2024学年山西省大同市第一中学高三物理第一学期期末统考模拟试题含解析

2024学年山西省大同市第一中学高三物理第一学期期末统考模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度=1.2kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为A．3.9×103N B．1.2×105N C．1.0×104N D．9.0×l04N2、氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子，若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是（）A．这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应B．如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从n＝4能级向n＝5能级跃迁C．如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n＝4能级的氢原子发生电离D．用氢原子从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2eV3、如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L(有铁芯)与电源E连接，下列说法正确的是A．S闭合瞬间，a灯发光b灯不发光B．S闭合，a灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭C．S断开，b灯“闪”一下后熄灭D．S断开瞬间，a灯左端的电势高于右端电势4、如图所示，MN、PQ是倾角为的两平行光滑且足够长的金属导轨，其电阻忽略不计。空间存在着垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒ab、cd垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，每根导体棒的质量均为m，电阻均为r，导轨宽度为L，与导轨平行的绝缘细线一端固定，另一端与ab棒中点连接，细线承受的最大拉力。现将cd棒由静止释放，当细线被拉断时，则（）A．cd棒的速度大小为 B．cd棒的速度大小为C．cd棒的加速度大小为gsin D．cd棒所受的合外力为2mgsin5、下列说法正确的是（）A．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光光子的波长B．结合能越大，原子核结构一定越稳定C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小D．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加6、下列粒子流中贯穿本领最强的是（）A．α射线

B．阴极射线

C．质子流 D．中子流二、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、关于一定量的气体，下列说法正确的是（）A．气体做等温膨胀变化，其压强一定减小B．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和C．气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体的压强一定减小D．若气体处于完全失重的状态，气体的压强一定为零E.气体从外界吸收热量，其内能可能减小8、如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻绳，小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向可能是()A．F1 B．F2 C．F3 D．F49、如图所示，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，总电阻为r，外电路上接有一个阻值为R的定值电阻和一个理想交流电流表A．线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴匀速运动，图中线圈平面平行于磁场方向，由此位置开始计时，下列说法正确的是（）A．发电机所产生电动势的最大值为B．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过的电荷量为C．R两端电压的有效值D．交流电流表的示数一直在变化10、如图，正点电荷固定在O点，以O为圆心的同心圆上有a、b、c三点，一质量为m、电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，速率分别为va、vb．若a、b的电势分别为φa、φb，则A．a、c两点电场强度相同 B．粒子的比荷C．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 D．粒子从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少三、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）现用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示。在滑块上安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上，并用绕过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在处。测得滑块（含遮光条）的质量为，钩码总质量为，遮光条宽度为，导轨上滑块的初始位置点到点的距离为，当地的重力加速度为。将滑块在图示位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为。滑块从点运动到点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为__________，动能的增加量为_____________。（均用题中所给字母表示）12．（12分）某同学用如图甲所示的电路测量一未知电阻Rx的阻值。电源电动势为12.0V，供选用的滑动变阻器有：A．最大阻值10，额定电流2.0A；B．最大阻值50，额定电流0.2A。回答以下问题：(1)滑动变阻器应选用___________（选填“A”或“B”）。(2)正确连接电路，闭合开关，电压表的示数为8.0V，电流表的示数为0.16A，则测得电阻阻值Rx测甲=___________。(3)相同器材，用如图乙电路测量，操作和读数正确，测得电阻阻值Rx测乙___________Rx测甲（选填“=”或“>”或“<”）。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，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B，A球所带电荷量为+q，B球不带电。现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场，电场强度为E，小球A在电场力作用下由静止开始运动，然后与B球发生弹性正碰，A、B碰撞过程中没有电荷转移，且碰撞过程时间极短，求：(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度；(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功；(3)要使A、B两球只发生三次碰撞，所加电场的宽度d应满足的条件。14．（16分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，小滑块与水平面间的动摩擦因数，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为4R。已知重力加速度为g。(1)小滑块到达C点时，圆轨道对小滑块的支持力大小；(2)现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能。15．（12分）如图所示，滑块和滑板静止在足够大的水平面上，滑块位于滑板的最右端，滑板质量为M=0.6kg，长为L1=0.6m，滑块质量为m=0.2kg，质量也为m=0.2kg的小球用细绳悬挂在O点，绳长L2=0.8m，静止时小球和滑板左端恰好接触。现把小球向左拉到与悬点等高处无初速释放，小球到达最低点时与木板发生弹性碰撞。空气阻力忽略不计，已知滑块与滑板之间的动摩擦因数为，滑板与水平面之间的动摩擦因数，滑块和小球均可看成质点，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小球刚摆到最低点时与木板发生碰撞前绳的拉力大小；（2）滑块能否从滑板上掉下?试通过计算说明理由；（3）滑块和滑板之间由于相对滑动所产生的热量。

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、B【解题分析】

广告牌的面积S=5×20m2=100m2设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：m=ρSvt根据动量定理有：－Ft=0－mv=0－ρSv2t得：F=ρSv2代入数据解得F≈1.2×105N故B正确，ACD错误。故选B。2、D【解题分析】

A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子，其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量，不能使金属A发生光电效应，故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应，故A错误；B．因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为不等于光子能量为0.32eV，故B错误；C．因为要使处于n=4能级的氢原子发生电离，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C错误；D．由题意可知，金属A的逸出功为2.55eV，氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能故D正确。故选D。3、B【解题分析】

A．闭合开关瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，A错误；B．闭合开关瞬间，a灯立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应电流逐渐减小至0，因为a灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过a灯的电流逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以稳定时a灯被短路，最后熄灭，B正确；C．断开开关瞬间，b灯断路无电流流过，立即熄灭，C错误；D．断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流水平向右，所以线圈作为感应电动势右端电势高于左端，所以a灯右端的电势高于左端，D错误。故选B。4、A【解题分析】

AB．据题知，细线被拉断时，拉力达到根据平衡条件得：对ab棒则得ab棒所受的安培力大小为由于两棒的电流相等，所受的安培力大小相等，由得联立解得，cd棒的速度为故A正确，B错误；CD．对cd棒：根据牛顿第二定律得代入得故CD错误。故选A。5、D【解题分析】

A．根据可知，从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，根据波长与频率成反比，则从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故A错误；B．比结合能越大，原子核的结构越稳定，故B错误；C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子的过程中，电子半径减小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知核外电子的运动速度增大，所以核外电子的运动动能增大，故C错误；D．衰变的本质是原子核中的中子转化成一个质子和一个电子，电子从原子核中被喷射导致新核的质量数不变，但核电荷数变大，即原子序数增加，故D正确；故选D。6、D【解题分析】

α射线射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，但是其电离能力最强，阴极射线是电子流，能穿透0.5mm的铝板；质子流比电子流的穿透能力要强一些，中子不带电，相同的情况下中子的穿透能力最强．A．α射线，与结论不相符，选项A错误；

B．阴极射线

，与结论不相符，选项B错误；C．质子流，与结论不相符，选项C错误；D．中子流，与结论相符，选项D正确；故选D．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、ABE【解题分析】

A．由理想气体状态方程可得，气体在等温膨胀过程，温度不变，体积与压强成反比，体积增大，压强一定减小，故A正确；B．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，故B正确；C．温度高气体分子热运动就剧烈，所以只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度可以降低，但是压强不一定越低，故C错误；D．在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，故D错误；E．气体从外界吸收热量，但如果同时对外做功，根据热力学第一定律，则内能可能减小，故E正确。故选ABE。8、BC【解题分析】

小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与绳子拉力夹角的对顶角范围内（不含水平方向），如图所示；所以杆对小球的作用力方向可能是F2和F3，故BC正确，AD错误。故选BC。9、AC【解题分析】

A．在初始位置线圈产生的电动势最大，且故A正确；B．从初始位置开始，在四分之一个周期内通过R的电荷量为故B错误；C．电动势的有效值为电阻R两端电压的有效值为故C正确；D．交流电流表测的是有效值，其示数不会变化，故D错误。故选：AC。10、BC【解题分析】

A.根据正点电荷电场的特征可知，a、c两点电场强度大小相同，方向不同，故A错误；B.电荷量为-q的粒子仅在电场力作用下从a点运动到b点，由能量守恒定律，-qφa=-qφb，解得，选项B正确；C.根据点电荷电场强度公式可知，a点的电场强度大于b点，粒子在a点所受的库仑力大于在b点所受的库仑力，由牛顿第二定律可知粒子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C正确；D.电荷量为-q的粒子粒子从a点移到b点，克服电场力做功，电势能增大，选项D错误．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、【解题分析】

[1]滑块从点运动到点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为。[2]通过光电门的速度，所以系统动能增加量为12、A50.0【解题分析】

(1)[1]．滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的A。(2)[2]．根据欧姆定律可得电阻阻值Rx测量值为(3)[3]．甲图中电流的测量值偏大，根据可知，电阻的测量偏小；乙图中电压的测量值偏大，根据可知，电阻的测量偏大；则电阻阻值Rx测乙>Rx测甲四、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）（2）5qEx0（3）8x0<d≤18x0【解题分析】

（1）设A球与B球第一次碰撞前的速度为v0，碰撞后的速度分别为vA1、vB1。

对A，根据牛顿第二定律得：qE=ma

由运动学公式有：v02=2ax0。

解得：v0=

对于AB碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：

mv0=mvA1+mvB1

mv02=mvA12+mvB12。

解得：vB1=v0=，vA1=0

（2）设第一次碰撞到第二次碰撞前经历的时间为t1．有：xA1=vA1t1+at12=vB1t1

从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功为：

W=qE（x0+xA1）

解得：W=5qEx0。

（3）设第二次碰撞前A的速度为vA1′，碰撞后A、B的速度分别为vA2、vB2．有：

vA1′=vA1+at1。

第二次碰撞过程，有：

mvA1′+mvB1=mvA2+mvB2。

mvA1′2+mvB12=mvA22+mvB22。

第二次碰撞后，当A球速度等于B球速度vB2时，A球刚好离开电场，电场区域宽度最小，有：vB22-vA22=2a•△x1。

A、B两球在电场中发生第三碰撞后，当A球速度等于B球速度时，A球刚好离开电场，电场区域的宽度最大，设第三次碰撞前A球的速度为vA2′，碰撞后A、B的速度分别为vA3、vB3．二、三次碰撞间经历的时间为t2．有：

xA2=vA2t2+at22=vB2t2。

vA2′=vA2+at2。

第三次碰撞过程，有：mvA2′+mvB2=mvA3+mvB