2024年吉林长春外国语学校高三物理第一学期期末预测试题含解析

2024年吉林长春外国语学校高三物理第一学期期末预测试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、20世纪中叶以后，移动电话快速发展．移动电话机（ ）
A ．既能发射电磁波，也能接收电磁波
B ．只能发射电磁波，不能接收电磁波
C ．不能发射电磁波，只能接收电磁波
D ．既不能发射电磁波，也不能接收电磁波
2、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k ，与入射光频率v 的关系图象。

由图象可知错误的是（ ）
A ．该金属的逸出功等于hv 0
B ．该金属的逸出功等于E
C ．入射光的频率为02
v 时，产生的光电子的最大初动能为2E D ．入射光的频率为2v 0时，产生的光电子的最大初动能为E
3、甲、乙两车在平直公路上沿同一直线运动，两车的速度v 随时间t 的变化如图所示。

下列说法正确的是（ ）
A ．两车的出发点一定不同
B ．在0到t 2的时间内，两车一定相遇两次
C ．在t 1到t 2时间内某一时刻，两车的加速度相同
D ．在t 1到t 2时间内，甲车的平均速度一定大于乙车的平均速度
4、一个不稳定的原子核质量为M ，处于静止状态．放出一个质量为m 的粒子后反冲．已知放出的粒子的动能为E 0，则原子核反冲的动能为( )
A ．0E
B ．0m E M
C ．0m E M m -
D ．02()
Mm E M m - 5、如图所示，木箱置于水平地面上，一轻质弹簧一端固定在木箱顶部，另一端系一小球，小球下端用细线拉紧固定在木箱底部。

剪断细线，小球上下运动过程中木箱刚好不能离开地面。

已知小球和木箱的质量相同，重力加速度大小为g ，若0t 时刻木箱刚好不能离开地面，下面说法正确的是
A ．0t 时刻小球速度最大
B ．0t 时刻小球加速度为零
C ．0t 时刻就是刚剪断细线的时刻
D ．0t 时刻小球的加速度为2g
6、一根轻质弹簧原长为l 0，在力F 作用下伸长了x 。

则弹簧的劲度系数k 是（ ）
A ．0F l
B ．F x
C ．0F x l -
D ．0
+F x l 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、如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。

速度选择器内存在相互正交的匀强磁场1B 和匀强电场E ，1B 磁场方向垂直于纸面向里，平板S 上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。

平板S 右方有垂直于纸面向外的匀强磁场2B ，则下列相关说法中正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．该束带电粒子带负电
C．速度选择器的1P极板带负电D．在2B磁场中运动半径越大的粒子，比荷q
m
越小
8、2019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。

现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度v y及水平方向速度v x与飞行时间t的关系图象，如图所示。

则下列说法正确的是()
A．无人机在t1时刻处于超重状态
B．无人机在0～t2这段时间内沿直线飞行
C．无人机在t2时刻上升至最高点
D．无人机在t2～t3时间内做匀变速运动
9、两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于0
t 时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是（）
A．磁感应强度的大小为0.5 T
B ．导线框运动速度的大小为0.5m/s
C ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D ．在0.4s t =至0.6s t =这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N
10、光滑绝缘的水平地面上，一质量m =1.0kg 、电荷量q =1.0×
10-6 C 的小球静止在O 点，现以O 点为坐标原点在水平面内建立直角坐标系xOy ，如图所示，从t =0时刻开始，水平面内存在沿 x 、 y 方向的匀强电场E 1、E 2，场强大小均
为1.0 ×
107V/m ；t =0.1s 时，y 方向的电场变为-y 方向，场强大小不变；t =0.2s 时，y 方向的电场突然消失，x 方向的电场变为-x 方向，大小222'E E =。

下列说法正确的是（ ）
A ．t =0.3s 时，小球速度减为零
B ．t =0.1s 时，小球的位置坐标是（0.05m ，0.15m ）
C ．t =0.2s 时，小球的位置坐标是（0.1m ，0.1m ）
D ．t =0.3s 时，小球的位置坐标是（0.3m ，0.1m ）
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）某同学采用图甲所示的电路完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验中用电压表测量小灯泡的电压，用多用电表的直流挡测量通过小灯泡的电流。

（1）图甲中多用电表的黑表笔是____________（填“P ”或“Q ”），用多用电表的直流电流挡测量通过小灯泡的电流时，需要将多用电表的两个表笔连接到a 、b 两处，其中黑表笔应与____________（填“a ”或“b ”）连接。

（2）实验配备的器材如下：
A ．待测小灯泡L （“2.5V ，0.2W”）
B ．电压表V （量程0-3V ，阻值约）
C ．多用电表（三个直流电流挡量程分别为1mA ，10mA ，100mA ）
D ．滑动变阻器（阻值范围，额定电流2A ）
E.滑动变阻器（阻值范围，额定电流1A）
F.电池组（电动势4.5V，内阻约为）
G.开关一只，导线若干
为了使测量尽可能地准确且能方便地进行调节，多用电表直流电流挡量程应选____，滑动变阻器应选_______。

（3）该同学选取合适的器材后，用导线将器材按图甲所示的电路连接起来，如图乙所示。

他在实验前进行电路检查时发现漏接了一根导线，请你在乙图上用笔画上这根漏接的导线________。

（4）该同学纠正连线错误后，通过实验测得多组I、U值并描绘出小灯泡的I-U曲线如图丙所示。

由I-U曲线可以看出：当灯泡两端电压时小灯泡的电阻=_____________Ω（保留两位有效数字）；
（5）我们知道，多用电表用久以后，表内电池的电动势会减小而内阻会增大。

那么用久以后的多用电表电流挡测得的电流与真实值相比_____________（填“偏大”，“偏小”或“相同”）。

12．（12分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。

实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。

（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。

A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量
B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池
C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车
D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑
（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。

已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。

（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△E k 与绳子拉力对小车所做功W 的关系图象，他得到的图象应该是_____。

A ．
B ．
C ．
D ．
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，xOy 坐标系在竖直平面内，第一象限内存在方向沿y 轴负方向的匀强电场，第二象限有一半径为R 的圆形匀强磁场区域，圆形磁场区域与x 轴相切于A 点，与y 轴相切于C 点，磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外。

在A 点放置一粒子发射源，能向x 轴上方180°角的范围发射一系列的带正电的粒子，粒子的质量为m 、电荷量为q ，速度大小为v=BqR m
，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

(1)当粒子的发射速度方向与y 轴平行时，粒子经过x 轴时，坐标为（2R ，0），则匀强电场的电场强度是多少?
(2)保持电场强度不变，当粒子的发射速度方向与x 轴负方向成60°角时，该带电粒子从发射到达到x 轴上所用的时间为多少?粒子到达的位置坐标是多少?
(3)从粒子源发射出的带电粒子到达x 轴时，距离发射源的最远距离极限值应为多少?
14．（16分）如图甲所示，A 、B 为两平行金属板，S 为B 板上的小孔，半径3R =的圆与B 板相切于S 处，C 在圆周上，且120SOC ︒∠=。

圆内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场；两板间有分布均匀的电场，电场强度随时间的变化规律如图乙所示。

当0t =时，一靠近S 处的带电粒子由静止释放后，向A 板运动，当6910s t -=⨯时返回S 处，进入磁场后，从C 点离开磁场。

已知粒子的比荷
8110C/kg q m
=⨯，不计粒子重力，粒子不会碰到A 板。

求： (1)664.510910s --⨯~⨯内的场强大小2E ；
(2)磁感应强度大小B 以及粒子在磁场中运动的时间0t （=3.14π，时间保留两位有效数字）。

15．（12分）在直角坐标系xoy平面内存在着电场与磁场，电场强度和磁感应强度随时间周期性变化的图像如图甲所示。

t=0时刻匀强电场沿x轴负方向，质量为m、电荷量大小为e的电子由（－L，0）位置以沿y轴负方向的初速度v0进入第Ⅲ象限。

当电子运动到（0，－2L）位置时，电场消失，空间出现垂直纸面向外的匀强磁场，电子在磁场中运动半周后，磁场消失，匀强电场再次出现，当匀强电场再次消失而匀强磁场再次出现时电子恰好经过y轴上的（0，L）点，此时电子的速度大小为v0、方向为+y方向。

已知电场的电场强度、磁场的磁感应强度以及每次存在的时间均不变，求：
(1)电场强度E和磁感应强度B的大小；
(2)电子从t=0时刻到第三次经过y轴所用的时间；
(3)通过分析说明电子在运动过程中是否会经过坐标原点。

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
移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息．
【题目详解】
因为移动电话能将我们的声音信息用电磁波发射到空中，同时它也能在空中捕获电磁波，得到对方讲话的信息．所以移动电话的声音信息由空间的电磁波来传递，移动电话既能发射电磁波，也能接收电磁波，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

【题目点拨】
本题需要掌握移动电话的电信号通过电磁波进行传递，知道移动电话既是无线电的发射台，又是无线电的接收台． 2、C
【解题分析】
ABD ．根据光电效应方程有
E km =hν－W 0
其中W 0为金属的逸出功，其中
W 0=hν0
所以有
E km =hν－hν0
由此结合图象可知，该金属的逸出功为E 或者W 0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E ，故ABD 正确；
C ．入射光的频率02
v 时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C 错误。

此题选择错误的，故选C 。

3、C
【解题分析】
A ．根据题目所给信息，不能判断两车出发点的关系，因为该图是描述速度与时间变化关系的图像，A 错误；
B ．两图线的交点表示在该时刻速度相等，在0到t 2的时间内，两车有两次速度相等，并不是相遇，B 错误；
C ．v t -图象的斜率表示加速度，在t 1时刻两车速度相等，然后甲做变加速直线运动，乙做匀加速直线运动，在t 2时刻两车又速度相等，所以甲的平均加速度等于乙的加速度，故t 1到t 2时间内在某一时刻，乙图线的斜率和甲图线平行，加速度相等，C 正确；
D ．v t -图象图线与坐标轴围成的面积表示位移，从图可知，在t 1到t 2时间内乙的位移大于甲的位移，所用时间相等，故甲的平均速度一定小于乙的平均速度，故D 错误。

故选C 。

4、C
放出质量为m 的粒子后，剩余质量为M m -，该过程动量守恒，则有：
0)(mv M m v -=
放出的粒子的动能为：
20012
E mv = 原子核反冲的动能： ()212
k E M m v =- 联立解得： 0k m E E M m =
- A.0E 与分析不符，不符合题意； B.
0m E M
与分析不符，不符合题意； C.0m E M m -与分析相符，符合题意； D.02()
Mm E M m -与分析不符，不符合题意。

5、D
【解题分析】
小球运动到最高点时木箱恰好不能离开地面，此时小球速度为零，对木箱受力分析有: F Mg =，对小球受力分析有: mg F ma '+=
又F F '=，M m =，解得:
2m M a g g m
+== A.A 项与 上述分析结论不相符，故A 错误；
B.B 项与 上述分析结论不相符，故B 错误；
C.C 项与 上述分析结论不相符，故C 错误；
D.D 项与 上述分析结论相符，故D 正确。

6、B
【解题分析】
已知弹簧的弹力F 与伸长的长度x ，根据胡克定律
F kx
=
得
F
k
x
=
ACD错误，B正确。

故选B。

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、AD
【解题分析】
A．质谱仪是分析同位素的重要工具，选项A正确；
B．带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该束粒子带正电，选项B错误；C．在平行极板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的1P极板带正电，选项C错误；
D．进入2B磁场中的粒子速度是一定的，根据洛伦兹力提供向心力，有
2
v
qvB m
r
=
得
mv
r
qB
=
知r越大，比荷q
m
越小，选项D正确。

故选AD。

8、AD
【解题分析】
A．根据图象可知，无人机在t1时刻，在竖直方向上向上做匀加速直线运动，有竖直向上的加速度，处于超重状态，故A正确；
B．由图象可知，无人机在t=0时刻，v y=0，合初速度为v x沿水平方向，水平与竖直方向均有加速度，那么合加速度与合初速度不共线，所以无人机做曲线运动，即无人机沿曲线上升，故B错误；
C．无人机在竖直方向，先向上做匀加速直线运动，后向上做匀减速直线运动，在t3时刻上升至最高点，故C错误；D．无人机在t2～t3时间内，在水平方向上做匀速直线运动，而在竖直方向上向上做匀减速直线运动，因此无人机做匀变速运动，故D正确；
故选AD 。

9、BC
【解题分析】
由E –t 图象可知，线框经过0.2 s 全部进入磁场，则速度0.1m/s=0.5m/s 0.2
L v t ==，选项B 正确；E =0.01 V ，根据E =BLv 可知，B =0.2 T ，选项A 错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C 正确；在t =0.4 s 至t =0.6 s 这段时间内，导线框中的感应电流0.01A 2A 0.005E I R =
==，所受的安培力大小为F =BIL =0.04 N ，选项D 错误．
10、AD
【解题分析】
从t =0时刻开始，水平面内存在沿+x 、+y 方向的匀强电场E 1、E 2，场强大小均为71.010V /m ⨯，则由牛顿第二定律可知
qE ma =
小球沿+x 、+y 方向的加速度的大小均为
21210m /s a a ==
经过1s ， t =0. 1s 时，小球沿+x 、+y 方向的速度大小均为
121m /s v v ==
小球沿+x 、+y 方向的位移大小均为
120.05m x x ==
在第2个0. 1s 内，小球沿x 方向移动的距离
22122210.15m 2
x v t a t =+= 沿y 方向移动的距离
222212=012
.05m y v t a t =- 沿y 方向移动的速度
22212'0v v t a t =-=
t =0.2s 时，y 方向的电场突然消失，x 方向的电场变为-x 方向，则在第3个0.1 s 内小球沿+x 方向做匀减速直线运动，由
22qE ma ''=
可知2220m /s a '=，
在第3个0.1s 内，小球沿+x 方向移动的距离
()33231210.1m 2
x at v t a t '=-+= t =0.3s 时，小球的速度微
()23231=0v at v a t '+=-
综上分析可知， AD 正确，BC 错误。

故选AD 。

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、P b 100mA R 1 28 相同
【解题分析】
(1)[1][2]多用电表黑表笔接表的负插孔，故由图可知P 为多用电表的黑表笔；对于多用电表测量时因遵循电流由红表笔进表，由黑表笔出表，故可知黑表笔应与b 连接；
(2)[3][4]根据小灯泡的规格可知电路中电流约为
灯泡电阻约为
故为了测量准确减小误差多用电表直流电流挡量程应选100mA ；滑动变阻器应选R 1；
(3)[5]滑动变阻器是采用的分压式接法，故连接图如图所示
(4)[6]根据图丙可知当灯泡两端电压，电流I =78mA=0.078A ，故此时小灯泡的电阻
(5)[7]使用多用电表电流档测电流时并不会用到表内的电池，即表内电池电动势和内阻的大小对多用电表电流档的测量无影响，故测得的电流与真实值相比是相同的。

12、AC 0.475（0.450～0.500都对） A
【解题分析】
（1）[1]．A ．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A 正确；
B ．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V 的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B 错误；
C ．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C 正确；
D ．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D 错误。

故选：AC 。

（2）[2]．C 点的读数为1.65cm ，E 点的读数为3.55cm ，CE 的距离x CE ＝（3.55﹣1.65）cm ＝1.90cm 。

中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D 点时纸带的速度
v D ＝CE x 2T ＝21.901020.02
-⨯⨯m/s ＝0.475m/s 。

（3）[3]．根据动能定理：W ＝△E k ，小车动能变化△E k 与绳子拉力对小车所做功W 的关系图象是经过原点的一条直线，故A 正确。

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)22B qR m ；(2)(2-32π332m m mR Bq Bq Eq
++；（3qR mE ，0）；(3)R+2qR mE 【解题分析】
(1)根据洛伦兹力提供向心力得 qvB=m 2
v r
解得
r=R
当粒子的发射速度方向与y 轴平行时，粒子经磁场偏转恰好从C 点垂直电场进入电场，在电场中做匀变速曲线运动，因为粒子经过x 轴时，坐标为（2R ，0），所以 R=12
at 2 2R=vt
a=Eq m
联立解得
E=22B qR m
(2)当粒子的发射速度方向与x 轴负方向成60°角时，带电粒子在磁场中转过120°角后从D 点离开磁场，再沿直线到达与y 轴上的F 点垂直电场方向进入电场，做类平抛运动，并到达x 轴，运动轨迹如图所示。

粒子在磁场中运动的时间为
t 1=2π33T m Bq
= 粒子从离开磁场至进入电场过程做匀速直线运动，位移为
x=R （1-cos θ）=32
R 匀速直线运动的时间为
t 2=2-3x m v =（） 由几何关系可得点F 到x 轴的距离为
x 1=R （1+sin θ）=1.5R
在电场中运动的时间为
t 312x a
a=Eq m 解得
t 33mR Eq
粒子到达的位置到y 轴的距离为
x'=vt 33qR mE
故粒子从发射到达到x 轴上所用的时间为
t=2π32m m Bq Bq +（
粒子到达的位置坐标为(。

(3)从粒子源发射出的带电粒子与x 轴方向接近180°射入磁场时，粒子由最接近磁场的最上边界离开后平行x 轴向右运动，且垂直进入电场中做类平抛运动，此时x'接近2R
则
2R=241·2Eq t m
带电粒子在电场中沿x 轴正向运动的距离为
x 2=vt 4=2 该带电粒子距离发射源的极限值间距为
x m =R+214、 (1)300V/m ；(2)3310T -⨯，63.510s -⨯
【解题分析】
(1)61 4.510s t -=⨯，取粒子向下运动为正方向。

10t 内，粒子做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为1a ，
位移大小为1x ，末速度大小为1v ，则
211112
x a t -=- 111v a t -=-
112t t ~内，粒子做类竖直上抛运动，设加速度大小为2a ，则
21112112
x v t a t =-+ 解得
213a a =
根据牛顿第二定律有
11qE ma =
22qE ma =
由题图乙知
1100V/m E =
解得
2300V/m E =
(2)设粒子进入磁场时的速度大小为v ，则
121v v a t =-+
如图所示，由几何关系得 180120302
θ︒︒
︒-==
粒子在磁场中运动的轨道半径
tan R r θ
= 洛伦兹力提供向心力
2
v qvB m r
= 即
mv r qB
= 解得
3310T B -=⨯
粒子在磁场中运动的时间
03r t v π
= 解得 60 3.510s t -≈⨯ 15、 (1)202mv E eL =，2mv B eL 0=；(2)0
(6)L t v π=+；(3)能过原点 【解题分析】
(1)轨迹如图所示
电子由A 点进入第Ⅲ象限，此时空间存在-x 方向的电场，设电子运动到B 点用时为t ，在x 方向上
212
L at = 在-y 方向上
02L v t =
设电场强度为E
eE ma =
解得202mv E eL
=。

在B 点，电子速度为v ，方向与y 轴夹角为α，则
tan at v α= 0cos v v α
= 电子从C 点到D 点可以逆向看成从D 点到C 点的运动，此过程中只有电场，跟A 到B 的过程完全一样。

由几何知识知道EC =L ，OE =L 。

从B 到C ，电子做圆周运动的半径为
R
R L = 设磁感应强度为B
20v evB m R
= 解得2mv B eL
0=。

(2)到D 点后，电子在磁场中运动的半径为r ，半周期后运动到F 点。

20v evB m r
= 电子在磁场中运动周期跟速度大小无关，由
2r T v π= 可得
2m T eB
π= 到F 点之后的运动，周期性重复从A-B -C -D -F 的运动过程，第三次到y 轴时位置是E 点。

每次在电场中运动的时间为t 1
10
2L t v = 每次在磁场中运动的时间为t 2
22
T t = 所以从开始运动到第三次经过y 轴的时间
120
32(6)L t t t v π=+=+ (3)把从B -C -D -F -E 看成一个运动周期，每周期沿+y 方向移动L 。

所以可以判断电子一定会经过坐标原点。