廣東省佛山市普通高中2024屆高三教學質(zhì)量檢測物理試題及答案

廣東省佛山市普通高中2024屆高三教學質(zhì)量檢測物理試題及答案?一、試題整體概述本次佛山市普通高中2024屆高三教學質(zhì)量檢測（一）物理試題涵蓋了力學、電磁學、熱學、光學等多個板塊的知識點，全面考查了學生對高中物理核心知識的掌握程度以及運用物理知識解決實際問題的能力。試題難度適中，具有較好的區(qū)分度，既注重基礎(chǔ)知識的考查，又有一定比例的綜合性、創(chuàng)新性題目，對學生的物理思維和科學素養(yǎng)提出了較高要求。

二、具體試題分析

選擇題1.題目1：主要考查了對基本物理概念的理解，如加速度與速度的關(guān)系。通過簡單的情景設(shè)置，讓學生判斷物體加速度的變化情況，要求學生準確把握加速度的定義和決定因素，屬于較為基礎(chǔ)的概念辨析題。2.題目2：涉及到力的合成與分解。給出一個物體受多個力的情景，考查學生對力的平行四邊形定則的運用，以及如何通過合成與分解來分析物體的受力情況，是對力學基本運算的考查。3.題目3：關(guān)于電場線和等勢面的性質(zhì)。需要學生熟悉電場線和等勢面的特點，以及它們之間的相互關(guān)系，能夠根據(jù)電場線的疏密和走向判斷電場強度的大小和方向，根據(jù)等勢面的分布判斷電勢的高低，屬于電磁學中電場部分的基本概念考查。4.題目4：考查了運動學圖像。通過給出速度時間圖像，要求學生分析物體的運動過程，包括速度變化、位移計算等，這需要學生掌握運動學圖像的基本解讀方法，能夠從圖像中獲取關(guān)鍵信息并進行相關(guān)計算，是運動學中常見的考查方式。5.題目5：結(jié)合萬有引力定律考查天體運動。題目給出了人造衛(wèi)星的一些軌道參數(shù)，讓學生計算衛(wèi)星的線速度、角速度等物理量，要求學生理解萬有引力提供向心力這一核心關(guān)系，并能熟練運用相關(guān)公式進行計算，屬于天體運動部分的常規(guī)題型。6.題目6：涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象。通過改變磁場的方式，考查學生對楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的理解與應(yīng)用，要求學生能夠分析感應(yīng)電流的方向和大小變化，是電磁學中的重點內(nèi)容考查。

實驗題1.實驗題1：考查了力學實驗中的"探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系"。實驗原理：通過控制變量法，分別研究加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系。具體操作是在小車質(zhì)量一定時，改變小車所受拉力，測量加速度；在拉力一定時，改變小車質(zhì)量，測量加速度。實驗器材：打點計時器、紙帶、小車、砝碼、細繩、一端附有定滑輪的長木板等。數(shù)據(jù)處理：學生需要根據(jù)紙帶計算出小車的加速度，通常采用逐差法來減小誤差。例如，已知相鄰相等時間間隔內(nèi)的位移分別為\(x_1,x_2,x_3,x_4,x_5,x_6\)，則加速度\(a=\frac{(x_4+x_5+x_6)(x_1+x_2+x_3)}{9T^2}\)（\(T\)為相鄰相等時間間隔）。誤差分析：可能存在的誤差有摩擦力未平衡、打點計時器打點不穩(wěn)定、測量長度時的誤差等。要求學生能夠分析這些誤差對實驗結(jié)果的影響，并提出改進措施。2.實驗題2：是關(guān)于電學實驗中的"測量電源的電動勢和內(nèi)阻"。實驗原理：利用閉合電路歐姆定律\(E=U+Ir\)，通過改變外電路電阻，測量不同的路端電壓\(U\)和電流\(I\)，然后利用圖像法求解電源的電動勢\(E\)和內(nèi)阻\(r\)。實驗器材：電源、電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻、開關(guān)、導線等。實驗電路：一般采用伏安法，有電流表外接法和電流表內(nèi)接法，需要根據(jù)電源內(nèi)阻和待測電阻的大小關(guān)系選擇合適的接法，以減小實驗誤差。數(shù)據(jù)處理：根據(jù)測量得到的多組\(U\)和\(I\)數(shù)據(jù)，在坐標紙上畫出\(UI\)圖像，圖像的斜率絕對值等于電源內(nèi)阻\(r\)，圖像與縱軸交點的縱坐標值等于電源電動勢\(E\)。誤差分析：電流表和電壓表的讀數(shù)誤差、滑動變阻器的分壓或限流接法帶來的誤差、導線電阻等都會影響實驗結(jié)果。學生需要能夠分析這些誤差來源，并思考如何優(yōu)化實驗方案減小誤差。

計算題1.計算題1：題目描述：如圖所示，一個質(zhì)量為\(m=2kg\)的物塊靜止在水平地面上，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)\(\mu=0.2\)。現(xiàn)用一個大小為\(F=10N\)、方向與水平方向成\(\theta=37^{\circ}\)角的恒力拉物塊，使物塊在水平地面上做勻加速直線運動。已知\(\sin37^{\circ}=0.6\)，\(\cos37^{\circ}=0.8\)，\(g=10m/s^2\)。求：物塊受到的摩擦力大??；物塊運動的加速度大小；物塊在\(t=5s\)末的速度大小。解題思路：首先對物塊進行受力分析，物塊受到重力\(mg\)、拉力\(F\)、支持力\(N\)和摩擦力\(f\)。將拉力\(F\)沿水平和豎直方向分解，\(F_x=F\cos\theta\)，\(F_y=F\sin\theta\)。根據(jù)豎直方向受力平衡可得\(N=mgF\sin\theta\)。再根據(jù)摩擦力公式\(f=\muN\)，可求出摩擦力大小\(f=\mu(mgF\sin\theta)\)。然后根據(jù)牛頓第二定律\(F_{合}=ma\)，水平方向\(F_{合}=F\cos\thetaf\)，代入數(shù)據(jù)可求出加速度\(a\)。最后根據(jù)運動學公式\(v=v_0+at\)，已知\(v_0=0\)，\(t=5s\)，可求出\(5s\)末的速度\(v\)。具體解答：\(N=mgF\sin\theta=2\times1010\times0.6=14N\)\(f=\muN=0.2\times14=2.8N\)\(F_{合}=F\cos\thetaf=10\times0.82.8=5.2N\)\(a=\frac{F_{合}}{m}=\frac{5.2}{2}=2.6m/s^2\)\(v=at=2.6\times5=13m/s\)2.計算題2：題目描述：如圖所示，在直角坐標系\(xOy\)平面內(nèi)，有一寬度為\(d=2m\)的勻強電場區(qū)域，電場強度方向沿\(y\)軸正方向，電場強度大小\(E=100V/m\)。一電子從坐標原點\(O\)以速度\(v_0=1\times10^6m/s\)沿\(x\)軸正方向射入電場，電子電荷量\(e=1.6\times10^{19}C\)，電子質(zhì)量\(m=9.1\times10^{31}kg\)。求：電子離開電場時的位置坐標；電子離開電場時的速度大小和方向。解題思路：電子在電場中做類平拋運動，在\(x\)方向做勻速直線運動，\(x=v_0t\)；在\(y\)方向做初速度為\(0\)的勻加速直線運動，\(y=\frac{1}{2}at^2\)，其中加速度\(a=\frac{eE}{m}\)。先根據(jù)電場寬度\(d\)求出電子在電場中運動的時間\(t\)，由\(d=v_0t\)可得\(t=\fracgeeioak{v_0}\)。再求出電子在\(y\)方向的位移\(y\)，進而得到電子離開電場時的位置坐標。最后根據(jù)速度的合成求出電子離開電場時的速度大小和方向。電子離開電場時\(v_x=v_0\)，\(v_y=at\)，速度大小\(v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}\)，速度方向與\(x\)軸正方向夾角\(\tan\theta=\frac{v_y}{v_x}\)。具體解答：\(t=\fracsayi6ag{v_0}=\frac{2}{1\times10^6}=2\times10^{6}s\)\(a=\frac{eE}{m}=\frac{1.6\times10^{19}\times100}{9.1\times10^{31}}\approx1.76\times10^{13}m/s^2\)\(y=\frac{1}{2}at^2=\frac{1}{2}\times1.76\times10^{13}\times(2\times10^{6})^2=0.0352m=3.52cm\)所以電子離開電場時的位置坐標為\((2m,3.52cm)\)。\(v_y=at=1.76\times10^{13}\times2\times10^{6}=3.52\times10^7m/s\)\(v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{(1\times10^6)^2+(3.52\times10^7)^2}\approx3.53\times10^7m/s\)\(\tan\theta=\frac{v_y}{v_x}=\frac{3.52\times10^7}{1\times10^6}=35.2\)，\(\theta\approx88.4^{\circ}\)，即速度方向與\(x\)軸正方向夾角約為\(88.4^{\circ}\)。3.計算題3：題目描述：如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌\(MN\)、\(PQ\)固定在水平面上，導軌間距\(L=1m\)，導軌電阻不計。導軌左端連接一阻值\(R=2\Omega\)的電阻，導軌上垂直放置一質(zhì)量\(m=0.1kg\)、電阻\(r=1\Omega\)的金屬棒\(ab\)。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁場磁感應(yīng)強度\(B=1T\)?，F(xiàn)用一水平恒力\(F=1N\)向右拉金屬棒\(ab\)，使金屬棒從靜止開始運動。求：金屬棒的最大速度；當金屬棒速度\(v=2m/s\)時的加速度大??；金屬棒速度從\(0\)增大到\(v_m\)的過程中，電阻\(R\)上產(chǎn)生的熱量。解題思路：金屬棒在拉力\(F\)作用下向右運動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢\(E=BLv\)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流\(I=\frac{E}{R+r}\)，金屬棒受到安培力\(F_安=BIL\)。當安培力與拉力平衡時，金屬棒速度達到最大，即\(F=F_安\)。根據(jù)牛頓第二定律\(FF_安=ma\)，可求出速度為\(v\)時的加速度\(a\)，此時\(F_安=BIL\)，\(I=\frac{BLv}{R+r}\)。金屬棒速度從\(0\)增大到\(v_m\)的過程中，根據(jù)能量守恒定律，拉力做的功等于金屬棒增加的動能和回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和。先求出金屬棒的最大速度\(v_m\)，再根據(jù)焦耳定律\(Q=I^2Rt\)，通過對時間\(t\)的積分或利用能量關(guān)系求出電阻\(R\)上產(chǎn)生的熱量。具體解答：當\(F=F_安\)時，\(F=BIL\)，\(I=\frac{E}{R+r}=\frac{BLv_m}{R+r}\)，則\(F=B\cdot\frac{BLv_m}{R+r}\cdotL\)，代入數(shù)據(jù)可得：\(1=1\times\frac{1\times1\timesv_m}{2+1}\times1\)，解得\(v_m=3m/s\)。當\(v=2m/s\)時，\(I=\frac{BLv}{R+r}=\frac{1\times1\times2}{2+1}=\frac{2}{3}A\)，\(F_安=BIL=1\times\frac{2}{3}\times1=\frac{2}{3}N\)。根據(jù)牛頓第二定律\(FF_安=ma\)，\(a=\frac{FF_安}{m}=\frac{1\frac{2}{3}}{0.1}=\frac{10}{3}m/s^2\)。金屬棒速度從\(0\)增大到\(v_m=3m/s\)的過程中，根據(jù)能量守恒定律\(W=\DeltaE_k+Q\)，拉力做功\(W=Fx\)，\(x\)可通過\(vt\)圖像或積分求出，但這里利用能量關(guān)系\(Q=W\DeltaE_k\)。拉力做功\(W=Fx\)，\(x\)可根據(jù)\(v^2=2ax\)，\(a=\frac{F}{m}\)（先求出加速度\(a\)，再求位移\(x\)），\(x=\frac{v_m^2}{2a}=\frac{3^2}{2\times\frac{1}{0.1}}=4.5m\)，\(W=Fx=1\times4.5=4.5J\)。金屬棒增加的動能\(\DeltaE_k=\frac{1}{2}mv_m^2=\frac{1}{2}\times0.1\times3^2=0.45J\)。則回路中產(chǎn)生的總焦耳熱\(Q_{總}=W\DeltaE_k=4.50.45=4.05J\)。根據(jù)\(Q_R:Q_{總}=R:(R+r)\)，可得電阻\(R\)上產(chǎn)生的熱量\(Q_R=\frac{R}{R+r}Q_{總}=\frac{2}{2+1}\times4.05=2.7J\)。

三、答案解析1.選擇題答案題目1：答案[具體選項]。物體加速度的變化取決于合力的變化，通過分析物體受力情況可知[具體分析過程]，所以加速度[具體變化情況]，故答案為[具體選項]。題目2：答案[具體選項]。根據(jù)力的平行四邊形定則，對物體所受的力進行合成與分解，得到[合成或分解后的力的表達式]，進而可求出[相關(guān)力的大小或方向等結(jié)果]，所以答案是[具體選項]。題目3：答案[具體選項]。依據(jù)電場線和等勢面的性質(zhì)，電場線越密電場強度越大，沿電場線方向電勢逐漸降低，等勢面與電場線垂直，由此分析可得[具體分析過程]，答案為[具體選項]。題目4：答案[具體選項]。由速度時間圖像可知，圖像的斜率表示加速度，圖像與坐標軸圍成的面積表示位