2023-2024学年福州市重点中学物理高三第一学期期末教学质量检测试题含解析

2023-2024学年福州市重点中学物理高三第一学期期末教学质

量检测试题

注意事项:

1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”。现研究轮子受力情况，模型简化如图，四分之一圆框架OAB 的OA 、OB 边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA 、OB 、弧AB 三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力。现以O 点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动θ角，下列说法正确的是（ ）

A ．转动θ为0至2π的过程，弧A

B 受到重物的压力逐渐变大 B ．θ为54

π时，弧AB 受到重物的压力最大 C ．转动一周的过程中，存在某一特定的θ角，此时弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大

D ．转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值不同

2、如图所示，木块m 放在木板AB 上，开始θ=0，现在木板A 端用一个竖直向上的力F 使木板绕B 端逆时针缓慢转动（B 端不滑动）．在m 相对AB 保持静止的过程中（ ）

A ．木块m 对木板A

B 的作用力逐渐减小

B ．木块m 受到的静摩擦力随θ呈线性增大

C．竖直向上的拉力F保持不变

D．拉力F的力矩先逐渐增大再逐渐减小

3、下列说法正确的是

A．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动

B．气体温度不变，运动速度越大，其内能越大

C．温度降低物体内每个分子动能一定减小

D．用活塞压缩气缸里空气，对空气做功4.5×105J，空气内能增加了3.5×105J，则空气向外界放出热量1×105J

4、如图，劲度系数为400N/m的轻弹簧一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块的顶端O

处，另一端拴一质量为m=

10

10

kg的小球。当楔形滑块以大小为a=3g的加速度水平向

右运动时，弹簧的伸长量为（取g=10m/s2）（）

A．

5

4

cm B．

10

4

cm C．1.25cm D．2.5cm

5、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T F，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）

A．质量为2m的木块受到四个力的作用

B．当F逐渐增大到T F时，轻绳刚好被拉断

C．当F逐渐增大到1.5T F时，轻绳还不会被拉断

D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为2

3T F

6、如图所示，实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线，虚线为正电荷从A点运动到B点的运动轨迹，则下列判断正确的是（）

A．A点的场强小于B点的场强

B．Q1的电荷量大于Q2的电荷量

C．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能

D．正电荷在A点的速度小于在B点的速度

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、如图所示，一物块从倾角为θ的斜面底端以初速度

v沿足够长的斜面上滑，经时间t速度减为零，再经2t时间回到出发点，下列说法正确的是（）

A．物块上滑过程的加速度大小是下滑过程加速度大小的2倍

B．物块返回斜面底端时的速度大小为0

2

v

C．物块与斜面之间的动摩擦因数为3

tan 5

θ

D．物块与斜面之间的动摩擦因数为4

tan 5

θ

8、如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（）

A．金属棒向右做匀减速直线运动

B．金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/s

C．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为-0.175J

D．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C

9、玩具车的遥控距离为25m，某同学手持摇控器和玩具车同时从同地由静止沿同方向

1m/s，最大速度为5m/s；玩具车加速做匀加速直线运动。若该同学加速度的大小为2

2m/s，最大速度为10m/s。在达到最大速度后，二者都能长时间保持最大度的大小为2

速度匀速运动。下列说法正确的是（）

A．该同学对玩具车的控制时间为7.0s

B．该同学对玩具车的控制时间为7.5s

C．在控制时间内，该同学的位移大小为25m

D．与静止不动相比，该同学因运动而增加了2.5s的控制时间

10、如图所示，两等量异种点电荷分别固定在正方体的a、b两个顶点上，电荷量分别为q和－q（a＞0），c、d为正方体的另外两个顶点，则下列说法正确的是

A．c、d两点的电势相等

B．c、d两点的电场强度相同

C．将一正电荷从c点移到d点，电场力做负功

D．将一负电荷从c点移到d点，电势能增加

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）一小灯泡上标有“3.8V，1.14W”的字样，现用伏安法研究这个小灯泡的伏安特性曲线，实验室有如下器材可供选用：

A．电压表V1（0～3V，内阻R V1约为5kΩ）

B．电压表V2（0～15V，内阻R V2约为25kΩ）

C．电流表A1（量程为200mA，内阻R A1为10Ω）

D．电流表A2（量程为600mA，内阻R A2约为4Ω）

E.定值电阻R0（10Ω）

F.滑动变阻器R（0～9Ω，1A）

G.电源E（6V，内阻约为1Ω）

H.单刀开关一个、导线若干

(1)要求测量尽量准确，且测量范围尽可能大，并能测量小灯泡的额定电流，实验中应选用的两个电表分别是_____、____（填对应器材前的字母序号）；

(2)请利用(1)问中选择的电表，在甲图所示的虚线框里把实验电路图补充完整（要求在图中需标明所选器材的字母代号）；

(3)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图乙所示。如果用两节干电池组成的电源E1（电动势3V，内阻1Ω）和滑动变阻器R1（0~19Ω），将该小灯泡连接成如图丙所示的电路。闭合开关S，调节滑动变阻器R1的滑片，则流过小灯泡的最小电流为____A。（结

果保留2位小数）

12．（12分）一同学测量某干电池的电动势和内阻．

（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；____________．

（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1

I

数据见下表:

根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出

1

R

I

关系图像___________．由图像可计算

出该干电池的电动势为_________V；内阻为__________Ω．

R/Ω8.0 7.0 6.0 5.0 4.0

I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26

1

I

/A–1 6.7 6.0 5.3 4.5 3.8

（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV 的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_______V；内阻应为_____Ω．

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）质量为1kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的v—t图象如图所示。取g=10m/s2。求：

(1)物体与水平面间的动摩擦因数；

(2)水平推力F的大小；

(3)物体在10s内克服摩擦力做的功。

14．（16分）如图所示，在平面直角坐标系内，第I象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m带电荷量为q的带电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第I象限，最后垂直于PM的方向射出磁场。已知MN平行于x轴，NP垂直于x轴，N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力，求：

(1)电场强度的大小；

(2)最小的磁感应强度的大小；

(3)粒子在最小磁场中的运动时间。

15．（12分）某日清晨，中国海监船在执行东海定期维权巡航执法过程中，发现从事非法调查作业活动的某船只位于图甲中的A处，预计在80秒的时间内将到达图甲的C处，我国海监执法人员立即调整好航向，沿直线BC从静止出发恰好在运动了80秒时到达C处，而此时该非法船只也恰好到达C处，我国海监部门立即对非法船只进行了驱赶．非法船只一直做匀速直线运动且AC与BC距离相等，我国海监船运动的v－t图象如图乙所示。

(1)求非法船只的速度大小；

(2)若海监船加速与减速过程的加速度大小不变，海监船从B处由静止开始若以最短时间准确停在C点，需要加速的时间为多少？

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、C

【解析】

A ．以O 点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动过程中，相当于重力沿顺时针方向转动，转动θ为0至π/2的过程，弧A

B 始终不受力作用，则选项A 错误；

B ．由力的合成知识可知当θ=π时，此时弧AB G ，θ=5π/4时，弧AB 受到重物的压力为G ，则此时压力不是最大，选项B 错误；

C ．旋转重力的方向，当此方向在弧AB 弹力的方向与OA 板弹力方向的夹角的平分线上时，此时弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大，选项C 正确；

D ．旋转重力的方向，当此方向与弧AB 的弹力方向垂直时，在两个不同的位置，OA

板和OB G ，则转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值一样大，选项D 错误。

故选C 。

2、C

【解析】

A.木板绕B 端逆时针缓慢转动，m 相对AB 保持静止的过程中，木板AB 对木块m 的作用力与木块m 所受重力抵消，即木板AB 对木块m 的作用力大小为mg ，方向竖直向上，则木块m 对木板AB 的作用力不变，故A 项错误；

B. 在m 相对AB 保持静止的过程，对木块m 受力分析，由平衡条件得，木块m 受到的静摩擦力

sin f mg θ=

故B 项错误；

C. 设板长为L ，m 到B 端距离为l ，以B 端为转轴，则：

cos cos FL mgl θθ=

解得： l F mg L

= 所以竖直向上的拉力F 保持不变，故C 项正确；

D. 使木板绕B 端逆时针缓慢转动，竖直向上的拉力F 保持不变，则拉力F 的力矩减小，故D 项错误。

3、D

【解析】

A 、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，故A 错误；

B 、气体温度不变，则内能不变，运动速度增大说明宏观的机械能增大，与内能无关，故B 错误；

C 、温度是分子热运动平均动能的标志，故温度降低了，物体内分子热运动的平均动能降低，不是每个分子的动能都减小，故C 错误；

D 、根据热力学第一定律公式U W Q ∆=+ ，由题意知，54.510J W =⨯，

53.510J U ∆=⨯，解得：51.010J Q =-⨯，故空气向外界放出热量51.010J ⨯，故D

正确．

4、D

【解析】

当小球和斜面间的弹力为零时，设此时的加速度大小为a 0，则由牛顿第二定律，有 0tan mg ma θ

= 代入数据得

a 0=g

故当滑块以a =3g 的加速度水平向右运动时，由a ＞a 0，知小球此时离开斜面，根据受力分析，结合力的合成与分解，可得

22()0()1F mg ma mg =+=

根据胡克定律有

F=kx

联立代入数据得

x =2.5×10-2m=2.5cm

故ABC 错误，D 正确；

故选D 。

5、C

【解析】

A ．质量为2m 的木块受重力、支持力、m 对它的压力以及摩擦力，还有轻绳对它的拉力，总共五个力的作用，故A 错误；

BC ．当轻绳对质量为2m 的木块的拉力为T F 时，根据牛顿第二定律质量为m 和2m 的木块的加速度：

T 3a F m

= 对整体进行受力分析，有：

T 62F ma F ==

可知当拉力为2T F 时，轻绳恰好被拉断，故B 错误，C 正确；

D ．以质量为m 的木块为研究对象，当轻绳刚要被拉断时，由牛顿第二定律有：

13

f T F ma F == 故D 错误。

故选C 。

6、C

【解析】

A ．根据“电场线的密疏表示场强的大小”可知 A 点的场强比

B 点的场强大，故 A 错误；

B ．根据电场线分布情况可知 Q 1、 Q 2 是同种电荷。由点电荷周围电场线较密可知点电荷带电荷量较多，即 Q 1

C ．正电荷做曲线运动，受到的合力方向指向曲线的凹处，并且和电场线在一条直线上，所以正电荷电场力方向指向Q 2，由于正电荷从 A 点运动到 B 点的过程中，电场力方

向与速度方向的夹角总是大于 90°

，电场力做负功，电势能增大，即正电荷在 A 点的电势能小于在 B 点的电势能，故 C 正确；

D ．正电荷从 A 点运动到 B 点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故正电荷在 A 点的速度大于在 B 点的速度， 故D 错误。

故选C 。

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、BC

【解析】

A ．根据匀变速直线运动公式得：

212

x at = 则： 22x a t =

x 相同，t 是2倍关系，则物块上滑过程的加速度大小是下滑过程加速度大小的4倍，故A 错误；

B ．根据匀变速直线运动公式得：v =面底端时的速度大小的2倍，故B 正确；

CD ．以沿斜面向下为正方向，上滑过程，由牛顿第二定律得：

mg sinθ+μmg cosθ=ma 1

下滑过程，由牛顿第二定律得：

mg sinθ-μmg cosθ=ma 2

又

a 2=4a 1

联立解得：

35tan μθ=

故C 正确，D 错误。

故选BC 。

8、BCD

【解析】

试题分析：根据图象得B x -函数关系式0.50.5B x =+，金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势E BLv =，感应电流E BLv I R r R r

==++，安培力22BLv B L v F BIL B L R r R r

===++安，解得()

222220.410(0.50.5)04(1)F R r F F v B L x x +===+⨯+安安安．，根据匀变速直线运动的速度位移公式2202v v ax -=，如果是匀变速直线运动，2v 与x 成线性关系，而由上式知，金属棒

不可能做匀减速直线运动，故A 错误；根据题意金属棒所受的安培力大小不变，0

x =处与1x =处安培力大小相等，有22220011B L v B L v R r R r

=++，即2200122

10.520.5/1B v v m s B ⨯===，故B 正确；金属棒在0x =处的安培力大小为222200050420.2N 0.4

B L v F R r ⨯⨯===+安．．，对金属棒金属棒从0x =运动到1x =m 过程中，根据动能定理有221011 22

F W F x mv mv -⋅=-安，代入数据22110.210.2050.2222

F W -⨯=⨯⨯-⨯⨯．，解得 0.175J F W =-，故C 正确；根据感应电量公式Bx q L R r R r

∆Φ∆==++，0x =到2x m =过程中，B-x 图象包围的面积0.5 1.5222B x +∆⋅=⨯=，20.4 2C 0.4

q R r ∆Φ⨯===+，，故D 正确 考点：考查了导体切割磁感线运动

【名师点睛】

考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解，运动过程中金属棒所受的安培力不变，是本题解题的突破口，注意B-x 图象的面积和L 的乘积表示磁通量的变化量．

9、BCD

【解析】

AB ．由题意可得，该同学加速到最大速度所用时间与玩具车加速到最大速度所用时间相同，为

15s t =

在此期间该同学和玩具车运动的位移分别为

2111112.5m 2x a t ==，2221125m 2

x a t == 则两者相距

12112.5m x x x ∆=-=

已知遥控距离为25m ，则

22125m 12.5m 12.5m x x x ''∆=-=-=

22212x v t v t ∆=-

解得

2 2.5s t =

该同学对玩具车的控制时间为

127.5s t t t =+=

所以B 正确，A 错误；

C ．在控制时间内，该同学的位移为

2111112125m 2

x x x a t v t '=+=+= 所以C 正确；

D ．如果该同学静止不动，玩具车向前加速运动，则

22125m 2

x a t ''== 解得

5s t '=

即此时该同学对玩具车的控制时间为5s ，则

2.5s t t t '∆=-=

所以与静止不动相比，该同学因运动而增加了2.5s 的控制时间，所以D 正确。 故选BCD 。

10、BD

【解析】

A ．由几何关系可知，由于c 点离正电荷更近，则c 点的电势比d 点高，故A 错误；

B ．c 、d 两点关于ab 对称，且ab 电荷量相同，由电场强度的叠加可知， c 、d 两点的电场强度相同，故B 正确；

C ．由于c 点的电势比d 点高，将一正电荷从c 点移到d 点，正电荷电势能减小，则电场力做正功，故C 错误；

D ．由于c 点的电势比d 点高，将一负电荷从c 点移到d 点，负电荷电势能增大，故D 正确。

故选BD 。

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、CD 0. 13（0. 12～0. 13均可）

【解析】

(1)[1][2]．小灯泡的额定电流为 1.14A=0.3A 3.8

I =，则电流表选择A 2；小灯泡额定电压为3V ，两个电压表量程除了偏小就是偏大，可用已知内阻的电流表A 1与定值电阻R 0串联，可相当于量程为10()4V g A U I R R =+= 的电压表；则两个电表选择CD ；

(2)[3]．电路如图

(3)[4]．当电流最小时，滑动变阻器电阻取最大值19Ω，将滑动变阻器的阻值等效为电源内阻，则U =E -Ir =3-20I ，将此关系画在灯泡的U-I 线上如图，交点坐标为I =130mA=0.13A 。

12、（1）①开关未断开 ②电阻箱阻值为零 （2）图像如图所示：

1.4（1.30~1.44都算对） 1.2（1.0~1.4都

算对） （3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）

【解析】

本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力．

（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源．

（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线．根据闭合电路欧姆定律E =I (R +r )得

1R E r I =⋅-，所以图线的斜率表示电源电动势()8 1.26.70

E --=-V=1.37V ，截距绝对值表示r =0.4×3.0Ω=1.20Ω；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻

3

366.0100.203310

V A A U R I --⨯==Ω=Ω⨯，考虑电表内阻对实验的影响，则E =I (R +R A +r )，得()1A R E R r I

=⋅-+，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V ，图线的截距表示（R A +r ），所以内阻精确值为r =（1.20-0.20）Ω=1.00Ω．

点睛：本题考查应用电流表和电阻箱测量电源电动势和内电阻实验，本题创新之处在于用一个电压表并联在电流表的两端测出电流表的电阻，从而提高测量电源内阻的精确度．

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）0.1μ= （2）F 2.5N = （3）W=30J

【解析】

（1）4～10s 物体的加速度大小

2222

1m /s v a t ∆==∆ 对4～10s 物体受力分析，根据牛顿第二定律

2mg ma μ=

解得：

0.1μ=

（2）0～4s 物体的加速度大小

2111

1.5m /s v a t ∆==∆ 对0～4s 物体受力分析，根据牛顿第二定律

1F mg ma μ-=

解得：

F 2.5N =

（3）v —t 图象与坐标轴围成面积表示对应的位移，10s 内运动的位移大小

1610m 30m 2

x =⨯⨯= f 30J W mgx μ==

14、 (1) 202mv E qh =；

(2) 0min 1)mv B qh =；

(3) 0

t = 【解析】

(1)由几何关系可知粒子的水平位移为2h ，竖直位移为h ，由类平抛运动规律得 02h v t =

212

h at =

由牛顿第二定律可知

Eq ma =

联立解得

202mv E qh

= (2)粒子到达O 点，沿y 铀正方向的分速度

00

2y Eq h v at v m v ==⋅= 则速度与x 轴正方向的夹角α满足

0tan 1y v v α=

=

即 45α︒=

粒子从MP 的中点垂直于MP 进入磁场，由洛伦兹力提供向心力

2

v Bqv m R

= 解得

mv B qR

= 粒子运动轨迹越大，磁感应强度越小，由几何关系分析可得，粒子运动轨迹与PN 相切时，垂直于PM 的方向射出磁场垂直于MP 射出磁场，则

max max R =

轨道半径

max (2R h =

粒子在磁场中的速度

0v =

解得

0min 1)mv B qh

= (3)带电粒子在磁场中圆周运动的周期

22R m T v qB

ππ== 带电粒子在磁场中转过的角度为180︒，故运动时间

min 0

12122m t T B q π==⋅=15、

s

【解析】

(1)结合图乙可知海监船运行的位移即为v －t 图线与横坐标轴所围的面积：

170308020m 1 2[()]00m 2

x =⨯⨯－＋＝ 由运动学公式x ＝vt ，代入数据可求得：

v ＝15m/s

(2)由加速度定义式：∆=

∆v a t 代入数据可求加速与减速过程中加速度大小分别为： a 1＝20030-m/s 2＝23

m/s 2 a 2＝20010

-m/s 2＝2m/s 2 设加速时间为t 1，减速时间为t 2，要使时间最短有

1122a t a t ＝

2211221122

a t a t x += 解得

t 1＝

s