天津市南開區(qū)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁天津市南開區(qū)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期末考試物理試卷一、單選題：本大題共5小題，共25分。1.中國科學(xué)院近代物理研究所科研團(tuán)隊(duì)與合作單位研究人員首次成功合成新原子核?89205Ac。該原子核存在一種衰變鏈，其中第1次由?89205Ac衰變成原子核?87201Fr，第A.兩次均為β衰變

B.10個(gè)?89205Ac原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后一定還剩余5個(gè)

C.?89205Ac原子核發(fā)生衰變時(shí)需要吸收能量2.如圖所示，送水工人用特制的推車運(yùn)送桶裝水，到達(dá)目的地后，工人通過調(diào)節(jié)擋板OA轉(zhuǎn)動(dòng)可將水桶卸下。若桶與接觸面之間的摩擦不計(jì)，∠AOB為銳角，OA、OB對(duì)水桶的彈力大小分別為F1、F2。若保持OB不動(dòng)，調(diào)節(jié)擋板OA，使OA繞O點(diǎn)由豎直緩慢轉(zhuǎn)到與OB垂直的過程，下列說法正確的是(

)A.水桶受到的合力變小 B.F1先減小后增大

C.F2D.F1、F3.2022年11月29日，神舟十五號(hào)飛船在酒泉發(fā)射成功，次日凌晨對(duì)接于空間站組合體的前向?qū)涌?。至此，中國空間站實(shí)現(xiàn)了“三大艙段”+“三艘飛船”的最大構(gòu)型，天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十四號(hào)、神舟十五號(hào)載人飛船同時(shí)在軌。若空間站組合體繞地球的運(yùn)動(dòng)可以看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知空間站離地面高度為?(約為400km)，地球半徑為R(約為6400km)，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說法正確的是(

)A.空間站組合體軌道處的重力加速度大小為gR(R+?)

B.空間站組合體運(yùn)行的線速度與第一宇宙速度之比約為4：17

C.地球的平均密度可表示為3g4.電子顯微鏡通過“靜電透鏡”實(shí)現(xiàn)對(duì)電子會(huì)聚或發(fā)散使微小物體成像。電子槍發(fā)射的電子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，a、b、c是軌跡上的三點(diǎn)，虛線為電子透鏡電場(chǎng)中的等差等勢(shì)面。下列說法正確的是(

)A.b點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì) B.電子在a點(diǎn)的加速度大于在c點(diǎn)的加速度

C.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能 D.電子在c點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度5.電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)可利用車輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來。制動(dòng)時(shí)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生交變電流。若t=0時(shí)磁場(chǎng)方向恰與線圈平面垂直，磁極位置如圖甲所示，磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)近似視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列說法正確的是(

)

A.t=0時(shí)線圈中磁通量為0，磁通量變化率最大

B.t=t1時(shí)線圈中電流方向由P指向Q

C.0～t1過程，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2二、多選題：本大題共3小題，共15分。6.如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)θ=30°時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是(

)A.該材料對(duì)紅光的折射率為3

B.若θ=45°，光線c消失

C.若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光

D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c7.“地震預(yù)警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到受災(zāi)地區(qū)前，向受災(zāi)地區(qū)提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報(bào)，通知目標(biāo)區(qū)域從而實(shí)現(xiàn)預(yù)警。科研機(jī)構(gòu)為此對(duì)波的特性展開研究。如圖甲所示為所研究的一列沿x軸傳播的簡諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形圖，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是A.波沿x軸負(fù)方向傳播

B.0～7s波傳播的距離為21m

C.0～7s質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為11.9cm

D.質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程是y=?1.7sin0.5πt(cm)8.為了測(cè)量化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在排污管末端安裝了流量計(jì)(流量Q為單位時(shí)間內(nèi)流過某截面流體的體積)。如圖所示，長方體絕緣管道的長、寬、高分別為a、b、c，左、右兩端開口，所在空間有垂直于前后表面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管道上、下兩面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N，污水充滿管道從左向右勻速流動(dòng)。測(cè)得M、N間電壓為U，污水流過管道時(shí)所受阻力大小Ff=kLv2，k為比例系數(shù)，L為污水沿流速方向的長度，vA.污水的流量Q=UbB

B.金屬板M的電勢(shì)不一定高于金屬板N的電勢(shì)

C.電壓U與污水中離子濃度成正比

D.左、右兩側(cè)管口的壓強(qiáng)差三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。9.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

(1)某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)裝置按圖甲所示安裝好，不掛細(xì)線與砝碼盤，輕推小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶及紙帶運(yùn)動(dòng)方向如圖乙所示，則應(yīng)將墊塊適當(dāng)______(選填“左移”或“右移”)以平衡摩擦力。

(2)平衡摩擦力后，實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，紙帶上按時(shí)間順序選取O、A、B、C、D五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，如圖丙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，則小車加速度大小a=______m/s2(結(jié)果保留2位小數(shù))。

(3)在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，砝碼和砝碼盤的質(zhì)量為m保持不變。小車的總質(zhì)量為M，改變M進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得對(duì)應(yīng)的小車加速度大小a，作出a和1M+m的圖線，合理的應(yīng)為______。

10.學(xué)習(xí)小組在測(cè)量某粗細(xì)均勻的圓柱形合金細(xì)棒的電阻率實(shí)驗(yàn)中，先用毫米刻度尺測(cè)出接入電路中合金細(xì)棒的長度，又用多用電表粗略測(cè)量合金細(xì)棒的電阻約為100Ω。

(1)進(jìn)一步用螺旋測(cè)微器測(cè)合金細(xì)棒的直徑，示數(shù)如圖甲所示，其直徑d=______mm。

(2)為了精確測(cè)得該合金細(xì)棒的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：

①電源E(電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻約為0.2Ω)

②電壓表V(量程1V、內(nèi)阻為1000Ω)

③電流表A(量程30mA、內(nèi)阻約為1Ω)

④滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值2000Ω)

⑤電阻箱R0(0～9999Ω)

⑥導(dǎo)線若干，開關(guān)一只

ⅰ.由于提供的電壓表量程不足，現(xiàn)需使其量程變?yōu)?V，則需要在電壓表上串聯(lián)一個(gè)電阻箱R0，則R0=______Ω；

ⅱ.若按照?qǐng)D乙所示設(shè)計(jì)電路，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇______(R1或四、計(jì)算題：本大題共3小題，共44分。11.如圖為某工廠生產(chǎn)流水線上水平傳輸裝置的俯視圖，它由水平傳送帶和水平轉(zhuǎn)盤組成。物品質(zhì)量m=1kg，從A處無初速放到傳送帶上，運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，設(shè)物品進(jìn)入轉(zhuǎn)盤時(shí)速度大小不發(fā)生變化，且恰好隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)(無相對(duì)滑動(dòng))，到C處被取走裝箱。已知A、B兩處的距離L=9m，傳送帶的傳輸速度v=2m/s，物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.2。物品在轉(zhuǎn)盤上與軸O的距離R=0.5m，設(shè)物品與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求：

(1)物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間；

(2)物品與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值μ2；

(3)物品從A12.如圖所示，兩豎直放置的平行金屬板M、N之間的電壓U0=50V，N板右側(cè)寬度L=0.1m的區(qū)域內(nèi)分布著電場(chǎng)強(qiáng)度E=100033V/m、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線PP′與QQ′為其邊界。A、C分別為PP′、QQ′上的點(diǎn)，水平虛線CD與CQ′之間存在范圍足夠大的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=233×10?2T、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量m=1.6×10?25kg、電荷量q=+1.6×10?17C的粒子從靠近M板的S點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)PP′上的A點(diǎn)進(jìn)入PP′、QQ′間，然后從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力。求：

(1)13.如圖甲所示，固定光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成θ=37°傾斜放置，其電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距L=0.5m，導(dǎo)軌頂端與電阻R=2Ω相連。垂直導(dǎo)軌水平放置一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.5Ω的導(dǎo)體棒ab，ab距導(dǎo)軌頂端d1=2m，距導(dǎo)軌底端距離為d2(未知)。在裝置所在區(qū)域加一個(gè)垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B和時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示。0～2s內(nèi)，導(dǎo)體棒在外力作用下保持靜止；2s后由靜止釋放導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒滑到導(dǎo)軌底部的過程，通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量q=1.0C。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，且導(dǎo)體棒滑到底部前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求：

(1)0～2s內(nèi)通過導(dǎo)體棒的電流I1的大小和方向；

(2)導(dǎo)體棒滑到底部前的最大速度vm；

(3)導(dǎo)體棒由靜止開始下滑到導(dǎo)軌底部的過程，電阻答案解析1.D

【解析】解：A.根據(jù)核反應(yīng)過程滿足電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，第一次衰變?yōu)?89205Ac→87201Fr+24He

第二次衰變?yōu)?87201Fr→85197At+24He

可知兩次均為α衰變，故A錯(cuò)誤；

B.半衰期是大量原子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量原子核衰變不適用，故B錯(cuò)誤；

C.衰變是自然發(fā)生的，可知?2.D

【解析】解：對(duì)水桶受力分析，根據(jù)三角形定則作圖，如圖所示。

OA由豎直緩慢轉(zhuǎn)到與OB垂直的過程中，水桶受到的合力為零，且F1，F(xiàn)2都在減小，故ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選：D。

對(duì)水桶受力分析，根據(jù)平衡條件，利用合成法作圖分析。

3.B

【解析】解：A、對(duì)空間站，由牛頓第二定律可得：GMm(R+?)2=ma

在地球表面的重力與萬有引力相等，則有：GMmR2=mg

聯(lián)立解得：a=gR2(R+?)2，故A錯(cuò)誤；

B、由萬有引力提供向心力可得：GMm(R+?)2=mv2(R+?)，解得：v=GMR+?

則空間站運(yùn)行的速度與第一宇宙速度之比約為：vv0=RR+?=64006400+400=417，故B4.A

【解析】解：A.電子從a到c的過程中向上彎曲，說明電子在b點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力方向垂直于等勢(shì)面斜向上，電子帶負(fù)電，可知圖中電場(chǎng)線的方向大體沿左上方至右下方，沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來越低，所以b點(diǎn)的電勢(shì)大于c點(diǎn)的電勢(shì)，故A正確；

B.等差等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，則a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，電子在a點(diǎn)的加速度比在c點(diǎn)的加速度小，故B錯(cuò)誤；

C.電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；

D.電子從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電子在c點(diǎn)的速度比在b點(diǎn)的速度小，故D錯(cuò)誤。

故選：A。

電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與等勢(shì)面垂直，先判斷出電場(chǎng)力方向，電子受到的電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反，由此判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，再判斷各點(diǎn)電勢(shì)的高低；根據(jù)等勢(shì)面的疏密判斷電場(chǎng)強(qiáng)度大小，結(jié)合牛頓第二定律判斷加速度大??；根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷電勢(shì)能的大小關(guān)系，根據(jù)能量守恒判定動(dòng)能和速度的變化。

解決本題的關(guān)鍵要讀懂題意，理解電子顯微鏡的等勢(shì)面分布，利用電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，判斷電場(chǎng)線方向，進(jìn)而求解。5.C

【解析】解：A.t=0時(shí)線圈中磁通量最大，磁通量變化率為零，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)右手定則，t=t1時(shí)線圈中電流方向由Q指向P，故B錯(cuò)誤；

C.0～t1過程，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

E=nΔΦΔt=nBS14?2πω=2nBSωπ=2Emπ

故6.ABC

【解析】解：A.根據(jù)反射定律，反射角α=θ=30°

由于反射光b和折射光c剛好垂直，因此折射角β=180°?90°?α=180°?90°?30°=60°

根據(jù)折射定律，該材料對(duì)紅光的折射率n=sinβsinθ=sin60°sin30°=3，故A正確；

B.根據(jù)臨界角公式sinC=1n=33<sin45°=22

當(dāng)θ=45°時(shí)，入射角大于臨界角，入射光線在界面發(fā)生全反射，折射光線c消失，故B正確；

C.入射光線a為白光，所有反射光的反射角都相同，反射光線b也為白光，故C正確；

D.若入射光a變?yōu)樽瞎猓鶕?jù)反射定律，反射角等于入射角，反射角不發(fā)生變化；

根據(jù)折射定律n′=sinβ′sinθ

由于透明材料對(duì)紅光和紫光的折射率不同，因此折射角不同，所以光線b和c不能垂直，故7.CD

【解析】解：A.由振動(dòng)圖像可知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M沿y軸負(fù)向振動(dòng)，根據(jù)“同側(cè)法”可知波沿x軸正方向傳播，故A錯(cuò)誤；

B.波的傳播速度為：v=λT=64m/s=1.5m/s，可知0～7s波傳播的距離為：x=vt=1.5×7m=10.5m，故B錯(cuò)誤；

C.0～7s質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為：s=74×4A=7×1.7cm=11.9cm，故C正確；

D.因ω=2πT=0.5π，可知質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程是：y=?Asinωt=?1.7sin0.5πt(cm)，故D正確。

故選：CD。

根據(jù)“同側(cè)法”可知波的傳播方向；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解8.AD

【解析】解：A.由穩(wěn)定狀態(tài)下，帶電粒子受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，可知Ucq=qvB，可得v=UBc，污水的流量Q=vS=vbc，故Q=UbB，故A正確；

B.磁場(chǎng)B垂直紙面向里，由左手定則，則正離子受向上的洛倫茲力，正離子偏向上極板，M板電勢(shì)高，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力的等量關(guān)系可知Ucq=qvB，解得U=vBc，故電壓與離子濃度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)平衡條件，則有Δpbc=Ff=kLv2=kav2，而由9.右移

0.80

A

【解析】解：(1)由圖乙可知紙帶向左做加速運(yùn)動(dòng)，說明平衡摩擦力過度，應(yīng)將墊塊適當(dāng)右移減小夾角以準(zhǔn)確平衡摩擦力。

(2)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=5×0.02s=0.10s，由逐差法求小車的加速度a=xBD?xOB(2T)2=14.35?5.57?5.574×0.102×10?2m/s2≈0.80m/s2

(3)由牛頓第二定律可得F=Ma，mg?F=ma，解得a=1M+m?mg，可知a?1M+m圖線是過原點(diǎn)的傾斜的直線，故10.3.500

2000

R1

偏大【解析】解：(1)螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm，合金細(xì)棒的直徑為

d=3.5mm+0×0.01mm=3.500mm

(2)ⅰ.要將量程為1V的電壓表改為3V，需要在電壓表上串聯(lián)一個(gè)電阻箱R0，則

IV=UVRV=11000A=0.001A

根據(jù)歐姆定律，可得

R0=UR0IV=3?10.001Ω=2000Ω

ⅱ.用多用電表粗略測(cè)量合金細(xì)棒的電阻約為100Ω，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接入電路，在安全條件下阻值小些更便于調(diào)節(jié)，故選R1。

電路圖如圖所示

ⅲ.由于電表不是理想電表，則

R測(cè)=URx+11.解：物品先在傳送帶上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其位移大小為x1，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

μ1mg=ma，v=t1，v2=2ax1

解得

t1=1s，x1=1m<L

可知物品與傳送帶共速后，物品和傳送帶一起以v速度做勻速運(yùn)動(dòng)，物品做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t2=L?x1v

解得

t2=4s

物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間為

t=t1+t2

解得t=5s

(2)物品在轉(zhuǎn)盤上所受的靜摩擦力提供向心力，當(dāng)物品在轉(zhuǎn)盤上恰好無相對(duì)滑動(dòng)時(shí)有

μ2mg=mv2R

解得物品與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為

μ2=0.8

(3)物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的過程中，物品與傳送帶發(fā)生的相對(duì)位移為

Δx=x傳?x1=vt1?x1

解得Δx=1

因摩擦產(chǎn)生的熱量為【解析】對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，物塊受到重力、支持力和靜摩擦力。靜摩擦力提供物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)向心力公式分析向心力的大小和方向。再根據(jù)向心加速度公式向分析向心加速度的情況。

本題考查圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，物塊置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起做圓周運(yùn)動(dòng)，涉及向心力、向心加速度、靜摩擦力等概念，需要根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和受力分析來判斷各個(gè)選項(xiàng)的正確性。12.解：(1)粒子在金屬板M、N之間被加速的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：

U0q=12mv02

解得：v0=1×105m/s

(2)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有：

L=v0t1

解得：t1=1×10?6s

由牛頓第二定律得：Eq=ma

又有：vy=at1

故出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為：v=v02+vy2

聯(lián)立解得：v=233×105m/s

粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：Bqv=mv2r

解得磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為：r=0.1m

(3)設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與水平方向的夾角為α，則

cosα=v0v=32，可得：【解析】(1)根據(jù)動(dòng)能定