2024年湖北省咸寧市五校物理高三上期末學業水平測試試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，將兩個質量均為m，帶電量分別為+q、﹣q的小球a、b用絕緣細線懸掛于O點，置于水平方向的勻強電場中，用力F拉小球a，使整個裝置處于平衡狀態，且懸線Oa與豎直方向的夾角為30°．則F的大小可能為（）A．mgB．12mgC．33mgD．2、如圖所示，波長分別為λa、λb的單色光a、b，沿著AO、BO方向射入半圓形玻璃磚，出射光線都沿OC，則下列說法錯誤的是（）A．a、b光從玻璃磚射入空氣時，均受到玻璃磚的作用力B．在玻璃磚內a光的動量大于在空氣中a光的動量C．λa<λb，且a、b光的臨界角相等D．在玻璃磚內a光的動量大于在玻璃磚內b光的動量3、在光滑的水平桌面上有兩個質量均為m的小球，由長度為2l的拉緊細線相連．以一恒力作用于細線中點，恒力的大小為F，方向平行于桌面．兩球開始運動時，細線與恒力方向垂直．在兩球碰撞前瞬間，兩球的速度在垂直于恒力方向的分量為（）A． B． C． D．4、如圖所示為一種質譜儀的示意圖，該質譜儀由速度選擇器、靜電分析器和磁分析器組成。若速度選擇器中電場強度大小為，磁感應強度大小為、方向垂直紙面向里，靜電分析器通道中心線為圓弧，圓弧的半徑為，通道內有均勻輻射的電場，在中心線處的電場強度大小為，磁分析器中有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為、方向垂直于紙面向外。一帶電粒子以速度沿直線經過速度選擇器后沿中心線通過靜電分析器，由點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的點，不計粒子重力。下列說法正確的是（）A．速度選擇器的極板的電勢比極板的低B．粒子的速度C．粒子的比荷為D．、兩點間的距離為5、電容器是一種常用的電學元件，在電工、電子技術中有著廣泛的應用。以下有關電容式傳感器在生活中應用說法正確的是（）甲：電容式觸摸屏乙：電容式壓力傳感器丙：電容式油位傳感器丁：電容式加速度傳感器A．甲圖中，手指作為電容器一電極，如果改用絕緣筆在電容式觸摸屏上仍能正常操作B．乙圖中，力F增大過程中，電流計中的電流從a流向bC．丙圖中，油箱液位上升時，電容變小D．丁圖中，當傳感器由靜止突然向左加速，電容器處于充電狀態6、光電效應實驗中，一組同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了四條光電流與電壓之間的關系曲線(甲、乙、丙、丁)，如圖所示。以下判斷正確的是（）A．甲光的頻率大于乙光 B．丙光的頻率等于丁光C．甲光的強度等于丙光 D．乙光的強度等于丁光二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、下列說法正確的是（）A．布朗運動的激烈程度跟溫度有關，但布朗運動不是熱運動B．機械能不可能全部轉化為內能，內能也無法全部用來做功從而轉化成機械能C．一定質量的理想氣體保持體積不變，單位體積內分子數不變，但溫度升高，單位時間內撞擊單位面積上的分子數增多D．相對濕度定義為空氣中水蒸氣的壓強與水的飽和氣壓之比E.雨傘傘面上有許多細小的孔，卻能遮雨，是因為水的表面張力作用8、下列說法正確的是（）A．太陽輻射的能量大部分集中在可見光及附近的區域B．兩列機械波在同一介質中相遇，波長相同一定能獲得穩定的干涉圖案C．狹義相對論的第一個基本假設：力學規律在任何慣性系中都是相同的D．分別用紫光和綠光為光源用同一裝置做單縫衍射實驗，前者中央亮紋較寬E.電視機顯像管里的電子槍發射電子束的強弱受圖像信號的控制9、下列說法正確的是_____A．懸浮在液體中的微粒越大，某一瞬間撞擊它的液體分子數越多，布朗運動越明顯B．液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，所以液體表面存在表面張力C．分子平均速率大的物體的溫度一定比分子平均速率小的物體的溫度高D．自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性E.外界對氣體做功，氣體的內能可能減小10、如圖甲所示，兩平行虛線間存在磁感應強度大小、方向與紙面垂直的勻強磁場，一正方形導線框abcd位于紙面內，cd邊與磁場邊界平行。已知導線框一直向右做勻速直線運動，速度大小為1m/s，cd邊進入磁場時開始計時，導線框中感應電動勢隨時間變化的圖線如圖乙所示（感應電流的方向為順時針時，感應電動勢取正）。下列說法正確的是（）A．導線框的邊長為0.2mB．勻強磁場的寬度為0.6mC．磁感應強度的方向垂直紙面向外D．在t=0.2s至t=0.4s這段時間內，c、d間電勢差為零三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）貨運交通事故往往是由車輛超載引起的，因此我國交通運輸部對治理貨運超載有著嚴格規定。監測站都安裝有稱重傳感器，圖甲是一種常用的力傳感器，由彈簧鋼和應變片組成，彈簧鋼右端固定，在其上、下表面各貼一個相同的應變片，應變片由金屬制成。若在彈簧鋼的自由端施加一向下的作用力F，則彈簧鋼會發生彎曲，上應變片被拉伸，下應變片被壓縮。力越大，彈簧鋼的彎曲程度越大，應變片的電阻變化就越大，輸出的電壓差ΔU＝|U1－U2|也就越大。已知傳感器不受壓力時的電阻約為19Ω，為了準確地測量該傳感器的阻值，設計了以下實驗，實驗原理圖如圖乙所示。實驗室提供以下器材：A．定值電阻R0（R0＝5Ω）B．滑動變阻器（最大阻值為2Ω，額定功率為50W）C．電流表A1（0.6A，內阻r1＝1Ω）D．電流表A2（0.6A，內阻r2約為5Ω）E．直流電源E1（電動勢3V，內阻約為1Ω）F．直流電源E2（電動勢6V，內阻約為2Ω）G．開關S及導線若干。（1）外力F增大時，下列說法正確的是________；A．上、下應變片電阻都增大B．上、下應變片電阻都減小C．上應變片電阻減小，下應變片電阻增大D．上應變片電阻增大，下應變片電阻減小（2）圖乙中①、②為電流表，其中電流表①選________（選填“A1”或“A2”），電源選________（選填“E1”或“E2”）；（3）為了準確地測量該阻值，在圖丙中，將B、C間導線斷開，并將滑動變阻器與原設計電路的A、B、C端中的一些端點連接，調節滑動變阻器，測量多組數據，從而使實驗結果更準確，請在圖丙中正確連接電路______；（4）結合上述實驗步驟可以得出該傳感器的電阻的表達式為________（A1、A2兩電流表的電流分別用I1、I2表示）。12．（12分）某同學研究小燈泡的伏安特性曲線，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓，額定電流），電壓表（量程，內阻為），電流表A（量程內阻約），定值電阻（阻值為），滑動變阻器R（阻值），電源E（電動勢，內阻很小）開關S，導線若干．(1)實驗要求能夠實現在的范圍內對小燈泡的電壓進行測量，請將圖甲電路補畫完整______________；(2)實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖所示，由曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電阻將_________；A．逐漸增大B．逐漸減小C．先增大后不變D．先減小后不變(3)若用多用表直接測量該小燈泡的電阻，正確操作后多用表指針如圖所示，則小燈泡的電阻是_______．(4)用另一電源（電動勢，內阻）和題中所給的小燈泡L、滑動變阻器R連接成如圖所示的電路，閉合開關S，調節滑動變阻器R的阻值．在R的變化范圍內，電源的最大輸出功率為_______W，此時小燈泡的功率為_______W，滑動變阻器R接入電路的電阻為_______．四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）力是改變物體運動狀態的原因，力能產生加速度。力在空間上的積累使物體動能發生變化；力在時間上的積累使物體動量發生變化。如圖所示，質量為m的物塊，在水平合外力F的作用下做勻變速直線運動，速度由變化到時，經歷的時間為t，發生的位移為x。(1)請根據牛頓第二定律和相關規律，推導動能定理；(2)請根據牛頓第二定律和相關規律，推導動量定理。14．（16分）如圖所示，平面直角坐標系第一象限中，兩個邊長均為L的正方形與一個邊長為L的等腰直角三角形相鄰排列，三個區域的底邊在x軸上，正方形區域I和三角形區域Ⅲ存在大小相等，方向沿y軸負向的勻強電場。質量為m、電量為q的帶正電粒子由正方形區域I的頂點A以初速度v0沿x軸正向射入區域I，離開電場后打在區域Ⅱ底邊的中點P。若在正方形區域Ⅱ內施加垂直坐標平面向里的勻強磁場，粒子將由區域Ⅱ右邊界中點Q離開磁場，進入區域Ⅲ中的電場。不計重力，求：(1)正方形區域I中電場強度E的大小；(2)正方形區域Ⅱ中磁場磁感應強度的大小；(3)粒子離開三角形區域的位置到x軸的距離。15．（12分）如圖所示，一長木板以的速度沿水平桌面向右勻速運動，時刻將一可視為質點的物塊緩慢地放到長木板上，同時啟動長木板上的制動系統，使長木板以的加速度做勻減速直線運動直至靜止，已知物塊的釋放點距離長木板左端，物塊與長木板之間的動摩擦因數，重力加速度g取。求：（1）從時刻開始，經多長時間物塊與長木板具有共同的速度；（2）通過計算分析物塊能否從長木板上滑下，若不能，求出物塊到長木板左端的距離。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解題分析】

以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，作出F在三個方向時的受力圖如圖，根據平衡條件得知：F與T的合力與重力2mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當F與繩子oa垂直時，F有最小值，即圖中2位置，F的最小值為：Fmin故選A。【題目點撥】關鍵是運用圖解法確定出F的最小值，以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，作出力圖，根據平衡條件，分析F的最小值，從而分析F的可能值。2、C【解題分析】

A．由圖可知a、b光從玻璃磚射入空氣時，均發生偏折，可知光子的動量發生變化，由動量定理可知都受到玻璃磚的作用力，A正確；B．玻璃磚對a光的折射率大于空氣對a光的折射率，根據可知，a光在空氣中的速度大；光子的動量所以在玻璃磚內a光的動量大于在空氣中a光的動量，B正確；C．a光的折射率比b光的折射率大，則知a光的頻率比b光的頻率高，由可知a的波長小于b的波長.a的折射率大，由可知a的臨界角小，C錯誤；D．由光路圖看出，a光的偏折角大于b的偏折角，折射定律分析得知，a光的折射率比b光的折射率大，由折射率與光的頻率的關系可知，a的頻率大；光子的動量則在玻璃中，a光的動量大于在玻璃磚內b光的動量，D正確。本題選錯誤的，故選C。3、B【解題分析】以兩球開始運動時細線中點為坐標原點，恒力F方向為x軸正方向建立直角坐標系如圖1，設開始到兩球碰撞瞬間任一小球沿x方向的位移為s，根據對稱性，在碰撞前瞬間兩球的vx、vy、v大小均相等，對其中任一小球，在x方向做初速度為零的勻加速直線運動有：；；

；細線不計質量，F對細線所做的功等于細線對物體所做的功，故對整體全過程由動能定理有：F（s+l）=2×mv2；由以上各式解得：

，故選B．4、C【解題分析】

A．由圖可知，粒子在磁分析器內向左偏轉，受到的洛倫茲力的方向向左，由左手定則可知，該粒子帶正電；粒子在速度選擇器內向右運動，根據左手定則可知，粒子受到的洛倫茲力的方向向上；由于粒子勻速穿過速度選擇器，所以粒子受到的電場力得方向向下，則電場的方向向下，P1的電勢板比極板P2的高，故A錯誤；

B．粒子在速度選擇器內受力平衡，則qE1=qvB1可得故B錯誤；C．粒子在靜電分析器內受到的電場力提供向心力，則聯立可得粒子的比荷故C正確；

D．粒子在磁分析器內做勻速圓周運動，受到的洛倫茲力提供向心力，則聯立可得P、Q之間的距離為故D錯誤。

故選C。5、D【解題分析】

A．甲圖中，絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容屏上進行觸控操作。故A錯誤。B．乙圖中，力F增大過程中，電容器極板間距減小，電容變大，電容器充電，電流計中的電流從b流向a，選項B錯誤；C．丙圖中，油箱液位上升時，正對面積變大，電容變大，選項C錯誤；D．丁圖中，當傳感器由靜止突然向左加速，電介質插入電容器，電容變大，電容器處于充電狀態，選項D正確。故選D。6、A【解題分析】

AB．根據愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0反向裁止電壓Ek=eUc同一光電管的逸出功W0相同，由于Uc1Uc2，所以可以判定：甲光的頻率大于乙光的頻率；丙光的頻率（等于甲光）大于丁光的頻率（等于乙光），故A正確，B錯誤；CD．根據飽和光電流與照射光強度的關系可知，甲光的強度大于丙光，乙光的強度大于丁光，故CD錯誤。故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ACE【解題分析】

A．布朗運動反映的是分子熱運動，但布朗運動本身不是熱運動，選項A正確；B．機械能可能全部轉化為內能，內能無法全部用來做功從而轉化成機械能，選項B錯誤；C．一定質量的理想氣體保持體積不變，單位體積內分子數不變，溫度升高，分子的平均動能變大，單位時間內撞擊單位面積上的分子數增多，選項C正確；D．相對濕度定義為空氣中水蒸氣的實際壓強與該溫度下水蒸氣的飽和氣壓之比，D錯誤；E．雨傘傘面上有許多細小的孔，卻能遮雨，是因為水的表面張力作用，使水不能滲過小孔，選項E正確；故選ACE.8、ABE【解題分析】

A．太陽輻射的能量大部分集中在可見光及附近的區域，故A正確；B．兩列機械波在同一介質中傳播速度相同，波長相同則頻率相同，則一定能獲得穩定的干涉圖案，故B正確；C．狹義相對論的第一個基本假設：在不同的慣性參考系中，一切物理規律都是相同的，故Ｃ錯誤；D．由于紫光的波長比綠光的短，則用紫光和綠光為光源用同一裝置做單縫衍射實驗，綠光的中央亮紋較寬，故D錯誤；E．圖像信號越強，電視機顯像管里的電子槍發射電子束越強，故E正確。故選ABE。9、BDE【解題分析】

A．懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數越少，布朗運動越明顯，故A錯誤；B．由于表面分子較為稀疏，故液體表面分子間距離大于液體內部分子間距離，所以液體表面存在表面張力，故B正確；C．分子的平均動能相等時，物體的溫度相等；考慮到分子的質量可能不同，分子平均速率大有可能分子的平均動能小；分子平均速率小有可能分子的平均動能大．故C錯誤；D．由熱力學第二定律可知，自然界中進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，故D正確；E．當外界對氣體做功，根據熱力學第一定律△U=W+Q分析可知，內能可能增大也可能減小，故E正確．10、AC【解題分析】

A．根據法拉第電磁感應定律和圖象可知，感應電動勢故導線框的邊長故A正確；B．導線框的cd邊從進入磁場到離開磁場的時間為0.4s，故磁場的寬度s=vt=0.4m故B錯誤；C．根據楞次定律可知，磁感應強度的方向垂直紙面向外，故C正確；D．在t=0.2s至t=0.4s這段時間內，ab邊和cd邊均切割磁感線，產生了感應電動勢，c、d間有電勢差，故D錯誤。故選AC。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、DA1E2【解題分析】

(1)[1]外力F增大時，上應變片長度變長，電阻變大，下應變片長度變短，電阻變小故選D。(2)[2]題圖乙中的①要當電壓表使用，因此內阻應已知，故應選電流表A1；[3]因回路總阻值接近11Ω，滿偏電流為0.6A，所以電源電動勢應接近6.6V，故電源選E2。(3)[4]滑動變阻器應采用分壓式接法，將B、C間導線斷開，A、B兩端接全阻值，C端接在變阻器的滑動端，如圖所示。(4)[5]由題圖乙知，通過該傳感器的電流為I2－I1，加在該傳感器兩端的電壓為I1r1，故該傳感器的電阻為12、A1.50.40.283【解題分析】

(1)[1]因本實驗需要電流從零開始調節，因此應采用滑動變阻器分壓接法；因燈泡內阻與電流表內阻接近，故應采用電流表外接法；另外為了擴大電壓表量程，應用和電壓表串聯，故原理圖如圖所示(2)[2]圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數，由圖可知，圖象的斜率隨電壓的增大而減小，故說明電阻隨電流的增大而增大；其原因是燈絲的電阻率隨著電流的增大而增大；A.與分析相符，故A正確；B.與分析不符，故B錯誤；C.與分析不符，故C錯誤；D.與分析不符，故D錯誤；(3)[3]燈泡正常工作時的電阻為：則多用電表可以選擇歐姆擋的×1擋；由圖示多用電表可知，其示數為；(4)[4]當電源內阻等于外電路電阻時，電源的輸出功率最大，電源的最大輸出功率為：[5]此時小燈泡的電流為：由圖可知，此時燈泡電壓為：此時小燈泡的功率為：[6]此時小燈泡的電阻為：滑動變阻器接入電路的電阻為：四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)推導過程見解析；(2)推導過程見解析【解題分析】

(1)物體做勻變速直線運動，合外力提供加速度，根據牛頓第二定律根據速度與位