天津市五區(qū)縣重點校2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期1月期末物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2025學(xué)年天津市五區(qū)縣重點校高三（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共5小題，共25分。1.夏天，從湖底形成的氣泡，在緩慢上升到湖面的過程中沒有破裂。若越接近水面，湖內(nèi)水的溫度越高，大氣壓強(qiáng)不變，將泡內(nèi)氣體視為理想氣體。則在氣泡緩慢上升的過程中，對于泡內(nèi)的氣體，下列說法正確的是(

)A.氣體體積不變B.氣體對外界做功，導(dǎo)致內(nèi)能減少

C.單位時間內(nèi)對氣泡壁單位面積的撞擊力減小D.氣泡內(nèi)氣體溫度升高，導(dǎo)致放熱2.圖甲所示的救生緩降器是一種可使人沿繩下降的安全營救裝置。如圖乙所示，高層建筑工人在一次險情中，從H=30m高的地方通過緩降器由靜止開始下落，其下落過程的v-t圖像如圖丙所示，落地瞬間速度恰好減為零。假設(shè)工人在加速和減速過程的加速度大小相等，已知工人的質(zhì)量m=60kg，g=10m/s2。下列說法正確的是(

)A.工人勻速下落的位移大小為6m

B.0～2s內(nèi)，鋼絲繩對工人的拉力大小為360N

C.工人整個下降過程所用的時間為4.6s

D.全程緩降器對工人做正功3.圖甲為交警常用酒精濃度檢測儀，可對駕駛員進(jìn)行酒精測試，其工作原理如圖乙所示，R為氣敏電阻，其阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r，電路中的電表均為理想電表，R0為定值電阻，且R0=r。當(dāng)酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是A.電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大

B.電源的輸出功率變小

C.電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I之比保持不變

D.電壓表示數(shù)變化量ΔU與電流表示數(shù)變化量ΔI之比的絕對值保持不變4.2024年4月25日，神舟十八號載人飛船與距地表約400km的空間站順利完成徑向?qū)?，這種對接比前向和后向?qū)痈y。徑向?qū)訒r飛船在空間站正下方200m的“停泊點”處調(diào)整為垂直姿態(tài)，在發(fā)動機(jī)的推力作用下，與空間站保持相對靜止。準(zhǔn)備好后，再逐步上升到“對接點”，最終與空間站完成對接。飛船和空間站對接后，組合體繞地球做勻速圓周運動。已知地球同步衛(wèi)星位于地面上方高度約36000km處。下列說法正確的是(

)

A.飛船維持在200m“停泊點”的狀態(tài)時，其角速度大于空間站的角速度

B.飛船維持在200m“停泊點”時，處于平衡狀態(tài)

C.與地球同步衛(wèi)星相比，組合體的角速度更大

D.對接穩(wěn)定后，空間站的線速度減小5.2022年珠海航展上殲-20表演了雙機(jī)盤旋、雙機(jī)水平交叉、大仰角轉(zhuǎn)彎脫離等精彩動作。飛機(jī)從水平平飛一段時間，轉(zhuǎn)入豎直圓弧面向上爬升，如圖所示，假設(shè)飛機(jī)沿圓弧運動時速度大小不變，發(fā)動機(jī)推力方向沿軌跡切線，飛機(jī)所受升力垂直于機(jī)身，空氣阻力大小不變，則飛機(jī)沿圓弧運動時(

)A.飛機(jī)所受合外力為零B.飛機(jī)發(fā)動機(jī)推力的大小逐漸增大

C.飛機(jī)克服重力做功功率保持不變D.飛機(jī)發(fā)動機(jī)推力所做的功等于機(jī)械能的增加量二、多選題：本大題共3小題，共15分。6.如圖甲所示，粗糙U形導(dǎo)線框固定在水平面上，右端放有一金屬棒PQ，個裝置處于豎直方向的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙規(guī)律變化，規(guī)定豎直向上為正方向，整個過程金屬棒保持靜止。下列說法正確的是(

)A.t0時刻，回路中無感應(yīng)電流

B.0～2t0時間內(nèi)，回路中磁通量的變化率不變

C.0～2t0時間內(nèi)，金屬棒PQ的熱功率先減小，后增大

7.如圖所示，帶電粒子(不計重力)在如圖四種器件中運動，下列說法正確的是(

)

A.甲圖中，含有大量正、負(fù)離子的廢液從直徑為d的圓柱形容器甲右側(cè)流入左側(cè)流出，磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，M、N兩點間電壓為U，則廢液流量Q=πUd4B

B.乙圖中，不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場、磁場時，擊中光屏同一位置的粒子比荷相同

C.丙圖中，等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，電流從A板經(jīng)電阻流向B板

D.丁圖中，從左側(cè)射入的帶負(fù)電粒子，若速度滿足8.如圖所示，質(zhì)量相同、帶等量異種電荷的甲、乙兩粒子，以不同的初速度先后從S點沿SO方向垂直射入勻強(qiáng)電場中，分別經(jīng)過圓周上的P、Q兩點。不計粒子間的相互作用及重力。兩粒子在圓形區(qū)域內(nèi)運動過程中，下列說法正確的是(

)A.乙粒子的加速度小于甲粒子的加速度B.乙粒子的速度變化量較大

C.乙粒子的機(jī)械能變化量較大D.乙粒子在Q點的動能是其在S點的動能的4倍三、實驗題：本大題共2小題，共12分。9.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置，驗證“小車質(zhì)量一定時，加速度與合外力成正比”的實驗，不考慮細(xì)繩與滑輪之間的摩擦請完成下列問題：

(1)實驗中，多次改變砂和砂桶重力，打出多條紙帶，得到多組小車的加速度a與力傳感器示數(shù)F的關(guān)系如圖乙所示，圖像不經(jīng)過坐標(biāo)原點的原因是______；

A.沒有平衡摩擦力

B.平衡摩擦力時木板的傾角過大

C.沒有保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)由圖乙中數(shù)據(jù)可得，小車運動過程中所受的阻力Ff=______N，小車的質(zhì)量M=______kg。(均保留2位有效數(shù)字)10.實驗小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)阻。電池內(nèi)阻約為0.5Ω。用電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻R0(阻值為1Ω)、待測電池等器材組成如圖甲所示實驗電路，由測得的實驗數(shù)據(jù)繪制成的U-I圖像如圖乙所示。

(1)根據(jù)圖乙可得該電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______Ω。

(2)利用該電路得到的電池電動勢的測量值______真實值。(選填“大于”、“等于”或“小于”)四、計算題：本大題共3小題，共48分。11.如圖所示，某玩具滑道裝置是由水平軌道OA、傾斜軌道AB、水平軌道BC、半圓弧軌道CD組成，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)且各部分之間均平滑連接。長度l=0.9m、不可伸長的輕繩一端固定在O1點，一端與質(zhì)量為m1=0.2kg的物塊P相連，質(zhì)量m2=0.1kg的滑塊Q靜止于水平軌道的O點。物塊P靜止時恰好與水平軌道OA及滑塊Q接觸但無相互作用力?，F(xiàn)拉動物塊P使細(xì)線與豎直方向夾角θ=60°時，由靜止釋放，物塊P繞O1點做圓周運動至最低點時輕繩恰好被拉斷，之后與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞，碰撞后滑塊Q沿軌道運動，恰好通過半圓弧軌道的最高點D。已知半圓弧軌道CD的圓心為O2、半徑R=0.1m，粗糙水平軌道OA與光滑水平軌道BC之間的距離h=0.2m，滑塊Q與軌道OA間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，物塊P、滑塊Q均可以視為質(zhì)點，重力加速度g=10m/(2)水平軌道OA的長度xOA。12.如圖所示，MN、PQ為間距L=1m且足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=37°，N、Q間連接有一個阻值R=0.8Ω的電阻，有一勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面且方向向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，將一根質(zhì)量為m=1kg、電阻r=0.2Ω的金屬棒ab緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好?，F(xiàn)由靜止釋放金屬棒，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度。金屬棒沿導(dǎo)軌下滑過程中始終與NQ平行，不計導(dǎo)軌的電阻，取重力加速度g=10m/s2，sin

(1)金屬棒到達(dá)cd處的速度大小v；

(2)金屬棒從靜止運動到cd過程中，若整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q總=18J，則此過程中通過電阻R的電荷量q；

(3)金屬棒從靜止運動到cd過程中的時間t。13.如圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，已知直角三角形區(qū)域ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1，且θ=30°；在第三象限內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場B2(B2未知，圖中未畫出)，過C點放置著一面與y軸平行的足夠大熒光屏CD；第四象限OBFE區(qū)域內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場。一電子以速度v0從x軸上P點沿y軸正方向射入磁場，恰以O(shè)點為圓心做圓周運動且剛好不從AC邊射出磁場；此后電子從OB邊射出磁場并經(jīng)第四象限從E點與y

(1)C點距O點的距離d；

(2)第四象限勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E0的大小；

(3)第三象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小?！飬⒖即鸢浮铩?.【答案】C

【解析】解：C.氣泡上升過程中，氣泡內(nèi)氣體溫度升高，與水面的距離減小，根據(jù)公式p=p0+ρgh可知，氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，則根據(jù)氣體壓強(qiáng)定義及其微觀意義可知，其單位時間內(nèi)對氣泡壁單位面積的撞擊力減小，故C正確；

A.根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可知：pV=CT，則當(dāng)氣泡內(nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)減小時，氣體體積變大，故A錯誤；

BD.因為氣泡內(nèi)氣體溫度升高，所以其內(nèi)能增加，因為氣泡內(nèi)氣體體積變大，所以氣體對外做功，則根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知，氣泡內(nèi)氣體從外界吸熱，故BD錯誤；

故選：C。

C.氣泡上升過程中，氣泡內(nèi)氣體溫度升高，與水面的距離減小，結(jié)合公式p=p0+ρgh、氣體壓強(qiáng)定義及其微觀意義，即可分析判斷；

A.2.【答案】A

【解析】解：AB.根據(jù)圖丙可知，工人加速下降和減速下降時的加速度大小為a=ΔvΔt=122m/s2=6m/s2，加速和減速時對應(yīng)的位移大小為x=v2t1=122×2m=12m，所以勻速運動的位移為x'=H-2x=30m-2×12m=6m，在0～2s內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律有mg-F=ma，解得F=240N，故A正確，B錯誤；

C.勻速運動的時間為t'=x'v=612s=0.5s，整個下落過程所用時間為t總=2t1+3.【答案】D

【解析】解：A、酒駕駕駛員吹氣時，R的阻值減小，電路中的電流變大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有U=E-I(r+R0)可知，電壓表的示數(shù)減小，故A錯誤；

B、當(dāng)電源的內(nèi)阻等于外電阻時，電源的輸出功率最大，由于不確定外電阻與r的大小關(guān)系，無法判斷輸出功率的變化，故B錯誤；

C、電壓表與電流表的比值等于R，因此電壓表與電流表的比值變小，故C錯誤；

D、由U=E-I(r+R0)可知，ΔUΔI=r+R0，不變，故D正確。故選：4.【答案】C

【解析】解：A.飛船維持在200m“停泊點”的狀態(tài)時，與空間站保持相對靜止，其角速度等于空間站的角速度，故A錯誤；

B.飛船維持在200m“停泊點”時，做勻速圓周運動，合外力不為0，處于非平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C.根據(jù)GMmr2=mrω2，得ω=GMr3，組合體的軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑，所以與地球同步衛(wèi)星相比，組合體的角速度更大，故C正確；

D.對接穩(wěn)定后，空間站的軌道半徑不變，故線速度大小不變，故D錯誤。故選：C。

A.根據(jù)共軸轉(zhuǎn)動特點判斷角速度的情況；

B.根據(jù)勻速圓周運動的非平衡態(tài)進(jìn)行分析判斷；5.【答案】B

【解析】解：A.飛機(jī)沿圓弧運動時，速度方向是不斷變化的，因此飛機(jī)的運動是變速運動，根據(jù)牛頓第二定律，變速運動意味著飛機(jī)所受合外力不為零，故A錯誤；

BC.對飛機(jī)進(jìn)行受力分析，飛機(jī)受到重力、升力、推力和空氣阻力。由于飛機(jī)沿圓弧運動時速度大小不變，即動能不變，根據(jù)動能定理，合外力做的功為零，升力垂直于機(jī)身，不做功；空氣阻力做負(fù)功，隨著飛機(jī)沿圓弧向上爬升，重力與速度方向的夾角逐漸增大，重力沿速度反方向的分力也逐漸增大，即飛機(jī)克服重力做功的功率也逐漸變大，為了保持合外力做的功為零，推力必須逐漸增大，推力功率也逐漸變大，故B正確，C錯誤；

D.根據(jù)功能關(guān)系，除重力以外的力(這里是推力和空氣阻力)做的功等于機(jī)械能的增加量，由于空氣阻力做負(fù)功，所以飛機(jī)發(fā)動機(jī)推力所做的功大于機(jī)械能的增加量，故D錯誤。

故選：B。

對飛機(jī)在豎直圓弧面向上爬升過程中進(jìn)行受力分析，結(jié)合功率計算式以及功能關(guān)系分析。

解決本題的關(guān)鍵是正確分析飛機(jī)的受力情況，勻速圓周運動合力提供向心力，切線方向的合力為0。6.【答案】BD

【解析】解：AB.磁通量的變化率等B-t圖像的斜率，于0～2t0時間內(nèi)，圖像斜率不變，回路中磁通量的變化率不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中有感應(yīng)電流，故A錯誤，B正確；

C.0～2t0時間內(nèi)，圖像斜率不變，感應(yīng)電動勢不變，感應(yīng)電流不變，熱功率P=I2R，故熱功率不變，故C錯誤；

D.0～2t0時間內(nèi)，電流不變，根據(jù)安培力的公式有：F安=BIl，金屬棒PQ7.【答案】AB

【解析】解：A.離子流動過程中，根據(jù)平衡條件有：qvB=qUd，污水的流量為單位時間內(nèi)通過橫截面積的污水體積，即流量：Q=VΔt=SvΔtΔt=Sv，結(jié)合圓的面積公式，聯(lián)立解得：Q=πUd4B，故A正確；

B、乙圖中，粒子射出速度選擇器后在磁場中運動有：B0qv=mv2r，解得：r=mvB0q=vB0qm，由上式可以看出，擊中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正確；

C、在丙圖中，等離子體進(jìn)入A、B極板之間后，受到洛倫茲力作用，由左手定則可知，正電粒子向B極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)電粒子向A極板偏轉(zhuǎn)，因此A極板電勢低于8.【答案】BC

【解析】解：A.根據(jù)牛頓第二定律可得a=Eqm

則甲乙兩粒子加速度大小相等，故A錯誤；

B.甲、乙兩粒子在電場中均做類平拋運動，沿電場方向的位移為

x=12at2，Δv=at

由于乙粒子沿電場方向位移較大，則乙粒子運動時間較長，速度變化量較大，故B正確；

C.由于乙粒子沿電場方向位移較大，則電場力做功較多，根據(jù)功能關(guān)系可知，乙粒子的機(jī)械能變化量較大，故C正確；

D.乙粒子垂直電場方向的位移為R⊥=v0t

沿電場方向的位移為R=12at2

Q點的動能為

Ek=129.【答案】A

2.0

3.0

【解析】解：(1)根據(jù)圖像有正的橫截距可知，當(dāng)加速度等于零時，繩的拉力不等于零，表明未平衡摩擦力。

故選：A；

(2)根據(jù)牛頓第二定律，對小車有：2F-Ff=Ma

變形可得：a=2M?F-FfM

結(jié)合圖乙可得：k=2M=4.07.0-1.0=23

變形可得，小車的質(zhì)量為：M=3.0kg

結(jié)合圖像橫截距，當(dāng)a=0時有：Ff10.【答案】4.5

0.8

小于

【解析】解：(1)把定值電阻R0看作電源內(nèi)阻的一部分，等效內(nèi)阻r'=R0+r

根據(jù)閉合電路的歐姆定律U=E-Ir'=E-(R0+r)?I

U-I圖像的縱截距表示電動勢，電動勢E=b=4.5V

圖像斜率的絕對值k=4.5-02.5-0Ω=1.8Ω

結(jié)合U-I函數(shù)，圖像斜率的絕對值k=R0+r

內(nèi)阻r=k-R0=1.8Ω-1.0Ω=0.8Ω

(2)實驗誤差來源于電壓表分流，根據(jù)閉合電路的歐姆定律E=U+(URV+I)(R11.【答案】解：(1)物塊P由靜止到最低點：m1gl(1-cosθ)=12m1v02，

物塊P做圓周運動至最低點時輕繩恰好被拉斷，拉斷前的瞬間，拉力和重力的合力提供向心力：F-m1g=m1v02l，代入數(shù)據(jù)解得F=4N；

(2)設(shè)碰后P的速度大小為，Q的速度大小為v2，物塊P與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞，以向右為正方向，則m1v0=m1v1+m2v2；12m1v02=1【解析】(1)拉斷前的瞬間，拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)機(jī)械能守恒定律以及牛頓第二定律聯(lián)立求解；

(2)物塊P與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞，碰撞后滑塊Q恰好能夠通過半圓弧軌道最高點D，重力提供向心力，滑塊Q從O點到D點，結(jié)合動能定理求解水平軌道OA的長度。

本題是多過程問題，抓住輕繩恰好被拉斷，與滑塊Q發(fā)生彈性碰撞等條件列式求解。12.【答案】解：(1)對金屬棒分析，達(dá)到穩(wěn)定速度時，根據(jù)平衡條件可得：mgsinθ=BIL

其中：I=BLvR+r

解得速度大小為：v=6m/s；

(2)根據(jù)能量守恒定律可得：mgxsin?θ=12mv2+Q總

解得金屬棒在磁場中下滑的位移為：x=6m

根據(jù)電荷量的計算公式可得：q=I-t=E-R+rt=ΔΦR+r=BL