2024學(xué)年天津南開中學(xué)高三物理第一學(xué)期期末綜合測試試題含解析

2024學(xué)年天津南開中學(xué)高三物理第一學(xué)期期末綜合測試試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，一物塊相對木板向右從板上A點滑至板上B點，木板上A、B兩點間距離為5米，同時木板在地面上向左滑行3米，圖甲為滑行前，圖乙為滑行后，在此過程中物塊受到木板對它的滑動摩擦力大小為20N，則物塊所受的摩擦力做功為（）A．-160JB．-100JC．100JD．-40J2、如圖，水平桌面上有三個相同的物體a、b、c疊放在一起，a的左端通過一根輕繩與質(zhì)量為kg的小球相連，繩與水平方向的夾角為60°，小球靜止在光滑的半圓形器皿中。水平向右的力F=20N作用在b上，三個物體保持靜狀態(tài)。g取10m/s2。下列說法正確的是（）A．物體a對桌面的靜摩擦力大小為10N，方向水平向右B．物體b受到物體a給的一個大小為20N的摩擦力，方向向左C．物體c受到向右的靜摩擦力，大小為20ND．在剪斷輕繩的瞬間，三個物體一定會獲得向右的加速度3、甲乙兩車在相鄰的平行車道同向行駛，做直線運動，v－t圖像如圖所示，二者最終停在同一斑馬線處，則（）A．甲車的加速度小于乙車的加速度B．前3s內(nèi)甲車始終在乙車后邊C．t=0時乙車在甲車前方9.4m處D．t=3s時甲車在乙車前方0.6m處4、在光滑絕緣水平面上，三個帶電小球a、b和c分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上；a、b帶正電，電荷量均為q，整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。若三個小球均處于靜止狀態(tài)，則c球的帶電量為（）A．+q B．-q C．+2q D．-2q5、我國已掌握“半彈道跳躍式高速再入返回技術(shù)”，為實現(xiàn)“嫦娥”飛船月地返回任務(wù)奠定基礎(chǔ).如圖虛線為地球大氣層邊界，返回器與服務(wù)艙分離后，從a點無動力滑入大氣層，然后經(jīng)b點從c點“跳”出，再經(jīng)d點從e點“躍入”實現(xiàn)多次減速，可避免損壞返回器。d點為軌跡最高點，離地面高h，已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G。則返回器（）A．在d點處于超重狀態(tài)B．從a點到e點速度越來越小C．在d點時的加速度大小為D．在d點時的線速度小于地球第一宇宙速度6、反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似，已知靜電場的方向平行于x軸，其電勢q隨x的分布如圖所示，一質(zhì)量m＝1.0×10﹣20kg，帶電荷量大小為q＝1.0×10﹣9C的帶負電的粒子從（1，0）點由靜止開始，僅在電場力作用下在x軸上往返運動。忽略粒子的重力等因素，則（）A．x軸左側(cè)的電場強度方向與x軸正方向同向B．x軸左側(cè)電場強度E1和右側(cè)電場強度E2的大小之比E1：E2＝2：1C．該粒子運動的周期T＝1.5×10﹣8sD．該粒子運動的最大動能Ekm＝2×10﹣8J二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓環(huán)，圓心為O，OA連線水平，AB為固定在A、B兩點間的光滑直桿，在直桿和圓環(huán)上分別套著一個相同的小球M、N．先后兩達讓小球M、N以角速度ω和2ω隨圓環(huán)一起繞豎直直徑BD做勻速圓周運動．則A．小球M第二次的位置比第一次時離A點近B．小球M第二次的位置比第一次時離B點近C．小球N第二次的豎直位置比第一次時高D．小球N第二次的豎直位置比第一次時低8、如圖所示，光滑絕緣的水平面附近存在一個平行于水平面的電場，其中某一區(qū)域的電場線與x軸平行，現(xiàn)有一個質(zhì)量為0.1kg，電荷量為-2.0×10-8C的滑塊P（可看做質(zhì)點），僅在電場力作用下由靜止沿x軸向左運動．電場力做的功W與物塊坐標x的關(guān)系用圖中曲線表示，圖中斜線為該曲線過點（0.3，3）的切線．則下列說法正確的是（）A．此電場一定是勻強電場B．電場方向沿x軸的正方向C．點處的場強大小為D．與間的電勢差是100V9、如圖甲所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導(dǎo)軌平面的磁場中，磁感應(yīng)強度B的變化情況如圖乙所示（圖示磁感應(yīng)強度方向為正），MN始終保持靜止，則0～t2時間（

）A．電容器C的電荷量大小始終沒變 B．電容器C的a板先帶正電后帶負電C．MN所受安培力的大小始終沒變 D．MN所受安培力的方向先向右后向左10、如圖所示，一光滑絕緣足夠長的斜面與兩個等量同種正點電荷連線的中垂面重合，O為兩點電荷連線的中點。A、B為斜面上的兩點，且。一個帶電荷量為q、質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的小物塊，從A點以初速度v0開始沿斜面下滑，到達B點速度恰好為零。（斜面對電場無影響）以下說法正確的是（）A．小物塊帶正電，從A運動到B點，加速度先增大后減小B．小物塊帶負電，從A運動到B點，電勢能先減小后增大C．小物塊運動到O點時具有最大速度D．小物塊能回到A點，且速度大小等于v0三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的一種探究動量守恒定律的實驗裝置圖。水平桌面固定一長導(dǎo)軌，一端伸出桌面，另一端裝有豎直擋板，輕彈簧的一端固定在豎直擋板上，另一端被入射小球從自然長度位置A點壓縮至B點，釋放小球，小球沿導(dǎo)軌從右端水平拋出，落在水平地面上的記錄紙上，重復(fù)10次，確定小球的落點位置；再把被碰小球放在導(dǎo)軌的右邊緣處，重復(fù)上述實驗10次，在記錄紙上分別確定入射小球和被碰小球的落點位置(從左到右分別記為P、Q、R)，測得OP=x1，OQ=x2，OR=x3（1）關(guān)于實驗的要點，下列說法正確的是___A.入射小球的質(zhì)量可以小于被碰小球的質(zhì)量B.入射小球的半徑必須大于被碰小球的半徑C.重復(fù)實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至B點D.導(dǎo)軌末端必須保持水平（2）若入射球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，則該實驗需要驗證成立的表達式為__（用所給符號表示）；（3）除空氣阻力影響外，請再說出一條可能的實驗誤差來源_______。12．（12分）如圖a所示，某同學(xué)利用下圖電路測量電源電動勢和內(nèi)阻。先將電路中的電壓傳感器d端與a端連接。（1）若該同學(xué)開始實驗后未進行電壓傳感器的調(diào)零而其他器材的使用均正確，則移動滑片后，得到的U-I圖象最可能為___________。A．B．C．D．（2）將電壓傳感器d端改接到電路中c端，正確調(diào)零操作，移動滑片后，得到如圖b所示的U-I圖，已知定值電阻R=10Ω，則根據(jù)圖象可知電源電動勢為_________V、內(nèi)阻為________Ω。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，水平虛線MN、PQ之間有垂直于紙面向里的水平勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，兩虛線間的距離為H，質(zhì)量為m、電阻為R邊長為L的正方形金屬線框abcd在磁場上方某一高度處由靜止釋放線框在向下運動過程中始終在豎直平面內(nèi)，ab邊始終水平，結(jié)果線框恰好能勻速進入磁場線框有一半出磁場時加速度恰好為零，已知L<H，重力加速度為g，求：(1)線框開始釋放時ab邊離虛線MN的距離；(2)線框進磁場過程中通過線框截面的電量q及線框穿過磁場過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱；(3)線框穿過磁場所用的時間．14．（16分）如圖所示，質(zhì)量m1=1kg的木板靜止在傾角為θ=30°足夠長的、固定的光滑斜面上，木板下端上表而與半徑R=m的固定的光滑圓弧軌道相切圓弧軌道最高點B與圓心O等高。一質(zhì)量m2=2kg、可視為質(zhì)點的小滑塊以v0=15m/s的初速度從長木板頂端沿木板滑下已知滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)u=，木板每次撞擊圓弧軌道時都會立即停下而不反彈，最終滑未從木板上端滑出，取重力加速度g=10m/s2。求(1)滑塊離開圓弧軌道B點后上升的最大高度；(2)木板的最小長度；(3)木板與圓弧軌道第二次碰撞時損失的機械能。15．（12分）如圖甲所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ被固定在水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.6m，兩導(dǎo)軌的左端用導(dǎo)線連接電阻R1及理想電壓表，電阻r=2Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止在AB處；右端用導(dǎo)線連接電阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω，導(dǎo)軌及導(dǎo)線電阻均不計．在矩形區(qū)域CDEF內(nèi)有豎直向上的磁場，CE=0.2m，磁感應(yīng)強度隨時間的變化如圖乙所示．在t=0時刻開始，對金屬棒施加一水平向右的恒力F，從金屬棒開始運動直到離開磁場區(qū)域的整個過程中電壓表的示數(shù)保持不變．求：（1）t=0.1s時電壓表的示數(shù)；（2）恒力F的大小；（3）從t=0時刻到金屬棒運動出磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的熱量Q；

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】

物塊所受的摩擦力做的功為：W=Fxcosθ=-20×(5-3)=-40J．A．-160J，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．-100J，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．100J，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．-40J，與結(jié)論相符，選項D正確；故選D．【題目點撥】本題主要考查了恒力做功公式的直接應(yīng)用，知道功是力與力的方向上的位移的乘積．2、B【解題分析】

A．對受力分析在豎直方向則繩子拉力為對、、整體受力分析，水平方向根據(jù)平衡條件則桌面對的靜摩擦力方向水平向右，大小為根據(jù)牛頓第三定律可知，對桌面的靜摩擦力大小為，方向水平向左，A錯誤；B．對、整體受力分析，水平方向根據(jù)平衡條件可知物體b受到物體a給的一個大小為20N的摩擦力，方向向左，B正確；C．對受力分析可知，物體僅受重力和支持力，受到的摩擦力為0，C錯誤；D．地面對、、整體的最大靜摩擦力大小未知，在剪斷輕繩的瞬間，系統(tǒng)的運動狀態(tài)未知，D錯誤。故選B。3、D【解題分析】

A．根據(jù)v－t圖的斜率大小表示加速度大小，斜率絕對值越大加速度越大，則知甲車的加速度大于乙車的加速度，故A錯誤；BCD．設(shè)甲運動的總時間為t，根據(jù)幾何關(guān)系可得解得在0－3.6s內(nèi)，甲的位移0－4s內(nèi)，乙的位移因二者最終停在同一斑馬線處，所以，t=0時乙車在甲車前方0－3s內(nèi)，甲、乙位移之差因t=0時乙車在甲車前方8.4m處，所以t=3s時甲車在乙車前方0.6m處，由此可知，前3s內(nèi)甲車先在乙車后邊，后在乙車的前邊，故BC錯誤，D正確。故選D。4、D【解題分析】

a、b帶正電，要使a、b都靜止，c必須帶負電，否則勻強電場對a、b的電場力相同，而其他兩個電荷對a和b的合力方向不同，兩個電荷不可能同時平衡，設(shè)c電荷帶電量大小為Q，以a電荷為研究對象受力分析，根據(jù)平衡條件得c、b對a的合力與勻強電場對a的力等值反向，即為：=×cos所以C球的帶電量為-2qA．+q與分析不符，故A錯誤；B．-q與分析不符，故B錯誤；C．+2q與分析不符，故C錯誤；D．-2q與分析不符，故D正確。5、D【解題分析】

A．d點處做向心運動，向心加速度方向指向地心，應(yīng)處于失重狀態(tài)，A錯誤；B、由a到c由于空氣阻力做負功，動能減小，由c到e過程中只有萬有引力做功，機械能守恒，a、c、e點時速度大小應(yīng)該滿足，B錯誤；C、在d點時合力等于萬有引力，即故加速度大小C錯誤；D、第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，其他軌道的環(huán)繞速度都小于第一宇宙速度，D正確。故選D。6、D【解題分析】

A．沿著電場線方向電勢降落，可知x軸左側(cè)場強方向沿x軸負方向，x軸右側(cè)場強方向沿x軸正方向，故A錯誤；：B．根據(jù)U＝Ed可知：左側(cè)電場強度為：E1＝V/m＝2.0×103V/m；右側(cè)電場強度為：E2＝V/m＝4.0×103V/m；所以x軸左側(cè)電場強度和右側(cè)電場強度的大小之比E1：E2＝1：2，故B錯誤；C．設(shè)粒子在原點左右兩側(cè)運動的時間分別為t1、t2，在原點時的速度為vm，由運動學(xué)公式有：vm＝t1同理可知：vm＝t2；Ekm＝mvm2；而周期：T＝2（t1+t2）；聯(lián)立以上各式并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：T＝3.0×10﹣8s；故C錯誤。D．該粒子運動過程中電勢能的最大值為：EPm＝qφm＝﹣2×10﹣8J，由能量守恒得當電勢能為零時動能最大，最大動能為Ekm＝2×10﹣8J，故D正確；二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解題分析】

設(shè)AB與豎直方向夾角為θ，則mgtan450=mω2r，則當ω變?yōu)?ω時，r變?yōu)樵瓉淼?/4，則小球M第二次的位置比第一次時離A點遠，離B點近，選項A錯誤，B正確；對放在N點的小球：mgtanα=mω2Rsinα，則，則當ω越大，α越大，物體的位置越高，故選項C正確，D錯誤；故選BC。8、BD【解題分析】根據(jù)W=Eqx可知，滑塊B向左運動的過程中，隨x的增加圖線的斜率逐漸減小，則場強逐漸減小，此電場一不是勻強電場，選項A錯誤；滑塊B向左運動的過程中，電場力對帶負電的電荷做正功，則電場方向沿x軸的正方向，選項B正確；點x=0.3m處的場強大小為，則，選項C錯誤；x=0.3m與x=0.7m間，電場力做功為W=2×10-6J，可知電勢差是，選項D正確；故選BD.9、AD【解題分析】

A、B：由乙圖知，磁感應(yīng)強度均勻變化，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，回路中產(chǎn)生恒定電動勢，電路中電流恒定，電阻R兩端的電壓恒定，則電容器的電壓恒定，故電容器C的電荷量大小始終沒變．根據(jù)楞次定律判斷可知，通過R的電流一直向下，電容器上板電勢較高，一直帶正電．故A正確，B錯誤；C：根據(jù)安培力公式F＝BIL，I、L不變，由于磁感應(yīng)強度變化，MN所受安培力的大小變化，故C錯誤．D：由右手定則判斷得知，MN中感應(yīng)電流方向一直向上，由左手定則判斷可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，故D正確．故選AD．10、BD【解題分析】

AB．從A到B，物塊的動能和重力勢能均減小，則機械能減小，電勢能變大，電場力對滑塊做負功，可知滑塊帶負電，從A到O，電場力做正功，電勢能減??；從O到B電場力做負功，電勢能變大；因在O點兩側(cè)斜面上都存在一個場強最大的位置，此位置與AB兩點的位置關(guān)系不確定，則不能確定滑塊加速度的變化情況，選項A錯誤，B正確；C．因滑塊在O點以下某位置時，受到向下的重力、垂直斜面的支持力以及沿斜面向上的電場力，三力平衡時加速度為零，速度最大，可知小物塊運動到O點以下某位置時具有最大速度，選項C錯誤；D．小物塊到達最低點后，加速度沿斜面向上，由能量關(guān)系可知，滑塊能回到A點，且速度大小等于v0，選項D正確。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、CD軌道摩擦的影響：確認落點P、Q、R時的誤差：，，的測量誤差【解題分析】

（1）[1]A．為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射小球的質(zhì)量必須大于被碰小球的質(zhì)量，故A錯誤；B．為使兩球發(fā)生正碰，入射小球的半徑必須與被碰小球的半徑相同，故B錯誤；C．為了保證入射球每次到達桌面邊緣的速度相同，則重復(fù)實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至B點，從而讓入射球獲得相同的彈性勢能，故C正確；D．為了保證兩球碰后都能做平拋運動從而能求出飛出時的速度，導(dǎo)軌末端必須保持水平，故D正確。故選CD。（2）[2]兩球碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，以向右為正方向，有小球做平拋運動的時間t相等，兩邊同時乘以t，有結(jié)合碰撞前后的小球落點情況，換算水平距離后，有，，可得（3）[3]除空氣阻力影響外，本實驗其它的誤差有：軌道摩擦的影響；確認落點P、Q、R時的誤差；，，的測量誤差。12、B3.00.53【解題分析】

（1）該同學(xué)開始實驗后未進行電壓傳感器的調(diào)零，則電路電流為0時，電壓傳感器有示數(shù)，不為0，作出的U-I圖象中，電壓隨電流的增大而增大，但縱坐標有截距，觀察圖b中的圖象可知B符合；（2）將電壓傳感器d端改接到電路中c端，則電壓傳感器測量的是滑動變阻器的電壓，但由于正負接線接反了，因此測量的數(shù)值會變?yōu)樨撝?，計算時取絕對值即可，根據(jù)如圖（c）所示的U-I圖可知，電源電動勢為3V，由閉合電路的歐姆定律有：，當U=2V時，I=0.095A，即，解得：內(nèi)阻r≈0.53Ω。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)(2)(3)【解題分析】

(1)由于線框能勻速進入磁場，設(shè)進入磁場過程速度為根據(jù)機械能守恒得：進入磁場過程，線框中感應(yīng)電動勢：線框中電流為：根據(jù)力的平衡有：解得：(2)線框進磁場的過程中：平均電流為：通過線框的電量為：解得：由于線框有一半出磁場時加速度為0，即線框剛好出磁場時的速度大小等于根據(jù)能量守恒，線框穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量：解得：(3)線框進