北京市海淀区市级名校2023-2024学年物理高三第一学期期末复习检测试题含解析

北京市海淀区市级名校2023-2024学年物理高三第一学期期末

复习检测试题

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、如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m 的金属棒ab 悬挂在天花板的C 、D 两处，通电后导体棒静止时金属丝与磁场方向平行。已知磁场的磁感应强度大小为B ，接人电路的金属棒长度为l ，重力加速度为g ，以下关于导体棒中电流的方向和大小正确的是（ ）

A ．由b 到a ，tan mg Bl θ

B ．由a 到b ，

mg Bl C ．由a 到b ，sin mg Bl θ D ．由b 到a ，sin mg Bl θ 2、如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:

A ．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型

B ．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强

C ．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关

D ．铀235只要俘获中子就能进行链式反应

3、已知氢原子能级公式为2m A E n

=-，其中n =1，2，…称为量子数，A 为已知常量；

要想使氢原子量子数为n 的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量

大于由量子数为n 的激发态向 1n 澈发态跃迁时放出的能量，则n 的最小值为（ ）

A ．2

B ．3

C ．4

D ．5

4、托卡马克（Tokamak ）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，下列说法正确的是

A ．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的

B ．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体

C ．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变

D ．为了约束温度为T 的等离子体，所需要的磁感应强度B 必须正比于温度T

5、在光电效应实验中，某同学先后用甲、乙两种光照射同一光电管，得到如图所示的两条光电流与电压之间的关系曲线，则两种光中（ ）

A ．甲光的频率比较大

B ．甲光的波长比较长

C ．甲光照射时单位时间内逸出的光电子数比较少

D ．甲光照射时逸出的光电子的最大初动能比较大

6、甲、乙两球质量分别为1m 、2m ,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程

中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间0t两球的速度都已达到各自的稳定值1v、2v,则下落判断正确的是()

A．甲球质量大于乙球

B．m1/m2=v2/v1

C．释放瞬间甲球的加速度较大

D．t0时间内，两球下落的高度相等

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，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于xOy 平面向外。在y轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量+q的同种粒子，这些粒子打到x轴上的P点。知OA＝OP＝L。则

A．粒子速度的最小值为

B．粒子速度的最小值为

C．粒子在磁场中运动的最长时间为

D．粒子在磁场中运动的最长时间为

8、如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，

砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验，若砝码和纸板的质量分别为M 和m ，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g （ ）

A ．纸板相对砝码运动，纸板所受摩擦力的大小为()M m g μ+

B ．要使纸板相对砝码运动F 一定大于2()M m g μ+

C ．若砝码与纸板分离时的速度大于gd μ，则砝码不会从桌面上掉下

D ．当(23)F M m g μ=+时，砝码恰好到达桌面边缘

9、在匀强磁场中，一矩形金属线圈共100匝，绕垂直于磁场的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）

A ．0.01s t =时，线圈在中性面

B ．线圈产生的交变电动势的频率为100Hz

C ．若不计线圈电阻，在线圈中接入1k Ω定值电阻，则该电阻消耗的功率为48.4W

D ．线圈磁通量随时间的变化率的最大值为3.11Wb /s

10、一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P 的速度为v ，经过1s 后它的速度大小、方向第一次与v 相同，再经过0.2 s 它的速度大小、方向第二次与v 相同，则下列判断正确的是_______。

A ．波沿x 轴负方向传播，且周期为1.2 s

B ．波沿x 轴正方向传播，且波速为10 m/s

C ．质点M 与质点Q 的位移大小总是相等，方向总是相反

D ．若某时刻N 质点速度为零，则Q 质点一定速度为零

E.从图示位置开始计时，在3s 时刻，质点M 偏离平衡位置的位移y =-10 cm

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）图甲是简易多用电表的电路原理图，图中E 是电源，1R 、2R 、3R 、4R 、5R 是定值电阻，6R 是可变电阻，表头的满偏电流为200μA 、内阻为600 Ω，其表盘如图乙所示，最上一行刻度的正中央刻度值为“15”。图中虚线方框内为换挡开关，A 端和B 端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，分别为：直流电流1 A 挡和500μA 挡，欧姆“1k ⨯”挡，直流电压2.5 V 挡和10 V 挡。

（1）若用欧姆“1k ⨯”挡测二极管的反向电阻，则A 端所接表笔与二极管的________（填“正”或“负”）极相接触，测得的结果如图乙中a 所示，则该二极管的反向电阻为________kΩ。

（2）某次测量时多用电表指针位置如图乙中b 所示，若此时B 端是与“1”相连的，则多用电表的示数为________；若此时B 端是与“4”相连的，则多用电表的示数为________。

（3）根据题中所给的条件可得1R 、2R 的阻值之和为________Ω。

12．（12分）如图甲所示，一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上，通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块，细绳水平伸直，初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数，用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩，把长木板从小铁块下面拉出，在电脑上得到如图乙所示的数据图像，已知当地重力加速度g=9.8m/s 2。

(1)测得小铁块的质量m =0.50kg ，则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=_____________。

（结果保留三位有效数字）

(2)以不同的速度把长木板拉出，随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力_____________。（填“越来越大”“越来越小”或“不变”）

(3)若固定长木板，去掉小铁块上的细绳，用一水平推力推小铁块，则至少需要

___________N的推力才能推动小铁块。

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）如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=2.0m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，取

g=10m/s2，求

（1）物块在车面上滑行的时间t；

（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v不超过多少？

（3）物块仍以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，要使物块从小车右端滑出，则物块刚滑上小车左端时需加一个至少多大的水平恒力F?

14．（16分）在光滑的水平面上，有一质量为M＝4kg的光滑凹槽和一块质量为m=2kg 的木板BD，木板左端固定一质量不计的挡板，挡板上拴有一根轻质弹簧，右端B点放一个质量m0＝2kg的小滑块a，凹槽底端和木板高度相同并粘在一起，木板总长度25

L=，凹槽半径为R=1m，C为BD中点，BC段粗糙，动摩擦因数为µ，CD段m

12

光滑。在凹槽右端A处将一个质量m0＝2kg的小滑块b由静止释放，小滑块b与a发生完全非弹性碰撞，碰撞时间极短，在与b发生碰撞之前滑块a锁定在木板BD上，碰后ab相对于木板向左滑动，发生碰撞时凹槽和木板粘性立刻消失并将a解除锁定，最后ab恰好能够停在木板右端B点，滑块a、b均可视为质点（g取10m/s2）。

(1)求小物块b碰撞前的瞬时速度大小v1；

(2)求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数μ；

(3)求弹簧的最大弹性势能E P。

L=，其15．（12分）如图甲所示，A端封闭、B端开口、内径均匀的玻璃管长100cm h=的水银柱把一部分空气封闭在玻璃管中。当玻璃管水平放置时，中有一段长15cm

L=。现把玻璃管缓慢旋转至竖直，如图乙所示，再把开口端向封闭气柱A长A40cm

L=为止，这时系统处于静止平衡。已知大下插入水银槽中，直至A端气柱长130cm

P=，整个过程温度不变，试求：

气压强075cmHg

(1)玻璃管旋转至竖直位置时，A端空气柱的长度；

(2)如图丙所示，最后槽内水银进入玻璃管内的水银柱的长度d（结果保留两位有效数

字）。

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】

对导体棒进行受力分析，根据左手定则分析导体棒中的电流方向，根据三角形定则分析

=求解导体棒的电流大小。

求解安培力的大小，从而根据F BIL

【详解】

导体棒静止，则其受力如图所示：

根据左手定则可知，导体棒的电流方向为由a 到b ，根据平衡条件可知安培力的大小为：

sin F BIL mg θ==

所以感应电流的大小为：

sin mg I Bl

θ= 故ABD 错误C 正确。

故选C 。

2、A

【解析】

A ．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A 正确；

B ．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，贯穿能力最强，故B 错误；

C ．由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C 错误;

D ．链式反应需要达到临界体积才可以，故D 错误；

故选A ．

3、C

【解析】

电子由n 激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为

2

A E n ∆= 氢原子由量子数为n 的激发态向1n -激发态跃迁时放出的能量为

22

(1)A A E n n ∆'=-- 根据题意有

222

)1(A A A n n n >-- 解得

2n >+即的最小值为4，故C 正确，A 、B 、D 错误；

故选C 。

4、C

【解析】

A 、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A 错误；

B 、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B 错误；

C 、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C 正确．

D 、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，则212

T mv ∝，由洛伦兹力提供

向心力，则2

v qvB m R

=，则有B D 错误． 5、B

【解析】

ABD ．根据

212

c m U e mv h W ν==-逸出功 由图像可知，乙光的截止电压较大，则乙光照射时逸出的光电子的最大初动能比较大，乙光的频率较大，根据c

νλ=则甲光波长较大，选项AD 错误，B 正确；

C ．由图像可知，甲光的饱和光电流较大，则甲光照射时单位时间内逸出的光电子数比较多，选项C 错误；

故选B 。

6、A

【解析】

两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg ，因此最大速度

与其质量成正比，即v m ∝m ，1122

m

v m v =，由图象知v 1＞v 2，因此m 甲＞m 乙；故A 正确，B 错误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g ．故C 错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t 0时间内两球下落

的高度不相等；故D 错误；故选A ．

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、AD

【解析】设粒子的速度大小为v 时，其在磁场中的运动半径为R ，则由牛顿运动定律有：qBv=m ； 若粒子以最小的速度到达P 点时，其轨迹一定是以AP 为直径的圆（图中圆O 1所示）

由几何关系知：s AP =l ；R=l ，则粒子的最小速度，选项A 正确，B 错误；粒子在磁场中的运动周期；设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中的运动时间为：；由图可知，在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆O 2所示，此时粒子的初速度方向竖直向上，由几何关系有：θ＝π；则粒子在磁场中运动的最长时间： ，则C 错误，D 正确；故选AD. 点睛：电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，关键是画出轨迹，找出要研究的临界状态，由几何知识求出半径．定圆心角，求时间．

8、BC

【解析】

A ．砝码和桌面对纸板的摩擦力分别为

1f Mg μ=

2()f M m g μ=+

纸板所受摩擦力的大小为

12(2)f f f M m g μ=+=+

B ．纸板相对砝码运动时，有

=f Mg Ma μ=砝砝

F f ma -=纸纸

二者发生相对运动需要满足

a a >纸砝

代入已知条件解得

2()F M m g μ>+

故B 正确；

C ，砝码匀加速运动的位移小于

2222

v gd d a g μμ==砝 匀减速运动的位移小于

2222

v gd d a g μμ==砝 则位移小于d ，砝码不会从桌面上掉下来，故C 正确；

D ．当(23)F M m g μ=+时，纸带的加速度

()=

2F M m g Mg a g m

μμμ-+-=纸 根据 221122

a t a t d -=纸砝 解得

t =砝码从开始运动到脱离纸板时匀加速运动的位移

212

x a t d ==砝 可知砝码脱离纸板时恰好到达桌面边缘，因此时砝码具有速度，则砝码会从桌面上掉下来，故D 错误。

9、ACD

【解析】

A ．t =0.01s 时，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈在中性面位置，故A 正确。

B ．由图可知周期为0.02s ，则频率为f =50Hz ，故B 错误。

C ．线圈产生的交变电动势有效值为

220V

= 电阻消耗的功率

2

220W 48.4W 1000

P == 故C 正确。

D ．t =0.005s 电动势最大为311V ，则磁通量随时间的变化率为

3.11Wb /s m E N

= 故D 正确。

故选ACD 。

10、ADE

【解析】

AB ．由于1s ＞0.2s ，即质点P 第一次达到相同速度的时间间隔大于第二次的，故可得到图示时刻质点P 向下运动，经过1.2s 正好运动一个周期回到图示位置，故波沿x 轴负方向传播，且周期为1.2 s ，波速

12m/s 10m/s 1.2

v T λ＝＝＝ 故A 正确，B 错误；

C ．M 、Q 的平衡位置距离大于12

λ，故质点M 和质点Q 的相位差不等于π，那么，质点M 与质点Q 的位移不可能总是大小相等，方向相反，故C 错误； D ．N 、Q 的平衡位置距离刚好等于

12λ，故质点M 和质点Q 的相位差等于π，那么，质点M 与质点Q 的位移、速度总是大小相等，方向相反，故若某时刻N 质点速度为零，则Q 质点一定速度为零，故D 正确；

E ．3s ＝52T ，即质点M 振动52

个周期，那么，由波沿x 轴负方向传播可得：零时刻质

点向上振动，故在3s 时刻，质点M 偏离平衡位置的位移y =-10cm ，故E 正确； 故选ADE 。

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、负 7.0 0.30A 0.75V 400

【解析】

（1）[1]．若测二极管的反向电阻，则电流从二极管的负极流入；又欧姆表的电流从A 端流出，故A 端与二极管的负极相接触；

[2]．根据刻度盘，得出示数为7.0，又选用了×1kΩ挡，故二极管的反向电阻为7.0kΩ； （2）[3]．若此时B 端是与“1”相连的，则此时是大量程电流表，为直流1A 档，故此时每小格表示0.02A ，读数为0.30A ；

[4]．若此时B 端是与“4”相连的，则此时为小量程的电压表，为直流电压2.5V 档，故此时每小格表示0.05V ，读数为0.75V ；

（3）[5]．由电路特点，接2时为500μA 档，则

12()()g g g I r I I R R =-+

即

（500-200）×10-6×（R 1+R 2）=200×

10-6×600 整理得

R 1+R 2=400Ω

12、0.204 不变 1.20

【解析】

(1)[1]．由题图乙可知，小铁块所受滑动摩擦力 1.0N f =，由f mg μ=解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数

μ=0.204.

(2)[2]．由于摩擦力与小铁块运动的速度无关，所以随着速度的增加，小铁块受到的摩擦力不变。

(3)[3]．由题图乙可知，小铁块所受的最大静摩擦力

max 1.20N f =

所以至少需要1.20N 的推力才能推动小铁块。

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）0.24s ；（2；（3）F ＞1.47N 【解析】 （1）设共速时速度为v 1 ，对物块与小车，由动量守恒得

()20121m v m m v =+

对小车，由动量定理得

211m gt m v μ=

解得：0.24s t =；

（2）物块不从小车右端滑出，则在末端共速，设共同速度为v 2，对物块与小车组成的系统，由动量守恒得

()2122m v m m v =+

再由能量守恒得：

()22212221122

m v m m v m gL μ=++

解得：v =，即物块划上小车左端的速度不能超过v =； （3）设恰好能使物块滑出小车的拉力为F ，由题意，物块应在小车末端共速 对物块，由牛顿第二定律得：

222F m g m a μ-=

对小车：由牛顿第二定律得：

212m g m a μ=

由运动学，共速有：

102a t v a t =+

由位移关系，得：

220211122

v t a t a t L +-= 综上各式，解得：F=22/15≈1.47N 即当F ＞1.47N 时物块可以滑出小车

14、 (1)4m/s ，(2)0.1μ=，(3)p 25J 6

E =

。 【解析】

(1)滑块b 下滑过程中系统水平方向动量守恒 0102()m v m m M v =++

又能量守恒：

220010211()22

m gR m v m m M v =

+++ 得： 14m/s v =

21m/s v =；

(2)从开始到ab 碰撞粘在一起系统水平方向动量守恒： 0322()m v m M v =+

得：

33m/s 2

v = 从开始到ab 与板共速系统动量守恒：

042(2)m m v Mv +=

得：

42m/s 3

v = 对ab 和板组成的系统，由能量守恒

2220320401112(2)22222L m v mv m m v m g μ+=++⋅ 得：0.1μ=；

(3)共速时弹性势能最大，根据能量守恒定律： P 0252J 26

L E m g μ=⋅=。 15、 (1)50cm ；(2)32cm

【解析】

(1)玻管旋转至竖直：A 中气体的压强变为 Al 0h 60cmHg p p p =-=①

对A 部分气体，由玻意耳定律

0A A1A1p L S p L S =②

得到A 端气柱长

A150cm L =③

(2)旋转至竖直B 端气柱长

B A1100501535cm L L L h =--=--=④ 过程二：玻管出入水银槽

A 部分气体由玻意耳定律 A1A1A21p L S p L S =⑤ 25060100cmHg 30

A p =⨯=⑥

B 部分气体，B 0p p = B1A2h 115cmHg p p p =+=⑦ 由玻意耳定律 B B B1B1p L S p L S =⑧ 解得

B1753523cm 115

L =

⨯≈⑨ 最后 1B132cm d L h L L =---=⑩