2024年江苏省南通市海安高级中学高三物理第一学期期末达标检测试题含解析

2024年江苏省南通市海安高级中学高三物理第一学期期末达标检测试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a 、b 、c ，频率νa ＞νb ＞νc ，下列说法正确的是
A ．照射氢原子的光子能量为12.75eV
B ．从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光频率为νa
C ．从n =3能级跃迁到n =1能级辐射出的光频率为νc
D ．光a 能使逸出功为10.2eV 的某金属发生光电效应
2、如图所示，战斗机离舰执行任务，若战斗机离开甲板时的水平分速度为40m/s ，竖直分速度为20m/s ，已知飞机在水平方向做加速度大小等于22m/s 的匀加速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于21m/s 的匀加速直线运动。

则离舰后（ ）
A ．飞机的运动轨迹为曲线
B ．10s 内飞机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的2倍
C ．10s 末飞机的速度方向与水平方向夹角为30
D ．飞机在20s 内水平方向的平均速度为50m/s/
3、如图，装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车，当车速v 满足3.6km/h≤v ≤36km/h 、且与前方行人之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与行人相撞。

若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是4~6m/s 2，则该系统设置的安全距离约为（ ）
A ．0.08m
B ．1.25m
C ．8.33 m
D ．12.5m
4、在2019年武汉举行的第七届世界军人运动会中，21岁的邢雅萍成为本届军运会的“八冠王”。

如图是定点跳伞时邢雅萍运动的v -t 图像，假设她只在竖直方向运动，从0时刻开始先做自由落体运动，t 1时刻速度达到v 1时打开降落伞后做减速运动，在t 2时刻以速度v 2着地。

已知邢雅萍（连同装备）的质量为m ，则邢雅萍（连同装备）（ ）
A ．0~t 2内机械能守恒
B ．0~t 2内机械能减少了2112
mv C ．t 1时刻距地面的高度大于1221()()2v v t t +- D ．t 1~t 2内受到的合力越来越小
5、有关科学发现，下列说法中正确的是（ ）
A ．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子
B ．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构
C ．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子
D ．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理
6、电路如图所示，当a 、b 两端接入100 V 电压时，用理想电压表测得c 、d 两端电压为20 V ；当c 、d 两端接入100 V 电压时，用理想电压表测得a 、b 两端电压为50 V ，则R 1∶R 2∶R 3等于( )
A ．4∶2∶1
B ．2∶1∶1
C ．3∶2∶1
D ．5∶3∶2
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，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的面积为S ，共有n 匝，总电阻为r ，外电路上接有一个阻值为R 的定值电阻和一个理想交流电流表A ．线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO '匀速运动，图中线圈平面平行于磁场方向，由此位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A ．发电机所产生电动势的最大值为nBS ω
B ．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过R 的电荷量为
BS R r + C ．R 两端电压的有效值()
22nBS R R r ω+ D ．交流电流表的示数一直在变化
8、多年前在日本本州岛附近海域曾发生里氏9.0级地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射
性物质碘131的衰变方程为1311315354I Xe Y →+。

根据有关放射性知识，下列说法正确的是（ ）
A ．Y 粒子为11H
B ．若生成的
13154Xe 处于激发态，它会放出穿透能力最强的γ射线 C ．
13153I 的半衰期大约是8天，取4g 碘原子核，经8天后就只剩下2g 碘原子核了 D ．131
53I 中有53个质子和78个核子
9、18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，则以下说
法正确的是（已知地球表面处重力加速度g 取10 m/s 2；地球半径R ＝6.4×
106 m ；地球表面及内部某一点的引力势能E p ＝－GMm r
，r 为物体距地心的距离）（ ） A ．人与地球构成的系统，虽然重力发生变化，但是机械能守恒
B ．当人下落经过距地心0.5R 瞬间，人的瞬时速度大小为4×103 m/s
C ．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比
D ．人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W ＝1.6×109 J
10、如图所示，小车质量为M ，小车顶端为半径为R 的四分之一光滑圆弧，质量为m 的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列说法中正确的是（g 为当地重力加速度）（ ）
A．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为mg
B．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为3
2 mg
C．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
2
()
gR
m
M M m
+
D．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
2
()
gR
M
m M m
+
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）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接__________：
(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为___________A；
(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将___________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为___________W（保留小数点后两位）.
12．（12分）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动。

在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。

(已知电火花计时器每隔相同的时间间隔T打一个点)
(1)请将下列实验步骤按先后排序：________.
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来
③启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值．
(2)要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是________．
A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规D．量角器
(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。

则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果____(填“有”或“无”)影响。

(4)若兴趣小组在卡纸上选取了6个计时点，并测得这6个计时点扫过扇形所对应的圆心角为 ，则角速度的表达式为______________
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，两平行金属板中的A板上有阴极发射器，发射出的电子冲向B板，灵敏电流计指针偏转。

已知E＝3V，滑动变阻器全阻值R＝99Ω，A板发射出的电子最大动能E＝2.4eV闭合开关S，自左向右移动触片，至滑
动变阻器的8
9。

处时电流计指针恰好无偏转，求:
(1)平行金属板间电压;
(2)电源的内电阻。

14．（16分）如图(a)为一除尘装置的截面图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d。

大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进人两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电量均为-q。

当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场时，尘埃恰好匀速穿过两板;若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，贴近
N 板入射的尘埃将打在M 板右边缘，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy 轴垂直于板并紧靠板右端，x 轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P (2.5d ，-2d )处的条状容器中，需在y 轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域。

尘埃颗粒重力、颗粒间作用力及对板间电场磁场的影响均不计，求:
(1)两板间磁场磁感应强度B 1的大小
(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，除尘效率为多少
(3)y 轴右侧所加圆形匀强磁场区域磁感应强度B 2大小的取值范围
15．（12分）如图所示，一长木板在水平地面上向右运动，速度v 0=7m/s 时，在其最右端轻轻放上一与木板质量相同的小铁块。

已知小铁块与木板间的动摩擦因数10.10μ=，木板与地面间的动摩擦因数20.25μ=，整个过程小铁块没有从长木板上掉下来，重力加速度g 取10m/s 2。

求∶
(1)小铁块能达到的最大速度v m ；
(2)小铁块与长木板都停止运动后，小铁块离长木板最右端的距离x 。

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
【解题分析】
根据公式2
3n C =，可知，n =3，因此受到激发后的氢原子处于第n =3能级；
A ．根据氢原子由n =3跃迁到n =1产生的光子能量与从n =1跃迁到n =3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：△E 31=E 3-E 1=-1.51-（-13.6）=12.09eV ，故A 错误；
B ．频率大小关系为v a ＞v b ＞v c ，从n =3跃迁到n =2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为v c ，故B 错误；
C ．氢原子由n =3跃迁到n =1产生的光的能量最大，辐射出的光频率为v a ，故C 错误；
D ．氢由n =3跃迁到n =1产生的光的能量12.09eV ，依据光电效应方程，所以能使逸出功为10.2eV 的金属能发生光电效应，故D 正确。

2、B
【解题分析】
A ．飞机起飞后的合速度与合加速度方向一致，所以飞机运动轨迹为直线，A 错误；
B ．10s 内水平方向位移
201500m 2
x x x v t a t =+= 竖直方向位移
201250m 2
y y y v t a t =+= B 正确；
C ．飞机飞行方向与水平方向夹角的正切tan 0.5θ=，C 错误；
D ．飞机在20s 内水平方向的位移
2140202201200m 2
x '=⨯+⨯⨯= 则平均速度为
60m/s x x v t '=='
D 错误。

故选B 。

3、D
【解题分析】
由题意知，车速3.6km/h≤v ≤36km/h 即1m/s 10m/s v ≤≤，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为4~6m/s 2，最后末速度减为0，由推导公式22v ax =可得
22
10m 12.5m 224
v x a ≤==⨯
故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

4、D
【解题分析】
A ．0~t 1时间内，邢雅萍做自由落体，机械能守恒，t 1~ t 2由于降落伞的作用，受到空气阻力的作用，空气阻力做负功，故0~t 2内机械能不守恒，故A 错误；
B ．机械能损失发生在t 1~ t 2的时间段内，设t 1时刻物体距离地面高度为h ，则有
22f 211122W mgh mv mv +=
- 解得 22f 211122
W mv mv mgh =-- 阻力做负功，故机械能的减小量为 22f 121122E W mv mgh mv ∆=-=
+- 故B 错误；
C ．v t -图象与时间轴围成面积表示位移大小，如图
若物体做匀减速直线运动，则有21~t t 时间里平均速度
122
v v v += 由图可知运动员21~t t 时间里位移小于红线表示的匀减速运动的位移，故21~t t 两段时间里，邢雅萍的平均速度小于122v v +，故t 1时刻距地面的高度小于1221()()2
v v t t +-；故C 错误； D ．v t -图象的斜率表示加速度，由图像可知，在21
~t t 时间内运动员做加速度不断减小的减速运动，故D 正确。

故选D 。

5、D
【解题分析】
A ．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，A 错误；
B ．汤姆孙发现了电子，揭示了原子具有一定的结构，B 错误；
C ．卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了原子核内部存在着质子，C 错误；
D ．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理，D 正确。

故选D 。

6、A
【解题分析】
当a 、b 两端接入100 V 电压时，用理想电压表测得c 、d 两端电压为20 V ，有：
ab 212
2U R R R +＝U cd 即：
212
1002R R R +＝20 整理得12
R R ＝2；当c 、d 两端接入100 V 电压时，用理想电压表测得a 、b 两端电压为50 V ，有： 2
cd 232R R U R +＝U ab 即：
232
1002R R R +＝50 整理得23
R R ＝2，所以R 1∶R 2∶R 3＝4∶2∶1，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

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、AC
【解题分析】
A ．在初始位置线圈产生的电动势最大，且
122
m E n B ab bc nBS ωω=⨯⨯⨯⨯⨯= 故A 正确；
B ．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过R 的电荷量为
n nBS q R r R r
∆Φ=-++
故B 错误；
C ．电动势的有效值为
m 22
E E nBS ω== 电阻R 两端电压的有效值为
()
2E R U R R r R r ω=⨯=++ 故C 正确；
D ．交流电流表测的是有效值，其示数不会变化，故D 错误。

故选：AC 。

8、BC
【解题分析】
A ．根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，Y 粒子为β粒子，故A 错误；
B ．若生成的131
54Xe 处于激发态，还会放出γ射线，γ射线的穿透能力最强，故B 正确；
C ．半衰期是一个统计规律，指的是有一半原子核发生衰变所需要的时间，只对大量的原子核适用，对少数原子核是不适用的，所以若取4g 碘原子核，经8天后就只剩下2g 碘原子核了，故C 正确；
D ．131
53I 中有53个质子，131表示质量数（核子数），故D 错误。

故选BC 。

9、AC
【解题分析】
A.人下落过程只有重力做功，重力做功效果为重力势能转变为动能，故机械能守恒，故A 正确；
B. 当人下落经过距地心0.5R 瞬间，其引力势能为：
'0.5p GMm R E =-
根据功能关系可知： 'p p k E E E -=∆
即：
2100.52
GMm GMm m R R v ⎛⎫---=- ⎪⎝⎭ 在地球表面处忽略地球的自转：
2GMm mg R = 则联立以上方程可以得到：
3
282m/s 10v gR ==⨯ 故B 错误；
C.设人到地心的距离为r ，地球密度为ρ，那么，由万有引力定律可得：人在下落过程中受到的万有引力为： 322
4433G r m GMm F G mr r r ρππρ=== 故万有引力与到地心的距离成正比，故C 正确；
D. 由万有引力43
F G mr πρ=
可得：人下落到地心的过程万有引力做功为： 11222
43GMm W G mR R mgR R πρ⨯⨯=== 由于人的质量m 未知，故无法求出万有引力的功，故D 错误； 故选AC 。

10、BC
【解题分析】
AB ．若地面粗糙且小车能够静止不动，设圆弧半径为R ，当小球运动到半径与竖直方向的夹角为θ时，速度为v ．
根据机械能守恒定律有：
12
mv 2=mgR cosθ 由牛顿第二定律有：
N-mg cosθ=m 2
v R
解得小球对小车的压力为：
N =3mg cosθ
其水平分量为
N x =3mg cosθsinθ=32
mg sin2θ
根据平衡条件知，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：
f=N x =32mg sin2θ 可以看出：当sin2θ=1，即θ=45°时，地面对车的静摩擦力最大，其值为f max =
32mg ． 故A 错误，B 正确．
CD ．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车的速度设为v′，小球的速度设为v ．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
mv-Mv ′=0；
系统的机械能守恒，则得：
mgR =12mv 2+12
Mv ′2， 解得：
v ′=()
2gR m M M m +． 故C 正确，D 错误．
故选BC ．
【题目点拨】
本题中地面光滑时，小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统的总动量并不守恒．
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、 0.44 4 2.22~2.28
【解题分析】
（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，实物图如图所示；
（2）由图知电流表量程为0.6A ，所以读数为0.44A ；
（3）电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V ，由图知当小电珠电压等于1.5V 时电流约为0.38A ，此时电阻约为 3.95U R I
==Ω，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为22
1.5
2.251
U P W R 外===（2.22-2.28W 均可）． 12、①③②④ D 无 =
5T θω 【解题分析】
(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次序为①③②④；
(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器。

故选D 。

(3)[3]由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响；
(4)[4]由=t
θω∆∆可知 =(61)5T T θ
θ
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、 (1)2.4V(2)11Ω
【解题分析】
(1)由题意可得
k max eU E =
则有
k max 2.4V E U e
==
(2)滑动变阻器接入电路中的电阻为
1899889R =⨯Ω=Ω 由电路特点可知
1R U E R r
=
+ 即 882.4399r =
⨯+ 解得
11r =Ω
14、 (1)mv qd ；(2)50%；(3)0022455mv mv B qd qd
≤≤ 【解题分析】
(1)贴近N 极板射入的尘埃打在M 板右边缘的运动轨迹如图甲所示，
由几何知识可知，尘埃在磁场中的半径
1R d =
尘埃在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
2011
mv qvB R = 解得
1mv B qd
= (2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得
01qE qv B =
撤去磁场以后粒子在电场力的作用下做平抛运动，假设距离N 极板y 的粒子恰好离开电场，则在水平方向 0d v t =
在竖直方向
212y at = 加速度
qE a m
= 解得
0.5y d =
所以除尘效率
100%50%y d
η=⨯= (3)设圆形磁场区域的半径为0R ，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为2R ，要把尘埃全部收集到位于P 处的条状容器中，就必须满足
20R R =
另有
20022
v qv B m R = 如图乙
当圆形磁场区域过P 点且与M 板的延长线相切时，圆形磁场区域的半径0R 最小，磁感应强度2B 最大，则有 0 1.25R d =小
解得
0245mv B qd
=大 如图丙
当圆形磁场区域过P 点且与y 轴在M 板的右端相切时，圆形磁场区域的半径0R 最大，磁感应强度2B 最小，则有 0 2.5R d =大
解得
0225mv B qd
=小 所以圆形磁场区域磁感应强度2B 的大小须满足的条件为 0022455mv mv B qd qd
≤≤ 15、（1）1m/s ；（2）3.125m
【解题分析】
(1)设铁块与木板开始时的加速度大小分别为1a 、2a ， 由牛顿第二定律得 11mg ma μ=
1222mg mg ma μμ+=
解得
211m/s a =，226m/s a =
当二者速度相等时，铁块的速度最大，根据速度公式可得 1m v a t =
02=-m v v a t
解得
1m/s m v =，1s t =
(2)铁块从开始运动到最大速度发生的位移 21110.5m 2
x a t == 木板从开始减速到m v 发生的位移
2202212
4m x v t a t =-= 设木板从m v 停止运动过程中的加速度大小为3a ，根据牛顿第二定律可得 2132μμ-=mg mg ma
解得
2324m/s 1m/s a =>
铁块从最大速度到停止运动发生的位移
231
0.5m 2m v x a == 木板从m v 停止运动过程中发生的位移为
243
0.125m 2m v x a == 最终铁块离木板右端的距离 2413 3.125m x x x x x =+--=。