo=-------

联立可得

BS_ET_ET

u——m—0

R17lR7lR

故B正确；

C.在。〜T时间外力做功等于发电机产生的电能，有

(Ejn)2(Em)2

RRR

故C错误；

D.图示位置为中心面的垂面，磁通量为零而磁通量变化率最大，瞬时电动势最大，故D错误。

故选ABo

三、实验题：本大题共5小题，共60分。

9.在“探究平抛运动的特点”的实验中：

（1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛

出，B球同时竖直下落。本实验探究的是A球（填“水平”或“竖直”）分运动的特点。

（2）该组同学又用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律。下列说法正确的是（）

A,斜槽轨道必须光滑

B.斜槽轨道末端必须水平

C.小球每次都从斜槽上同一位置静止释放

D.作图时，直接将坐标纸上确定的点用直线依次连接

（3）在图乙实验中，由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点

。作为坐标原点建立坐标系，M、N两点的坐标分别为（xo,州）、（2xo,3州），如图丙所示，可求出小球从

M到N的时间间隔六,做平抛运动的初速度vo=o（用犹、”、重力加速度g表示）

【答案】（1）竖直（2）BC

【解析】

【小问1详解】

用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，B球同时竖直下落，利用两球同时落地判断平抛运动在

竖直方向上是做自由落体运动，因此本实验探究的是A球竖直方向的分运动特点。

【小问2详解】

AB.本实验中应保证斜槽末端切线水平，即小球的初速度沿水平方向，但是不需要斜槽轨道光滑，故A

错误，B正确；

C.为了保证小球平抛的初速度相同，则小球每次都从斜槽上同一位置静止释放，故C正确；

D.作图时，应用平滑曲线将坐标纸上确定的点用连接起来，舍弃偏离曲线较远的点，故D错误。

故选BC。

【小问3详解】

[1]⑵小球做平抛运动，水平方向有

2

竖直方向有Ay=2y0-y0=gT

10.实验小组为了测量一段金属丝的电阻率，利用实验室为其提供的器材，进行了如下操作:

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其读数如图甲所示，则金属丝的直径为mm；

（2）用多用电表粗略测量了金属丝的电阻，测量时，将选择开关旋至“xl”挡位，进行欧姆调零后测

量，多用电表的读数如图乙所示，则金属丝的阻值约为

（3）为了减小电阻率测量的误差，实验时应较为精确地测量了金属丝的电阻值，实验室为其提供了如下

的实验器材：

A.电源E（电动势约为3.0V,内阻很小）

B.电压表V（量程0~3V,内阻约3kQ）

C.电流表Ai（量程0~0.6A,内阻约1.5。）

D.电流表A2（量程0~3A,内阻约0.025。）

E.滑动变阻器R（阻值范围0-10。，最大允许电流1A）

F.滑动变阻器&（阻值范围0〜100。，最大允许电流2A）

H.开关、导线

①实验时，为了使电表的示数变化尽量大，利用实验室为其提供的器材，设计测量金属丝电阻的电路图，将

其画在图中的虚线框内，并标明所选的器材；

②如果金属丝接入电路的长度为L金属丝的直径为d,某次测量时电压表读数为。、电流表的读数为/,

若电压表看作理想电表，则该金属丝的电阻率为2=(用以上物理量字母表示)，若电压表不能看作

理想电表，则金属丝电阻率的上述测量值______(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。

【答案】(1)0.727(0.726-0.728)

(2)6.0(3)①.见解析②.乙空③.小于

4IL

【解析】

【小问1详解】

根据螺旋测微器的读数规律，该读数为0.5mm+0.01x22.7mm=0.727mm

【小问2详解】

根据欧姆表的读数规律，该读数为6.0x1。=6.0。

【小问3详解】

①[1]电源电动势约为3.0V,根据上述，金属丝电阻约为6.0。，则通过金属丝最大电流约为

人mdx=—(八A=0.5A

o.U

为了确保电流表的安全与精度，电流表选择。~0.6A,即电流表选择Ai。由于实验要求使电表的示数变化

尽量大，则控制电路采用滑动变阻器分压式接法，为了使测量值连续性强一些，滑动变阻器总阻值选择小

一些，即滑动变阻器选择用。由于电压表内阻远远大于金属丝电阻与电流表电阻，可知，电流表分压影响

大一些，为了减小电流表分压影响，测量电路采用电流表外接法，作出电路图，如图所示

R—p--------

根据电阻定律有乃

7iUd2

解得P—

4IL

[3]由于控制电路采用电流表外接法，实验系统误差在于电压表分流，由于电压表的分流影响，导致电流测

量值偏大，则电阻测量值偏小，可知，金属丝电阻率的上述测量值小于真实值。

11.如图所示，竖直平面内有一高为/z=0.2m的光滑倾斜圆弧轨道，末端水平。质量mB=3kg的小滑块

B静止在圆弧轨道末端。轨道右方有一辆质量为收=3kg的小车C静止在光滑水平面上，小车上表面与轨

道末端平齐且挨在一起。另一个质量为02A=1kg的小滑块A从圆弧轨道上端由静止释放，下滑后与B发

生弹性碰撞。已知B与小车C上表面的动摩擦因数为〃=0.25,滑块A在整个过程中与小车C都没有相

互作用，取g=10m/s2。求:

Cl)A与B碰撞前瞬间滑块A的速度大小；

(2)A与B碰撞后瞬间滑块B的速度大小；

(3)要保证滑块B不从小车C上滑下，小车至少要有多长。

【答案】(1)2m/s；(2)lm/s；(3)0.1m

【解析】

【详解】(1)根据题意，由动能定理有

,12

mAgh=-mAv

解得A与8碰撞前瞬间滑块A的速度大小

v=yf2gh=2m/s

(2)根据题意可知，A与B发生弹性正碰，由动量守恒定律有

由能量守恒定律有

121212

=5加A%+1加

解得

v2=Im/s

(3)B和C组成的系统合外力为零，要保证滑块B不从小车C上滑下，即滑块B滑到小车右端时与小车

速度相等，由动量守恒定律有

〃％丫2=(飞+WC)V'

由能量守恒定律有

2

―"%丫；=/4mBgL+—(ms+mc)v

解得，小车至少长为

£=0.1m

12.光滑的平行金属导轨长乙=lm,两导轨间距d=0.5m,轨道平面与水平面的夹角。=30。，导轨上端接一

阻值为R=4Q的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度B=1T,如图所

示，有一质量〃z=lkg、电阻『1。的金属棒＜ab,放在导轨最上端，其余部分电阻不计。棒ab从轨道最上端

由静止开始下滑到轨道最底端时速度的大小为3m/s,g取10m/s2。

(1)当金属棒的速度v=2.0m/s时，电阻R两端的电压U；

(2)在金属棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量©；

(3)金属棒从开始下滑到运动至轨道最底端所用时间Zo

【答案】(1)0.8V；(2)0.1J；(3)0.61s

【解析】

【详解】(1)当棒的速度为2.0m/s时，棒中产生的感应电动势为

£=JBJV=1X0.5X2.0V=1.0V

电阻R两端的电压为

F

U=-------R=0.8V

R+r

(2)设棒到达底端时的速度为Vm,根据能量守恒定律得

1,