天津市河東區(qū)2024-2025學年高三（上）期末物理試卷(含解析)

第=page11頁，共=sectionpages11頁天津市河東區(qū)2024-2025學年高三（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共5小題，共25分。1.科學研究方法對物理學的發(fā)展意義深遠，實驗法、歸納法、演繹法、類比法、理想實驗法等對揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)十分重要。下列哪個成果是運用理想實驗法得到的(

)A.牛頓發(fā)現(xiàn)“萬有引力定律”

B.庫侖發(fā)現(xiàn)“庫侖定律”

C.法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應現(xiàn)象”

D.伽利略發(fā)現(xiàn)“力不是維持物體運動的原因”2.如圖(a)所示，2023年杭州亞運會田徑賽場上，工作人員利用電子狗撿鐵餅和標槍，這在世界上尚屬首次。電子狗在一次撿鐵餅的過程，速度時間圖像如圖(b)所示，其中2～10s為曲線，其余為直線。下列說法正確的是(

)

A.2～10s時間內(nèi)，電子狗做勻加速直線運動

B.0～10s時間內(nèi)，電子狗的平均速度大小為3m/s

C.16s時，電子狗距離出發(fā)點最遠

D.12s時，電子狗開始反向運動3.“拔火罐”時，醫(yī)生用點燃的酒精棉球加熱一個小罐內(nèi)的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐便緊貼在皮膚上，如圖所示。小罐倒扣在身體上后，在罐中氣體逐漸冷卻的過程中，罐中氣體質(zhì)量和體積均可視為不變，若罐中氣體可視為理想氣體。設加熱后小罐內(nèi)的空氣溫度為80℃，當時的室溫為20℃。下列說法正確的是(

)A.冷卻過程中氣體對外做功 B.冷卻后罐內(nèi)的氣體壓強減小

C.冷卻后每個分子的運動速度均減少 D.冷卻后罐內(nèi)氣體壓強約為原來的25%4.地球物理探礦的一種方法是在大地表面設置一對正、負電極，根據(jù)地下電場的情況推測出地下礦體的分布。如圖所示，某次探礦中電場的分布情況可等效為等量異種點電荷的電場，A、B、C、D為電場中的四個點，其中C、D兩點在兩點電荷連線的中垂線上，下列說法正確的是(

)A.A點比B點電勢高，A點與B點電場強度相等

B.C點比D點電勢高，C點比D點電場強度大

C.負電荷由A點移動到B點，電場力做負功

D.正電荷在B點的電勢能大于在C點的電勢能5.某同學買了一個透明“水晶球”，其內(nèi)部材料折射率相同，如圖甲所示。他測出球的直徑為10cm。現(xiàn)有一束單色光從球上P點射向球內(nèi)，折射光線與水平直徑PQ夾角θ=30°，出射光線恰好與PQ平行，如圖乙所示。已知光在真空中的傳播速度為3×108m/s，下列說法正確的是A.“水晶球”的折射率為3

B.根據(jù)已知條件無法計算光在“水晶球”中的傳播時間

C.僅換用波長更長的單色光，光在“水晶球”中傳播的時間變長

D.增大光線在P二、多選題：本大題共3小題，共15分。6.2024年4月25日，“神舟十八號”載人飛船將三名航天員送入太空，飛船入軌后與空間站完成對接，圖中軌道Ⅰ為載人飛船運行的橢圓軌道，軌道Ⅱ為空間站運行的圓軌道。兩軌道相切于B點，A、B為橢圓軌道Ⅰ的近地點和遠地點，C為軌道Ⅱ上一點，C、A、B在同一條直線上，下列說法正確的是(

)

A.載人飛船的發(fā)射速度大于第一宇宙速度

B.載人飛船完成對接，進入軌道Ⅱ后周期變長

C.載人飛船在軌道Ⅰ上B點的加速度大于空間站在軌道Ⅱ上B點的加速度

D.載人飛船在軌道Ⅰ上B點的速度大于空間站在軌道Ⅱ上C點的速度7.地鐵靠站時列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為10.55eV，下列說法正確的是(

)

A.若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能變小

B.題述b光為氫原子從n=4能級躍遷到n=1能級時發(fā)出的光

C.圖丙中電壓Uc2=2.20V

D.8.圖甲中的理想變壓器原線圈接在圖乙所示的交變電流上，已知原、副線圈的匝數(shù)比為1：4，定值電阻R1、R2的阻值相等，P1位于副線圈的中點，P2位于滑動變阻器的中點。電路中的電表均為理想電表，開關(guān)S斷開。下列說法正確的是(

)A.電壓表的讀數(shù)約為51V

B.只將滑片P1下移，電流表A的示數(shù)變大

C.閉合開關(guān)S，電壓表V的示數(shù)變小，原線圈輸入功率增大

D.開關(guān)S閉合后，將滑片P2上移，電壓表三、實驗題：本大題共3小題，共30分。9.某中學實驗小組的同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。甲、乙兩物塊通過輕繩連接，掛在光滑的定滑輪兩側(cè)，物塊甲和遮光條的總質(zhì)量為M，物塊乙的質(zhì)量為m，重力加速度為g。實驗步驟如下：A.用手托著物塊甲，使系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，測出遮光條上沿到光電門中心的距離H；B.將系統(tǒng)由靜止釋放，通過計算機記錄遮光條通過光電門的擋光時間t；C.多次改變H，重復步驟B。(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度為_____mm。(2)若某次計算機記錄遮光條通過光電門的擋光時間為t0(3)多次改變H，同時記錄遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t，以H為縱軸，以1t2為橫軸作出圖丙所示圖像，若系統(tǒng)的機械能守恒，則圖線的斜率k應滿足的關(guān)系式為k=_____Ω10.某同學利用多用電表測量電學中的物理量。(1)測量電阻兩端電壓時，多用電表黑表筆應接左圖的_____(填“M”或“N”)點。(2)該同學將歐姆擋的選擇開關(guān)撥至“×100”的倍率擋，調(diào)零后測量該電阻，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，不方便讀數(shù)，該同學應將歐姆擋的開關(guān)撥至_____(填“×10”或“×1k”)擋。重新調(diào)零后再次測量該電阻，歐姆表的示數(shù)如右圖所示，該電阻的阻值為R=_____。11.某中學實驗小組的同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。甲、乙兩物塊通過輕繩連接，掛在光滑的定滑輪兩側(cè)，物塊甲和遮光條的總質(zhì)量為M，物塊乙的質(zhì)量為m，重力加速度為g。實驗步驟如下：A.用手托著物塊甲，使系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，測出遮光條上沿到光電門中心的距離H；B.將系統(tǒng)由靜止釋放，通過計算機記錄遮光條通過光電門的擋光時間t；C.多次改變H，重復步驟B。(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度為_______mm。(2)若某次計算機記錄遮光條通過光電門的擋光時間為t0(3)多次改變H，同時記錄遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t，以H為縱軸，以1t2為橫軸作出圖丙所示圖像，若系統(tǒng)的機械能守恒，則圖線的斜率k應滿足的關(guān)系式為k=_______Ω四、計算題：本大題共3小題，共30分。12.水平直軌道AC與半徑R=0.32m的光滑豎直圓軌道相切于B點，A、B間距L=1.0m，BC段光滑，水平地面距直軌道的高度?=0.45m。某同學操縱質(zhì)量m1=0.1kg的遙控賽車，以P=2W的額定功率從A點出發(fā)，沿平直軌道運動到B點，其間受到恒定的阻力Ff=0.3N，當賽車運動到B點，立刻關(guān)閉遙控器，賽車經(jīng)過圓軌道后沿直軌道運動到C點，與質(zhì)量m2=1.0kg的滑塊發(fā)生正碰，碰撞時間極短，碰撞后賽車恰好能通過圓軌道，滑塊則落在水平地面上D點，C、D間的水平距離s=0.30m。賽車和滑塊均可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，g取10m/s2，求：

(1)碰撞后滑塊速度v2的大??；

(2)碰撞前瞬間賽車速度13.如圖所示，兩根電阻不計的平行金屬導軌放置于傾角θ=30°的斜面上，導軌底端接有R=8Ω的電阻，磁感應強度B=0.5T的勻強磁場垂直于斜面向上。質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=2Ω的金屬棒ab由靜止釋放，沿寬度L=2m的導軌下滑。設導軌足夠長，金屬棒ab下滑過程中始終與導軌接觸良好，當金屬棒下滑高度?=3m時，速度恰好達到最大值v=2m/s，g取10m/s2。求：

(1)金屬棒速度最大時的感應電流I；

(2)金屬棒受到的滑動摩擦力的大小Ff；

(3)此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量QR；

(4)此過程中通過電阻R14.在芯片制造過程中，離子注入是其中一道重要的工序．如圖所示是離子注入簡化工作原理的示意圖，一粒子源于A處不斷釋放質(zhì)量為m，帶電量為+q的離子，其初速度視為零，經(jīng)電壓為U的加速電場加速后，沿圖中半徑為R1的圓弧形虛線通過14圓弧形靜電分析器(靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場)后，從P點沿直徑PQ方向進入半徑為R2的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面向外。經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)，離子最后垂直打在平行PQ放置且與PQ等高的硅片上，硅片到PQ的距離為(1)靜電分析器通道內(nèi)虛線處電場強度的大小E；(2)磁感應強度大小B；(3)若加速電壓和靜電分析器中電場的大小可以調(diào)節(jié)，離子在靜電分析器中仍沿虛線圓弧運動，要讓從P點沿直徑PQ方向進入圓形勻強磁場區(qū)域的離子全部打在硅片上，求加速電壓的變化范圍．(結(jié)果用U表示)

答案和解析1.D

【解析】A、牛頓提出萬有引力定律是通過演繹法得到的，故A錯誤；

B、庫侖發(fā)現(xiàn)“庫侖定律”是通過實驗法得到的，故B錯誤；

C、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應理論，是通過控制變量法得出的，故C錯誤；

D、伽利略根據(jù)理想實驗法得出力不是維持物體運動原因的結(jié)論，故D正確。

故選D。2.C

【解析】A.

v?t

圖像切線的斜率表示加速度的大小和方向，2～10s時間內(nèi)，切線的斜率減小，加速度減小，所以電子狗做加速度減小的加速直線運動，A錯誤；B.

v?t

圖像的面積表示位移，0～10s時間內(nèi)，電子狗的位移x大小x>0～10s時間內(nèi)，電子狗的平均速度大小v0～10s時間內(nèi)，電子狗的平均速度大小一定大于3.9m/s，B錯誤；CD.速度始終為正值，表明電子狗一直向正方向運動，所以16s時，電子狗距離出發(fā)點最遠，C正確，D錯誤。故選C。3.B

【解析】A、冷卻過程中氣體體積不變，氣體不對外做功，故A錯誤；

B、冷卻過程中氣體體積不變溫度降低，由查理定律可知冷卻后罐內(nèi)的壓強減小，故B正確；

C、冷卻后溫度降低，分子平均動能減小，分子質(zhì)量不變，平均速率減小，但并非每個分子的運動速度均減少，故C錯誤；

D、由查理定律得P1T1=ΔPΔT，

可知ΔP=ΔTP1T1=60353【解析】A.因為沿電場線方向電勢逐漸降低，所以A點的電勢高于B點的電勢，因為電場線的疏密程度表示電場強度的大小，所以A點的電場強度小于B點的電場強度，故A錯誤；

B.等量異種電荷連線的中垂線是等勢線，所以C點的電勢等于D點的電勢，因為電場線的疏密程度表示電場強度的大小，所以C點的電場強度大于D點的電場強度，故B錯誤；

C.因為A點的電勢高于B點的電勢，所以負電荷由A點移動到B點，電勢能增加，則電場力做負功，故C正確；

D.因為沿電場線方向電勢逐漸降低，且等量異種電荷連線的中垂線是等勢線，所以C點電勢高于B點電勢，所以正電荷在B點的電勢能小于在C點的電勢能，故D錯誤；

故選：C。

5.A

【解析】A.光路圖如圖所示：

由幾何關(guān)系可知，光線射出時的折射角r=2θ

根據(jù)折射定律n=sin2θsinθ=2cosθ=2×32=3

故A正確；

B.光在“水晶球”中傳播的距離為s，直徑為d

根據(jù)數(shù)學知識s=2rcosθ

根據(jù)折射率公式，光在“水晶球”中的傳播速度v=cn

傳播時間t=sv

代入數(shù)據(jù)解得t=5×10?10s，故B錯誤；

C.當入射光的波長變長時，頻率變小，光的折射率也變小，由v=cn可知，光在“水晶球”中的傳播速度變大，根據(jù)n=sinβsinθ′可知θ′6.AB

【解析】A.人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為第一宇宙速度，發(fā)射的軌道越高需要的發(fā)射速度越大，所以載人飛船的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，A正確；B.載人飛船完成對接進入軌道Ⅱ，根據(jù)開普勒第三定律

a3T2=k

，由于

a1<a2

，所以C.對載人飛船，根據(jù)牛頓第二定律GMm可得a=則載人飛船在軌道Ⅰ上B點的加速度等于空間站在軌道Ⅱ上B點的加速度，C錯誤；D.載人飛船在軌道Ⅰ上B點加速做離心運動才能進入軌道Ⅱ，則載人飛船在軌道Ⅰ上B點的速度小于空間站在軌道Ⅱ上C點的速度，D錯誤。故選AB。7.BC

【解析】A.根據(jù)光電效應方程可得E可知光電子飛出陰極時的最大初動能與光的強度無關(guān)，若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能不變，故A錯誤；B.根據(jù)動能定理可得e由圖丙可知，b光對應的遏制電壓大于a光對應的遏制電壓，則b光的光子能量大于a光的光子能量，由于大量處于

n=4

激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，可知b光為氫原子從

n=4

能級躍遷到

n=1

能級時發(fā)出的光，故B正確；C.

b光的光子能量為?根據(jù)e可得U故C正確；D.題述條件下，光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為E故D錯誤。故選BC。8.CD

【解析】A、由圖乙所示圖像可知，變壓器原線圈電壓U1=Um2=512V=5122V，滑片P位于中點，由理想變壓器的變壓比可知，變壓器副線圈電壓U2=n2′n1U1=21×5122V=512V，由于R1=R2，則R1兩端電壓等于R2兩端電壓，電壓表讀數(shù)U=(2)

d(3)

(M+m)【解析】(1)20分度游標卡尺的精確值為

0.05mm

，由圖可知遮光條的寬度為3mm+13×0.05mm=3.65mm(2)若某次計算機記錄遮光條通過光電門的擋光時間為

t0

v=(3)根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可得(M?m)gH=又v=聯(lián)立可得H=可知若系統(tǒng)的機械能守恒，則圖線的斜率k應滿足的關(guān)系式為k=10.(1)M(2)?×10?300【解析】(1)多用電表測量電阻兩端電壓時，根據(jù)“紅入黑出”原則，黑表筆應接電阻流出電流的一側(cè)，故黑表筆應左圖的M點。(2)[1]歐姆測量時，指針偏轉(zhuǎn)角度太大，歐姆表指針對應示數(shù)過小，應將倍率調(diào)小，所以應將歐姆表的開關(guān)撥至×10檔；[2]根據(jù)題圖，歐姆表讀數(shù)為R=30×10Ω=300Ω11.(1)3.65(2)

d(3)

M+m【解析】(1)根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則，可讀出該遮光條的寬度為d=3mm+13×0.05mm=3.65mm(2)遮光條通過光電門時速度的值為v=(3)若系統(tǒng)的機械能守恒，則有MgH?mgH=整理得H=則

H?1tk=12.【解析】(1)碰撞后滑塊做平