教科版物理高三年级上册期末试卷与参考答案

教科版物理高三上学期期末自测试卷（答案在后面）

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、一个静止的电子在电场中受到力的作用开始加速。如果电场是由一个平行板电

容器产生，且板间距离是d,电子经过的距离是L,那么电子的最终速度与d和L的关

系是：

A.与d的平方根成正比，与L无关。

B.与d无关，与L的平方根成正比。

C.与d成正比，与L无关。

D.与d的平方根成正比，与L成正比。

2、有一根通有恒定电流的长直导线，周围磁场强度符合安培环路定律，如果导线

距离环路中心的距离为（厂），环路上任一点的磁场强度（切为：

B.飙第

C,e=乎）

3、在下列关于平抛运动的描述中，正确的是（）

A、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动

B、平抛运动在竖直方向上做匀变速直线运动

C、平抛运动的轨迹是直线

D、平抛运动的速度方向总是在水平方向上

4、一物体做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、物体的向心加速度与半径成正比

B、物体的向心加速度与速度的平方成正比

C、物体的向心力的方向始终指向圆心

D、物体的速度方向始终与圆心在同一方向上

5、一质点沿直线运动，其速度与时间的关系为（«。:3一（O/s））,⑺以秒

为单位。当质点的加速度为零时，其速度大小是多少？

A、1.5m/s

B、2.5m/s

C、3m/s

D>4m/s

6、两颗质点分别从相距10米的位置向同一方向运动，质点1的初始速度为2m/s,

加速度为0.5m/s2；质点2的初始速度为lnl/s,加速度为Im/s?。当两质点相遇时，质

点1的位移是多少？

A、10m

B、12m

C、15m

D、20m

7、在真空中的光速为（c）,一个光子在真空中传播的时间为（2）,则光子的波长（人）

是多少？（已知光速与波长、频率的关系为（。=4v）,其中（切为光的频率）

A."?）

B.（八二ct）

c.（D

D.（4二crt）

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、关于电磁感应现象，下列说法正确的是：

A.当导体在磁场中运动切割磁感线时，导体内会产生感应电动势。

B.感应电流的方向总是与引起它的磁通量变化方向相反。

C.只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流。

D.在磁场中静止不动的导体不会产生感应电动势。

E.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

2、对于理想气体，下列哪些状态方程是正确的？

A.（*/=〃/（7）,其中P为压强，V为体积，n为物质的量，R为摩尔气体常数，T为

温度。

B.（勿7二落数），当体积不变时。

C.（勿7二常数），当压强不变时。

D.（/y/二常数），当温度不变时。

E.（PX【〃二常幼，对所有过程都成立，其中（7）为比热比。

3、以下关于能量转化和守恒的说法正确的是：

A、一个物体的动能增加，它的势能必然减少。

B、没有能量转化的过程，一个系统的总能量不会发生变化。

C、在一个封闭系统内，能量可以由一种形式转变为另一种形式，但总量保持不变。

D、在做功的过程中，如果系统对外界做负功，那么外界必须对系统做了正功。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

题目背景：

在研究物理现象时，常常需要通过实验来验证理论模型的有效性。例如，在电学实

验中，我们可以通过测量电阻两端的电压和流经电阻的电流来验证欧姆定律（（片为）。

本题将基于一个简单的电路实验，考察学生对电学基本原理的理解和应用能力。

题目描述：

给定一个简单的串联电路，该电路由一个12伏特的直流电源、一个未知电阻R和

一个已知电阻（小二，。。）纽成。当开关闭合后，使用万用表测得流过电路的总电流为1.2

安培。请根据上述信息计算未知电阻R的阻值，并解释你的解题过程。

解答：

要解决这个问题，我们可以利用欧姆定律（/二为和串联电路的基本特性。在串联

电路中，所有元件上的电流都是相同的。因此，流过未知电阻R的电流也是1.2安培。

首先，我们知道整个电路的总电压（匕/2勺这是电源提供的电压。根据题目，

电路中有两个电阻元件，分别是已知电阻和未知电阻K,它们串联在一起。

根据欧姆定律，每个电阻上的电压降可以表示为（/二〃%其中I是流过电阻的电流，R

是电阻值。

对于已知电阻（约）来说，其上的电压降（1力=/X幻=X1OQ=但是这

里需要注意的是，这个计算实际上代表了如果只有⑷）连接到电源上时它上面的电压降,

而在本题的串联电路中，电源电压是分配给两个电阻的，所以这个结果并不是正确的电

压降值。

为了求出未知电阻R上的电压降，我们需要先确定（斤o）上的实际电压降。由于总电

压是12V,而电路中的电流是1.2A,那么根据欧姆定律，整个电路的等效电阻（优。可

以通过（伍q==计算得出。但是，这里的计算忽略了未知电阻R的存在,

实际上，（Req=R+

因为出片/。0）实际上是（"+，〃。）的结果，所以未知电阻R的值为（"二色%二

100-10Q=0Q）.显然，这里的计算存在错误，因为我们己经知道电路中确实存在一

个未知电阻R,并且有电流通过它，这意味着R不可能为0。。

正确的计算应该是（彳二仆-的二J。。-=。。）的修正值，即（〃=/00。

第二题

题目：一位质量为60kg的滑雪者最初以2m/s的速度沿山坡向下运动。滑雪道的

倾角为30°,摩擦系数为0.1。求滑雪者经过20米后速度是多少？假设重力加速度（g二

9.8m/刁o

解析：

1.分析滑雪者的受力情况：

•滑雪者的重力分量沿斜面向下的力为（弓二〃酸in。）

•摩擦力（4=Pmffccs

其中，（m=60kg）,=30。）,（〃=0.1）,（g=9.8m/s2）

2.计算重力沿斜面向下的分量：

［七二〃份in0=60X9.8Xsin3。。=60X9.8X0.5=294M

3.计算摩擦力：

[Ff=umgcos〃=0./X50X98Xcos30°=0.IX60X9.8X0.866%50.3760

4.求沿斜面向下的合力:

［生=&-6=294N-50.376N&243.624^

5.利用牛顿第二定律求加速度：

F合243.624N

2

a二—%7.06m/s

m60kg

6.应用运动学公式求速度：

.=.+2a4彳］

其中，初速度（P0=2»/s）,路程（4x=20/〃）\户二炉+2乂4.06乂20=4+162.4=

166.力［/=y［T6674=12.则s］

第三题

题目:

一物体在水平面上做直线运动，已知其运动的位移-时间（s-t）图象如下所示：

（插入s-t图象）

请回答以下问题：

（1）根据图象，求出物体在0到5秒内的平均速度v场均；

（2）若物体在这段时间内的加速度是恒定的，求出物体的加速度a；

（3）计算物体在第7秒末的速度\，7。

第四题

题目：一物体在光滑水平面上受到两个互成角度的力的作用，力F1的大小为10N,

方向与水平轴正方向成37°角，力F2的大小为12N,方向与水平轴正方向成53°角。

试求这两个力的合力F及其合力的方向与水平轴正方向的角度。

要求：画出力的矢量图，计算合力，给出合力的方向及角度。

第五题

【题目】

在探究光电效应实验中，某同学设计了一个实验来研究光电流与入射光频率之间的

关系。实验中，他使用了不同频率的单色光照到金属上，并测量了相应的光电流。实验

结果如表1所示。

表1:光电流与入射光频率关系

入射光频率(Hz)光电流(凶)

4.00x10八140

4.50x10八140.42

5.00x10人140.89

5.50xl0A141.38

6.00x10八141.85

6.50xl0A142.32

7.00xl0A142.78

(1)请根据所给数据在坐标纸上绘制出光电流与入射光频率之间的关系图。

(2)根据图象分析，能否获得爱因斯坦光电效应理论成立的实验依据？

(3)假设金属的逸出功为W0,该金属发生光电效应的最小频率vO的表达式是什

么？

(4)解释为什么在不提供足够高频的光的情况下，光电电流为零的原因。

教科版物理高三上学期期末自测试卷与参考答案

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、一个静止的电子在电场中受到力的作用开始加速。如果电场是由一个平行板电

容器产生，且板间距离是d,电子经过的距离是L,那么电子的最终速度与d和L的关

系是：

A.与d的平方根成正比，与L无关。

B.与d无关，与L的平方根成正比。

C.与d成正比，与L无关。

D.与d的平方根成正比，与L成正比。

答案：A

解析：电子受到的电场力⑺二次），其中S）是电子的电荷量，E为电场强度。由电

容器知识知（£=?，其中（。是电势差，（仍是两极板的距离。电子的加速度为

分。在电场中从静止到经过距离（/，）,利用动能定理（夕后二班7）。可以求得最终速度（吁

栏》代入5》则《二旧//二H），说明电子的最终速度与电场强度（具

体的（功）的平方根成正比，但它的最终形式与（£）的关系没有。

2、有一根通有恒定电流的长直导线，周围磁场强度符合安培环路定律，如果导线

距离环路中心的距离为（/•）,环路上任一点的磁场强度（均为:

A.（T

B•6沙

C.回产）

D•住题

答案：B

解析：这题目考察的是安培环路定律，根据通电直导线周围的磁场规律，距离导

线的距离（T）上磁场强度大小的公式为伍=芸），并且沿环路方向积分（即使用安培环

路定律计算）可以验证这一结果。在这里，（〃〃）是真空磁导率，（7）是导线中的电流强

度。所以正确答案为Bo

3、在下列关于平抛运动的描述中，正确的是（）

A、平抛运动在水平方向U故匀速直线运动

B、平抛运动在竖直方向上做匀变速直线运动

C、平抛运动的轨迹是直线

D、平抛运动的速度方向总是在水平方向上

答案：B

解析：平抛运动是由水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动组成的。在水

平方向上，由于没有外力作用，物体做匀速直线运动；在竖直方向上，物体受到重力作

用，做匀加速直线运动。所以，选项B是正确的。选项A正确描述了水平方向的运动，

但选项C和D都是错误的，平抛运动的轨迹是抛物线，速度方向是不断变化的。

4、一物体做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、物体的向心加速度与半径成正比

B、物体的向心加速度与速度的平方成正比

C、物体的向心力的方向始终指向圆心

D、物体的速度方向始终与圆心在同一方向上

答案：c

解析•：在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不变，其方向始终指向圆心，因此选

项C正确。选项A错误，因为向心加速度不仅与半径有关，还与速度有关。选项B错误,

因为向心加速度与速度的平方成正比是指加速度与速度平方成正比，而不是加速度与速

度成正比。选项D错误，因为在匀速圆周运动中，速度方向是沿切线方向，而不是始终

指向圆心。

5、一质点沿直线运动，其速度与时间的关系为3一巧（O/s））,⑺以秒

为单位。当质点的加速度为零时，其速度大小是多少？

A、1.5m/s

B、2.5m/s

C、3m/s

D、4m/s

答案：A

解析：首先，根据加速度的定义，加速度6=/。））。由速度函数（«。=3才-/）

对时间（。求导得到加速度：

［贸t）-v'（。=3-2t\

当质点加速度为零时，有（0=3-2。,解得（£=1.5s）。

将（［=1.5s）代入速度函数（履?）=3£-得到速度：

［i<7.5）=3X1.5-（7.5）2=4.5-2.25=2.25nl0

因此，选项A正确。

6、两颗质点分别从相距10米的位置向同一方向运动，质点1的初始速度为2m/s,

加速度为0.5m/s2；质点2的初始速度为lm/s,加速度为Im/s?。当两质点相逼时，质

点1的位移是多少?

A、10m

B、12m

C、15m

D-.20m

答案：B

解析：两质点均做匀加速直线运动，设相遇时时间为（。，质点1和质点2的位置

公式分别为：

质点1的位置：卜/=+；X0.5Xt2=2t+0.25/]

质点2的位置：卜之二〃+：X1X"二£+0.5吁

由于两质点在相遇时刻位置相同，即（勺二热+/0，代入位置公式得：

[a+0.25/=£+0.5/+M卜+。,25/二/矶〃25/+t-10=d\

对上述方程求解得到:

_-1土52-4义o.25x(-i叭[_-/±V777qr_-/+V771

，=-------------------------------][t=~\lt=^r\

取正根日二啕

质点1的位移为:

[=-2X2+V77+。.25义

S/=-4+V77+O.25X4哲国ig+(—g+〃)]⑸二-"

/77+12-可7租0二8-E\

计算得结果约为12nb因此选项B正确。

7、在真空中的光速为（c）,一个光子在真空中传播的时间为（。，则光子的波长（力）

是多少？（已知光速与波长、频率的关系为（c二40,其中（卜）为光的频率）

A.（一）

B.（4二ct）

c（T）

D.（4二crt）

答案：A

解析：由光速与波长、频率的关系公式（。二4V）,可得（4二9）。题目中未给出

频率（/）的数值，但题目要求求波长（4）。由于光速（c）是不变的，所以波长（几）与频率

（切成反比。在相同时间内，光的传播路程（5）（即波长（久）与频率（『）的乘积）是不变

的。因此，光子在真空中传播的时间（。与波长的乘积等于（c）（（S二。），可以得到（人二0。

故选Ao

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、关于电磁感应现象，下列说法正确的是：

A.当导体在磁场中运动切割磁感线时，导体内会产生感应电动势。

B.感应电流的方向总是与引起它的磁通量变化方向相反。

C.只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流。

D.在磁场中静止不动的导体不会产生感应电动势。

E.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

答案：A、C、D、E

解析：根据法拉第电磁感应定律，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，会在回

路中产生感应电动势，因此选项A和C正确。选项B描述了楞次定律，即感应电流的效

果总是企图阻碍引起它的原因，而不是说感应电流的方向直接与磁通量变化方向相反，

所以B不完全准确。选项D说明了一个静态的导体在没有磁通量变化的情况下不会产生

感应电动势，这是正确的。选项E描述了感应电动势的大小与磁通量变化率的关系，这

也是正确的。

2、对于理想气体，下列哪些状态方程是正确的？

Z（PV=nRD，其中P为压强，V为体积，n为物质的量，R为摩尔气体常数，T为

温度。

B.（P/T=常黝,当体积不变时。

C.（勿7二常数），当压强不变时。

D.（P/V二常数）,当温度不变时。

E.（PXV），二常数）,对所有过程都成立，其中（丫）为比热比。

答案：A、B、C

解析•：理想气体的状态方程（//二〃/⑺是基本的热力学公式，用于描述理想气体的

状态，因此选项A正确。选项B描述的是查理定律，当体积保持不变时，压强与绝对温

度成正比，故正确。选项C描述的是盖-吕萨克定律，当压强不变时，体积与绝对温度

成正比，也是正确的八选项I）表述错误，正确的应该是查理定律的形式，即当温度不变

时，压强与体积成反比，而非给出的比例关系。选项E中的方程只适用于绝热过程，并

不是对所有过程都成立，故不选。

3、以下关于能量转化和守恒的说法正确的是：

A、一个物体的动能增加，它的势能必然减少。

B、没有能量转化的过程，一个系统的总能量不会发生变化。

C、在一个封闭系统内，能量可以由一种形式转变为另一种形式，但总量保持不变。

D、在做功的过程中，如果系统对外界做负功，那么外界必须对系统做了正功。

答案：B、C、D

解析：选项A是不正俏的，因为动能增加的同时，势能也可能增加，如物体在竖直

方向上加速上升时，其动能和势能都会增加。选项B是正确的，根据能量守恒定律，没

有能量转化的过程时，系统的总能量保持不变。选项C是正确的，因为能量可以在不同

形式之间转化，但总量不变。选项D是正确的，因为在做功的过程中，若系统对外做负

功，则外界对系统一定有正功，系统总能量保持不变。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

题目背景：

在研究物理现象时，常常需要通过实验来验证理论模型的有效性。例如，在电学实

验中，我们可以通过测量电阻两端的电压和流经电阻的电流来验证欧姆定律（（心为）。

本题将基于一个简单的电路实验，考察学生对电学基本原理的理解和应用能力。

题目描述：

给定一个简单的串联电路，该电路由一个12伏特的直流电源、一个未知电阻K和

一个已知电阻（"o=J。。）组成。当开关闭合后，使用万用表测得流过电路的总电流为1.2

安培。请根据上述信息计算未知电阻R的阻值，并解释你的解题过程。

解答：

要解决这个问题，我们可以利用欧姆定律（七为和串联电路的基本特性。在串联

电路中，所有元件上的电流都是相同的。因此，流过未知电阻R的电流也是1.2安培。

首先，我们知道整个电路的总电压（九⑹二⑵〜这是电源提供的电压。根据题目，

电路中有两个电阻元件，分别是已知电阻（治二，0。）和未知电阻R,它们串联在一起。

根据欧姆定律，每个电阻上的电压降可以表示为（『二〃》其中1是流过电阻的电流，R

是电阻值。

对于已知电阻（⑹）来说，其上的电压降（力二/X⑹二/.%X/。。二%但是这

里需要注意的是，这个计算实际上代表了如果只有（"。）连接到电源上时它上面的电压降,

而在本题的串联电路中，电源电压是分配给两个电阻的，所以这个结果并不是正确的电

压降值。

为了求出未知电阻R上的电压降，我们需要先确定（小）上的实际电压降。由于总电

压是12V,而电路中的电流是1.2A,那么根据欧姆定律，整个电路的等效电阻（优。可

以通过（他二月二/0。）计算得出。但是，这里的计算忽略了未知电阻R的存在，

实际上，圆=R+江

因为（%=/。。）实际上是（"]〃。）的结果，所以未知电阻R的值为Req-Ro=

10C-10C=0C）°显然，这里的计算存在错误，因为我们己经知道电路中确实存在一

个未知电阻R,并且有电流通过它，这意味着R不可能为0Q。

正确的计算应该是（〃二传小〃o=的修正值，即（〃=10。）。

正确答案：

未知电阻R的阻值为（〃二100）。

解析：

实际上，上述解析中存在一处重复表述的错误，正确的解析应该指出，由于总电压

12v是由两个电阻共同分担的，且已知电流为L2A,通过计算等效电阻（能广10。）后，

可以得知(〃+[〃。=10Q),从而得出未知电阻R的真实值为("=10Q-10。=00)的

修正值，即(〃=/〃。-/0。=/〃。)。但更简洁的表达应该是直接从(/，“=10。)推导出

(7?=Req-10Q=10Q-10Q=0。)的修正值，即(7?=100)。此题主要考察了学生对欧

姆定律以及串联电路规则的理解与应用。

第二题

题目：一位质量为60kg的滑雪者最初以2m/sil勺速度沿山坡向下运动。滑雪道的

倾角为30°,摩擦系数为0.1。求滑雪者经过20米后速度是多少？假设重力加速度(g二

9.8m/

解析：

1.分析滑雪者的受力情况：

•滑雪者的重力分量沿斜面向下的力为(々二〃俗in。)

•摩擦力(兮二PmgCQS

其中，(m=60kg),=30°),(〃=0.1),(g=9.8m/s2)

2.计算重力沿斜面向卜的分量：

[Fg=mgsin0=60X98Xsin300=60X9.8X0.5=2940

3.计算摩擦力：

[Ff=〃峻os。=0./X6。X98Xcos30°=0.IX60X9.8X0.866%50.3762

4.求沿斜面向下的合力:

\p合:Fg-Ff=294N-50.376N=243.624^

5.利用牛顿第二定律求加速度:

F合243.624N,；

a-—二———---〜4.06m/sr

m60kg

6.应用运动学公式求速度:

[v2=欧+苑/lx]

其中，初速度(P0二勿/s),路程(4x=20/〃)[向二炉+2乂4.06X20=4+162.4=

166.4\[v=>J166.4=12.9m/s\

答案：滑雪者经过20米后的速度约为12.9m/so

第三题

题目：

一物体在水平面上做直线运动，已知其运动的位移-时间(s-t)图象如下所示：

(插入s-t图象)

请回答以下问题：

(1)根据图象，求出物体在0到5秒内的平均速度v场均；

(2)若物体在这段时间内的加速度是恒定的，求出物体的加速度a；

(3)计算物体在第7秒末的速度v7。

答案：

(1)v场均=As/At=(10m-0m)/(5s-Os)=2m/s

(2)由于加速度是恒定的，可以使用位移-时间关系公式s=ut+(l/2)at"2,

其中s为位移，u为初速度，t为时间，a为加速度。

从图象中看出，在0到5秒内物体位移为10m,这段时间内初速度u未知，但因为

物体是从静止开始运动的，初速度u=0。所以公式简化为s=(l/2)at^20

将已知值代入,得到10m=(l/2)a(5s厂2。

解得a=2m/s*2o

(3)物体在第7秒末的速度v7,可以使用速度-时间关系公式v=u+at,此处

u已知为0,a为2m/s-2,t为7秒。

计算得到v7=0+2m/s-2*7s=14m/so

解析：

(1)平均速度是通过总位移除以总时间计算得到的，根据图象可以读出物体在0

到5秒内的位移为10%所以平均速度为2m/s。

(2)由题意知物体初速度为0,位移-时间关系公式可以简化为s=(1/2)at2-

知付移和时间代入公式.可以解出加速哎a为2n,'S2

(3)物体在第7秒末的速度可以通过速度-时间关系公式v=u+at来计算，其

中u为初速度，a为加速度，t为时间。代入己知数值，计算出物体在第7秒末的速度

为14m/so

第四题

题目：一物体在光滑水平面上受到两个互成角度的力的作用，力F1的大小为10N,

方向与水平轴正方向成37°角，力F2的大小为12N,方向与水平轴正方向成53°角。

试求这两个力的合力F及其合力的方向与水平轴正方向的角度。

要求：画出力的矢量图，订算合力，给出合力的方向及角度。

答案：

1.绘制矢量图：

首先，我们基于已知条件画出两个力的矢量图。设水平方向为x轴，垂直方向为y

轴，两边矢量对应角度分别为37°和53°,与x轴正方向的颜色区别设力F1为红色，

力F2为蓝色。

2.计算合力F的大小：

(1)分解两个力到x轴前v轴上的分量

力F1在x轴上的分量为：Fxl=Flcos(37°)=ION*cos(37°)=10*0.8=8N

力Fl在y轴上的分量为：Fyl=Flsin(37°)=ION*sin(37°)=10*0.6=

6N

力F2在x轴上的分量为：Fx2=F2cos(53°)=12N*cos(53°)=12*0.6二

7.2N

力F2在y轴上的分量为：Fy2=P2sin(53°)=12N*sin(53°)=12*0.8=

9.6N

(2)计算合力在x轴和y轴上的分量

合力在x轴上的分量：Fx=Fxl+Fx2=8N+7.2N=15.2N

合力在y轴上的分量：Fy=Fyl+Fy2=6N+9.6N=15.6N

(3)计算合力的大小：

根据勾股定理，合力F的大小为：

F=4Fx2+Fy2=《52)2+(15.*二、231.04+243.36=>147474&21.8M

3.计算合力的方向：

合力与x轴正方向的用度0可通过正切函数求得：

,