2024年浙江省温州市苍南县树人中学物理高三上期末考试模拟试题含解析

2024年浙江省温州市苍南县树人中学物理高三上期末考试模拟试题
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、空间存在如图所示的静电场，图中实线a 、b 、c 、d 、e 为静电场中的等势线，虚线为等势线的水平对称轴。

一个带负电的粒子从P 点以垂直于虚线向上的初速度v 0射入电场，开始一小段时间内的运动轨迹已在图中画出，粒子仅受电场力作用，则下列说法中正确的是（ ）
A ．等势线a 的电势最高
B ．带电粒子从P 点射出后经过等势线b 时，粒子的速率小于v 0
C ．若让粒子从P 点由静止释放，在图示空间内，其电势能逐渐减小
D ．若让粒子从P 点由静止释放，在图示空间内，粒子的加速度先减 小后增大
2、如图甲所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，甲图中箭头方向为电流的正方向。

直导线中通以图乙所示的电流，则在0－1t 时间内，导线框中电流的方向（ ）
A ．始终沿顺时针
B ．始终沿逆时针
C ．先顺时针后逆时针
D ．先逆时针后顺时针
3、如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A 和B ，其质量A B m m ，B 球上固定一轻质弹簧。

A 球以速率v 去碰撞静止的B 球，则（ ）
A．A球的最小速率为零
B．B球的最大速率为v
C．当弹簧恢复原长时，B球速率最大
D．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小
4、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。

原线圈A、B 端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是
A．电流表的示数为4.0A
B．电压表的示数为155.6V
C．副线圈中交流电的频率为50Hz
D．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
5、1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。

下列有关电子说法正确的是（）
A．电子的发现说明原子核是有内部结构的
B．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子
D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的
6、下列四幅图的有关说法中正确的是（）
A．图（l）若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
B．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核的构成
C．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射6种不同频率的光子
D．图(4)原子核D、E结合成F时会有质量亏损，要释放能量
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、下列说法中正确的是（）
A．光的偏振现象证明了光波是横波
B．机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短
C．白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E.在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
8、如图所示，一理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈与定值电阻R0和均匀密绕的滑线变阻器R 串联。

若不考虑温度对R0、R阻值的影响。

在将滑动头P自a匀速滑到b的过程中（）
A．原线圈输入功率变大B．原线圈两端电压变大
C．R两端的电压变小D．R0消耗的电功率变小
9、在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x=24m处，乙波传播到x=12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是________．
A．甲波波源的起振方向为y轴正方向
B．甲波的波速大小为20m/s
C．乙波的周期为0.6s
D．甲波波源比乙波波源早振动0.3s
E.从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置
10、如图所示，A球用不可伸长的细线悬挂在天花板上，处于静止状态，B球和A球用橡皮筋连接，B球在A球正下方某一位置，此时橡皮筋处于松弛状态。

现由静止释放B球，不计空气阻力，则在B球下落的过程中（细线与橡皮筋均不会断），下列说法正确的是
A．细线的张力先不变后增大
B．A球受到的合力先不变后增大
C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大
D．B球的重力势能与机械能均不断减小
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）某实验小组成员要测量一节干电池的电动势和内阻，已知该干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.50Ω；实验室提供了电压表V(量程为3V，内阻约3kΩ)、电流表A(量程0.6A，内阻为0.70Ω)、滑动变阻器R(10Ω,2A)、电键和导线若干。

(1)为了尽可能减小实验误差，请在图1方框中画出实验电路图______________。

(2)在图2中按原理图完善实物图的连接_______________。

(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图3中画出了U-I图线。

由图线可以得出此干电池的电动势E=________V(保留3位有效数字)，内阻r=______ Ω(保留2位有效数字)。

(4)实验过程中，发现电流表发生了故障，于是小组成员又找来一个电压表和一个定值电阻，组成了如图4所示的电路，移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出图象如图5所示，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E=________，内阻r=_______ (用k、a、R0表示)。

12．（12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R1（最大阻值为999.9Ω）
电阻箱R2（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S1、S2
主要实验步骤如下：
①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω；
②反复调节电阻箱R1和R2（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。

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）港珠澳大桥是连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市跨海大桥，工程路线香港国际机场附近的香港口岸人工岛，向西接珠海、澳门口岸人工岛、珠海连接线，止于珠海洪湾，总长约55公里，在建设港珠澳大桥时为了更大范围的夯实路面用到一种特殊圆环，建设者为了测试效果，做了如下的演示实验：如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环。

棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1).断开轻绳，棒和环自由下落。

假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。

棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计，重力加速度为g求：
（1）棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度；
（2）从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程；
（3）从断开轻绳到棒和环都静止，摩擦力对环及棒做的总功.
14．（16分）如图所示，对角线MP将矩形区域MNPO分成两个相同的直角三角形区域，在直角三角形MNP区域内存在一匀强电场，其电场强度大小为E、向沿y轴负方向，在直角三角形MOP区域内存在一匀强磁场，磁场方向垂
v沿x轴正方向射入，一段时间后，该粒子从对角线MP 直于纸面向外（图中未画出）。

一带正电的粒子从M点以速度
的中点进入匀强磁场，并恰好未从x轴射出。

已知O点为坐标原点，M点在y轴上，P点在x轴上，MN边长为2L，MO3L，不计粒子重力。

求：
(1)带电粒子的比荷；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小。

15．（12分）如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质
量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝1
3
，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台
右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．
(1)求细绳能够承受的最大拉力；
(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；
(3)通过计算判断C能否从木板上掉下来．
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.由图可知，负电荷弯曲的方向向右，则受到的电场力得方向向右，由于负电荷受到的电场力得方向与电场强度的方向相反，所以电场强度的方向向左，等势线a电势最低，故A错误；
B.粒子在P点由静止释放，粒子受到的电场力的方向始终向右，所以将一直向右做加速运动，即电场力对粒子一直做
正功，其电势能减小，故粒子从P点射出后经过等势线b时，粒子的速率一定大于
v，故B错误，C正确；
D.粒子在P 点由静止释放，粒子受到的电场力的方向始终向右，将一直向右做加速运动，由于等势线的疏密代表电场的强弱，可知从P 向右的过程中电场强度先增大后减小，所以粒子的加速度先增大后减小，故D 错误；
故选C 。

2、A
【解题分析】
电流先沿正方向减小，产生的磁场将减小，此时由右手螺旋定则可知，穿过线框的磁场垂直于线框向里且减小，故电流顺时针，当电流减小到零再反向增大时，此时由右手螺旋定则可知，穿过线框的磁场垂直于线框向外且增大，故电流顺时针，则在0－1t 时间内，导线框中电流的方向始终为顺时针，故A 正确。

故选A 。

3、C
【解题分析】
分析小球的运动过程：A 与弹簧接触后，弹簧被压缩，弹簧对A 产生向左的弹力，对B 产生向右的弹力，A 做减速运动，B 做加速运动，当B 的速度等于A 的速度时压缩量最大，此后A 球速度继续减小，B 球速度继续增大，弹簧压缩量减小，当弹簧第一次恢复原长时，B 球速率最大，A 球速度最小，此时满足
12A A B m v m v m v =+
22212111222
A A
B m v m v m v =+ 解得
1A B A B
m m v v m m -=+ 22A A B m v v m m =
+ 因为A B m m >，可知A 球的最小速率不为零，B 球的最大速率大于v ，选项ABD 错误，C 正确。

故选C 。

4、C
【解题分析】
AB ．理想变压器的原线圈接入正弦交流电，由u -t
图像读其最大值为1max U =，可知有效值为
1220V U == 根据理想变压器的电压比等于匝数比，可得副线圈两端的电压：
2211220V 110V 2
n U U n === 由欧姆定律可知流过电阻的电流：
222A U I R
== 所以，电流表的示数为2A ，B 电压表的示数为110V ，故AB 均错误；
C ．因交流电的周期为0.02s ，频率为50Hz ，变压器不改变交流电的频率，则副线圈的交流电的频率也为50Hz ，故C 正确；
D ．根据理想变压器可知，原副线圈每一匝的磁通量相同，变化也相同，则穿过原、副线圈磁通量的变化率相同，比值为1:1，故D 错误；
故选C 。

5、C
【解题分析】
A ．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。

原子是由原子核和核外电子组成的。

故A 错误。

B ．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。

故B 错误。

C ．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。

故C 正确。

D ．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D 错误。

故选C 。

6、D
【解题分析】
A ．图（l ）若将电源极性反接，即为反向电压，只要反向电压比遏止电压小，电路中就有光电流产生，故A 错误；
B ．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B 错误；
C ．图(3)一群氢原子处于n =5的激发态跃迁到n =1的基态最多能辐射出2554C 102
⨯==种不同频率的光子，故C 错误； D ．原子核D 和E 聚变成原子核F 时会有质量亏损，要释放能量，故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、ACE
【解题分析】
A ． 光的偏振现象证明了光波是横波，故A 正确；
B ． 机械波从空气进入水中波速变大，波长变长，而电磁波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故B 错误；
C ． 可见光通过三棱镜后，传播方向改变最大的紫色的光，红光改变最小。

在光的色散中，对于同一种介质，光的频率越大，介质对其的折射率就越大。

而折射率越大，光的折射角就越小，偏转程度就越大。

由于可见光中紫光的频率最大，所以紫色的光线的折射角最小，偏转最大，故C 正确；
D ． 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。

故D 错误；
E ． 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是薄膜干涉。

故E 正确。

故选：ACE 。

8、AC
【解题分析】
AB ．原线圈与稳定的正弦交流电源相连，则原线圈两端电压不变，由于匝数比不变，则副线圈两端电压不变，将滑动头P 自a 匀速滑到b 的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中电流变大，由公式P UI =可知，副线圈功率增大，则原线圈输入功率变大，故A 正确，B 错误；
C ．由于副线圈中电流变大，则R 0两端电压变大，副线圈两端电压不变，则R 两端电压变小，故C 正确；
D ．将副线圈与R 0看成电源，由于不知道滑动变阻器的最大阻值与R 0的关系，则无法确定R 0消耗的电功率的变化情况，故D 错误。

故选AC 。

9、BCE
【解题分析】
甲波传播到x=24m 处，根据波向右传播可知：质点向下振动，故甲波波源的起振方向为y 轴负方向，故A 错误；由
图可知：甲波的波长为8m ，又有甲波波源的振动周期为0.4s ，故甲波的波速大小为
80.4m s
＝20m /s ，故B 正确；同一介质中横波波速相同，故乙波的波速也为20m/s ，由图可知：乙波的波长为12m ，故周期为1220/m m s
＝0.6s ，故C 正确；甲波的传播距离为24m ，故波源振动时间为2420/m m s
＝1.2s ；乙波的传播距离为42m-12m=30m ，故波源振动时间为3020/m m s
＝1.5s ，所以，甲波波源比乙波波源晚振动0.3s ，故D 错误；由图可知：图时时刻，两波在x=12m 处都处于平衡位置，将要向上振动；故该质点的振动方程为y ＝15sin5πt +10sin 103πt (cm )，那么，t=0.6s 时，y=0，即从图示时刻开始再经0.6s ，x=12m 处的质点再次到达平衡位置；故E 正确；故选BCE ．
【题目点拨】
在给出波形图求解质点振动、波速的问题中，一般根据图象得到波长及时间间隔与周期的关系，从而求得周期，即可得到质点振动情况，由v ＝ T λ
求得波速．
10、AC
【解题分析】
A．细线的张力先等于A球的重力，当橡皮筋的弹力不断增大后，细线的张力不断增大。

故A正确。

B．A球始终静止，合力始终为零。

故B 错误。

C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能及B球的重力势能之和为一定值，B球的重力势能不断减小，则B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大。

故C正确。

D．B球高度一直减小，B球的重力势能不断减小；橡皮筋伸直前，B球做自由落体运动，机械能守恒，橡皮筋被拉长后，B球的一部分机械能转化为橡皮筋的弹性势能，B球的机械能减小，所以B机械能先不变后减小。

故D错误。

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、; ; 1.45; 0.60; ; ;
【解题分析】(1)电路直接采用串联即可，电压表并联在电源两端，由于电流表内阻已知，则应采用电流表相对电源的内接法；电路图如图所示。

(2)对照电路图，实物图完善后如下图。

(3)根据以及图象可知，电源的电动势为V，内阻为，故
；
(4)由闭合电路欧姆定律可知：，变形得：，
当时，，则有：、。

解得：，。

12、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
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）a 环=(k -1)g ，方向竖直向上（2）
31k H k ++（3）21
kmgH k - 【解题分析】
（1）设棒第一次上升过程中，环的加速度为a 环
环受合力
F 环=kmg-mg ①
由牛顿第二定律
F 环=ma 环 ②
由①②得
a 环=（k -1)g
方向竖直向上.
设以地面为零势能面，向上为正方向，棒第一次落地的速度大小为v 1
由机械能守恒的：
2112mv 22
mgH ⨯= 解得
1v = 设棒弹起后的加速度a 棒
由牛顿第二定律
a 棒=（k+1)g
棒第一次弹起的最大高度
2112v H a =棒
解得：
11
H H k =+ 棒运动路程 1321k s H H H k +=+=
+ （３）设环相对棒滑动距离为L ，
根据能量守恒
m gH+mg (H +L )=kmgL ③
摩擦力对棒及环做的总功及是摩擦生热
W kmgL =- ④
由③④解得
2W -1
kmgH k =- 14、
(1) 20EL
；(2) 02E v 【解题分析】
(1)设粒子在电场区域内做类平抛运动的时间为t ，有
0L v t =
23122L at = 又
qE ma =
解得
203v q m EL
= (2)设粒子进入磁场区域时速度方向与水平方向夹角为α，有
tan at v α=
解得 60α︒=
则进入磁场的速度大小
002cos 60
v v v ︒== 在磁场中，有
2
v qvB m r
= 运动轨迹如图
由几何知识得
3sin 30r r L ︒+=
解得
2E B v = 15、 (1)3mg(2)L(3) 滑块C 不会从木板上掉下来
【解题分析】
（1）设小球运动到最低点的速率为v 0，小球向下摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：2012
mgL mv =
解得：0v =小球在圆周运动最低点，由牛顿第二定律：20v T mg m R -= 由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：T´
=T 解得：T´
=3mg （2）小球碰撞后平抛运动．在竖直方向上：212h gt =
水平方向：L=
02v t 解得：h=L
（3）小球与滑块C 碰撞过程中小球和C 系统满足动量守恒，设C 碰后速率为v 1，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：00132v mv m mv ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭
设木板足够长，在C 与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为v 2，由动量守恒定律的：()12336mv m m v =+ 由能量守恒定律得：()221211336322
mv m m v mgs μ⋅=++⋅ 联立⑨⑩⑪解得：s=L/2
由s<L 知，滑块C 不会从木板上掉下来．
【题目点拨】
（1）由机械守恒定律求出小球的速度，然后由牛顿定律求出绳子能够承受的最大拉力； （2）小球做平抛运动，应用平抛运动规律分析答题；
（3）应用动量守恒定律与能量守恒定律求出C 的位移，然后根据位移与木板的长度关系分析答题．。