山西省灵丘县一中2024年高三物理第一学期期末联考模拟试题含解析

山西省灵丘县一中2024年高三物理第一学期期末联考模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。对于此过程，下列说法中正确的是（）A．当杆的速度达到最大时，a、b两端的电压为B．杆的速度最大值为C．恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量D．安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热2、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈中接入u=100sin（100πt）V的正弦交流电，保险丝的熔断电流为1A，电表为理想电表，定值电阻R0=10Ω。各元件正常工作，下列判断正确的是（）A．电流表的读数为2A B．电容器的击穿电压不得低于20VC．原线圈中最大电流不能超过1A D．流过电容器C的电流每秒方向改变50次3、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是A．电流表的示数为4.0AB．电压表的示数为155.6VC．副线圈中交流电的频率为50HzD．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶14、如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是（）A．若x轴表示时间，y轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B．若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C．若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D．若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系5、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能D．三个等势面中，c的电势最高6、下列说法符合物理学史实的是（）A．亚里士多德最早指出力不是维持物体运动的原因B．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律C．卡文迪许提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量D．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律二、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、真空中质量为m的带正电小球由A点无初速自由下落t秒，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。小球电荷量不变且小球从未落地，重力加速度为g。则A．整个过程中小球电势能变化了B．整个过程中小球速度增量的大小为C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了D．从A点到最低点小球重力势能变化了8、一小球从地面竖直上抛，后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比，取竖直向上为正方向．下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中可能正确的有A． B．C． D．9、下列说法正确的是（）A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现B．在阳光照射下的教室里，眼睛看到空气中尘埃的运动就是布朗运动C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小D．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力E.气体向真空的自由膨胀是不可逆的10、下列说法中正确的是（）A．物体温度升高，每个分子的热运动动能都增大B．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的C．一定量100的水变成100的水蒸汽，其分子之间的势能减小D．影响气体压强大小的两个因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度E.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向同性的三、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）如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的实验装置，当质量为的小车，在1条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为；当用2条、3条完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次、第3次实验中，橡皮筋对小车做的功分别为、，每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。则：（1）关于该实验，下列说法中正确的是__（填选项序号字母）。A．必须平衡摩擦力B．打点计时器可以用干电池供电C．每次实验，小车必须从同一位置由静止释放D．可以选用规格不相同的橡皮筋（2）图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带，测得、、、、相邻两点间的距离分别为，，，，则小车获得的最大速度为__。如果用2条橡皮筋做实验，那么，在理论上，小车获得的最大动能为__（结果保留两位有效数字）。12．（12分）标称3.7V的锂电池，充满电时电动势为4.2V，电动势低于3.4V时不能放电。某只该型号电池标注如下：标准放电持续电流170mA，最大放电电流850mA，内阻r≤0.2Ω。为测量其电动势和内阻，实验室提供下列器材：A．电压表V（量程3V，内阻3kΩ）B．电流表(量程0.6A)C．电流表（量程0~3A）D．定值电阻R1=2kΩE．定值电阻R2=1ΩF．滑动变阻器(0~5Ω)G．滑动变阻器(0~20Ω)H．待测电池，多用电表，开关导线若干（1）设计测量电路如图甲所示，电流表A应选择_____，滑动变阻器R应选择_____填写器材序号）；（2）按照设计电路完成实物电路的连接；（__________）（3）闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片P移到___选填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的____检查电路故障；A．电阻“”挡B．直流电流250mA挡C．直流电压2.5V挡D．直流电压10V挡（4）正确进行实验操作，根据电压表读数计算出电压表和定值电阻R，两端的总电压U。读出对应的电流表示数，在坐标纸上描点作出U—I图象如图丙所示。则电池电动势E=__V，内阻r=____Ω。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，在圆柱形汽缸中用一定质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，已知外界大气压为p0，室温t0=27°C，稳定后两边水银面的高度差为△h=1.5cm，此时活塞离容器底部高度为h1=50cm。已知柱形容器横截面积S=0.01m2，大气压p0=75cmHg=1.0×105Pa，g=10m/s2.求∶①活塞的质量；②现室温降至-33°C时活塞离容器底部的高度h2。14．（16分）如图所示，AB为一光滑固定轨道，AC为动摩擦因数μ＝0.25的粗糙水平轨道，O为水平地面上的一点，且B、C、O在同一竖直线上，已知B、C两点的高度差为h，C、O两点的高度差也为h，AC两点相距s＝2h.若质量均为m的两滑块P、Q从A点以相同的初速度v0分别沿两轨道滑行，到达B点或C点后分别水平抛出．求：(1)两滑块P、Q落地点到O点的水平距离．(2)欲使两滑块的落地点相同，滑块的初速度v0应满足的条件．(3)若滑块Q的初速度v0已满足(2)的条件，现将水平轨道AC向右延伸一段L，要使滑块Q落地点距O点的距离最远，L应为多少？15．（12分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和恢学设备中。回旋加速器的工作原理如图甲所，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速器按一定频率的高频交流电源，保证粒子每次经过电场都被加速，加速电压为U。D形金属盒中心粒子源产生的粒子，初速度不计，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求把质量为m、电荷量为q的静止粒子加速到最大动能所需时间；(2)若此回旋加速器原来加速质量为2m，带电荷量为q的α粒子（），获得的最大动能为Ekm，现改为加速氘核（），它获得的最大动能为多少？要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一种简单可行的办法；(3)已知两D形盒间的交变电压如图乙所示，设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T，若存在一种带电荷量为q′、质量为m′的粒子，在时进入加速电场，该粒子在加速器中能获得的最大动能？（在此过程中，粒子未飞出D形盒）

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、D【解题分析】

AB．当杆匀速运动时速度最大，由平衡条件得：得最大速度为当杆的速度达到最大时，杆产生的感应电动势为：a、b两端的电压为：故AB错误；C．根据动能定理知，恒力F做的功、摩擦力做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量，故C错误；D．根据功能关系知，安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热，故D正确。故选：D。2、B【解题分析】

A．电容器接入交流电后，产生容抗，所以有电流流过电容器，由于流过电容器的电流未知，所以电流表示数未知，A错误；B．输入电压的最大值为电容器击穿电压与交流电的最大值有关，由得副线圈中交流电压的最大值为，所以电容器的击穿电压不得低于，B正确；C．保险丝的熔断电流为有效值，所以通过原线圈的电流最大值可以大于，C错误；D．由交流电的电压表达式可知一个周期内电流方向改变2次，1s内有50个周期，故电流每秒方向应改变100次，D错误。故选B。3、C【解题分析】

AB．理想变压器的原线圈接入正弦交流电，由u-t图像读其最大值为，可知有效值为根据理想变压器的电压比等于匝数比，可得副线圈两端的电压：由欧姆定律可知流过电阻的电流：所以，电流表的示数为2A，B电压表的示数为110V，故AB均错误；C．因交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，变压器不改变交流电的频率，则副线圈的交流电的频率也为50Hz，故C正确；D．根据理想变压器可知，原副线圈每一匝的磁通量相同，变化也相同，则穿过原、副线圈磁通量的变化率相同，比值为1:1，故D错误；故选C。4、C【解题分析】

图中的直线表示是一次函数的关系；A．若物体受恒定合外力作用做直线运动，则物体做匀加速直线运动，其速度与时间图像是线性关系，由物体的动能，速度的平方与时间的图像就不是线性关系了，所以此图像不能表示反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系，故选项A错误；B．在光电效应中，由于，说明动能与频率是一次函数的关系，但是当频率=0时，动能应该是负值，与现在的图像不相符，故选项B错误；C．若物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体做匀加速直线运动，由动量定理可得物体的动量，故C正确；D．当磁感应强度随时间均匀增大时，电动势的大小是不变的，所以选项D错误。故选C。5、D【解题分析】

A.等差等势面P处比Q处密，则P处电场强度大，质点受到的电场力大，加速度大，故A错误；D.根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知带电质点所受的电场力方向应向下，所以电场线方向向上，故c的电势最高，故D正确.B.带负电质点在电势高处电势能小，可知质点在P点的电势能大，故B错误.C.带电质点的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，在P点的电势能大，则动能小，故C错误.6、B【解题分析】

A．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故A错误；B．库仑在前人研究的基础上，通过扭秤实验研究得出了库仑定律，故B正确；C．牛顿总结了万有引力定律后，卡文迪许测出引力常量，故C错误；D．开普勒通过对行星运动的观察，发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，完善了哥白尼的日心说，得出了开普勒行星运动定律，故D错误。故选B。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、AB【解题分析】

小球先做自由落体运动，后做匀减速运动，两个过程的位移大小相等、方向相反。设电场强度大小为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下方向为正方向，则由，又v=gt，解得a=3g，则小球回到A点时的速度为v′=v-at=-2gt；整个过程中小球速度增量的大小为△v=v′=-2gt，速度增量的大小为2gt。由牛顿第二定律得，联立解得，qE=4mg，，故A正确；从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减少了，故C错误。设从A点到最低点的高度为h，根据动能定理得解得，，从A点到最低点小球重力势能减少了．D错误。8、AC【解题分析】

AB.小球在上升过程中所受重力和阻力，由于所受空气阻力与速度成正比，所以阻力逐渐减小，则加速度逐渐减小，向上做加速度减小的减速运动，上升到最高点再次下落过程中由于空气阻力逐渐增大，所以加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故A正确，B错误；C.在s-t图像中斜率表示速度，物体先向上做减速，在反向做加速，故C正确；D.因阻力做负功，且导致机械能减小，机械能的减少量为图像不是一次函数，故D错误；故选AC9、ACE【解题分析】

A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如金刚石与石墨，故A正确.B．布朗运动是微小粒子表现出的无规则运动，肉眼不可见，故B错误.C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，这是增加原理，故C正确.D．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，是要克服大气压力做功，故D错误.E．气体向真空自由膨胀遵守热力学第二定律，具有方向性，故E正确10、BDE【解题分析】

A．温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子热运动的动能都增大，故A错误；B．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，故B正确；C．一定量100的水变成100的水蒸汽其内能增加，但分子平均动能不变，其分子之间的势能增大，故C错误；D．根据压强的微观意义可知，气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，故D正确；E．多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体具有各向同性现象，故E正确。故选BDE。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、AC0.820.067【解题分析】

（1）[1]．A．为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故A正确。

B．打点计时器使用的是低压交流电源。故B错误；

C．根据实验原理可知，每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出。故C正确。

D．根据实验原理可知，橡皮筋必须是相同的，故D错误。

故选AC（2）[2][3]．要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的C、D、E部分进行测量，时间间隔为0.02s，最大速度：如果用2条橡皮筋做实验，那么在理论上，小车获得的最大动能为12、BG左D【解题分析】

（1）[1]由题知，该锂电池的最大放电电流850mA，故电流表A应选择B；[2]由题知，回路中的最大电阻Ω24.7Ω故滑动变阻器选择G；（2）[3]按照设计电路完成实物电路的连接，如图所示（3）[4]因滑动变阻器是限流式接法，为保护电路，故在闭合开关S前，滑动变阻器的阻值要最大，故应将滑动变阻器滑片P移到左端；[5]闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，说明电流表所在支路存在某处断路，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的直流电压档进行检查电路故障，又该电源的最大电动势为4.2V，故应选择直流电压10V档进行检查电路故障，故D正确，ABC错误。故选D。（4）[6]由