2024学年湖南省株洲市醴陵第二中学、醴陵第四中学高三物理第一学期期末综合测试模拟试题含解析

2024学年湖南省株洲市醴陵第二中学、醴陵第四中学高三物理第一学期期末综合测试模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，在等量异种点电荷形成的电场中有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是（）A．，B．，C．将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，电势能逐渐减少D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，所受电场力先变小后变大2、如图所示，粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，则F的功率（）A．一直增大 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．一直减小3、如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）A． B． C． D．4、2018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘且在同一水平面上，b为U形池最低点。刘佳宇(可视为质点)从a点上方高h的O点自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后最高点上升至相对c点高度为的d点。不计空气阻力，下列判断正确的是()A．运动员从O到d的过程中机械能减少B．运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘a然后返回C．运动员第一次进入池中，由a到b的过程与由b到c的过程相比损耗机械能较小D．运动员从d返回到b的过程中，重力势能全部转化为动能5、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内，CD是圆的直径，质量m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止经电场加速后，沿着与直径CD平行且相距的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是，则加速电场的电压是（）A． B．C． D．6、1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上，中心A处粒子源产生的粒子飘人狭缝中由初。速度为零开始加速，最后从出口处飞出。D形盒的半径为R，下列说法正确的是（）A．粒子在出口处的最大动能与加速电压U有关B．粒子在出口处的最大动能与D形盒的半径无关C．粒子在D形盒中运动的总时间与交流电的周期T有关D．粒子在D形盒中运动的总时间与粒子的比荷无关二、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、在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为，且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（）A．不用痱子粉，直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验B．水面上形成的油酸薄膜的体积为C．估测油酸分子的直径为D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法E.用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜8、有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈c、d两端加上交变电流。已知b是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是（）A．开关S1始终接a，当滑片P向下滑动时电压表V1示数不变，电压表V2示数变大，电流表A2示数变小B．开关S1始终接b，当滑片P向上滑动时R1的电功率增大，V2示数的变化量与A2示数的变化量之比不变C．保持滑片P的位置不变，将开关S1由b改接a，变压器输入功率变大D．保持滑片P的位置不变，将开关S1由a改接b，电容器所带电荷量将增大9、如图所示，光滑半圆轨道竖直放置，在轨道边缘处固定一光滑定滑轮(忽略滑轮大小)，一条轻绳跨过定滑轮且两端分别连接小球A、B，小球A在水平拉力F作用下静止于轨道最低点P。现增大拉力F使小球A沿着半圆轨道运动，当小球A经过Q点时速度为v，OQ连线与竖直方向的夹角为30°，则下列说法正确的是()A．小球A、B的质量之比为∶2B．小球A经过Q点时，小球B的速度大小为C．小球A从P运动到Q的过程中，小球A、B组成的系统机械能一定在增加D．小球A从P运动到Q的过程中，小球B的动能一直增加10、如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的右端有一质量为m的木块（可视为质点），在木板上施加一水平向右的恒力F，木块和木板由静止开始运动并在最后分离。设分离时木块相对地面运动的位移为x，保证木块和木板会发生相对滑动的情况下，下列方式可使位移x增大的是（）A．仅增大木板的质量MB．仅减小木块的质量mC．仅增大恒力FD．仅增大木块与木板间的动摩擦因数三、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）某同学查资料得知：弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结论，他设计了如下实验：①如图所示，一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上，管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管，轻推小球，使弹簧压缩到某一位置后，记录弹簧的压缩量x③突然撤去外力，小球沿水平方向弹出落在地面上，记录小球的落地位置④保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点，测得小钢球的水平射程s⑤多次改变弹簧的压缩量x，分别记作x1、x2、x3……，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3……请你回答下列问题(1)在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小____（填“系统误差”或“偶然误差”）；(2)若测得小钢球的质量m、下落高度h、水平射程s，则小球弹射出去时动能表达式为___（重力加速度为g）(3)根据机械能守恒定律，该同学要做有关弹簧形变量x与小钢球水平射程s的图像，若想直观的检验出结论的正确性，应作的图像为___A．s－xB．s－x2C．s2－xD．s－12．（12分）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，斌斌利用如图所示可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究。（1）实验还需要下列器材中的________；（2）实验中，图中变压器的原线圈接线“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0V，副线圈接线“0、4”接线柱，则副线圈所接电表示数可能是______。A．20.0VB．15.0VC．5.0VD．2.5V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，在磁感应强度为、方向竖直向下的磁场中有两个固定的半径分别为和的水平放置的金属圆环形导线围成了如图回路，其总电阻为，开口很小，两开口端接有间距也为的且足够长的两个固定平行导轨，导轨与水平面夹角为，处于磁感应强度大小为、方向垂直于导轨向下的匀强磁场中。质量为、电阻为、长为的金属棒与导轨良好接触。滑动变阻器的最大电阻为，其他电阻不计，一切摩擦和空气阻力不计，重力加速度为。求：(1)电磁感应中产生的电动势；(2)若开关闭合、断开，求滑动变阻器的最大功率；(3)若开关断开，闭合，棒由静止释放，棒能沿斜面下滑，求棒下滑过程中最大速度以及某段时间内通过棒某一横截面的最大电荷量。14．（16分）如图所示，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用一根长度为L的刚性轻质细杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气，大、小活塞的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S。氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距。现通过电阻丝缓慢加热氮气，使小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐位置。已知大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。求：①初始状态下氧气的压强；②小活塞与大圆筒底部平齐时，氧气的压强。15．（12分）如图，质量均为m的两个小球A、B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，AB=OB=l，可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦地在竖直平面内转动，空气阻力不计。A球带正电，B球带负电，电量均为q，整个系统处在竖直向下的匀强电场中，场强E=。开始时，AB水平，以图中AB位置为重力势能和电势能的零点，问：(1)为使系统在图示位置平衡，需在A点施加一力F，则F至少多大？方向如何？(2)若撤去F，OB转过45°角时，A球角速度多大？此时系统电势能总和是多大？(3)若撤去F，OB转过多大角度时，系统机械能最大？最大值是多少？

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、B【解题分析】

AB．等量异种电荷电场线和等势面的分布如图：根据电场线的分布结合场强的叠加法则，可知场强关系为根据等势面分布结合沿电场线方向电势降低，可知电势关系为A错误，B正确；C．、两点处于同一等势面上，所以将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中，根据可知电势能不变，C错误；D．将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中，电场线越来越密集，根据可知所受电场力逐渐增大，D错误。故选B。2、D【解题分析】

木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，据平衡条件可得：解得：F的功率θ从0°逐渐增大到90°的过程中，增大，F的功率一直减小，故D项正确，ABC三项错误。3、A【解题分析】

金属环的面积：由法拉第电磁感应定律得：由欧姆定律得，感应电流：感应电荷量：q=I△t，解得：故A正确，BCD错误；故选A．【题目点拨】本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式计算．4、A【解题分析】

AB．运动员从高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，此过程中摩擦力做负功，机械能减小，且减少的机械能为；再由右侧进入池中时，平均速率要小于由左侧进入池中过程中的平均速率，根据圆周运动的知识，可知速率减小，对应的正压力减小，则平均摩擦力减小，克服摩擦力做的功减小，即摩擦力做的功小于，则运动员再次进入池中后，能够冲击左侧边缘a然后返回，故A正确，B错误；C．运动员第一次进入池中，由a到b过程的平均速率大于由b到c过程的平均速率，由a到b过程中的平均摩擦力大于由b到c过程中的平均摩擦力，前一过程损耗机械能较大，故C错误；D．运动员从d返回到b的过程中，摩擦力做负功，重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选A。5、B【解题分析】

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期是；

粒子在磁场中运动的时间是如图所示，粒子从A点进入磁场后，从E点射出．O为磁场圆的圆心，设∠AOC=α

则sinα=，则α=45°粒子做圆周运动的圆心是O1点，设半径O1A=r，O1A⊥CD，∠COO1=45°．

由图可知r=R粒子做圆周运动加速过程满足解得加速电压故选B。6、D【解题分析】

AB．根据回旋加速器的加速原理，粒子不断加速，做圆周运动的半径不断变大，最大半径即为D形盒的半径R，由得最大动能为故AB错误；CD．粒子每加速一次动能增加ΔEkm=qU粒子加速的次数为粒子在D形盒中运动的总时间，联立得故C错误，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、BDE【解题分析】

A．由于油酸薄膜在水面上不易观察，撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓，A错误；B．1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为，1滴溶液中油酸的体积为，即水面上形成的油酸薄膜的体积为，B正确；C．将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列，忽略空隙，估测油酸分子的直径为C错误；D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，采用的是近似法，D正确；E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，E正确。故选BDE。8、ABD【解题分析】

A．开关始终接a不变，变压器输入电压不变，原、副线圈的匝数不变，变压器输出电压不变，即电压表示数不变，当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，所以电流会减小，电流表示数变小，而所以会变大，即电压表示数变大，故A正确；B．开关始终接b，由于原、副线圈的匝数不变，变压器输入电压不变，则变压器输出电压不变，即电压表示数不变，当滑片P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据欧姆定律可知，电流表示数增大，电阻消耗的电功率增大，将原线圈和电阻看作等效电源，则示数的变化量与示数的变化量之比等于等效电源的内阻，恒定不变，故B正确；C．保持滑片P的位置不变，将开关由b改接a时，原线圈匝数增大，根据变压比可知可知变小，根据可知副线圈输出功率变小，则原线圈输入功率变小，故C错误；D．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，原线圈匝数减小，根据变压比可知可知增大，电容器两端电压增大所带电荷量增大，故D正确。故选ABD。9、BC【解题分析】

A．根据题述条件，不能够得出小球A、B的质量之比，A错误；B．当小球A经过Q点时速度为v，沿轻绳方向的分速度大小为：vcos60°＝等于此时B的速度大小，B正确；C．小球A从P运动到Q的过程中，水平拉力F做正功，小球A、B组成的系统机械能一定增加，C正确；D．小球A从P运动到Q的过程中，小球B的重力势能一直增加，机械能一直增加，但动能不一定一直增加，D错误。故选BC。10、AD【解题分析】

设木板长为L，当木块与木板分离时，运动时间为t，对于木板对于木块当木块与木板分离时，它们的位移满足解得则木块相对地面运动的位移为A．仅增大木板的质量M，变小，不变，x增大，故A正确；B．仅减小木块的质量m，变大，不变，x减小，故B错误；C．仅增大恒力F，变大，不变，x减小，故C错误；D．仅稍增大木块与木板间的动摩擦因数，变小，增大，x增大，故D正确。故选AD。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、偶然误差A【解题分析】

(1)[1]在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点”是采用多次测量求平均值的方法，其目的是为了减小偶然误差。(2)[2]设小球被弹簧弹射出去后的速度为v0，此后小球做平抛运动，有联立可得小球弹射出去时动能为(3)[3]若结论弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比成立，有而弹射过程弹性势能全部转发为动能，有即变形为可得关系，故要验证结论需要作图像可构成正比例函数关系，故选A。12、ADD【解题分析】

(1)[1]探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验