山东省济宁市达标名校2024学年物理高三第一学期期末考试试题含解析

山东省济宁市达标名校2024学年物理高三第一学期期末考试试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．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、铅球是田径运动的投掷项目之一，它可以增强体质，特别是对发展躯干和上下肢的力量有显著作用。

如图所示，某同学斜向上抛出一铅球，若空气阻力不计，图中分别是铅球在空中运动过程中的水平位移x、速率v、加速度a和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象，其中正确的是（）
A．B．C．
D．
2、教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。

第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。

第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。

下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（）
A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
3、某气体星球的半径为R，距离星球中心2R处的P点的重力加速度为g。

若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。

当星球半径膨胀为3R时，P点的重力加速度为g'。

已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。

则g'与g的比值为（）
A．1
3
B．1 C．
9
4
D．
8
27
4、一平直公路上有甲、乙两辆车，从t＝0时刻开始运动，在0～6 s内速度随时间变化的情况如图所示．已知两车在t＝3 s时刻相遇，下列说法正确的是()
A．两车的出发点相同
B．t＝2 s时刻，两车相距最远
C．两车在3～6 s之间的某时刻再次相遇
D．t＝0时刻两车之间的距离大于t＝6 s时刻两车之间的距离
5、吊兰是常养的植物盆栽之一，如图所示是悬挂的吊兰盆栽，四条等长的轻绳与竖直方向夹角均为30°，花盆总质量为2kg，取g=10m/s2，则每根轻绳的弹力大小为（）
A．5N B 103
N C．10N D．20N
6、银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中央商务区中轴位置，高度301m ，建成后将成为西北地区最高双子塔。

据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。

若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t ＝0时由静止开始上升，a －t 图像如图所示。

则下列相关说法正确的是（ ）
A ．t ＝4.5s 时，电梯处于失重状态
B ．5~55s 时间内，绳索拉力最小
C ．t ＝59.5s 时，电梯处于超重状态
D ．t ＝60s 时，电梯速度恰好为零
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，静止于水平面上的倾角为θ的斜面上有一质量为M 的槽，槽的内部放一质量为m 的光滑球，已知槽和球起沿斜面 下滑，球的大小恰好能和槽内各面相接触，不计空气阻力，重力加速度为g ,则下列说法正确是()
A ．若槽和球一起匀速下滑，则槽对球的作用力大小为cos mg θ
B ．若槽和球一起下滑的加速度大小为sin g θ,则槽对球的作用力大小一定为cos mg θ
C ．若槽和球一起下滑的加速度大小为gsin θ, 地面对斜面的摩擦力方向可能向左
D ．若槽和球一起匀速下滑，则球和槽之间只有两个接触点有弹力的作用
8、如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源O 先后发射速率均为v 的质子和α粒子，质子和α粒子同时到达P 点。

已知OP l =，α粒子沿与PO 成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（ ）
A 3
B ．α粒子在磁场中运动的半径为l
C ．质子在磁场中运动的时间为23l v
π D ．质子和α粒子发射的时间间隔为76l v
π 9、如图所示，ABC 为一弹性轻绳，一端固定于A 点，一端连接质量为m 的小球，小球穿在竖直的杆上。

轻杆OB 一端固定在墙上，一端为定滑轮。

若绳自然长度等于AB ，初始时ABC 在一条水平线上，小球从C 点由静止释放滑到E 点时速度恰好为零。

已知C 、E 两点间距离为h ，D 为CE 的中点，小球在C 点时弹性绳的拉力为
2
mg ，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。

下列说法正确的是（ ）
A ．小球在D 点时速度最大
B ．若在E 点给小球一个向上的速度v ，小球恰好能回到
C 点，则2v gh =
C ．小球在C
D 阶段损失的机械能等于小球在D
E 阶段损失的机械能
D ．若O 点没有固定，杆OB 在绳的作用下以O 为轴转动，在绳与B 点分离之前，B 的线速度等于小球的速度沿绳方向分量
10、如图1所示，矩形线圈放在光滑绝缘水平面上，一部分处于竖直向下的匀强磁场中，线圈用绝缘直杆连接在竖直墙上．当磁场的磁感应强度B 随时间t 按如图2所示的规律变化时，则在0-t 时间内
A ．杆对线圈的作用力一直是拉力
B ．轩对线圈的作用力先是拉力后是推力
C ．杆对线的作用力大小恒定
D ．杆对线圈的作用力先减小后増大
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）为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块B 的质量，某同学用如图的装置进行实验。

气垫导轨上有A 、B 两个滑块，A 上固定一遮光片，左侧与被压缩且锁定的弹簧接触，右侧带有橡皮泥。

已知A 的质量为m 1，遮光片的宽度为d ；打开电源，调节气垫导轨使滑块A 和B 能静止在导轨上。

解锁弹簧，滑块A 被弹出后向右运动，通过光电门1后与B 相碰，碰后粘在一起通过光电门2。

两光电门显示的遮光时间分别为△t 1和△t 2，由此可知碰撞前滑块A 的速度为____________，锁定时弹簧只有的弹性势能为E p =______，B 的质量m 2=________。

（用已知和测得物理量的符号
表示）
12．（12分）油膜法估测分子大小的实验，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL这样的溶液共计80滴。

现将1滴这种溶液滴在撒有痱子粉的水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是_________m 3；待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。

若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则计算得到的油膜面积
_______，估算的油酸分子直径________。

（后两空选填“偏大”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，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。

已知两板间的电势差为U，距离为d；匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。

一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M点射出；如果撤去磁场，粒子从N点射出。

M、N两点间的距离为h。

不计粒子的重力。

求：
（1）匀强电场场强的大小E；
（2）粒子从A点射入时的速度大小v0；
（3）粒子从N点射出时的动能E k。

14．（16分）如图所示，在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体．用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分，A、C与圆环的圆心O等高，两部分气体的温度均为T0=300K．现保持下部分气体的温度不变，对上部分气体缓慢加热至T=500K，求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ．（不计两活塞的体积）
15．（12分）如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置，容器粗管的截面积为S1=2cm2，
细管的截面积S 2=1cm 2，开始时粗、细管内水银长度分别为h 1=h 2=2cm ，整个细管长为4 cm ，封闭气体长度为L =6cm ，大气压强为P 0=76cmHg ，气体初始温度为27℃，求：
①第一次若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K;
②第二次若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中气体体积不变，封闭气体的温度应为多少K.
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】
A ．铅球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，水平分位移与时间成正比，故A 正确；
B ．铅球做斜上抛运动，竖直方向的速度先减小后增大水平方向的速度不变，故铅球的速度先减小后增大，故B 错误；
C ．铅球只受重力作用，故加速度保持不变，故C 错误；
D ．因为速度的竖直分量先减小到零，后反向增大，再根据y P mgv ，所以重力的功率先减小后增大，故D 错误。

故选：A 。

2、C
【解题分析】图甲中，仅仅调换N 、S 极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB 均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述
过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C 正确，D 错误；故选C.
3、D
【解题分析】
设P 点放置质量为m 的物体，则有 2(2)
GMm mg R = 解得
2
(2)GM g R =① 如图所示，星球膨胀后质量不变，有
34π(3)3
M R ρ'=⋅ P 点以下球体质量为
34π(3)3M R R ρ''=⋅- 解得
827
M M '= 结合①式得
827
g g '=
则 827
g g '= 所以D 正确，ABC 错误。

故选D 。

4、D
【解题分析】
由图可得，0~3s内，乙的位移1
(20.5)3 3.75m
2
⨯+⨯=，甲的位移
11
(24)2(43)19.5m
22
⨯+⨯+⨯+⨯=，二者t=0
时刻相距9.5m-3.75m=5.75m，选项A错误；3~6s内，乙的位移
1
(10.5)1m0.75m
2
-⨯+⨯=-，甲的位移
1
33m 4.5m
2
⨯⨯=，二者相距4.5m+0.75m=5.25m.所以t=0时刻两质点之间的距离大于t=6s时刻两质点之间的距离，选项D正确；0~2s内，两质点间距逐渐减小，t=2s时刻不是相距最远，选项B错误；两质点在3~6s之间距离越来越大，不可能再次相遇，选项C错误；故选D．
点睛：本题考查v-t图象的性质，本题的关键在于v-t图象中图象的面积表示位移的应用，要求能从图中得出两车各自位移的变化情况，从而两车距离的变化情况．
5、B
【解题分析】
根据对称性可知，每根绳的拉力大小相等，设每根绳的拉力大小为F。

在竖直方向由平衡条件得：
4F cos30°=G
解得：
F=
3
N。

A．5N，与结论不相符，选项A错误；
B N，与结论相符，选项B正确；
C．10N，与结论不相符，选项C错误；
D．20N，与结论不相符，选项D错误；
6、D
【解题分析】
A．利用a－t图像可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；
BC．0~5s时间内，电梯处于超重状态，拉力>重力；5~55s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力＝重力；55~60s时间内，电梯处于失重状态，拉力<重力；综上所述，选项B、C错误；
D．因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60s时为零，选项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、BD
【解题分析】
A.若槽和球一起匀速下滑，则槽对球的作用力大小等于球的重力，即为mg ，故A 错误；
B.若槽和球一起下滑的加速度大小为g sinθ，则槽对球的作用力大小为
F mgcos θ=
故B 正确；
C.若槽和球一起下滑的加速度大小为 g sinθ，则系统在水平方向有向右的加速度，地面对斜面的摩擦力方向向右，故C 错误．
D.若槽和球一起匀速下滑，则球受力平衡，球对前壁的弹力为mg sinθ，对底部的压力为mg cosθ，所以球和槽之间只有两个接触点有弹力的作用，故D 正确；
8、BD
【解题分析】
AB ．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有
2
v qvB m r
= 解得
mv r qB
= 结合两种粒子的比荷关系得
H 12
r r α= 对于α粒子而言，画出其在磁场中运动的轨迹，根据几何关系得其轨迹对应的圆心角为300°，则α粒子做圆周运动的轨迹半径为l ，质子做圆周运动的轨迹半径为
2l ，所以A 错误，B 正确； CD ．质子从O 点射入从P 点射出，结合2
H l r =
，可知从O 点射入时的速度方向必须与OP 边界垂直，在磁场中运动的时间 H 22l l t v v
π
π== 而α粒子的运动时间
52563l l t v v
αππ⨯== 所以质子和α粒子的发射时间间隔为
76l v π，所以C 错误，D 正确。

故选BD 。

9、AD 【解题分析】
A ．设当小球运动到某点P 时，弹性绳的伸长量是BP x ，小球受到如图所示的四个力作用：
其中
T BP F kx =
将T F 正交分解，则 N T sin sin 2
BP BC mg F F kx kx θθ⋅==== f N 14F F mg μ== T F 的竖直分量
T T cos cos y BP CP F F kx kx θθ=== 据牛顿第二定律得
f T y m
g F F ma --= 解得
T 3344y CP F kx a g g m m
=-=- 即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零，再随下降的距离增大而反向增大，据运动的对称性（竖直方向可以
看作单程的弹簧振子模型）可知，小球运动到CE 的中点D 时，加速度为零，速度最大，A 正确；
B ．对小球从
C 运动到E 的过程，应用动能定理得
T F 0104mgh W mgh ⎛⎫-+-=- ⎪⎝⎭
若在E 点给小球一个向上的速度v ，小球恰能从E 点回到C 点，应用动能定理得
T 2F 11()042mgh W mgh mv ⎛⎫-++-=- ⎪⎝⎭
联立解得
T F 34
W mgh =
，v =B 错误；
C ．除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化，小球在C
D 段所受绳子拉力竖直分量较小，则小球在CD 段时摩擦力和弹力做的负功比小球在D
E 段时摩擦力和弹力做的负功少，小球在CD 阶段损失的机械能小于小球在DE 阶段损失的机械能，C 错误；
D ．绳与B 点分离之前B 点做圆周运动，线速度（始终垂直于杆）大小等于小球的速度沿绳方向的分量，D 正确。

故选AD 。

10、BD
【解题分析】
AB.磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，杆对线圈的作用力先是拉力后是推力， A 错误，B 正确； CD.由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，感应电流恒定，由于磁感应强度先变小后变大，由F =BIL 可知，杆对线圈的作服力先减小后增大，C 错误，D 正确．
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、1d t ∆ 2
1112d m t ⎛⎫ ⎪∆⎝⎭ 2111
t t m t ∆-∆∆ 【解题分析】
[1]由滑块A 通过光电门1的运动时间可知，碰撞前滑块A 的速度 11
d v t =∆ [2]解锁弹簧后，弹簧的弹性势能转化为A 碰撞前的动能，故弹性势能
2
2p 1111122d E mv m t ⎛⎫== ⎪∆⎝⎭
[3]由碰撞后，AB 整体通过光电门2的时间，可求得碰撞后AB 整体的速度为
22
d v t =∆ A 、B 碰撞过程中动量守恒，则有
11122()m v m m v =+
联立解得
21211
t t m m t ∆-∆=∆ 12、2.5×
10－11 偏小 偏大 【解题分析】
[1]这滴溶液中纯油酸的体积
3811311=10mL=2.510mL=2.510m 50080
V ---⨯⨯⨯⨯ [2][3]若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则没有计算到不完整方格的面积，所以计算得到的油膜面积偏小，由V d S =
可知，估算的油酸分子直径偏大
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）电场强度U E d =；（2）0U v Bd
=；（3）2
222k qUh mU E d B d =+ 【解题分析】
（1）电场强度U E d
= （2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：0qE qv B = 解得0E U v B Bd
== （3）粒子从N 点射出，由动能定理得：2012k qE h E mv ⋅=-
解得2
222k qUh mU E d B d
=+ 14、45°
【解题分析】
设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为V 0，加热前后两部分气体的压强分别为P 0、P ，
上部分气体体积的增加量为△V ，对上部分气体，根据理想气体状态方程有
0000()PV P V V T T
+= 对下部分气体，根据玻意耳定律有
P 0V 0=P （V 0-△V ）
解得
△V =14
V 0 故活塞A 的位置与O 点的连线和竖直方向的夹角为
θ=45°
【名师点睛】
本题关键是找到两部分气体的状态参量，然后根据玻意耳定律和气体的状态变化方程列式后联立求解，不难，要用耐心．
15、①405K ②315K
【解题分析】
①开始时气体的压强为101280cmHg h h p p p p =++=
体积为V 1=LS 1，温度T 1=300K
水银全离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h 3，
则h 1S 1+h 2S 2=2h 2S 2+h 3S 1，
解得h 3=1cm
此时粗管中气体的压强为2023281cmHg h h p p p p =++=
此时粗管中气体体积为V 2=(L +h 1)S 1
由理想气体状态方程
112212
p V p V T T = 得：T 2=405K
②再倒入同体积的水银，粗管里气体的体积不变，则粗管里气体的压强为： 30212()84cmHg h h p p p p =++=
由气体发生的是等容变化，则3113
p p T T = 得：T 3=315K。