四川省眉山市东坡区多悦高级中学校2023-2024学年物理高三第一学期期末考试试题含解析

四川省眉山市东坡区多悦高级中学校2023-2024学年物理高三
第一学期期末考试试题
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、如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。

在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为
A．B． C．
D．
θ=︒的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数
2、如图所示，倾角37
3
μ=．现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设F的方向3
与斜面的夹角为α，在α从0逐渐增大到60°的过程中，木箱的速度保持不变，则（）
A．F先减小后增大
B．F先增大后减小
C．F一直增大
D．F一直减小。

若MN两点3、匀强电场中有一条直线，M、N、P为该直线上的三点，且MN NP
的电势分别为5V、11V，则下列叙述正确的是（）
A．电场线方向由N指向M
B．P点的电势不一定为17V
C．正的检验电荷从M点运动到N点的过程，其电势能不一定增大
D．将负的检验电荷以初速度为0放入该电场中的M点，检验电荷将沿直线运动
4、地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释
Rn的半衰期放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。

已知氡222
86
Pb，在这一过程中（）为3.82d，经衰变后产生一系列子体，最后变成稳定的206
82
A．要经过4次α衰变和4次β衰变
B．要经过4次α衰变和6次β衰变
Rn的中子数为86，质子数为136
C．氡核222
86
Rn经3.82d后一定剩下2个核未衰变
D．标号为a、b、c、d的4个氡核222
86
5、某电梯的最大速度为2m/s，最大加速度为0.5m/s2。

该电梯由一楼从静止开始，到达24m处的某楼层并静止.所用的最短时间是（）
A．12s B．16s
C．18s D．24s
6、如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。

关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）
A．在空中运动时间之比为t A∶t B∶t C=1∶3∶5
B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3
C ．在空中运动过程中，动量变化率之比为
AC A B P P P
t t t
：：=1∶1∶1 D ．到达P 点时，重力做功的功率之比P A ：P B ：P C =1：4：9
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、关于光的干涉術射和偏振，下列说法中正确的是______。

A ．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象 B ．全息照相的拍摄主要是利用了光的偏振原理
C ．通过手指间的缝踪观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象
D ．中国古代的“小孔成像”实验，反映了光波的衍射 E.与X 射线相比，紫外线更容易发生行射现象
8、如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R （R 视为质点）。

将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y 轴重合，在R 从坐标原点以速度
03cm /s v =匀速上浮的同时，玻璃管沿x 轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合
速度的方向与y 轴夹角为α。

则红蜡块R 的（ ）
A ．分位移y 的平方与x 成正比
B ．分位移y 的平方与x 成反比
C ．tan α与时间t 成正比
D ．合速度v 的大小与时间t 成正比
9、甲、乙两物体在同一条直线上运动，其运动的位置一时间图象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A ．在3～5s 时间内，甲的速度大小等于乙的速度大小
B ．甲的出发位置在乙的前面
C ．甲、乙在20m 处相遇
D．在3～7s的时间内，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小
10、无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，
与导线到这一点的距离成反比，即
I
B k
r
（式中k为常数）。

如图所示，两根相距L
的无限长直导线MN通有大小相等、方向相反的电流，a点在两根导线连线的中点，b 点在a点正上方且距两根直导线的距离均为L，下列说法正确的是（）
A．a点和b点的磁感应强度方向相同
B．a点和b点的磁感应强度方向相反
C．a点和b点的磁感应强度大小之比为4:3
D．a点和b点的磁感应强度大小之比为4:1
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）某兴趣小组欲测量滑块与水平木板间的动摩擦因数，他们设计了一个实验，实验装置如图1所示。

该小组同学首先将一端带滑轮的木板固定在水平桌面上，连接好其他装置，然后挂上重物，使滑块做匀加速运动，打点计时器在纸带上打出一系列点.
（1）图2是实验中获取的一条纸带的一部分，相邻两计数点间的距离如图所示，已知电源的频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个计时点未标出，根据图中数据计算的加速度a=___________2
/
m s.（结果保留两位有效数字）
（2）为测定动摩擦因数，该小组同学事先用弹簧测力计测出滑块与重物的重力分别如图3、4所示，则图3对应的示数为_____________N,图4对应的示数为
_______________N；
（3）重力加速度g 取210/m s ，滑块与木板间的动摩擦因数μ=______________（结果保留两位有效数字）。

12．（12分）某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置，在抛出点O 的正前方，竖直放置一块毛玻璃．他们利用不同的频闪光源，在小球抛出后的运动过程中光源闪光，会在毛玻璃上出现小球的投影点，在毛玻璃右边用照相机进行多次曝光，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片如图1，小明在O 点左侧用水平的平行光源照射，得到的照片如图3；如图2，小红将一个点光源放在O 点照射重新实验，得到的照片如图4已知光源的闪光频率均为31Hz ，光源到玻璃的距离L=1.2m ，两次实验小球抛出时的初速度相等．根据上述实验可求出：(结果 均保留两位小数)
（1）重力加速度的大小为___________m/s 2，投影点经过图3中M 位置时的速度大小为___________ m/s
（2）小球平抛时的初速度大小为_____________ m/s
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，一个初速为零、带电量为e 、质量为m 的正离子，被电压为U 的电场加速后，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN 进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的水平宽度为d （忽略粒子所受重力），求：
(1)离子在磁场中做圆周运动的半径R ； (2)离子在磁中运动的时间
14．（16分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为25/m s ，所需的起飞速度为50/m s ，为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，弹射系统使它具有30/m s 的初速度，求：
（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？
（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？
15．（12分）如图所示，在水平面上依次放置小物块A 和C 以及曲面劈B ，其中A 与C 的质量相等均为m ，曲面劈B 的质量M =2m ，曲面劈B 的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B 足够高，各接触面均光滑。

现让小物块C 以水平速度v 0向右运动，与A 发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B 。

求： (1)碰撞过程中系统损失的机械能；
(2)碰后物块A 与C 在曲面劈B 上能够达到的最大高度。

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、D
【解析】
根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流，根据安培力公式F＝BIL求解安培力；根据楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判定安培力的方向，即可求解。

【详解】
0﹣2t0，感应电动势为：E1＝S B
t
=S0
B
t，为定值，3t0﹣5t0，感应电动势为：E2＝
S B
t
=S0
B
t，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F
＝BIL∝B，由于0﹣
t0，B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab边受到安培力方向向上，即为正；同理，t0﹣2t0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t0﹣3t0，没有安培力；在3t0﹣4t0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t0﹣5t0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D正确，ABC错误。

2、A
【解析】
对物体受力分析如图
木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零 在垂直斜面方向，有：
sin cos N F mg αθ+=
在平行斜面方向，有：
cos sin F mg f αθ=+
其中：
f N μ=
联立解得：
sin cos sin cos cos sin 23
sin(60)mg
mg mg F θμθθμθαμαα++=
=
++ 当30α︒＝时F 最小，则在α从0逐渐增大到60°的过程中，F 先减小后增大，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3、D 【解析】
A ．在匀强电场中，沿电场线的电势变化，沿其他方向的直线电势也变化，N 点电势高于M 点电势，但直线MN 不一定是电场线，选项A 错误。

B ．匀强电场中沿任意非等势面的直线电势均匀变化，则有
M N N p ϕϕϕϕ-=-
解得
17V p ϕ=
选项B 错误；
C ．电势有M N ϕϕ<，正的检验电荷在高电势处电势能大，则在M 点的电势能小于在N
点的电势能，选项C 错误。

D ．匀强电场的电场线是直线，将负的检验电荷以初速度为0放入M 点，该电荷在恒定电场力的作用下，沿场强的反方向做匀加速直线运动，选项D 正确； 故选D 。

4、A 【解析】
AB ．原子核衰变过程，一次α衰变核电荷数和质量数分别减少2和4，一次β衰变核电荷数不变，质量数增加1，所以要经过4次α衰变和4次β衰变，A 正确，B 错误； C ．氡
22286
Rn 核的质子数为86，质量数为222，中子数为136，C 错误；
D ．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，几个原子核不具有统计意义，D 错误。

故选A 。

5、B 【解析】
电梯加速运动的时间为
12s 4s 0.5
v t a =
== 加速运动的位移
211
4m 2
x at ==
根据对称性，减速运动的时间也为4s ，位移也为4m ，匀速运动时间为
224m 4m 4m
8s 2m /s
t --=
=
故电梯运动的最短时间为 t =4s+4s+8s=16s B 正确，ACD 错误。

故选B 。

6、C 【解析】
A ．根据0x v t =水平初速度相同，A 、
B 、
C 水平位移之比为1:2:3， 所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3， A 错误。

B ．根据2
12
h gt =
，竖直高度之比为123::1:3:5h h h =， B 错误。

C．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C正确。

D．到达P点时，由
y
gt =
v
知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率
P mgv
=
所以重力做功的功率之比为
::1:2:3
A B C
P P P=
故D错误。

故选C。

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、ACE
【解析】
A．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进人的，这种情况下，你在阳光下看到的镜头反光其颜色就是淡紫色，故A正确；B．全息照相的拍摄主要是利用了光的干涉原理，故B错误；
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故C正确；D．小孔成像反映了光的直线传播，与衍射无关，故D错误；
E．波长越长越容易发生衍射，与X射线相比，紫外线波长更长更容易发生衍射现象，故E正确。

故选ACE。

8、AC
【解析】
AB．由题意可知，y轴方向
y=v0t
而x轴方向
x=1
2
at2
联立可得
22
02v y x a = 故A 正确，B 错误；
C ．设合速度的方向与y 轴夹角为α，则有
00
tan at a t v v α＝＝ 故C 正确；
D ．x 轴方向
v x =at
那么合速度的大小
v =则v 的大小与时间t 不成正比，故D 错误；
故选AC 。

9、CD
【解析】
A ．因为x-t 图像的斜率等于速度，可知在3～5s 时间内，甲的速度大小小于乙的速度大小，选项A 错误；
B ．甲和乙出发的位置都在x =0位置，选项B 错误；
C ．由图像可知，甲、乙在20m 处相遇，选项C 正确；
D ．在3～7s 的时间内，甲的位移小于乙的位移，根据x v t
=
可知，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小，选项D 正确；
故选CD 。

10、AD
【解析】
设通电导线在距离L 处产的磁感应强度大小为0B ，两导线MN 在b 点产生的磁感应强度方向成120°角，磁感应强度的矢量合为0B ，方向垂直MN 向下；两导线MN 在a 点产生的磁感应强度大小均为02B ，磁感应强度的矢量合为04B ，方向垂直MN 向下；所以a 点和b 点的磁感应强度方向相同，大小之比为4:1，故AD 正确，BC 错误。

故选AD 。

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、0.50 2.00 1.00 0.43
【解析】
（1）[1]．相邻两计数点间还有4个计时点未标出，则T =0.1s ；根据2x aT ∆=结合逐差法可知： 6543212
9x x x x x x a T ++---= 2222(3.87 3.39 2.88 2.38 1.90 1.40)10m/s 0.50m/s 90.1
-++---⨯==⨯ （2）[2][3]．则图3对应的示数为2.00N ；图4对应的示数为1.00N ；
（3）[4]．对滑块以及重物的整体：
mg-μMg =(M +m )a
其中mg =1.00N ，Mg =2N ，
解得
μ=0.43
12、9.61 0.62 9.30
【解析】
（1）若用平行光照射，则球在毛玻璃上的投影即为小球竖直方向上的位移，由2h gT ∆= 得：29.61/g m s =
投影点经过图3中M 位置时的速度大小20.62/v g m s f
=⨯
= （2）设小球在毛玻璃上的投影NB=Y
则经过时间t 后小球运动的水平位移为0x v t = ；竖直位移为212
y gt = ，由相似三角形得：2012gt v t L Y
=
则：0
2gL Y t v =⋅ 结合图4可得：09.30/v m s =
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、 (2)1sin (m eB -或πm eB 【解析】
(1)电子在电场中加速，根据动能定理有 212
eU mv = 进入磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力
2
v evB m R
= 解得
=R (2)离子在磁场中运动的周期为
2π2πR m T v eB
== 若R <d ，离子从MN 边界离开磁场区域，圆周运动的圆心角为π，所以离子在磁场中运动的时间
1π2T m t eB
== 若R >d ，离子从PQ 边界离开磁场区域，圆心角为θ，利用几何关系有
sin d R θ==所以离子在磁场运动的时间为
12sin (2m t T eB θπ-== 14、（1）160m （2）10m/s
【解析】
（1）设跑道最短为L ，则有：2202aL υυ-=，
代人数据解得：160L m =.
（2）设航空母舰前进的速度最小为1υ，飞机起飞的时间为t ，则： 对航空母舰：11x t υ=①
对飞机：1at υυ=+②
22122ax υυ-=③
21x x L =+④
由①②③④联立解得：110/m s υ=.
15、 (1)2014
mv ；(2)2016v g 【解析】
(1)小物块C 与A 发生碰撞粘在一起，由动量守恒定律得 02mv mv =
解得
012
v v = 碰撞过程中系统损失的机械能为
E 损()22011222
mv m v =- 解得
E 损2014
mv = ②当AC 上升到最大高度时，ABC 系统的速度相等；根据动量守恒定律 ()122mv m m m v =++
解得
1014
v v = 由能量关系
2200111122()4()2224
mgh m v m v =
•-⨯⨯ 解得 2016v h g
=。