山西省运城市2024-2025学年高三上学期期末调研测试物理试题

这是一份山西省运城市2024-2025学年高三上学期期末调研测试物理试题，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题）
1．一物体静止在光滑水平面上，现对物体施加一向东的恒力F，历时1.5s；随即把此力改为向西，大小不变，历时1.5s；接着又把此力改为向东，大小不变，历时1.5s；如此反复，只改变力的方向，共历时25s，在此25s内（ ）
A．物体时而向东运动，时而向西运动，25s末静止于初始位置之东
B．物体时而向东运动，时而向西运动，25s末继续向东运动
C．物体一直向东运动，25s末继续向东运动
D．物体一直向东运动，25s末静止于初始位置
2．如图所示是我国自主研究设计的舰载机返回航母甲板时电磁减速的简化原理图。固定在绝缘水平面上足够长的平行光滑金属导轨，左端接有定值电阻，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，导轨的电阻不计。舰载机等效为电阻不计的导体棒PQ，当导体棒PQ以一定初速度水平向右运动过程中，其速度v、加速度a随运动时间t的关系图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．图（a）为一列简谐横波在t=4s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播，波速为0.5m/sB．0~2s时间内，P向y轴正方向运动
C．0~2s时间内，P沿x轴运动的路程为8cmD．质点P在t=7s时速度为零
4．如图，一束光从空气射入玻璃三棱镜，经折射后射出a、b两束光线，则（ ）
A．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
B．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小
C．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
D．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失
5．如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成60°角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m 的小球，现给小球施加一个水平向右由零缓慢增大到的力，使小球缓慢上升到绳3与水平面成30°角时保持静止。已知重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳3受到的拉力最大值为
B．的大小为
C．绳1受到的拉力先增大后减小
D．绳2受到的拉力不变
6．一质量为的带负电小球，从电场中A点由静止释放，只在电场力的作用下先后沿直线经B、C两点，其运动过程的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．从B点到C点，电场力做功16.5J
B．从A点到C点，小球加速度逐渐增大
C．从B点到C点的过程中，小球的平均速度等于
D．电场方向由A指向C
7．近年来，中国载人航天工程顺利推进，商业航天蓬勃发展，嫦娥、天舟、神舟等系列任务取得圆满成功，彰显了中国航天的强大实力和创新能力。现有甲、乙两颗人造卫星动能相等，均绕地球做匀速圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列说法正确的是（ ）
A．甲线速度是乙线速度的倍
B．甲质量是乙质量的2倍
C．甲周期是乙周期的2倍
D．甲向心加速度是乙向心加速度的2倍
二、多选题（本大题共3小题）
8．如图是电动升降机的内部结构示意图。理想变压器的原线圈两端接入如图所示正弦交流电源，原、副线圈的匝数比为 4∶1，副线圈与一个交流电流表和一个电动机串联。开关S闭合后，电动机带动质量为的物体以的速度匀速上升，此时电流表读数为2A，重力加速度，则（ ）
A．原线圈两端正弦交流电压瞬时值
B．电动机的输入功率为110W
C．电动机的效率15%
D．电动机线圈电阻
9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个定值电阻阻值均为R，电容为C的电容器间用绝缘细线悬挂一带电小球，开关闭合，断开，小球向左偏离竖直方向。已知电容器间距足够大，下列说法正确的是（ ）
A．小球带正电
B．闭合，稳定后，与断开时相比，电流表示数变小
C．、均闭合，带电小球也向左偏离竖直方向
D．、均闭合，稳定后，向右移动滑动变阻器的滑片时，悬挂小球的细线与竖直方向的夹角增大
10．一个质量为的长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一个质量为的小物块；在木板右方有一墙壁，如图（a）所示。时刻开始，小物块与木板一起以共同的初速度向右运动，时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短），碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；小物块与长木板运动的图线如图（b）所示，且小物块始终未离开木板。木板与地面间的动摩擦因数，小物块与木板间的动摩擦因数。重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．，
B．木板的最小长度为
C．整个过程，小物块与长木板间因摩擦产生的内能为
D．木板右端离墙壁的最终距离
三、实验题（本大题共2小题）
11．了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域都有十分重要的意义。某实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有（ ）
A．摆线要选择细些、伸缩性尽量小些、适当长一些的
B．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始拉开摆球时，应使摆角大一些
C．为保证摆球摆动时摆长不变，应用夹子夹住摆线上端
D．拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔即为单摆周期T
(2)该组同学正确操作后，测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图像如图所示，根据图中数据，可算出重力加速度为 （取，结果保留三位有效数字），仅考虑该数据处理方法，得到的加速度g与真实值相比 （填偏大、偏小或相同），理论上是一条过坐标原点的直线，造成该图像不过坐标原点的原因是 。
12．用伏安法测定一个阻值约为的待测电阻阻值，实验室提供如下器材：
电池组：电动势，内阻不计；
电流表：量程，内阻约为；
电流表：量程，内阻为；
滑动变阻器：阻值范围，额定电流；
电阻箱，阻值范围，额定电流；
开关、导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量的阻值，请回答下列问题：
(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表 填写器材代号与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到 ，这样可以改装成一个量程为的电压表。
(2)在图中画出完整测量阻值的电路图,并在图中标明器材代号。
(3)调节滑动变阻器，两表的示数如图所示，可读出电流表的示数是 ，测得待测电阻的阻值是 。（结果保留三位有效数字）
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图所示，光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，圆弧轨道的圆心角，轨道半径为R。质量为m的小球P将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后与放在B点的质量为的小球Q发生弹性碰撞，碰后立即将小球P取走，碰后瞬间，小球Q的速度大小为，之后沿轨道运动。所有摩擦均不计，重力加速度为g。求：
(1)小球Q经过O点时的速度大小v；
(2)弹簧压缩至A点时的弹性势能。
14．如图，在平面直角坐标系的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为q（），质量为m的粒子从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限，不计粒子重力。求：
(1)匀强电场的场强大小E；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B。
15．如图所示，间距的平行且足够长的导轨由倾斜、水平两部分组成，倾斜部分倾角，在倾斜导轨顶端连接一阻值的定值电阻，质量的金属杆垂直导轨放置且始终接触良好，整个区域有垂直于倾斜导轨所在斜面向下、磁感应强度的匀强磁场。现让金属杆从距水平导轨高度处由静止释放，金属杆在倾斜导轨上先加速再匀速运动，然后进入水平导轨，再经过位移速度减为零。已知金属杆与导轨间的动摩擦因数，导轨与金属杆的电阻不计，金属杆在两部分导轨衔接点机械能损失忽略不计，重力加速度，，。求：

(1)金属杆匀速运动时的速度大小v；
(2)金属杆在倾斜导轨上运动时，通过电阻 R 的电荷量q和电阻R上产生的焦耳热Q；
(3)金属杆在水平导轨上运动时所受摩擦力的冲量大小I。
参考答案
1．【答案】C
【详解】物体静止在光滑水平面上，水平方向只受恒力的作用，开始1.5s物体向东加速运动，接下来1.5s向东减速运动，依次循环，物体一直向东运动，由于在加速时间与减速时间相等时，24s时，物体的速度是零，第25s时物体继续向东加速运动。
选C。
2．【答案】A
【详解】AB．导体棒切割磁感线产生感应电动势为
电路中的电流为
导体棒受到向左的安培力，大小为
导体棒的加速度为
由于速度减小，所以加速度逐渐减小，图像的斜率逐渐减小，A正确，B错误；
CD．根据
可知，速度减小，加速度减小，即速度变化越来越慢，加速度减小的越来越慢，所以图线的斜率减小，CD错误。
选A。
3．【答案】B
【详解】A．由振动图像可知，t=4s时刻，x=0.5m处的质点在平衡位置向上振动，结合波形图可知，该波沿x轴负方向传播，波速为
选项A错误；
B．t=4s时P点位于最低点，则0~2s时间内，P由最低点向最高点运动，即向y轴正方向运动，选项B正确；
C．质点P只在平衡位置附近振动，沿x轴方向不运动，选项C错误；
D．质点P在t=7s时在平衡位置，则速度最大，选项D错误。
选B。
4．【答案】D
【详解】A．由图可知a光的折射角小于b光的折射角，所以a光的折射率大于b光的折射率，A错误；
B．由于a光的折射率大于b光的折射率，所以b光的波长大于a光的波长，因此通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距比较大。B错误；
C．根据折射率与波速的关系式可知：在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，C错误；
D．若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则光的入射角减小，所以折射角减小；光从玻璃射向空气中的入射角增大，由于a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的临界角小于b光的临界角，因此随着光束的入射角逐渐减小，折射光线a首先消失，D正确。
选D。
5．【答案】D
【详解】AB．对小球受力分析，如图所示
设绳子与水平方向的夹角为，根据平衡条件可得，
从竖直位置缓慢将小球拉至绳3与水平面成30°角时，逐渐减小，绳子的拉力逐渐增大，当时，绳子的拉力最大，此时，
AB错误；
CD．对绳子结点O受力分析如图所示，设细绳3与水平方向的夹角为
结合上述结论，根据竖直方向平衡条件可得
小球在上升的过程中，绳2的拉力不变。水平方向上，则有
小球在上升的过程中，绳子与水平方向的夹角逐渐减小，变小，绳1上的拉力逐渐增大，C错误，D正确。
选D。
6．【答案】A
【详解】A．从B点到C点，根据动能定理有J
A正确；
B．根据图像的斜率可知，从A点到C点，小球加速度先增大后减小，B错误；
C．若小球做匀变速直线运动，则从B点到C点的过程中，平均速度为
由图像与坐标轴围成的面积可知，从B点到C点的过程中，位移大于匀变速直线运动的位移，则平均速度应大于，C错误；
D．根据图线可知，带电小球从A点由静止释放，速度逐渐增大，说明小球所受电场力的方向由A指向C，小球带负电，电场强度的方向由C指向A，D错误；
选A。
7．【答案】B
【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
得
与轨道半径的平方根成反比。甲的轨道半径是乙的2倍，甲的线速度为乙的倍，A错误。
B．甲、乙动能相等，动能公式为，把代入动能表达式，得
即甲的质量是乙的2倍，B正确。
C．根据
得周期
求得甲的周期为乙的倍，C错误。
D ．根据
向心加速度
求得甲的加速度为乙的，D错误。
选B。
8．【答案】BD
【详解】A．根据题图表达式，可得原线圈两端正弦交流电压瞬时值
A错误；
B．根据理想变压器，可得电动机输入电压有效值为
电动机的输入功率
B正确；
C．电动机的输出功率
则电动机的效率为
C错误；
D．电动机的内部损耗功率为
求得电动机线圈电阻
D正确。
选BD。
9．【答案】AD
【详解】A．开关闭合，断开时，根据电路可知电容器右极板为正，左极板为负，得电场方向水平向左，已知小球向左偏离竖直方向，受力应如图所示
小球受竖起向下的重力，沿细线方向的拉力，根据题意，其两力合力应水平向右，由平衡条件可知，那么小球受到的电场力水平向左，则小球带正电，A正确；
B．闭合，稳定后，根据电路分析可知，电路多了一并联支路，使定值电阻R与另两个定值电阻R并联，与断开时相比，电路总电阻变小，则由
可知电流表示数变大，B错误；
C．当、均闭合，根据电路分析可知电容器右极板为负，左极板为正，得电场方向水平向右，小球受到水平向右的电场力，则带电小球向右偏离竖直方向，C错误；
D．、均闭合，稳定后，向右移动滑动变阻器的滑片时，变小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律
可知电路总电流变大，则电容器所在支路两端电压变大，电容器电压变大，由
可知电场强度变大，由
可知小球受到水平方向电场力增大，则悬挂小球的细线与竖直方向的夹角增大，D正确。
选AD。
10．【答案】ABD
【详解】A．由图（b）可知，碰撞前，二者以共同的加速度做减速运动，根据牛顿第二定律有
由图像可知
联立解得
长木板与墙壁碰撞后，物块继续减速运动，此时物块的加速度为
对物块受力分析，由牛顿第二定律可得
解得，A正确；
B．碰撞后，选取向右的方向为正方向，两物体的初速大小均为，方向相反，对于物块而言，其加速度为
对与长木板而言则有
解得
设经过时间二者共速，则有
解得
二者的共同速度
方向水平向左，此过程物块的位移
长木板的位移
即板的位移大小为4.5m，方向水平向左，木板的最小长度为
B正确；
C．整个过程中，小物块与长木板间因摩擦产生的热量
C错误；
D．结合上述分析可得，二者从共速到停止运动的时间
作出木板碰撞后的图像如下
根据图像与坐标轴围成的面积为位移的大小，可得木板右端离墙壁的最终距离
D正确。
选ABD。
11．【答案】(1)AC
(2) 9.86 相同 测摆长时未加小球的半径
【详解】（1）A．为了减小实验误差和摆线对实验的影响，摆线选择细些、伸缩性尽量小些、适当长一些的，A正确；
B．可以通过适当增加摆长来增大单摆的周期，但摆角不能过大，B错误；
C．为保证摆球摆动时摆长不变，应用夹子夹住摆线上端，C正确；
D．在摆球摆动平衡位置时开始计时，且记录摆球摆动若干次全振动的总时间，再计算单摆的周期，以减小实验误差，D错误。
选AC。
（2）[1][2][3]由于图像不过原点，可能在计算周期时没有考虑小球的半径，设小球的半径为r，则单摆的周期为
整理可得
在图像中，其斜率始终不变，即为
代入数据解得
12．【答案】(1) 8000
(2)
(3) 8.0 191
【详解】（1）[1]由于电流表的电阻已知，可以利用与变阻箱串联改装成电压表；
[2]根据欧姆定律可得
代入数据解得
（2）由于待测电阻的阻值，电流表采用外接法；滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下
（3）[1]由图可知，电流表的示数为
[2]电流表的示数为，待测电阻两端的电压
通过待测电阻的电流
待测电阻的阻值
13．【答案】(1)
(2)
【详解】（1）小球Q从B到O，根据动能定理有
解得小球Q经过O点时的速度大小为
（2）小球P、Q弹性碰撞，根据动量守恒定律可得
机械能守恒定律，则有
联立解得弹簧压缩至A点时的弹性势能
14．【答案】(1)
(2)
【详解】（1）粒子从A到M的过程，x方向匀加速 ，
y方向匀速
联立解得
（2）由题意，画出粒子运动轨迹如图。
粒子在电场中运动时，由动能定理得
求得粒子进入磁场时的速度
方向与y轴正方向成，
设粒子在磁场中做匀速圆周的半径为，根据几何关系有
得
在磁场中洛伦兹力提供向心力
解得
15．【答案】(1)
(2)，
(3)
【详解】（1）金属杆匀速运动时所受合力为零，有，
联立，代入数据解得
（2）通过电阻 R 的电荷量
解得
根据能量守恒，电阻 R 产生的焦耳热为
解得
（3）金属杆在水平导轨上运动时，根据动量定理有 ，
解得