2023-2024学年福建省三明市第二中学物理高三上期末达标测试试题含解析

2023-2024学年福建省三明市第二中学物理高三上期末达标测
试试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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，将一篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上A点，不计空气阻力，若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A 点，则可行的是
A．增大抛射速度0v，同时减小抛射角θ
B．增大抛射角θ，同时减小抛出速度0v
C．减小抛射速度0v，同时减小抛射角θ
D．增大抛射角θ，同时增大抛出速度0v
2、如图所示，木块m放在木板AB上，开始θ=0，现在木板A端用一个竖直向上的力F使木板绕B端逆时针缓慢转动（B端不滑动）．在m 相对AB保持静止的过程中（）
A．木块m对木板AB的作用力逐渐减小
B．木块m受到的静摩擦力随θ呈线性增大
C．竖直向上的拉力F保持不变
D．拉力F的力矩先逐渐增大再逐渐减小
3、空间内有一水平向右的电场E，现有一带电量为q的小球以初速度为v0向右上抛出，
已知
3
3
mg
E
q
，求小球落地点距离抛出点的最远距离（）
A．
2
v
g
B．
2
2v
g
C．
2
3v
g
D．
2
2v
g
4、如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A．2.0V B．9.0V
C．12.7V D．144.0V
5、某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。

先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。

定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）
A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电压
C．电容器的电容D．电源的内电阻
6、如图所示，甲、乙两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向
夹角分别为60°和45°，甲、乙间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）
A．甲、乙的质量之比为1:3
B．甲、乙所受弹簧弹力大小之比为3:2
C．悬挂甲、乙的细线上拉力大小之比为1:2
D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙的瞬时加速度大小之比为1:2
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、下列提法正确的是（）
A．用一个三棱镜演示光的偏折现象，紫光的偏折角比红光的偏折角小
B．以相同入射角斜射到同一平行玻璃砖后，红光侧移比紫光的侧移小
C．通过同一单缝衍射装置演示单缝衍射，红光比紫光效果好
D．用同装置进行双缝干涉实验，紫光的相邻条纹间距比红光的大
E.以相同入射角从水中斜射向空气，红光能发生全反射，紫光也一定能发生全反射
8、几个水球可以挡住一颗子弹？《国家地理频道》的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，则下列判断正确的是()
A．子弹在每个水球中的速度变化相同
B．子弹在每个水球中运动的时间不同
C．每个水球对子弹的冲量不同
D．子弹在每个水球中的动能变化相同
9、一定质量的理想气体的状态变化图像如图所示，它由状态a经过状态b到状态c。

关于这一过程的说法，正确的是
A．理想气体的体积先增大后保持不变
B．理想气体的体积一直增加
C．理想气体的内能先增大后保持不变
D．理想气体对外做功，吸收热量
E.外界对理想气体做功，理想气体放出热量
10、下列关于匀变速运动说法正确的是（）
A．只有在加速度和速度方向相同时，速度大小才可能增大
B．若速度为零，则物体所受合外力可能不能为零
t 时刻开始连续相等时间内位移之比不可能是1：C．若物体做匀加速直线运动时，从0
4：8：13：…
D．若物体的加速度增加，则在相同时间内速度变化量一定增大
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）合金材料的电阻率都比较大，某同学按如下步骤测量一合金丝的电阻率。

实验操作如下：
(1)用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置测量金属丝的直径，结果都如图甲所示，则该金属丝的直径为________mm。

(2)按图乙连接测量电路，将滑动变阻器置于最大值，闭合开关，移动滑动变阻器，发现电压表读数有读数，而电流表读数总为零，已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的，则电路故障为导线_________断路（用图中导线编号表示）。

(3)排除电路故障后，改变滑动头在金属丝上的位置，测出金属丝长度l和接入电路的电阻R x如下表
请根据表中的数据，在图丙方格纸上作出R x–l图像_______。

(4)根据图像及金属丝的直径，计算该合金丝电阻率ρ= __________Ω·m（保留二位有效数字）。

(5)采用上述测量电路和数据处理方法，电表内阻对合金丝电阻率测量的影响为_____（填“使结果偏大”、“使结果偏小”、“对结果无影响”）。

12．（12分）如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。

直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t A、t B。

用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。

测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。

设钢球所受的空气阻力大小不变。

（1）钢球下落的加速度大小a=______，钢球受到的空气阻力F f=____。

（2）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度_________(选填“>”或“<")钢球球心通过光电门的瞬时速度。

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，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求
(1)两球a、b的质量之比；
(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．
14．（16分）为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。

已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M 点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。

(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；
(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。

15．（12分）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t＝0.06s
时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动．
(1)判断该波的传播方向；
(2)求该波的最小频率；
(3)若3T<t<4T，求该波的波速．
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、B
【解析】
由于篮球垂直击中A点，其逆过程是平抛运动，抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，由于平抛运动的高度不变，运动时间不变，水平位移减小，初速度减小。

水平速度减小，则落地速度变小，但与水平面的夹角变大。

因此只有增大抛射角，同时减小抛出速度，才能仍垂直打到篮板上。

A.增大抛射速度0v，同时减小抛射角θ。

与上述结论不符，故A错误；
B.增大抛射角θ，同时减小抛出速度0v。

与上述结论相符，故B正确；
C.减小抛射速度0v，同时减小抛射角θ。

与上述结论不符，故C错误；
D. 增大抛射角θ，同时增大抛出速度0v。

与上述结论不符，故D错误。

故选：B。

2、C
【解析】
A.木板绕B 端逆时针缓慢转动，m 相对AB 保持静止的过程中，木板AB 对木块m 的作用力与木块m 所受重力抵消，即木板AB 对木块m 的作用力大小为mg ，方向竖直向上，则木块m 对木板AB 的作用力不变，故A 项错误；
B. 在m 相对AB 保持静止的过程，对木块m 受力分析，由平衡条件得，木块m 受到的静摩擦力
sin f mg θ=
故B 项错误；
C. 设板长为L ，m 到B 端距离为l ，以B 端为转轴，则：
cos cos FL mgl θθ=
解得：
l
F mg L
=
所以竖直向上的拉力F 保持不变，故C 项正确；
D. 使木板绕B 端逆时针缓慢转动，竖直向上的拉力F 保持不变，则拉力F 的力矩减小，故D 项错误。

3、C 【解析】
设与水平方向发射角θ，落地点y =0，故竖直方向上有
201
cos 02
v t gt θ⋅-=
解得
202sin v t g
θ=
在水平方向有
2222200
02sin cos cos [sin 2cos 2]v v x v t g g θθθθθ=⋅==+-
又因为
sin 22)
6πθθθ=-≤，
所以最远射程为
2
x g
= 故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

4、A 【解析】
由1212U U n n =得2121n U U n =，其中1512U V =
，得25142
U V =9.0V ≈，因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V ，故选项A 正确． 5、D 【解析】
A.根据Q It =可知I t -图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即
Q S =，故选项A 可求；
B.电阻R 两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压max 0U I R =，故选项B 可求；
C.根据Q C U
=可知电容器的电容为max 0Q S C U I R ==，故选项C 可求；
D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即max 0E U I R ==，但内电阻没法求出，故选项D 不可求。

6、D 【解析】
B ．因为是同一根弹簧，弹力相等，故B 错误； A
C ．对甲乙两个物体受力分析，如图所示
甲乙都处于静止状态，受力平衡，则有 对甲
cos 60F T =
︒
弹甲，1tan 60m g F =︒弹
对乙
cos 45F T =
︒
弹乙，2tan 45m g F =︒弹
代入数据得
12tan 603tan 451m m ︒==︒ cos 452 cos601
T T ︒==︒甲乙 故AC 错误；
D ．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙所受合力为其重力在绳端的切向分力
1sin 60F m g =︒甲，2sin 45F m g =︒乙
根据牛顿运动定律有
1112
sin 601sin 452
F a m F a m ︒===︒甲
乙 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、BCE 【解析】
A ．因为紫光的折射率大于红光的折射率，所以通过三棱镜后紫光的偏折角大，故A 错误；
B ．以相同入射角斜射到同一平行玻璃砖，因为紫光的折射率大，则紫光偏折更厉害，如图：
则紫光的侧移大，故B 正确；
C ．发生明显衍射现象的条件是入射光的波长比小孔大或相差不多，红光的波长大于紫光的，所以用同一装置做单缝衍射实验时，红光效果要好些，故C 正确；
D ．根据
L x d
λ∆= 因为紫光的波长短，则紫光的干涉条纹间距小，红光的干涉条纹间距较宽，故D 错误；
E ．相同入射角从水中斜射向空气，因紫光的折射率大于红光，所以紫光的临界角小于红光，红光能发生全反射，紫光也一定能发生全反射，故E 正确。

故选BCE 。

8、BCD
【解析】
A. 设水球的直径为d ，子弹运动的过程为匀减速直线运动，直到末速度为零，我们可以应用逆过程，相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动．
因为通过最后1个、最后2个、以及后3个、全部4个的位移分别为d,2d,3d 和4d,根
据x=
212at 知，所用时间之比为，所以子弹在每个水球中运动的时间不同；
子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，所以加速度相同，由△v=at 可知，运动的时间不同，则速度的变化量不同；故A 错误，B 正确；
C. 根据冲量的定义：I=Ft ，受力是相同的，运动的时间不同，所以每个水球对子弹的冲量不同．故C 正确；
D. 根据动能定理：△E K =W=Fd ，受力是相同的，运动的位移相同，所以子弹受到的阻力对子弹做的功相等，所以子弹在毎个水球中的动能变化相同．故D 正确． 故选BCD
【点睛】
子弹运动的过程为匀减速直线运动，直到末速度为零，我们可以应用逆过程，相当于子弹初速度为零做匀加速直线运动来解决此题；根据冲量的定义判断冲量的变化；根据动能定理判断动能的变化．
9、BCD
【解析】
AB ．由理想气体状态方程PV C T
=,由状态a 经过状态b,压强不变，温度升高，体积增大。

态b 到状态c ，温度不变，压强减小，体积增大。

所以体积一直增大。

故A 错误。

B 正确。

C ．一定量理想气体的内能由温度决定，状态a 经过状态b 到状态c ，温度向增大，后不变。

所以内能先增大后保持不变。

故C 正确。

DE ．状态a 经过状态b 到状态c ，体积一直增大，所以理想气体对外做功。

又内能先增大后保持不变，总体相对于初始增大。

由热力学第一定律U W Q ∆=+,内能增大且对外做功，必须吸收热量。

所以D 正确,E 错误。

10、BCD
【解析】
A ．对于匀变速直线运动，由0v v at =+得，只有在加速度和速度方向相同时，速度大小才增大；对于曲线运动，加速度方向和速度方向的之间夹角大于0︒小于90︒时，速度大小也增大，故A 错误；
B ．做竖直上抛运动的物体，到达最高点时，速度为零，但它所受的合外力为自身重力，不为零，故B 正确；
C ．物体做匀加速直线运动时，从0t =时刻开始连续相等时间内位移之差为一恒量，即为
2x aT ∆=
而1：4：8：13：…位移之差分别是3、４、5…，故从0t =时刻开始连续相等时间内位移之比不可能是1：4：8：13：…，故C 正确；
D ．由v at ∆=得，物体的加速度增加，则在相同时间内速度变化量一定增大，故D 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、0.379、0.380或者0.381 a 或c
68.510-⨯~69.910-⨯ 对结果无影响
【解析】
（1）[1] 金属丝的直径为
0mm 380.01mm 0.380mm +⨯=
（2）[2]只有a 或c 发生断路时，电压表相当于测电源电压，此时才会电压表读数有读数，而电流表读数总为零。

（3）[3] 在图丙方格纸上作出R x –l 图像如下
（4）[4]根据公式l
R S ρ=得
6
1321=9.6610=0.380..001π28510l RS ρ--=⨯⨯ ⎪⎭
⨯⨯⎛⎫⎝ （5）[5]因为多次测量金属丝长度l 和接入电路的电阻，通过画图求斜率求出
x R l 的大小，所以电表内阻对合金丝电阻率测量结果无影响。

12、222212B A d d h t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭ mg 22222B A m d d h t t ⎛⎫-- ⎪⎝⎭
＜ 【解析】
（1）[1]钢球通过光电门A 、B 时的瞬时速度分别为
A A d v t =、
B B
d v t = 由 222B A v v ah -=
解得加速度
222212B A d d a h t t ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
[2]由牛顿第二定律得
f m
g F ma -=
解得
22222f B A m d d F mg h t t ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭
（2）[3]由匀变速直线运动的规律，钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而球心通过光电门的中间位移的速度大于中间时刻的瞬时速度。

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)121)1m m =
(2)22
b Q E = 【解析】
试题分析：（1）b 球下摆过程中，只有重力做功，由动能定理可以求出碰前b 球的速度；
碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律列方程，两球向左摆动过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理列方程，解方程组可以求出两球质量之比．（2）求出碰撞过程中机械能的损失，求出碰前b 求的动能，然后求出能量之比．
（1）b 球下摆过程中，由动能定理得：2220102
m gL m v =﹣ 碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律可得：()2012m v m m v =+， 两球向左摆动过程中，由机械能守恒定律得：()()()2121211cos 2
m m v m m gL θ+=+﹣
解得：)
121):11:1m m =-= （2）两球碰撞过程中损失是机械能：()()2121
Q m gL m m gL cos θ=-+﹣， 碰前b 球的最大动能22012
b E m v =， (
)12211cos 1211
b m m m Q E θ+--== 14、 (i)见解析；
(ii)n =
【解析】
(i)光路如图所示
(ii)设O 1、O 2分别为射入印章的光线在后表面的反射点及前表面的折射点，r 为折射角，根据反射定律和折射定律可知，射向纸面两光线互相平行。

O 1、O 2两点间的距离为 OO 2=s tan θ
OO 2=2d tan r
解得:
3tan r =，r = 30° 水晶印章对红色光的折射率n
sin sin n r
θ= 解得:
3n =15、 (1)向右传播(2)12.5Hz(3)75m/s
【解析】
（1）在t ＝0时刻，x ＝1.5m 处的质点向y 轴正方向运动，则该波向右传播； （2）由波形图可知：30.06s 4nT T +=解得0.24s 43
T n =+ （n =0、1、2、3……） 当n =0时可求解最大周期0.08s m T =，则最小频率；f n ＝
1m T ＝12.5Hz （3）若3T <t <4T ，则由上述表达式可知n =3，即0.06s ＝(3＋34
)T ，解得：T ＝0.2415s ； 由图中读出波长为=1.2m λ ，则波速v ＝
T λ＝1.20.24×15m/s ＝75m/s.。