2024年北京市西城区第三十一中学物理高三第一学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2024年北京市西城区第三十一中学物理高三第一学期期末教学质量检测模拟试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，两根不可伸长的轻绳一端与一个质量为m的小球相连于O点，另一端分别固定在小车天花板上的A、B两点，OA绳与天花板的夹角为30°，OB绳与天花板的夹角为60°，重力加速度为g．当小车以速度ν向右做匀速直线运动，小球与车保持相对静止时，下列说法正确的是A．OA绳对小球的拉力大小为mgB．OB绳对小球的拉力大小为mgC．OA绳对小球拉力做功的功率为mgvD．重力对小球做功的功率为mgv2、某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为θ，两导轨长为L，间距为d，一质量为m的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为d，电阻为R，与导轨接触良好且不计摩擦阻力，导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为I，弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动，加速度大小为a。下列说法正确的是（）A．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为maL+mgLsinθB．将弹丸弹出过程中，安培力做的功为I2RC．将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小D．将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变3、一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图像如图所示，下列判断正确的是（）A．过程ac中气体内能的增加等于吸收的热量B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ab中气体吸收的热量大于气体内能的增加D．a、b和c三个状态中，状态a气体的内能最小4、一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则（）A．水分子的平均动能增大 B．只有个别水分子动能增大C．所有水分子的动能都增大 D．每个水分子的动能改变量均相同5、已知氢原子能级公式为，其中n=1，2，…称为量子数，A为已知常量；要想使氢原子量子数为n的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n的激发态向澈发态跃迁时放出的能量，则n的最小值为（）A．2 B．3 C．4 D．56、如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（）A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B．灯泡中的电流方向每秒改变次C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωtD．变压器原、副线圈匝数之比为二、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，半圆是由一条光滑的杆弯曲而成的。带有小孔的小球穿在杆上，在水平拉力的作用下小球由点开始缓慢升高，此过程中半圆竖直，固定不动，连线水平。在小球缓慢上升的过程中，有关水平拉力、杆对小球的作用力的变化情况，下列说法正确的是A．逐渐变大B．逐渐变小C．逐渐变大D．逐渐变小，8、2018年7月27日将发生火星冲日现象，我国整夜可见，火星冲日是指火星、地球和太阳儿乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间

此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察．地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为团，火最公转轨道半径为地球的1.5倍，则（）A．地球的公转周期比火星的公转周期小B．地球的运行速度比火星的运行速度小C．火星冲日现象每年都会出现D．地球与火星的公转周期之出为：9、关于简谐运动，以下说法正确的是______。A．在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数B．物体的速度再次相同时，所经历的时间一定是一个周期C．位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同D．水平弹簧振子在简谐振动中动能和势能的和是不变的E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同10、如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m，两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab，位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω，导轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力F水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示。则（）A．t=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A，方向由a指向bB．t=3s时金属杆的速率为3m/sC．t=5s时外力F的瞬时功率为0.5WD．0~5s内通过R的电荷量为2.5C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）某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M________（填“需要”、“不需要”）远大于砂和砂桶的总质量m．（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，sAD=_________cm．已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v=_________m/s（保留两位有效数字）．（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk—W关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线（实线）应该是____________．12．（12分）物理社找到一根拉力敏感电阻丝，其阻值随拉力F变化的图像如图甲所示，社员们按图乙所示电路制作了一个简易“吊杆”。电路中电源电动势E=3V，内阻r=1Ω；灵敏毫安表的量程为10mA，内阻Rg=5Ω；R1是可变电阻。A，B两接线柱等高且固定。现将这两根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘杆，将其两端接在A，B接线柱上。通过光滑绝缘杆可将重物吊起。不计敏感电阻丝的重力，现完成下列操作步骤：步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1使毫安表指针满偏；步骤b：滑杆下吊上已知重力的重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；步骤c：保持可变电阻R1接入电路阻值不变，读出此时毫安表示数I；步骤d：换用不同已知重力的物理，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘（1）写出敏感电阻丝上的拉力F与重物G的关系：F=___________。（2）设R-F图像斜率为k，写出毫安表示数I与待测重物重力G关系的表达式：I=___________。（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）（3）若R-F图像中R0=50Ω，k=0.2Ω/N。测得θ=45°，毫安表指针半偏，则待测重物的重力G=________N。（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是________。A．重力零刻度线在毫安表满刻度处，刻度线均匀B．重力零刻度线在毫安表零刻度处，刻度线不均匀C．重力零刻度线在毫安表满刻度处，刻度线不均匀D．重力零刻度线在毫安表零刻度处，刻度线均匀（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台简易“吊秤”称重前，进行了步骤a操作，则测量结果________。（填“偏大”“偏小”或“不变”）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，一透明玻璃半球竖直放置，OO′为其对称轴，O为球心，球半径为R，球左侧为圆面，右侧为半球面。现有一束平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，玻璃半球的折射率为，设真空中的光速为c，不考虑光在玻璃中的多次反射。（1）求从左侧射入能从右侧射出的入射光束面积占入射面的比例；（2）从距O点正上方的B点入射的光线经玻璃半球偏折后到达对称轴OO′上的D点（图中未画出），求光从B点传播到D点的时间。14．（16分）农村常用来喷射农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5L，装入药液后，药液上方空气的压强为105Pa，体积为1.5L，关闭阀门S，用打气筒B每次打进105Pa的空气0.25L。所有过程气体温度保持不变，则：（1）要使药液上方气体的压强为4×105Pa，打气筒活塞应打几次?（2）当A中有4×105Pa的空气后，打开阀门S可喷射药液，直到不能喷射时，A容器剩余多少体积的药液?15．（12分）在如图所示的坐标系中，仅第三象限的磁场垂直坐标系所在平面向外，其余象限的磁场方向均垂直坐标系所在平面向里，四个象限中的磁感应强度大小均为B。其中M、N两点为x轴负半轴和y轴负半轴上的点，坐标分别、，一带负电的粒子由M点沿MN连线方向射入，忽略粒子的重力。求：(1)如果负粒子由M点射入后刚好能经过坐标原点第一次离开边界线，负粒子在第三象限磁场中的路程为多少？(2)如果负粒子由M点射入后能经O点到达N，负粒子的路程为多少？

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、C【解题分析】

根据共点力的平衡，根据平行四边形法则求解两边绳的拉力大小；根据P=Fv求解功率.【题目详解】小车以速度ν向右做匀速直线运动，则小球处于平衡状态，由平衡条件可知，，，选项AB错误；OA绳对小球拉力做功的功率为，选项C正确；重力对小球做功的功率为，选项D错误；故选C.2、A【解题分析】

AB．对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律安培力做功A正确，B错误；CD．弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据可知安培力的功率一直增大，CD错误。故选A。3、D【解题分析】

A．过程ac为等压变化，由可知，温度升高，体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体内能的增加等于吸收的热量与气体对外做功之差，则气体内能的增加小于吸收的热量，故A错误；B．过程bc为等温变化，△U=0，但气体压强减小，由知V增大，气体对外做功，W＜0，由△U=Q+W可知Q＞0即气体吸收热量，故B错误；C．过程ab为等容变化，温度升高，内能增大，体积不变，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于气体内能的增加，故C错误；D．理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，a、b和c三个状态中，状态a温度最低，则理想气体的内能最小，故D正确。故选D。4、A【解题分析】

水的温度升高，即其内部的水分子运动越剧烈，即水分子的平均动能变大，即其内能增加，这是统计规律，个别分子不适用．故A正确，BCD错误；故选A．5、C【解题分析】

电子由激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为氢原子由量子数为的激发态向激发态跃迁时放出的能量为根据题意有解得即的最小值为4，故C正确，A、B、D错误；故选C。6、C【解题分析】图示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，选项A错误；交流电的周期为，一个周期内电流方向改变两次，则灯泡中的电流方向每秒改变次，选项B错误；交流电的电动势最大值：Em=nBSω，则线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt,选项C正确；交流电的有效值为,则,选项D错误；故选C.点睛：此题关键是掌握交流电的瞬时值、最大值及有效值的意义，知道它们之间的关系；掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．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、AC【解题分析】

小球受重力、杆的弹力、水平拉力作用,与的变化情况如图所示,由图可知在小球向上移动的过程中,与竖直方向夹角变大,逐渐变大,逐渐变大。A.A项与上述分析结论相符，故A正确；B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；C.C项与上述分析结论相符，故C正确；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误。8、AD【解题分析】A.地球和火星绕太阳转动，万有引力提供向心力，，得，火星的公转轨道半径大，加速度小，故A错误；B.根据公式，可知火星的运行速度比地球小，故B错误；CD、地球公转周期为1年，而火星的周期大于1年，每个冲日周期内，地球比火星多转一圈，所以不是每年出现火星冲日现象，故C错误；D．根据开普勒第三定律，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，所以地球与火星的公转周期之比为，故D正确．故选D.点睛：根据万有引力提供向心力，分析地球和火星加速度、线速度之间的关系；根据地球公转周期为1年，每个冲日周期内，地球比火星多转一圈，所以不是每年出现火星冲日现象，根据开普勒定律分析火星周期与地球周期的关系．9、ADE【解题分析】

A．简谐运动的回复力表达式为，对于弹簧振子而言，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数，故A正确；B．一个周期内有两次速度大小和方向完全相同，故质点速度再次与零时刻速度相同时，时间可能为一个周期，也可能小于一个周期，故B错误；C．位移方向总跟加速度方向相反，而质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反，故C错误；D．水平弹簧振子在简谐振动时，只有弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，则动能和势能的和是不变，故D正确；E．回复力与位移方向相反，故加速度和位移方向相反；但速度可以与位移相同，也可以相反；物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同；故E正确。故选ADE。10、BD【解题分析】

A．由图像可知，t=5.0s时，U=0.40V，此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为用右手定则判断出，此时电流的方向由b指向a，故A错误；B．由图可知，t=3s时，电压表示数为则有得由公式得故B正确；C．金属杆速度为v时，电压表的示数应为由图像可知，U与t成正比，由于R、r、B及L均与不变量，所以v与t成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有得此时F的瞬时功率为故C错误；D．t=5.0s时间内金属杆移动的位移为通过R的电荷量为故D正确。故选BD。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、需要2.100.50D【解题分析】(1)为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力，即小车质量M需要远大于砂和砂桶的总质量m．(2)由图得打点计时器在打D点时纸带的速度(3)理论线，实验线，则随着功的增大，两线间距变大．故D项正确．12、C不变【解题分析】

(1)[1]对重物，可得即;（2）[2]不挂重物时，由闭合电路欧姆定律可得挂重物后，由图中关系可知整理得（3）[3]将数据带入[2