2024学年吉林市第一中学高三物理第一学期期末学业质量监测试题含解析

2024学年吉林市第一中学高三物理第一学期期末学业质量监测试题
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、在平直公路上有甲、乙两汽车同向行驶，两车在0~t 2时间内的v-t 图像如图所示。

已知两车在t 1时刻并排行驶，下列说法正确的是
A ．甲车的加速度越来越小
B ．在0~t 2时间内，甲车的平均速度等于122
v v C ．在0时刻，甲车在乙车后面
D ．在t 2时刻，甲车在乙车前面
2、如图所示，电灯悬挂于两壁之间，更换水平绳OA 使连接点A 向上移动而保持O 点的位置不变，则A 点向上移动时（ ）
A ．绳OA 的拉力逐渐增大
B ．绳OA 的拉力逐渐减小
C ．绳OA 的拉力先增大后减小
D ．绳OA 的拉力先减小后增大
3、—颗质量为m 的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动，若已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1：9，卫星的动能（ ）
A ．4mgR
B ．6mgR
C ．226mg R
D ．26
mgR 4、跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，若在下落过程中受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（ ）
A ．风力越大，下落过程重力的冲量越大
B ．风力越大，着地时的动能越大
C ．风力越大，下落的时间越短
D ．下落过程的位移与风力无关
5、如图所示，电源E ，导线，导电细软绳ab 、cd ，以及导体棒bc 构成闭合回路，导电细软绳ab 、cd 的a 端和d 端固定不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd 所在平面与过ad 的竖直平面成30°，已知ad 和bc 等长且都在水平面内，导体棒bc 中的电流I =2A ，导体棒的长度L =0.5m ，导体棒的质量m =0.5kg ，g 取10m/s 2，关于磁场的最小值和方向，说法正确的是（ ）
A 53T ，竖直向上
B 53T ，竖直向下
C ．2.5T ，由b 指向a
D ．2.5T ，由a 指向b
6、图甲所示的变压器原，副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd 输入端交变电压u 的图象，L 1，L 2，L 3，L 4为四只规格均为“9 V ,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是( )
A ．ab 输入端电压的瞬时值表达式为U ab ＝272s i n 100πt (V)
B ．电流表的示数为2 A ，且四只灯泡均能正常发光
C ．流过灯L 2的电流每秒钟方向改变50次
D ．ab 输入端输入功率P ab ＝18 W 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、质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。

如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U 加速后，经小孔P 沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。

但受加速场实际结构的影响，从小孔P 处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q ，其中质量分别为m 1、m 2（m 2> m 1 ）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（ ）
A ．小孔P 处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足12
m m B ．小孔P 处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=12
m m C 211
2)2m m U B qm -（D 212
2)2m m U B qm -（8、如图甲所示为一台小型发电机的构造示意图，其线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。

发电机线圈内阻为1Ω，接灯泡的电阻为9Ω，则（ ）
A ．电压表的示数为6V
B ．发电机的输出功率为3.24W
C ．2110s t -=⨯时刻，穿过线圈的磁通量最大
D ．2210s t -=⨯时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大
9、如图水平且平行等距的虚线表示某电场三个等势面，电势值分别为－U 、O 、U ()0U >，实线是电荷量为－q 的带电粒子的运动轨迹，a 、b 、c 为轨迹上的三点，且都位于等势面上，不计重力。

下列说法正确的（ ）
A ．若粒子在a 点的动能为2eV ，则在c 点的动能可能为0
B ．粒子在b 点所受电场力方向水平向右
C ．粒子在三点的电势能大小为p p p b a c E E E >>
D ．粒子从a 到c 过程中电场力对它做的功为qU
10、如图所示，一磁感强度为B 的匀强磁场垂直纸面向里，且范围足够大。

纸面上M 、N 两点之间的距离为d ，一质量为m 的带电粒子（不计重力）以水平速度v 0从M 点垂直进入磁场后会经过N 点，已知M 、N 两点连线与速度v 0的方向成30角。

以下说法正确的是（ ）
A ．粒子可能带负电
B ．粒子一定带正电，电荷量为0mv dB
C ．粒子从M 点运动到N 点的时间可能是0π3d v
D ．粒子从M 点运动到N 点的时间可能是0
13π3d v 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）利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻，又可以测量电源电动势和内阻，所用到的实验器材有：
两个相同的待测电源（内阻r 约为1Ω）
电阻箱R 1（最大阻值为999.9Ω）
电阻箱R 2（最大阻值为999.9Ω）
电压表V （内阻未知）
电流表A （内阻未知）
灵敏电流计G ，两个开关S 1、S 2
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱R 1和R 2至最大，闭合开关S 1和S 2，再反复调节R 1和R 2，使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 、电阻箱R 1、电阻箱R 2的示数分别为0.40A 、12.0V 、30.6Ω、28.2Ω；
②反复调节电阻箱R 1和R 2（与①中的电阻值不同），使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 的示数分别为0.60A 、11.7V 。

回答下列问题：
(1)步骤①中，电流计G 的示数为0时，电路中A 和B 两点的电势差U AB =______ V ；
A 和C 两点的电势差U AC =______ V ；A 和D 两点的电势差U AD =______ V ；
(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为_______ Ω，电流表的内阻为______Ω；
(3)结合步骤①步骤②的测量数据，电源电动势E 为___________V ，内阻为________Ω。

12．（12分）某同学在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A ．待测的干电池（电动势约为1.5V ，内电阻小于1.0Ω）
B ．电流表A 1（量程0~3mA ，内阻R g1=10Ω）
C ．电流表A 2（量程0~0.6A ，内阻阪R g2=0.1Ω）
D．滑动变阻器R1（0-20Ω，10A）
E.滑动变阻器R2（0-200Ω，1A）
F.定值电阻R0（990Ω）
G.开关和导线若干
(1)他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中更为合理的是________图；在该电路中，为了操作方便且能
准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材名称前的字母序号）；用你所选择的电路图写出全电路欧姆定律
的表达式E=______________（用I1、I2、R g1、R g2、R0、r表示）。

(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电
流表A2的示数），为了简化计算，该同学认为I1远远小于I2，则由图线可得电动势E=____________V，内阻r＝
__________Ω。

（r的结果保留两位小数）
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）图（甲）所示，弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧，中间的BC段是竖直的薄壁细圆管（细圆管内径略大于小球的直径），细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接，BC段的长度L可作伸缩调节．下圆弧轨道与地面相切，其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在竖直平面内．一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出．今在A、D两点各放一个压力传感器，测试小球对轨道A、D两点的压力，计算出压力差△F．改变BC间距离L，重复上述实验，最后绘得△F-L的图线如图（乙）所示，（不计一切摩擦阻力，g取11m/s2），试求：
（1）某一次调节后D点离地高度为1．8m．小球从D点飞出，落地点与D点水平距离为2．4m，小球通过D点时的
速度大小
（2）小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小
14．（16分）如图所示，半径未知的1
4
光滑圆弧AB与倾角为37°的斜面在B点连接，B点的切线水平。

斜面BC长为
L=0.3m。

整个装置位于同一竖直面内。

现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。

不计空气阻力。

（g取10m/s2）
(1)求圆弧的轨道半径；
(2)若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落在斜面上的某点D。

若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。

15．（12分）如图为透明的球状玻璃砖的横截面。

O为球心位置，OA=OB=R。

玻璃对红光的折射率3
n ，一束红光从C点照向球面上的P点，经折射后恰好从OB的中点D垂直于OB射出。

回答下面问题。

(1)求AC两点间的距离AC
s；
(2)若将入射光换成蓝光，光线仍从D点垂直OB射出，则入射点C´应在C点的哪侧？
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、C
【解题分析】
A ．根据v-t 图象的斜率表示加速度，知甲车的加速度越来越大，故A 错误；
B ．在0～t 2时间内，甲车的位移大于初速度为v 1、末速度为v 2的匀减速直线运动的位移，则甲车的平均速度大于122
v v +，故B 错误；
C ．根据v-t 图象的面积等于位移，在0-t 1时间内，x 甲＞x 乙，两车在t 1时刻并排行驶，则在0时刻，甲车在乙车后面，故C 正确；
D ．在t 1-t 2时间内，x 乙＞x 甲，则在t 2时刻，甲车在乙车后面，故D 错误。

故选C 。

2、D
【解题分析】
以O 点为研究对象，根据受力平衡，有： 由图可知，绳子OB 上的拉力逐渐减小，OA 上的拉力先减小后增大。

A ．绳OA 的拉力逐渐增大，与分析不符，故A 项错误；
B ．绳OA 的拉力逐渐减小，与分析不符，故B 项错误；
C ．绳OA 的拉力先增大后减小，与分析不符，故C 项错误；
D ．绳OA 的拉力先减小后增大，与分析相符，故D 项正确。

3、B
【解题分析】
在地球表面有
2GMm m g R
''= 卫星做圆周运动有：
2
GMm ma r = 由于卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9，联立前面两式可得：r=3R ；卫星做圆周运动： 2
2GMm v m r r
= 得
E k =2122GMm mv r
=
再结合上面的式子可得
E k =6mgR A. 4
mgR 与分析不符，故A 错误。

B.
6mgR 与分析相符，故B 正确。

C. 22
6
mg R 与分析不符，故C 错误。

D. 2
6
mgR 与分析不符，故D 错误。

4、B
【解题分析】
AC ．运动员参加两个分运动，水平方向随空气受风力影响，竖直方向在降落伞张开前先加速，降落伞张开后先减速后匀速，由于竖直分运动不受水平分运动的干扰，故运动时间与风速无关，由公式I Gt =可知，下落过程重力的冲量与分力无关，故AC 错误；
B ．运动员落地速度由水平分速度和竖直分速度合成，水平分速度由风速决定，故风速越大，合速度越大，即着地动能越大，故B 正确；
D ．运动时间与风速无关，风力越大，水平位移越大，下落过程的位移为
'22x x h =+
则风力越大，水平位移越大，下落过程的位移越大，故D 错误。

故选B 。

5、C
【解题分析】
对导体棒受力分析，受到重力，绳子的拉力和安培力，拉力和安培力的合力竖直向上，根据三角形定则知，安培力方向与拉力方向垂直时，安培力最小，
根据左手定则可知，磁场的方向沿ba 所在直线，由b 指向a ，磁感应强度最小，则根据共点力平衡可知
mg sin30°=BIL ，
解得
B =2.5T ，
故C 正确，A 、B 、D 错误；
故选C 。

6、B
【解题分析】
AB ．由题知，cd 的电压瞬时值表达式为
100cd U t π=
有效值为127V U =， 由1122
n U n U =得副线圈29V U =，则234L L L 、、均能正常发光，每只灯泡的电流 62A=A 93
P I U '== 副线圈电流
223A=2A 3
I =⨯ 由1221
n I n I =得原线圈的电流 12A 3
I = 1L 也能正常发光，ab 输入电压的表达式为
100ab U t π=
选项A 错，选项B 对；
C ．由图象知交流电的周期为0.02s ，交流电的频率为50Hz ，流过灯L 2的电流每秒钟方向改变100次，C 错；
D ．ab 输如果气体端输入功率
ab 236W=24W 3
P =⨯ 选项D 错；
故选B ．
【题目点拨】
理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时运用闭合电路殴姆定律来分析随着电阻变化时电流、电压如何变化．分析的思路先干路后支路，以不变应万变．最后值得注意的是变压器的原线圈与灯泡串
联后接入交流中，所以图象的有效值不是原线圈的有效值．
【考点】
交变电流，变压器
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、AD
【解题分析】
由题意知
21012
qU m v = 20011
v qv B m R = 解得
11R B =
同理
2R =设左右最大发射角均为θ时，粒子2m 光斑的右边缘恰好与粒子1m 光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为2m 半圆轨迹和向左发散θ角轨迹，实线为1m 半圆轨迹和向左发散θ轨迹），则
212cos 2R R θ=
联立解得
cos θ= 此时两种粒子光斑总宽度为
2122cos x R R θ∆=-
解得
(
)212m m x B -∆=
故选AD 。

8、BC
【解题分析】
A ．由题图乙知，交流发电机电动势的有效值为6V ，则灯泡两端电压的有效值
5.4V R U E R r
==+ A 项错误；
B ．灯泡消耗的功率
2
3.24W U P R
== B 项正确；
C ．由题图乙知，2110s -=⨯t 时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，C 项正确；
D ．2210s t -=⨯时刻，电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，D 项错误。

故选BC 。

9、CD
【解题分析】
A ．由题意可知，a 点的电势低于c 点电势，带负电的粒子在a 点的电势能大于c 点的电势能，由能量守恒可知，粒子在a 点的动能小于在c 点的动能，故A 错误；
B ．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，根据电场线与等势面垂直，电场线竖直向上，结合轨迹的弯曲方向知粒子在b 点的电场力竖直向下，故B 错误；
C ．由题可知
c a b ϕϕϕ>>
根据负电荷在电势高处电势能小可知
p p p b a c E E E >>
故C 正确；
D ．粒子由a 到c 过程中电场力做正功，则有
0W q U qU =--=（）
故D 正确。

故选CD 。

10、BCD
【解题分析】
A ．由左手定则可知，粒子带正电，选项A 错误；
B ．由几何关系可知，r=d ，由
2
v qvB m r
= 可知电荷量为
0mv q dB
= 选项B 正确；
CD ．粒子运动的周期
2d T v π= 第一次到达N 点的时间为
10
163d t T v π== 粒子第三次经过N 点的时间为
51000
4132=33d d d t T t v v v πππ=+=+ 选项CD 正确。

故选BCD 。

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 12.0V -12.0V 1530Ω 1.8Ω 12.6V 1.50
【解题分析】
(1)[1][2][3]．步骤①中，电流计G 的示数为0时，电路中AB 两点电势相等，即A 和B 两点的电势差U AB =0V ；A 和C 两点的电势差等于电压表的示数，即U AC =12V ；A 和D 两点的电势差U AD = =-12 V ；
(2)[4][5]．利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为
1121530120.430.6
V U R U I R ==Ω=Ω-- 电流表的内阻为
21228.2 1.80.4
DA A U R R I =-=-=Ω (3)[6][7]．由闭合电路欧姆定律可得
2E =2U AC +I∙2r
即
2E =24+0.8r
同理
''222AC E U I r =+⋅
即
2E =2×11.7+0.6∙2r
解得
E =12.6V
r=1.50Ω
12、b D ()
()01112g I R R I I r +++ 1.46V~1.49V 0.80~0.860Ω
【解题分析】
（1）[1]．上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G 串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表。

将电流表A 1和定值电阻R 0串联可改装成一个量程为 3110()310(10990)V=3V g g U I R R -=+=⨯⨯+
的电压表；则（a ）、（b ）两个参考实验电路，其中合理的是b ；
[2]．因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小。

滑动变阻器应选D ；若选择大电阻，则在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A 2读数太小，电流表A 1读数变化不明显。

[3]．根据电路可知：
E =U +Ir =I 1（R g1+R 0）+（I 1+I 2）r ；
（2）[4][5]．根据欧姆定律和串联的知识得，电源两端电压
U=I 1（990+10）=1000I 1
根据图象与纵轴的交点得电动势
E =1.47mA×1000Ω=1.47V ；
由图可知当电流为0.45A 时，电压为1.1V ，则由闭合电路欧姆定律可知
1.47 1.10.820.45
r -==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、⑴v D ＝6m/s ；⑵m ＝1.2kg ，r ＝1.4m
【解题分析】
试题分析：⑴设小球经过D 点时的速度为v D ，小球从D 点离开后做平抛运动，在竖直方向上为自由落体运动，设运动时间为t ，根据自由落体运动规律有：h ＝
212gt ① 在水平方向上为匀速运动，有：x ＝v D t ②
由①②式联立解得：v D ＝＝6m/s ⑵设小球的质量为m ，圆轨道的半径为r ，在D 点时，根据牛顿第二定律有：F D ＋mg ＝2D v m r
③ 在A 点时，根据牛顿第二定律有：F A －mg ＝2A v m r
④ 小球在整个运动过程中机械能守恒，有：mg(2r ＋L)＝
212D mv －212A mv ⑤ 由③④⑤式联立解得：ΔF ＝F A －F D ＝2mg L r
＋6mg 即ΔF 与L 呈一次函数关系，对照ΔF -L 图象可知，其纵截距为：b ＝6mg ＝12N ⑥
其斜率为：k ＝2mg r
＝11N/m ⑦ 由⑥⑦式联立解得：m ＝1.2kg ，r ＝1.4m
考点：本题综合考查了平抛运动规律、圆周运动向心力公式、牛顿第二定律、动能定理(或机械能守恒定律)的应用，以及对图象的理解与应用问题，属于中档偏高题．
14、 (1)0.08m ；(2)
41
【解题分析】
(1)设圆弧的半径为R ，则小球在AB 段运动时由
2012
mgR mv = 解得
0v =小球从B 平抛运动到C 的过程中，分解位移
21sin 372
L gt ︒= 0cos37L v t ︒=
联立解得
0.08m R =
(2)在B 处放置m 的胶泥后，粘合时动量守恒，由
012mv mv =
得
1v = 在B 处放置3m 的胶泥后，粘合时动量守恒，由
024mv mv =
得
2v = 整体从B 平抛，分解位移
x vt =
212
y gt = 根据几何关系可知
212tan 37y x vt
gt ︒== 解得平抛时间为
2tan 37v t g
︒
= 落点距离B 为
22tan 372tan 37cos37sin 37sin 37sin 37v v x vt g g s v ︒︒
︒︒︒︒
⋅==== 可知
2s v ∝
则
21122241
s v s v == 15、 (1)(31)R -；(2)左侧
【解题分析】
(1)光路图如图所示
由几何关系知
1sin 2
γ=，30γ︒= 由P 点向OC 作垂线PE 交OC 于E 点，则有
cos 330OE R s R ︒=
= 由 sin sin i n γ
=
得 60i ︒=
则
30PCO i γ︒∠=-=
3EC OE s s ==
AC OE EC s s s R =+-
解得
1)AC s R =
(2)对于同一介质，蓝光折射率比红光的大。

由
sin sin i n γ
= 可知，γ相同，折射率n 变大，则i 变大。

故蓝光入射点C '应在C 的左侧。