2024学年河北衡中同卷物理高三第一学期期末质量检测模拟试题含解析

2024学年河北衡中同卷物理高三第一学期期末质量检测模拟试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、一物体沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其运动的图象如图所示下列说法正确的是A．时间内物体处于失重状态B．时间内物体机械能守恒C．时间内物体向下运动D．时间内物体机械能一直增大2、如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边上的中点，点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一正的点电荷，则下列说法正确的是（）A．ABC三点的电场强度相同B．底面ABC为等势面C．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功D．若B、C、D三点的电势为，则有3、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根与条形磁误垂直的长直导线。当导线中没有电流通过时，磁铁受到的支持力为，受到的摩擦力为。当导线中通以如图所示方向的电流时，下列说法正确的是（）A．减小，水平向左 B．增大，水平向右C．减小，为零 D．增大，为零4、如图所示，空间P点离地面足够高，从P点以很小的速度向右水平抛出一个小球，小球能打在竖直的墙壁上，若不断增大小球从P点向右水平抛出的初速度，则小球打在竖直墙壁上的速度大小A．一定不断增大B．一定不断减小C．可能先增大后减小D．可能先减小后增大5、如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m1和m2且m1≠m2，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。则（）A．轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关B．轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关C．轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变6、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10.2eV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、如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。下列关于金属棒的速度v随时间t变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．8、如图甲所示，将一个小球从某处水平抛出，经过一段时间后恰好平行斜面沿着斜面向下滑行，从抛出后起一段时间内小球的动能随时间平方（EK—t2）图象如图乙所示，横坐标在02.5之间图线为直线，此外为曲线，重力加速度为g，则根据图乙信息，可以求得（）A．小球的初速度 B．小球的质量C．小球在斜面上滑行的时间 D．斜面的倾角9、如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()A． B．C． D．10、如图所示，水平面上从B点往左都是光滑的，从B点往右都是粗糙的．质量分别为M和m的两个小物块甲和乙（可视为质点），在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动，它们在进入粗糙区域后最后静止．若它们与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，设静止后两物块间的距离为s，甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2，则以下说法中正确的是（）A．若M=m，则s=L B．无论M、m取何值，总是s=0C．若M=m，则t1=t2 D．无论M、m取何值，总是t1＜t2三、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）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。(1)安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图所示，则摆球直径d=______cm，再测量摆线长l，则单摆摆长L=______（用d、l表示）；(2)摆球摆动稳定后，当它到达________（填“最低点”或“最高点”）时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3……），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表如图所示，其读数为________s，该单摆的周期为T=________s（周期要求保留三位有效数字）；(3)计算重力加速度测量值的表达式为g=___________（用T、L表示），如果测量值小于真实值，可能原因是___________；A．将摆球经过最低点的次数n计少了B．计时开始时，秒表启动稍晚C．将摆线长当成了摆长D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长(4)正确测量不同摆L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出T2与L的关系图线，如图所示。由图线算出重力加速度的大小g___________m/s2（保留3位有效数字，计算时π2取9.86）。12．（12分）如图所示为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置,当地重力加速度为g。(1)如图所示，利用游标卡尺测得的挡光条宽度为________cm(2)调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条与光电门中心的距离为x0，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，则物块与木板间的动摩擦因数=_______，弹射器对物块做的功为________(均用字母表示)(3)考虑到空气阻力的影响，的测量值与真实值相比_______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。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，从离子源A发出的初速度为零、带电荷量为质量为的正离子，被电压为的电场加速后，沿中心轴线射入带电的平行板电容器。电容器的板长为、板间距离为，板间电压为。离子射出电场一段时间后又进入一个环状区域的匀强磁场，磁场的外半径为，宽度，磁场方向垂直于纸面向里，磁场的圆心与平行板电容器的中心重合，求：(1)该离子进入偏转电场时速度的大小；(2)为使该离子不能从磁场外边缘射出，磁场的磁感应强度的最小值；(3)为保证该离子不从磁场外边缘射出，离子在磁场中运动的最长时间。14．（16分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的局部匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，局部匀强磁场全部覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）（1）求静止时导体棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大小；（2）若将导体棒质量增加为原来两倍，而磁场则以恒定速度v1=30m/s沿轨道向上运动，恰能使得导体棒匀速上滑，（局部匀强磁场向上运动过程中始终覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）求导体棒上滑速度v2；（3）在问题（2）中导体棒匀速上滑的过程，求安培力的功率P安和全电路中的电功率P电。15．（12分）细管AB内壁光滑、厚度不计，加工成如图所示形状。长L＝0.5m的BD段竖直，其B端与半径R＝0.3m的光滑圆弧轨道平滑连接，P点为圆弧轨道的最高点。CD段是半径R＝0.3m的四分之一圆弧，AC段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球a、b，质量分别为ma＝6kg、mb＝2kg。最初b球静止在管内AC段某一位置，a球以速度v0水平向右运动，与b球发生弹性碰撞。重力加速度g取10m/s2。（1）若v0＝4m/s，求碰后a、b两球的速度大小：（2）若a球恰好能运动到B点，求v0的大小，并通过分析判断此情况下b球能否通过P点。

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】A、以竖直向上为正方向，在图象中，斜率代表加速度，可知时间内物体向上做加速运动，加速度的方向向上，处于超重状态故A错误；B、由图可知，时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大故B错误；C、由图可知，时间内物体向上做减速运动故C错误；D、时间内物体向上做加速运动，动能增大，重力势能也增大；时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以时间内物体机械能一直增大故D正确．故选：D2、C【解题分析】

AB．A、B、C三点到P点的距离相等，根据点电荷的场强公式分析可知，A、B、C三点的电场强度大小相等，但方向不同；A、B、C的三个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，但其它点到场源电荷的距离与A、B、C三点到场源电荷的距离不等，故底面ABC所在平面不是等势面，故A、B错误；C．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，电势先升高后降低，电势能先增大后减小，则静电力对该试探电荷先做负功后做正功，故C正确；D．由于B、C的两个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，即，则有，故D错误；3、B【解题分析】

以导线为研究对象，由左手定则判断可知导线所受安培力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力方向斜向左下方，磁铁有向左运动的趋势，受到桌面水平向右的摩擦力；同时磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁的支持力也将增大。故选B。4、D【解题分析】

设P点到墙壁的距离为d，小球抛出的初速度为v0，运动时间竖直速度刚小球打到墙壁上时速度大小为v=根据数学知识：即。由此可见速度有最小值，则小球打在竖直墙壁上的速度大小可能先减小后增大。A．一定不断增大。故A不符合题意。B．一定不断减小。故B不符合题意。C．可能先增大后减小。故C不符合题意。D．可能先减小后增大。故D符合题意。5、C【解题分析】

ABC．以物体A、B及轻绳整体为硏究对象根据牛顿第二定律得解得再隔离对B分析，根据牛顿第二定律得解得则知绳子的拉力与斜面倾角无关，与动摩擦因数μ无关，与两物体的质量m1和m2有关，选项C正确，AB均错误；D．若改用F沿斜面向下拉连接体，以物体A、B及轻绳整体为硏究对象，根据牛頓第二定律得解得再隔离对A分析，根据牛顿第二定律得解得可知轻绳拉力的大小改变，选项D错误。故选C。6、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。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、ABD【解题分析】

AB．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得合因为金属棒从静止出发，所以有且合即加速度，加速度方向水平向右；（1）若，则有加速度为定值，金属棒水平向右做匀加速直线运动，则有说明速度与时间成正比，故A可能；(2)若，则有随增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度-时间图象的斜率增大；(3)若，则有随增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，速度-时间图象的斜率减小，故B可能；CD．设金属棒在某一时刻速度为，由题意可知感应电动势环路电流为则有感应电流与速度成正比；感应电流功率为则有感应电流的功率与速度的平方成正比，故C错误，D正确。故选ABD。8、ABD【解题分析】

AB.小球做平抛运动的过程，根据机械能守恒定律得：Ek=mgh+由平抛运动的规律有h=联立得Ek=+图象在02.5之间是直线，由图可求得直线的斜率k，由数学知识可得，g已知，则能求出小球的质量m；由图知t2=0时，Ek=5J，由Ek=，可求得小球的初速度v0，故AB正确；CD.小球刚落在斜面上时速度与斜面平行，设斜面的倾角为α，则有tanα=由题图知，t2=2.5，可以求得t，小球的初速度v0也可求得，从而能求出斜面的倾角α；根据小球在斜面的运动情况，不能求出小球在斜面上滑行的时间，故C错误，D正确。故选ABD。9、AC【解题分析】

分析：根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势和感应电流的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向，通过安培力大小公式求出安培力的大小以及通过左手定则判断安培力的方向．解答：解：A、0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律，E==B0S为定值，则感应电流为定值，I1=．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0～2s内相同．在3～4s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．故A正确，B错误．C、在0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值．0时刻安培力大小为F=2B0I0L．在2s～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA=BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为B0I0L．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为B0I0L．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正确，D错误．故选AC．10、BD【解题分析】

AB.物体在B点左边运动时，做匀速直线运动，甲和乙的速度相同；物体在B点右边运动时，对物体受力分析，据牛顿第二定律可得：则在B点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动，在B点右边两物体经过相同的距离停下，所以无论M、m取何值，总是s=0；故A项错误，B项正确。CD.在B点左边运动时，甲和乙做速度相同的匀速直线运动，乙比甲多运动的距离为L；在B点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动；则无论M、m取何值，乙运动的总时间大于甲运动的总时间；故C项错误，D项正确。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、1.84cm最低点67.5s2.25sAC9.86m/s2【解题分析】

(1)[1][2]．摆球直径d=1.8cm+0.1mm×4=1.84cm；单摆摆长L=；(2)[3][4][5]．摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3……），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表读数为67.5s，该单摆的周期为；(3)[6]．根据可得计算重力加速度测量值的表达式为A．将摆球经过最低点的次数n计少了，则计算周期T偏大，则g测量值较小，选项A正确；B．计时开始时，秒表启动稍晚，则周期测量值偏小，则g测量值偏大，选项B错误；C．将摆线长当成了摆长，则L偏小，则g测量值偏小，选项C正确；D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长,则L偏大，则g测量值偏大，选项D错误；故选AC。(4)[7]．根据可得由图像可知解得g=9.86m/s212、0.450偏大【解题分析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为4mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm(2)[2]物体通过光电门时的速度为由动能定理，则有解得[3]再根据功能关系，弹射器对物块做的功除到达光电门的动能外，还在滑行过程中产生内能，则有解得(4)[4]考虑空气阻力的影响，则有因此值的测量值与真实值相比偏大；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)