江西省赣州市会昌县2023-2024学年物理高三第一学期期末经典试题含解析

江西省赣州市会昌县2023-2024学年物理高三第一学期期末经
典试题
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、某静电场中x 轴上各点电势分布图如图所示。

一带电粒子在坐标原点O 处由静止释放，仅在电场力作用下沿x 轴正方向运动。

下列说法正确的是
A ．粒子一定带负电
B ．粒子在x 1处受到的电场力最大
C ．粒子从原点运动到x 1过程中，电势能增大
D ．粒子能够运动到x 2处
2、阴雨天里积雨云会产生电荷，云层底面产生负电荷，在地面感应出正电荷，电场强度达到一定值时大气将被击穿，发生闪电。

若将云层底面和地面看作平行板电容器的两个极板，板间距离记为300m ，电压为7210V ⨯，积雨云底面面积约为82110m ⨯。

若已知静电力常量与空气的介电常数，由以上条件是否能估算出以下物理量（ ） ①云层底面与地面间的电场强度
②云层底面与地面构成的电容器的电容
③云层底面所带电量
A ．只能估算出①
B ．只能估算出①和②
C ．只能估算出②和③
D ．①②③均能估算出
3、甲、乙两球质量分别为1m 、2m ,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f 仅与球的速率v 成正比,与球的质量无关,即f=kv(k 为正的常量),
两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间0t两球的速度都已达到各自的稳定值1v、2v,则下落判断正确的是()
A．甲球质量大于乙球
B．m1/m2=v2/v1
C．释放瞬间甲球的加速度较大
D．t0时间内，两球下落的高度相等
4、“儿童蹦极”中，拴在腰问左右两侧的是弹性橡皮绳．质量为m的小明如图所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时的
A．加速度为零
B．加速度a=g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下
C．加速度a=g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上
D．加速度a=g，方向竖直向下
5、如图所示，在与磁感应强度为B的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s的导线，量得导线的两个端点间的距离ab=d，导线中通过的电流为I，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是（）
A．大小为BIs，方向沿ab指向b B．大小为BIs，方向垂直ab
C．大小为BId，方向沿ab指向a D．大小为BId，方向垂直ab
6、如图所示，质量为2kg的物体A静止于动摩擦因数为0.25的足够长的水平桌而上，
左边通过劲度系数为100N/m 的轻质弹簧与固定的竖直板P 拴接，右边物体A 由细线绕过光滑的定滑轮与质量为2.5kg 物体B 相连。

开始时用手托住B ，让细线恰好伸直，弹簧处于原长，然后放开手静止释放B ，直至B 获得最大速度已知弹簧的惮性势能为212P E kx =（其中x 为弹簧的形变量）、重力加速度g =10m/s 2.下列说法正确的是（ ）
A ．A 、
B 和弹簧构成的系统机械能守恒
B ．物体B 机械能的减少量等于它所受的重力与拉力的合力做的功
C ．当物体B 获得最大速度时，弹簧伸长了25cm
D ．当物体B 获得最大速度时，物体B 速度为223
m/s 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，半径为r 、电阻为R 的单匝圆形线框静止于绝缘水平面上，以圆形线框的一条直径为界，其左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向里的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的规律分别如图乙所示。

则0~t 0时间内，下列说法正确的是（ ）
A ．0 2
t
时刻线框中磁通量为零 B ．线框中电流方向为顺时针方向
C ．线框中的感应电流大小为20
0r B t R π
D ．线框受到地面向右的摩擦力为23
002B r t R
π 8、如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R 相连。

若交流电压表和交流电
流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（ ）
A ．变压器输入电压的最大值是220V
B ．电压表的示数是40 V
C ．若电流表的示数为0.50A ，变压器的输入功率是20W
D ．原线圈输入的正弦交变电流的是频率是100Hz
9、 “风云二号”是我国发射的一颗地球同步卫星，有一侦查卫星A 与“风云二号”卫星位于同一轨道平面，两卫星绕地球运转方向相同。

在赤道卫星观测站的工作人员在两个昼夜里能观测到该侦查卫星三次。

设地球的半径、自转周期分别为R E 和T E ，g 为其表面重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A 22E E 3E 24gR T R π
B ．侦查卫星与风云二号的周期比为7:3
C ．侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度
D ．侦查卫星的轨道半径为
22E
E 32=25gR T R π
10、下列说法正确的是___________
A ．温度高的物体分子平均动能和内能一定大
B ．液晶既具有液体的流动性又像某些晶体具有各向异性
C ．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
D ．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间分子平均动能一定相同
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。

12．（12分）某实验小组成员用如图所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长关系”的实验．（1）将弹簧悬挂在支架上，弹簧上端刚好与竖直刻度尺的零刻度对齐，当弹簧下端挂上一个钩码且处于静止时，弹簧下端的指针指在刻度尺上的位置如图1所示，此时弹簧的长度为l1＝______cm.
（2）对于实验中的操作，下列说法正确的是__________．
A ．测量弹簧原长时，需要把弹簧水平放稳后进行测量读数
B ．挂钩上挂的钩码越多，实验误差越小
C ．弹簧的自重不会影响弹簧的劲度系数测量
D ．由于弹簧的自重，会使测量的劲度系数有一定的误差
（3）在弹簧弹性限度内，改变弹簧下端所挂钩码的个数，同时测出对应弹簧的长度，已知每个钩码的质量为50g ，在m -l 坐标系中描点作图如图2所示，当地的重力加速度g 取9.80m/s 2，则由图象可以得到弹簧的劲度系数k ＝______N/m(结果保留三位有效数字)．
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，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B =3T 。

两导轨间距为L =0.5m ，轨道足够长。

金属棒a 和b 的质量分别为m a =1kg ，m b =0.5kg ，电阻分别为1a R =Ω，2b R =Ω。

b 棒静止于轨道水平部分，现将a 棒从h =1.8 m 高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C 点进入轨道的水平部分，已知两棒
在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。

（g 取10m/s 2）。

求：
（1）a 棒刚进入磁场时，b 棒的加速度；
（2）从a 棒进入磁场到a 棒匀速的过程中，流过a 棒的电荷量；
（3）从a 棒进入磁场到a 棒匀速的过程中，a 棒中产生的焦耳热。

14．（16分）如图所示，虚线AB 、BC 、CD 将平面直角坐标系四个象限又分成了多个区域。

在第一、二象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为0mv qd。

在第三、四象限中，－2d <y <0区域又分成了三个匀强电场区域，其中在x >d 区域有沿x 轴负方向的匀强电场；在x <－d 区域有沿x 轴正方向的匀强电场，电场强度大小相等；－d <x <d 区域有沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度是另外两个电场强度的2倍。

第二、四象限中，y <－2d 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。

一个质量为m ，电荷量为q 的带电粒子，以速度v 0由原点O 沿y 轴正方向射入磁场。

运动轨迹恰好经过B （－d ，－2d ）、C （d ，－2d ）两点，第一次回到O 点后，进入竖直向上电场区域，不计粒子重力，求：
(1)电场区域内的电场强度大小E ；
(2)y <－2d 区域内磁场的磁感应强度B 2；
(3)由原点O 出发开始，到第2次回到O 点所用时间。

15．（12分）雨滴的实际形成及下落过程较为复杂，其中的一种简化模型如下所述。

一个质量为0.04g 的雨滴甲由静止竖直下落40m 后，与另一个以10m /s 的速度竖直匀速下落的雨滴乙碰撞，碰撞后合为一个较大的雨滴。

雨滴乙的质量为0.02g ，碰撞位置离地面的高度为30m ，取重力加速度为2
10m /s g 。

设各雨滴在空气中运动时所受阻力大小相等。

(1)求雨滴下落过程所受空气阻力的大小；
(2)若雨滴与地面的碰撞时间为0.2s ，碰撞后的雨滴速度为零，求碰撞作用力的大小。

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、A
【解析】
由题中“一带电粒子在坐标原点O 处由静止释放”可知本题考查带电粒子在非匀强电场中的运动，根据图像和电势变化可分析本题。

【详解】
A ．由于从坐标原点沿x 轴正方向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x 轴正方向运动，由此可知粒子带负电，故A 正确；
B ．由图可知，图像斜率即为电场强度，在x 1处斜率为零，因此电场强度最小，电场力也最小，故B 错误；
C ．从开始运动到x 1处，电场力做正功，电势能减小，故C 错误；
D ．由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为零， 不能到达x 2处，故D 错误。

2、D
【解析】
①两极板间的电压已知，两极板间的距离已知，根据U Ed =可知云层底面与地面间的电场强度；
②已知积雨云底面面积约为82110m S =⨯，板间距离为300m d =、而静电力常量与空气的介电常数，根据电容器的决定式4S C kd
επ=可以估算电容器的电容； ③根据Q CU =可以估算云层底面所带电量，
故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

3、A
【解析】
两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg ，因此最大速度
与其质量成正比，即v m ∝m ，1122
m v m v =，由图象知v 1＞v 2，因此m 甲＞m 乙；故A 正确，B 错误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g ．故C 错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t 0时间内两球下落的高度不相等；故D 错误；故选A ．
4、B
【解析】
小明静止时受到重力和两根橡皮条的拉力，处于平衡状态，如图所示：
由于12T T mg ==，故两个拉力的合力一定在角平分线上，且在竖直线上，故两个拉力的夹角为120°，当右侧橡皮条拉力变为零时，左侧橡皮条拉力不变，重力也不变；由于三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故左侧橡皮条拉力与重力的合力与右侧橡皮条断开前的弹力反方向，大小等于mg ，故加速度为g ，沿原断裂绳的方向斜向下，故选B 正确，ACD 错误。

5、D
【解析】
导线的等效长度为d ，则所受的安培力为F=BId ，由左手定则可知方向垂直ab 。

故选D 。

6、D
【解析】
A.由于在物体B 下落的过程中摩擦力做负功，所以系统的机械能不守恒，故A 错误；
B.对物体B 分析，受到重力和拉力作用，W 拉力=△E 机，物体B 机械能的减少量等于所受拉力做的功，故B 错误；
C.A 与B 为连接体，物体B 速度达到最大时，物体A 速度也最大，此时A 和B 的加速度为零，所受合力也为零，对物体B 受力分析，绳子的拉力
T B F m g =
对物体A 受力分析
A T F m g F μ+=
弹簧弹力
F kx =
则弹簧伸长了
0.2m 20cm x ==
故C 错误；
D.以A 和B 整体为研究对象，从静止到A 和B 速度达到最大的过程中，由功能关系可得
22A B B A 11()22
m m v m gx m gx kx μ+=-- 代入数据可得
v = 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、ACD
【解析】
A ．02
t 时刻，两部分磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，线框中的磁通量为零，A 正确。

B ．根据楞次定律可知，左侧的导线框的感应电流是逆时针，而右侧的导线框的感应电流也是逆时针，则整个导线框的感应电流方向为逆时针，B 错误。

C ．由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知整个导线框产生感应电动势为左、右两侧电动势之和，即
20
022r B E t =⨯π
由闭合电路欧姆定律，得感应电流大小
200r B E I R t R
==π 故C 正确。

D ．由左手定则可知，左、右两侧的导线框均受到向左的安培力，则所受地面的摩擦力方向向右、大小与线框所受的安培力大小相等，即
()23012120022222B r T B I r B I r B B I r B Ir t R
=⋅+⋅=+⋅==π 故D 正确。

故选ACD 。

8、BC
【解析】
A ．由图乙可知交流电压最大值U m
V ；故A 错误；
B ．输入电压的有效值为220V ，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数 21240V 11
U U == 电压表的示数是40V ，选项B 正确；
C ．流过电阻中的电流为0.5A ，变压器的输入功率是
P 入=P 出=UI =40×0.5W=20W
故C 正确；
D ．变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T =0.02s ，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz ，故D 错误；
故选BC 。

9、ACD
【解析】
A ．由于风云二号是地球同步卫星，故它的运转周期为T E 。

设地球质量为M ，风云二号的质量为m 、轨道半径为r 、周期等于T E ，由万有引力提供向心力得
2
22E Mm G m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭ 在天体的表面有 G 2E
Mm R =mg 由以上两式解得
r =
E R ，故A 正确； BC ．假设每隔T ∆时间赤道上的人可看到A 卫星一次，则有
A E
22()2T T T πππ-∆= 解得
E A E A
T T T T T ∆=- 考虑到两个昼夜看到三次的稳定状态，则有
E 23
T T ∆= 解得
A E 25
T T = 根据开普勒第三定律可知，侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度，故B 错误，C 正确；
D ．设侦查卫星的轨道半径为R ，有牛顿第二定律得：
2
E 22A
4GM m m R R T π= 解得
R =故D 正确。

故选ACD 。

10、BCE
【解析】
本题考查热学相关知识。

【详解】
A.温度是分子的平均动能的标志，而物体的内能不仅与温度有关，还有物体的物质的量、体积、物态有关，故A 错误；
B.液晶是一种比较特殊的物态，它既具有液体的流动性又向某些晶体具有各向异性，故B 正确；
C.根据理想气体状态方程PV C T
=，P 不变，V 增大，温度T 增大，分子的平均动能增大，分子势能可以忽略不计，内能一定增加，故C 正确；
D.空气的相对湿度定义为水的实际气压与同温度下饱和蒸气压之比，故D 错误；
E.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热平衡，温度相同，分子平均动能一定相同，故E 正确。

故选BCE 。

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、22. 50（22.50〜22.52均可） C 23. 0（22.7〜23.2均可）
【解析】
（1）[1]已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，由示数可知此时弹簧的长为22.50cm ；
（2）[2]A.弹簧自身有重力，弹簧竖直悬技时由于自身重力必然有一定的伸长，故弹簧竖直悬挂时测出的长度，才能作为实验中弹簧的原始长度， A 错误；
B.悬挂的钩码太多，有可能会超过弹簧的弹性限度， B 错误；
CD.由于：
k =F x
∆∆ 即k 与弹力的变量△F 及对应的形变量△x 有关，与弹簧的自重无关，C 正确，D 错误．
（3）[3]根据图象有：
k =F x ∆∆=-3-2
300109.833.2-20.410⨯⨯⨯（）N/m=23.0 N/m
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）9m/s 2，向右；（2）43
q =C ；（3）2J 。

（1）a 棒沿弧形轨道下滑h 过程，根据机械能守恒有：
212
a a m gh m v = a 棒进入磁场瞬间感应电动势：
E BLv =
根据闭合电路欧姆定律：
a b
E I R R =+ 对b 棒：
F BIL =安
根据牛顿第二定律：
b F m a =安
解得：9a =m/s 2
由左手定则，b 棒加速度的方向：向右；
（2）对a 、b ：由动量守恒定律得：
()a a b m v m m v =+共
解得：4v =共m/s
对b 棒，应用动量定理：
b BILt m v =共 解得：43
q = C （3）a 、b 棒在水平面内运动过程，由能量转化与守恒定律：
()221122
a a
b m v m m v Q -+=共 根据焦耳定律有：
()2a b Q I R R t =+
2a a Q I R t =
联立解得：2a Q =J
14、 (1)202mv E qd
=；(2)02mv B qd =；(3)00652d d t v v π=+
粒子的运动轨迹如图所示。

(1)在x <-d 的电场区域中粒子做类平抛运动，可知
012d v t =
21112
d a t = 1qE a m
= 由以上三式可得
202mv E qd
= (2)由(1)向中各式可解得
10
2d t v = 粒子在B 点的速度0y v v =
110x v a t v ==
可得
02B v v =
运动轨迹经过B 、C 两点，由几何关系可知，粒子在y <-2d 的磁场区域内运动的轨道半径为
2r d =
运动轨迹对应的圆心角θ=90°
由
22B B v qv B m r
= 可得
021mv B B qd
== (3)由对称性可知，粒子从O 点进入电场时的速度大小为v 0 212E E =
212a a =
在d >x >-d 的电场区城内，粒子沿y 轴负方向运动的位移
20122
v d s a == 粒子将做往返运动
0211
22v t t a == 在两个磁场中的运动周期均为
1
2m T qB π= 粒子在磁场中运动总时间为
31
5542m t T qB π== 由原点O 出发开始。

到第2次到达O 点所用的时间 12300
6522d d t t t t v v π=++=+ 15、 (1) 4f 210N F -=⨯；
(2)310N F -=
【解析】
(1)乙雨滴匀速运动，受力平衡有
f m
g F =乙
解得
4f 210N F -=⨯
雨滴下落过程所受空气阻力的大小42N 10-⨯；
(2)甲雨滴匀加速下落有
22v a h =甲甲甲
又有
f m
g F m a -=甲甲甲
两雨滴碰撞过程动量守恒，有
()1m v m v m m v +=+甲甲乙乙甲乙
整体匀加速下落有
22212v v a h -=合合
又有
()()f m m g F m m a +-=+甲乙甲乙合
与地面碰撞，取竖直向上为正方向，根据动量定理 ()()20F m m g t m m v ⎡⎤⎡⎤-+=--+⎣⎦⎣⎦乙甲乙甲 解得
310N F -=
310N -。