2024届湖南省市衡阳第八中学物理高三上期末学业水平测试模拟试题含解析

2024届湖南省市衡阳第八中学物理高三上期末学业水平测试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，轻质弹簧下端固定，上端与一质量为m的物块连接，物块经过点时速度大小为，方向竖直向下。经过t秒物块又回到点。速度大小为，方向竖直向上，则在时间内（）A．物块受到弹簧力的冲量大小为B．物块受到合力的冲量大小为C．弹簧弹力对物块所做的功大小为D．合力对物块所做的功大小为2、近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为，则可以算得火星的平均密度，式中是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为）A． B． C． D．3、某体育场看台的风雨棚是钢架结构的，两侧倾斜钢柱用固定在其顶端的钢索拉住，下端用较链与水平地面连接，钢索上有许多竖直短钢棒将棚顶支撑在钢索上，整个系统左右对称，结构简化图如图所示。假设钢柱与水平地面所夹锐角为，钢索上端与钢柱的夹角为，钢索、短钢棒及棚顶的总质量为m，重力加速度为g。则钢柱对钢索拉力的大小为（）A．mg B．mg C．mg D．2mg4、如图所示，A、B是两个带电小球，质量相等，A球用绝缘细线悬挂于O点，A、B球用绝缘细线相连，两线长度相等，整个装置处于水平向右的匀强电场中，平衡时B球恰好处于O点正下方，OA和AB绳中拉力大小分别为TOA和TAB，则（）A．两球的带电量相等B．TOA=2TABC．增大电场强度，B球上移，仍在O点正下方D．增大电场强度，B球左移，在O点正下方的左侧5、某同学设计了如图所示的电路来研究光电效应现象，结点Q位于滑动变阻器的中点，初始状态时，滑动触头P也恰好位于滑动变阻器的中点．实验过程中，当该同学用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，下列说法正确的是A．若换用紫光照射光电管，则电流计的示数一定增大B．若增大绿光的光照强度，则电流计的示数一定增大C．若将滑动触头P向右滑动，则电流计的示数一定不断增大D．若将滑动触头P向左滑动，则电流计的示数一定能减小为06、根据玻尔原子理论，氢原子中的电子绕原子核做圆周运动与人造卫星绕地球做圆周运动比较，下列说法中正确的是（）A．电子可以在大于基态轨道半径的任意轨道上运动，人造卫星只能在大于地球半径的某些特定轨道上运动B．轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比C．轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径成正比D．轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径的平方成反比二、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、如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中，电场强度E随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5。t=0时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g取10m/s2。则下列说法正确的是（）A．环先做加速运动再做匀速运动B．0~2s内环的位移大于2.5mC．2s时环的加速度为5m/s2D．环的最大动能为20J8、如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细线将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ，此时细线中张力为零，物块与转台间的动摩擦因数为μ()，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则下列说法正确的是（）A．转台一开始转动，细线立即绷直对物块施加拉力B．当细线中出现拉力时，转台对物块做的功为C．当物体的角速度为时，转台对物块的支持力为零D．当转台对物块的支持力刚好为零时，转台对物块做的功为9、下列说法正确的是（）A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动B．理想气体温度升高时，分子动能一定增大C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大E.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他变化10、一定质量的理想气体，从状态A变到状态D，其状态变化过程的体积V随温度T变化的规律如图所示，已知状态A时气体的体积为V0，温度为T0，则气体由状态A变到状态D过程中，下列判断正确的是（）A．气体从外界吸收热量，内能增加B．气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增大C．若状态D时气体的体积为2V0，则状态D的温度为2T0D．若气体对外做功为5J，增加的内能为9J，则气体放出的热量为14J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）在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图1对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究.在弹性限度内，将质量为的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图甲、图乙中弹簧的长度、如下表所示．钩码个数1234/cm30.0031.0432.0233.02/cm29.3329.6529.9730.30已知重力加速度m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k=_____N/m(结果保留两位有效数字)．由表中数据______(填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数．12．（12分）一般的话筒用的是一块方形的电池(层叠电池)，如图甲所示，标称电动势为9V。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A．待测方形电池B．电压表(量程0~3V，内阻约为4kΩ)C．电流表(量程0~0.6A，内阻为1.0Ω)D．电流表(量程0~3A，内阻为1.0Ω)E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)F.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)G.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω)H.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)I.开关、导线若干(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路图。根据如图乙所示电路图和如图丙所示图像，为完成该实验，电流表应选_____，电阻箱应选______，滑动变阻器应选_______(均填写器材前字母标号)(2)实验需要把电压表量程扩大为0~9V。该同学按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将R1的滑片移到最左端，将电阻箱R2调为零，断开S3，闭合S1，将S2接a，适当移动R1的滑片，电压表示数为2.40V；保持R1接入电路中的阻值不变，改变电阻箱R2的阻值，当电压表示数为________V时，完成扩大量程，断开S1。(3)保持电阻箱R2阻值不变，开关S2接b，闭合S3、S1，从右到左移动R1的滑片，测出多组U、I，并作出U－I图线如图丙所示，可得该电池的电动势为________V，内阻为________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，在竖直分界线的左侧有垂直纸面的匀强磁场，竖直屏与之间有方向向上的匀强电场。在处有两个带正电的小球和，两小球间不发生电荷转移。若在两小球间放置一个被压缩且锁定的小型弹簧（不计弹簧长度），解锁弹簧后，两小球均获得沿水平方向的速度。已知小球的质量是小球的倍，电荷量是小球的倍。若测得小球在磁场中运动的半径为，小球击中屏的位置的竖直偏转位移也等于。两小球重力均不计。(1)将两球位置互换，解锁弹簧后，小球在磁场中运动，求两球在磁场中运动半径之比、时间之比；(2)若小球向左运动求、两小球打在屏上的位置之间的距离。14．（16分）如图所示,小球A及水平地面上紧密相挨的若干个小球的质量均为m,水平地面的小球右边有一固定的弹性挡板;B为带有四分之一圆弧面的物体,质量为km(其中k为整数),半径为R,其轨道末端与水平地面相切。现让小球A从B的轨道正上方距地面高为h处静止释放,经B末端滑出,最后与水平面上的小球发生碰撞,其中小球之间、小球与挡板之间的碰撞均为弹性正碰,所有接触面均光滑,重力加速度为g.求：(1)小球第一次从B的轨道末端水平滑出时的速度大小；(2)若小球A第一次返回恰好没有冲出B的上端,则h与R的比值大小；(3)若水平面上最右端的小球仪能与挡板发生两次碰撞,则k的取值大小.15．（12分）如图所示，水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场，磁感应强度B=1.0T，边界右侧离地面高h=0.45m处由光滑绝缘平台，右边有一带正电的a球，质量ma=0.1kg、电量q=0.1C，以初速度=0.9m/s水平向左运动，与大小相同但质量为=0.05kg静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生弹性正碰，碰后a球恰好做匀速圆周运动，两球均视为质点，，求：(1)电场强度的大小和方向；(2)碰后两球分别在电磁场中运动的时间；(3)碰后两球落地点相距多远；

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】

AB．以小球为研究对象，取向上为正方向，整个过程中根据动量定理可得得受到合力的冲量大小为小球所受弹簧弹力冲量的大小为选项A错误，B正确；CD.整个过程中根据动能定理可得而整个过程重力做功WG=0得合力对物块所做的功大小为小球所受弹簧弹力做功的大小为选项CD错误。故选B。2、C【解题分析】

由万有引力定律，知得又而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有，解得故题中的常量故选C。3、B【解题分析】

钢索、短钢棒及棚顶作为一个整体受到三个力：两端的拉力大小均为F（与水平方向的夹角为），竖直向下的重力，如图，由平衡条件得解得故ACD错误，B正确。故选B。4、C【解题分析】

A．若两球带电量相等，整体受力分析可知，两小球带异种电荷，且OA绳应竖直，A错误；B．取B和AB整体为研究对象，对B有其中表示A、B之间的库仑力，为OA、OB绳与竖直方向的夹角；对整体故B错误；CD．对B有对整体有故增大E之后OA、AB与竖直方向夹角变大，且夹角相等，故B球上移，仍在O点正下方，C正确，D错误。故选C。5、B【解题分析】

用绿光照射光电管时，灵敏电流计有示数，说明绿光的频率大于该光电管的极限频率，若换用紫光照射，则一定可产生光电效应，但光电流大小与光强有关，所以光电流大小变化情况不能确定，选项A错误；增大绿光的光照强度，则单位时间内从阴极逸出的光电子的数量一定增多，光电流变大，电流计的示数一定变大，选项B正确；此时加在光电管两端的电压为零，若将滑动触头P向右移动，加在光电管两端的电压为正向电压，则在电场力的作用下，到达阳极的光电子数会增多，而达到饱和光电流后，光电流的大小不会随着正向电压的增大而增大，选项C错误；若将滑动触头P向左滑动，加在光电管两端的电压为反向电压，则在电场力作用下，到达阳极的光电子数会减小，电流计的示数不断减小，若最大反向电压小于遏止电压，则电流计的示数不能减为零，选项D错误；故选B.【题目点拨】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，从而判断是否有光电流；知道饱和光电流是由光强决定的．6、B【解题分析】

A.人造卫星的轨道可以是连续的，电子的轨道是不连续的；故A错误.B.人造地球卫星绕地球做圆周运动需要的向心力由万有引力提供，＝＝①可得：玻尔氢原子模型中电子绕原子核做圆周运动需要的向心力由库仑力提供，F＝＝＝②可得：，可知都是轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比；故B正确.C.由①可得：；由②可得：，可知，都是轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径的次方成正比；故C错误.D.由①可得：卫星的动能：Ek＝；由②可得电子的动能：，可知都是轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径成反比；故D错误.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、CD【解题分析】

A．在t=0时刻环受的摩擦力为，则开始时物体静止；随着场强的减小，电场力减小，则当摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，此时满足即E=200N/C即t=1s时刻开始运动；且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时，加速度最大；当场强反向且增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当E=-200N/C时，加速度减为零，此时速度最大，此时刻为t=5s时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项A错误；BC．环在t=1s时刻开始运动，在t=2s时E=100N/C，此时的加速度为解得a=5m/s2因环以当加速度为5m/s2匀加速下滑1s时的位移为而在t=1s到t=2s的时间内加速度最大值为5m/s2，可知0~2s内环的位移小于2.5m，选项B错误，C正确；D．由以上分析可知，在t=3s时刻环的加速度最大，最大值为g，环从t=1s开始运动，到t=5s时刻速度最大，结合a-t图像的面积可知，最大速度为则环的最大动能选项D正确。故选CD。8、BD【解题分析】

AB．转台刚开始转动，细线未绷紧，此时静摩擦力提供向心力，当转动到某一角速度ω1时，静摩擦力达到最大值，根据牛顿第二定律，有此时物块线速度大小为从开始运动到细线中将要出现拉力过程中，设转台对物块做的功为W，对物块由动能定理，可得联立解得故A错误，B正确；CD．当转台对物块支持力恰好为零时，竖直方向水平方向联立解得此时物块的线速度大小为从开始运动到转台对物块的支持力刚好为零过程中，设转台对物块做的功为W2，对物块由动能定理，可得联立解得故C错误，D正确。故选BD。9、ACD【解题分析】

A．布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动是由于液体分子对花粉颗粒的无规则撞击形成的，所以布朗运动反映了水分子的热运动；故A正确；B．理想气体的分子动能与分子的数目、温度有关，理想气体温度升高时，分子平均动能增大，但分子数目的情况不清楚，故分子动能的变化情况不清楚，故B错误；C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C正确；D．当分子力表现为引力时，距离增大时，分子力做负功，故分子势能增大，故D正确；E．根据热力学第二定律可知，不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，从而不产生其他变化，故E错误。故选ACD。10、AC【解题分析】试题分析：气体由状态A变到状态D过程中，温度升高，内能增大；体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律分析吸放热情况．根据体积变化，分析密度变化．根据热力学第一定律求解气体的吸或放热量．气体由状态A变到状态D过程中，温度升高，内能增大；体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律分析得知，气体从外界吸收热量，A正确；由图示图象可知，从A到D过程，气体的体积增大，两个状态的V与T成正比，由理想气体状态方程PVT=C可知，两个状态的压强相等；A、D两状态气体压强相等，而D的体积大于A的体积，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少，B错误；由图示图象可知，从A到D过程，两个状态的V与T成正比，由理想气体状态方程PVT=C可知，两个状态的压强相等，从A到D是等压变化，由盖吕萨克定律得VATA=VDTD，即三、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、49能【解题分析】

第一空.分析图1中，钩码数量和弹簧常量的关系为钩码每增加一个，弹簧长度伸长，所以弹簧劲度系数.第二空.分析图2可得，每增加一个钩码，弹簧长度伸长约，即，根据弹簧甲的劲度系数可以求出弹簧乙的劲度系数.12、DFG0.808.942.0【解题分析】

(1)[1]由图示图象可知，所测最大电流约为2A，则电流表应选择D；[2]电源电动势约为9V，需要把电压表改装成9V的电压表，串联电阻分压为6V，是电压表量程的2倍，由串联电路特点可知，分压电阻阻值为电压表内阻的2倍，约为8KΩ，电阻箱应选择F；[3]由于要测量该电池实际的电动势和内阻，为方便实验操作，滑动变阻器应选择G；(2)[4]把量程为3V的电压表量程扩大为9V，分压电阻分压为6V，分压电阻分压是电压表