2024学年福建省三明市高三物理第一学期期末调研试题含解析

2024学年福建省三明市高三物理第一学期期末调研试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、质量为m的小球套在竖直的光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．让小球从A点开始释放，此时弹簧处于原长，当小球下降的最大竖直高度为h时到达B点，若全过程中弹簧始终处于弹性限度内，竖直杆与OB的夹角为30°，下列研究小球从A到B全过程的说法正确的是
A．当弹簧与杆垂直时，小球速度最大
B．小球的加速度为重力加速度的位置共有三个
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能增加量大于mgh
2、2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。

“嫦娥四号”初期绕地球做椭圆运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆周运动的卫星，设“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的轨道半径为r、周期为T，已知月球半径为R，不计其他天体的影响。

若在距月球表面高度为h处（h R）将一质量为m的小球以一定的初速度水平抛出，则小球落到月球表面的瞬间月球引力对小球做功的功率P为（）
A．
3
3
8π
2
r
rh
T
B．
3
3
π
2
r
rh
T
C．
34
33
8π
2
r
rh
R T
D．
34
33
π
2
r
rh
R T
3、如图是质谱仪的工作原理示意图，它是分析同位素的一种仪器，其工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，挡板D上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A 2。

若（）
A．只增大粒子的质量，则粒子经过狭缝P的速度变大
B．只增大加速电压U，则粒子经过狭缝P的速度变大
C．只增大粒子的比荷，则粒子在磁场中的轨道半径变大
D．只增大磁感应强度，则粒子在磁场中的轨道半径变大
4、如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角θ=30°．一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行，且小球A正好静止在斜面中点．在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B，两球相距为d．已知两球的质量均为m、电荷量均为+q，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均可视为点电荷．则下列说法不正确的是（）
A．两球之间的库仑力F=k
B．当时，斜面对小球A的支持力为
C．当时，细线上拉力为0
D．将小球B移到斜面底面左端C点，当时，斜面对小球A的支持力为0
5、关于物理学史，正确的是（）
A．库仑利用扭秤实验，根据两电荷之间力的数值和电荷量的数值以及两电荷之间的距离推导得到库仑定律
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应
C．法拉第通过实验总结出法拉第电磁感应定律
D．欧姆通过实验得出欧姆定律，欧姆定律对金属和电解质溶液都适用，但对气体导电和半导体元件不适用
6、如图，固定的粗糙斜面体上，一质量为m的物块与一轻弹簧的一端连接，弹簧与斜面平行，物块静止，弹簧处于原长状态，自由端位于O点。

现用力F拉弹簧，拉力逐渐增加，使物块沿斜面向上滑动，当自由端向上移动L时。

则
（）
A．物块重力势能增加量一定为sin
mgL
B．弹簧弹力与摩擦力对物块做功的代数和等于木块动能的增加量
C．弹簧弹力、物块重力及摩擦力对物块做功的代数和等于物块机械能的增加量
D．拉力F与摩擦力做功的代数和等于弹簧和物块的机械能增加量
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、如图所示，空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球，不考虑两带电小球间的相互作用，两小球的电荷量始终不变，关于小球的运动，下列说法正确的是()
A．沿ab、ac方向抛出的小球都可能做直线运动
B．若小球沿ac方向做直线运动，则小球带负电，可能做匀加速运动
C．若小球沿ab方向做直线运动，则小球带正电，且一定做匀速运动
D．两小球在运动过程中机械能均守恒
8、如图所示，竖直放置的两平行金属板，长为L，板间距离为d，接在电压为U的直流电源上，在两板间加一磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的带正电油滴，从距金属板上端高为h处由静止开始自由下落，并经两板上端连线的中点P进入板间。

油滴在P点所受的电场力与洛伦兹力大小恰好相等，且最后恰好从金属板的下边缘离开。

空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A．油滴刚进入两板间时的加速度大小为g
B．油滴开始下落的高度h＝
2
22 2
U
B d g
C ．油滴从左侧金属板的下边缘离开
D ．油滴离开时的速度大小为2222qU U gL m B d -++ 9、如图所示,绝缘材料制成的半径为R 的内壁光滑圆轨道,竖直放置在水平地面上且左右恰被光滑挡板挡住,圆心O 点固定着电荷量为Q 的场源点电荷.一电荷量为q 、可视为质点的带电小球沿轨道内壁做圆周运动,当小球运动到最高点A 时,地面对轨道的弹力恰好为零.若轨道与小球的质量均为m ,0Q
q > ,忽略小球的电荷对Q 形成的电场的影响，重
力加速度为g ,静电力常量为k .下列说法中正确的是（ ）
A ．轨道内壁的电场强度处处相同
B ．轨道内壁的电势处处相等
C ．运动到与圆心等高的B 点时，小球对轨道的压力大小为24qQ mg k
R
- D ．运动到最低点C 时，小球对轨道的压力大小为7mg
10、示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。

如图所示，不同的带负电粒子在电压为U 1的电场中由静止开始加速，从M 孔射出，然后射入电压为U 2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带负电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则（ ）
A ．若电荷量q 相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等
B ．若比荷q m
相等，则带负电粒子从M 孔射出的速率相等 C ．若电荷量q 相等，则带负电粒子从M 孔射出的动能相等 D ．若不同比荷
q m 的带负电粒子射入，偏转角度θ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）如图所示为一简易多用电表的电路图。

图中E 是电池，R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是定值电阻，其中R 3=20Ω，R 0为滑动变阻器。

表头G 的满偏电流为I 0=250 μA 、内阻为r 0=600Ω。

A 端和B 端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，其中直流电流挡有1 mA 和2.5 mA 两挡。

为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R （最大阻值为99999.9Ω）。

(1)由以上条件可算出定值电阻R 1 =____Ω、R 2=____Ω。

(2)将选择开关与“3”相连，滑动R6的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值R，记录不同阻值R和对应的表头示数I。

在坐标纸上，以R为横坐标轴，以______为纵坐标轴，把记录各组I和R描绘在坐标纸上，平滑连接，所得图像为一条不过原点的直线。

测得其斜率为k、纵截距为b，则多用电表内电池的电动势和内阻分别为_____和__。

（用k、b和已知数据表示）
12．（12分）某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。

通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光
d d h，重力加速度为g。

请回答时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径()
下列问题：
(1)小铁球经过光电门时的瞬时速度v=______（用题中所给字母表示）。

(2)如果d、t、h、g满足关系式2t=______，就可验证机械能守恒定律。

(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案主要的两个优点是______。

A．不需要测出小铁球的质量
B．电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0
C．消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响
D．数据处理大大简化
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，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0T，
在y轴上P点有一粒子源，沿纸面向磁场发射速率不同的粒子，均沿与y轴负方向间夹角θ=30︒的方向，已知粒子质量均为m=5.0×10－8kg，电荷量q=1.0×10－8C，L OP=30cm，取π=3。

（不计粒子间相互作用及粒子重力）
(1)若某粒子垂直x轴飞出磁场，求该粒子在磁场中的运动时间；
(2)若某粒子不能进入x轴上方，求该粒子速度大小满足的条件。

14．（16分）如图，平板小车静止在光滑水平地面上，其右端固定一半圆形光滑轨道BC与车上表面相切于B点，B 端右边x0=2m处有一与小车等高的台阶。

一质量m=2.0kg可视为质点的物块以某－初速度滑上小车最左端A处，当物块运动到小车最右端B处时，小车与台阶相碰后立即静止，此后物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C。

已知小车与轨道的总质量M=1.0kg，轨道半径R=0.5m，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2。

求：
(1)小车的运动时间t；
(2)小车的长度L。

15．（12分）如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，斜面顶点有一光滑定滑轮，物块A和B通过不可伸长的轻绳连接并跨过定滑轮，轻绳与斜面平行，A的质量为m，开始时两物块均静止于距地面高度为H处，B与定滑轮之间的距离足够大，现将A、B位置互换并静止释放，重力加速度为g,求：
（1）B物块的质量；
（2）交换位置释放后，B着地的速度大小．
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、B
【解题分析】
小球A 运动过程如右图所示：
当小球滑至C 点时，弹簧与杆垂直，水平方向弹簧弹力与杆的弹力平衡，小球在竖直方向受重力，则小球的加速度为重力加速度，小球仍向下加速，此时速度不是最大，当合力为零时速度最大，而合力为零的位置应在弹簧与杆垂直位置的下方，故A 错误．在图中A 、D 两位置，弹簧处于原长，小球只受重力，即小球加速度为重力加速度的位置有A 、C 、D 三个，故B 正确；弹簧的形变量先增大后减小再增大，其弹性势能先增大后减小再增大，故C 错误；小球与弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒．根据系统机械能守恒定律可知，小球从A 到B 全过程中增加的弹性势能应等于减少的重力势能mgh ，故D 错误．所以B 正确，ACD 错误．
2、C
【解题分析】
ABCD ．设月球的质量为M ，卫星的质量为m '，卫星绕月球做匀速圆周运动，有
2
224πGMm m r r T
''= 卫星在月球表面时有
2GMm m g R
''=月 联立以上两式解得
23
224πr g T R
=月 小球在月球表面做平抛运动，在竖直方向上有
232228π2y r h v g h T R ==月 则小球落到月球表面瞬间月球引力对小球做功的功率
34
338π2y P mg r m rh R T
v ==月 故选C 。

3、B
【解题分析】
AB ．粒子在电场中加速时，根据动能定理可得
212
mv Uq =① 即
2v Uq m
= 所以粒子质量增大，则粒子经过狭缝P 的速度变小，只增大加速电压U ，则粒子经过狭缝P 的速度变大，A 错误B 正确；
CD ．粒子在磁场中运动时有
2
v qvB m r
=② 联立①②解得
2mU q r B
=
所以只增大粒子的比荷（
q m 增大）或只增大磁感应强度，半径都减小，CD 错误。

故选B 。

4、C
【解题分析】
A. 依据库仑定律，则两球之间的库仑力大小为F= k ，故A 正确；
BC 、当时,则有k = mg ，
对球受力分析，如图所示：
根据矢量的合成法则，依据三角知识，则斜面对小球A的支持力为N= mg；
T= mg，故B正确，C错误；
D. 当小球B移到斜面底面左端C点，对球受力分析，如图所示：
依据几何关系可知，T与F的夹角为120∘，当时，即有k=mg，根据矢量的合成法则，则有电场力沿垂直斜面方向的分力与重力沿垂直斜面方向的分力等值反向，那么斜面对小球A的支持力为N=0，故D正确；
本题选择错误的答案，故选C.
5、D
【解题分析】
A．库仑利用扭秤实验，得到两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的平方成反比，与电量的乘积成正比，从而推导出库仑定律，但当时的实验条件无法测出力的数值和电荷量的数值，选项A错误；
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，不是电磁感应现象，选项B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯通过实验总结出了法拉第电磁感应定律，人们为了纪念法拉第，所以将其命名为法拉第电磁感应定律，故C错误；
D．欧姆定律是个实验定律，适用于金属导体和电解质溶液，对气体导电、半导体导电不适用。

故D正确。

故选D。

6、D
【解题分析】
A．自由端向上移动L时，物块发生的位移要小于L，所以物块重力势能增加量一定小于mgL sinθ，故A错误；B．物块受重力、弹簧的拉力、斜面的支持力和摩擦力，支持力不做功，根据动能定理知：重力、弹簧的拉力、斜面的摩擦力对物块做功的代数和等于物块动能的增加量，故B错误；
C．物块的重力做功不改变物块的机械能，根据机械能守恒定律得：弹簧弹力、摩擦力对物块做功的代数和等于物块
机械能的增加量，故C 错误；
D ．对弹簧和物块组成的系统，根据机械能守恒定律得：拉力F 与摩擦力做功的代数和等于弹簧和物块的机械能增加量，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、AC
【解题分析】
ABC ．先分析沿ab 方向抛出的带电小球，若小球带正电，则小球所受电场力方向与电场强度方向相同，重力竖直向下，由左手定则知小球所受洛伦兹力方向垂直ab 斜向上，小球受力可能平衡，可能做直线运动；若小球带负电，则小球受力不可能平衡。

再分析沿ac 方向抛出的带电小球，同理可知，只有小球带负电时可能受力平衡，可能做直线运动。

若小球做直线运动，假设小球同时做匀加速运动，则小球受到的洛伦兹力持续增大，那么小球将无法做直线运动，假设不成立，小球做的直线运动一定是匀速运动，故A 、C 正确，B 错误；
D ．在小球的运动过程中，洛伦兹力不做功，电场力对小球做功，故小球的机械能不守恒，故D 错误。

故选AC 。

8、ABD
【解题分析】
A.带正电油滴刚到达P 点时受重力、电场力和洛伦兹力的作用，电场力和洛伦兹力等大反向，因此油滴在P 点的合力大小等于重力，由牛顿第二定律可知油滴在P 点的加速度大小为g ，故A 正确；
B.由于油滴在P 点水平方向的合力为零，由力的平衡条件，有 q U d
＝qBv 对油滴从释放到P 点的过程中，由机械能守恒定律，有 mgh ＝
12mv 2 整理后得h ＝2
22
2U gB d ，故B 正确； C.油滴进入平行金属板间后，做加速运动，则电场力小于洛伦兹力，由左手定则可知，油滴所受的洛伦兹力向右，则最终油滴从右侧金属板的下边缘离开，故C 错误；
D.油滴从释放到从右侧金属板的下边缘离开的过程，由动能定理，有
mg （h ＋L ）－q 2U ＝12
mv ′2 油滴离开金属板下边缘时的速度大小
v ′故D 正确。

故选ABD 。

9、BD
【解题分析】 由点电荷的场强公式2
kQ E R =
可知，场源点电荷在轨道内壁处产生的电场强度大小相等，但方向不同，A 错误；轨道内壁上各点到场源点电荷的距离相同，电势相等；带电小球在A 点时,带电小球对轨道的弹力竖直向上,大小等于mg ，轨道对带电小球的弹力竖直向下大小为mg ，在A 点对带电小球有222kQq mv mg R R
-=，从A 到B 由动能定理得221122B mgR mv mv =-，在B 点有22B mv kQq N R R
'-=，联立解得在B 点时轨道对小球的弹力为4N mg '=，根据牛顿第三定律可知在B 点时小球对轨道的压力大小为4mg ，则选项C 错误；在最低点C 时，设轨道时小球的弹力为N '',则22C mv kQq N mg R R ''
--=,由A 到C 由动能定理有2211222c mgR mv mv =-，联立解得=7N mg ''，根据牛顿第三定律知,运动到最低点C 时,小球对轨道的压力大小为7mg ，则选项D 正确．
10、BCD
【解题分析】
A ．设板间距离为d ，由牛顿第二定律得
Uq a md
= 由于粒子的质量未知，所以无法确定带负电粒子在板间的加速度大小关系，故A 错误；
B ．由动能定理得
21012
qU mv = 可得
0v =所以当带负电粒子的比荷
q m
相等时，它们从M 孔射出的速度相等，故B 正确； C ．从M 孔射出的动能
20112
k E mv qU == 所以当带负电粒子的电荷量q 相等时，它们从M 孔射出的动能相等，故C 正确；
D ．如图所示
在偏转电场中有
2001tan θ2y
v U l at v v U d
=== 偏转角度θ与粒子的比荷无关，所以不同比荷
q m 的带负电粒子射入，偏转角度θ相同，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、80 120
1I 4k 170b k - 【解题分析】
(1)[1][2]．选择开关与“1”、“2”相连时为电流表，量程分别为2.5mA 和1mA 。

根据串、并联电路特点有 ()02001
2.5mA I R r I R ++= 00012
1mA r I R I R +=+ 联立解得
180R =Ω
2120R =Ω。

(2)[3]．选择开关与“3”相连，量程为1mA ，根据并联电路特点可知1R 、2R 串联后与表头并联的总电阻为0014
R r =，通过电源的电流为通过表头电流I 的4倍。

根据闭合电路欧姆定律有 ()034E I r R R R =+++
变形为
()03414R R r R I E E
++=+
由此可知横轴为R ，则纵坐标轴为
1I。

[4][5]．斜率 4k E
= 纵截距
()034R R r b E
++= 解得
4E k
= 170b r k =- 12、d t
22d gh BC 【解题分析】
(1)[1]用平均速度代替小铁球经过光电门时的瞬时速度，即
d v t
= (2)[2]若小铁球机械能守恒，则有
212
mv mgh = 可得
2
2
2d t gh = (3)[3]比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点：一是消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响；二是电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0，故BC 正确，AD 错误。

故选BC 。

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)26.2510s -⨯(2)8 m /s v ≤
【解题分析】
(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图所示
由几何关系可得
R 1=0.6m ，∠PO 1Q =150︒
由牛顿第二定律得
2111mv qv B R = 11
2πR T v = 解得运动时间
215036 6.25100
s t T ︒
︒-==⨯ (2)若带电粒子不从x 轴射出，临界轨迹如图所示
由几何关系得
22sin OP R R L θ+=
解得
R 2=0.2m
由牛顿第二定律得
2222
mv qv B R = 解得
28m/s v =
当v ≤8m/s 时粒子不能进入x 轴上方。

14、 (1)1s t =；(2)4m
【解题分析】
(1)对小车，由牛顿第二定律得
mg Ma =μ
解得
a =4m/s 2
小车加速过程
2012
x at =
得 1s t =
(2)物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C ，由牛顿第二定律得
2C v mg m R
= 物块从B 运动到C 的过程，由机械能守恒定律得
2221122
C B mg m R v mv += 联立解得
5m /s B v =
根据牛顿第二定律可得
1mg ma μ=
物块在水平面上的运动可视为反向匀加速
2112
B s v t a t =+ 故
04m L s x =-=
15、 (1)m B =2m ；(2)v 【解题分析】
以AB 组成的整体为研究对象，根据动能定理求出绳断瞬间两物块的速率；绳断瞬间物块B 与物块A 的速度相同，此后B 做竖直上抛运动，根据机械能求出B 上升的最大高度．
【题目详解】
(1)初始时，A 、B 平衡，对系统有：
0sin 30B m g mg =
解得：2B m m =；
(2)交换后，对系统由动能定理：
212322
H mgH mg mv -⋅=⨯
解得：v =
【题目点拨】
本题是连接体问题，运用动能定理和机械能守恒定律结合处理，也可以根据牛顿定律和运动学公式结合研究．。