2023-2024学年高三年级上册期初模拟考试物理及答案解析

2024届高三上学期期初考试模拟试题

物理学科

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意

1.下列说法正确的是（）

A.布朗运动就是液体分子的运动

B.在轮胎爆裂的这一短暂过程中，气体膨胀，气体温度下降

C.分子间距离的变化对分子引力的影响比对分子斥力的影响大

D.热量能够从高温物体传到低温物体，但不可以从低温物体传递到高温物体

2.一个阻值为R的电阻两端加上电压。后，通过导体截面的电量g与通电时间，的图像如图所示，此图

线的斜率（即tana）等于（）

3.轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身一悬挂系统''的

固有周期是0.5s,这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图，已知相邻两条减速带间的距离为1.0m,

该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（）

B.轿车通过减速带的速度大小不同，车身上下振动的幅度大小也必然不同

C.轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈

D.当轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈

4.下列关于波的衍射的说法正确的是（)

A.波要发生衍射现象必须满足一定的条件

B.与光波相比声波容易发生衍射是由于声波波长较大

C.对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显

D.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象

5.一群处于见=3激发态的氢原子向低能级跃迁，发出的光照射到一块等腰三角形玻璃棱镜面上，从

/C面出射的光线将照射到一块金属板上，如图所示。若只考虑第一次照射到NC面的光线，则下列说法中

正确的是（）

A.若光在4C面上不发生全反射，则从w=3能级直接跃迁到基态发出的光，经棱镜后的偏折角最大

B.若光在NC面上不发生全反射，则从〃=3能级直接跃迁到基态发出的光，经棱镜后的偏折角最小

C.若照射到金属板上的光，只有一种能使金属板发生光电效应，则一定是从〃=2能级跃迁到基态发

出的光

D.如果入射光中只有一种光在4C面发生全反射，则一定是〃=3能级跃迁到N=2能级发出的光

6.如图所示，一个半径为3r的光滑圆柱体固定在水平地面上，其轴线与地面平行。另有两个半径均为力

的球A、B用轻绳连接后，搭在圆柱体上，A球的球心与圆柱体最高点等高，B球的球心与圆柱体的轴线

等高，两球均处于静止状态。下列说法正确的是（）

A.轻绳中的拉力与A球的重力大小相等

B.A球的重力与圆柱体对A球的弹力之比为4：5

C.A、B两球的质量之比为4：5

D.A、B两球的质量之比为5：4

7.一定量的理想气体从状态“变化到状态6,其过程如图上从。到b的线段所示。在此过程中气体

P

的温度（）

A.保持不变

B.逐渐变大

C.逐渐变小

D.先变小后变大

8.2018年1月9日，我国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，将两颗商业遥感卫星高景一号

03、高景一号04星发射升空并进入预定轨道.据了解高景一号04星的轨道高度比03星略高.假定两颗

卫星均做匀速圆周运动，则03号卫星与04号卫星相比

A.03号卫星线速度要小B.04号卫星角速度要小C.03号卫星周期要长D.04号卫星向心加速度要大

9.一游客在峨眉山滑雪时，由静止开始沿倾角为37。的山坡匀加速滑下。下滑过程中从4点开始给游客

抓拍一张连续曝光的照片如图所示。经测量游客从起点到本次曝光的中间时刻的位移恰好是40m,已知本

次摄影的曝光时间是0.2s,照片中虚影的长度心相当于实际长度4m,则下列结果不正确的是(

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)()

A.运动员在曝光的中间时刻的速度为%=20m/s

B.运动员下滑的加速度为5.0m/s2

C.滑雪板与坡道间的动摩擦因数为5

O

D.滑雪板与坡道间的动摩擦因数为1

O

10.如图所示是等量异种点电荷形成电场中的一些点，。是两电荷连线的中点，£、尸是连线中垂线上相

对O对称的两点，B、C和/、。也相对。对称。贝IJ().

I

A.B、0、C三点比较，。点场强最弱，8点电势最高上

+q；-q

B.E、。、F三点比较，o点电势最高、场强最弱一:一®-友才方-㊀'

C./、。两点场强相同，电势相同fF

I

D.正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力先做负功后做正功

二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题-第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的

演算步骤，只写出最后答案得不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位

11.实验室中有一个量程较小的电流表G,其内阻约为1000。，满偏电流为100〃A,现将它改装成量程为

0~11必、0~1()01人的双量程电流表。现有器材如下:

A.滑动变阻器用，最大阻值为50Q；

B.滑动变阻器&,最大阻值为50kQ；

C.电阻箱/?’,最大阻值为9999Q；

D.电源司,电动势为3.0V(内阻不计);

E.电源心,电动势为6.0V(内阻不计)；

F.定值电阻若干;

G.开关明和S2导线若干。

（1）先采用半偏法测量电流表G的内阻，实验电路如图（a）所示。为提高测量精确度，选用的滑动变阻

器为,选用的电源为（填器材前的字母序号）。

图(a)图(b)

（2）如果在（1）中测得电流表G的内阻为990。，将电流表G改装成量程为0~1mA、0~10mA的双量程

电流表，设计电路如图（b）所示，则在此电路中，&=_。，RB=_C。

（3）再将该电流表G改装成量程合适的电压表，用于测量一旧干电池的电动势和内阻，实验采用如图

（c）所示电路。实验过程中，将电阻箱拨到20.0。时，电压表读数为0.80V；若将电阻箱拨到如图（d）所

示的阻值时，电压表的读数如图（e）所示，读数是_V。根据以上实验数据，可以计算出干电池的电动势

£=_V（计算结果保留两位有效数字）,该测量结果一（填“偏大”、“偏小”、“准确”）。

图（d）

半径为R的圆饼状玻璃砖，折射率为近，现经过圆心截取四分之一，如图所示,

两个截面为互相垂直的矩形，现使截面水平放置，一束单色光与该面成45。角入射，恰好覆盖截

面。已知光在真空中传播速度为c,不考虑玻璃砖内的反射光，求:

（1）从ABCD弧面射出的光线在玻璃砖内的最长时间；

（2）ABCD弧面上有光线射出的面积。

13.如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN和PQ间的距离L=0.5m,导轨与水平面间的夹角为37°,空

间存在方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小8=1.0T的匀强磁场，M、尸间接有阻值火=0.8C的电

阻，质量/n=0.4kg、电阻厂=0.2。的金属棒岫垂直导轨放置，金属棒与导轨间的动摩擦因数〃=0.25。现

用恒力F沿导轨平面向上拉金属棒就，使其由静止开始运动，当，=L5s时，金属棒的速度大小匕=0.6m/s

,金属棒向上加速Z=5.6s时达到稳定状态，对应的丫-/图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2,

sin370=0.6.求:

（1）恒力F的大小；

（2）金属棒运动过程中的最大加速度0；

（3）在0~1.5s时间内通过金属棒的电荷量g；

（4）在0〜5.6s时间内金属棒上产生的焦耳热。热。

14.如图甲所示，在水平面上的P点静止有质量为3机的小物块A,质量为机的长木板C的左端放置一质

量为，"的小物块B,B、C以共同速度向右运动并与A发生碰撞（碰撞时间极短），以碰撞结束时刻作为

计时起点，A、B一段时间内运动的V—图象如图乙所示，己知C和A与水平面间的动摩擦因数相同，重

力加速度gulOm/s?。

（1）求A和水平面间以及B和C间的动摩擦因数;

（2）求要使B不从长木板上滑落，C的最小长度；

（3）求最终A距离C右端的距离。

15.某种离子收集装置的简化模型如图所示，x轴下方半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场，磁场方向

垂直纸面向外，磁感应强度大小8尸8,圆心所在位置坐标为（0,-尺）。在x轴下方有一线性离子源，沿x

轴正方向发射出N个（大量）速率均为w的同种离子，这些离子均匀分布在离x轴距离为0.2K〜1.8R的范

围内。在x轴的上方，存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，该磁场上边界与x轴平行，磁感应强度大

小殳=2屏在x轴整个正半轴上放有一厚度不计的收集板，离子打在收集板上即刻被吸收。已知离子源中

指向圆心O/方向射入磁场8/的离子，恰好从。点沿y轴射出。整个装置处于真空中，不计离子重力，不

考虑离子间的碰撞和相互作用。

（1）求该种离子的电性和比荷里;

m

（2）若x轴上方的磁场宽度d足够大，发射的离子全部能被收集板收集，求这些离子在x轴上方磁场中运

动最长和最短时间差加,以及离子能打到收集板上的区域长度L；

（3）若x轴上方的有界磁场宽度d可改变（只改变磁场上边界位置，下边界仍沿x轴），请写出收集板表

面收集到的离子数”与宽度d的关系.

试题解析

1.B

A.布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反应，故A错误;

B.根据热力学第一定律

知在轮胎爆裂的这一短暂过程中，气体膨胀，外界对气体做负功，少而气体来不及

和外界进行热交换，即。=°,故气体温度下降，故B正确;

C.分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都戒小，斥力比引力变化的快，故C错误；

D.根据热力学第二定律知热量只能够自发从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机

做功实现从低温物体传递到高温物体，故D错误。

故选B。

2.C

根据

,U

q=It=——t

R

U_

则q-f线的斜率等于元。故ABD错误，C正确。

故选C。

3.D

A.当轿车以30km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的周期为

TL3

T=—=—s

v25

则车身上下振动的频率为

/=-=8-Hz

T3

A错误；

BC.车身上下振动的频率与车身系统的固有频率越接近，车身上下振动的幅度越大，所以

当轿车通过减速带的速度大小不同时，车身上下振动的幅度大小可能相同，BC错误；

D.当轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为

1v

/=-=-=2Hz

TL

车身系统的固有频率为

•4="=2Hz

此时

f=fo

所以车身发生共振，颠簸得最剧烈，D正确。

故选D。

4.B

A.波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者

比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的

衍射现象，而发生彷射现象不需要条件限制，A错误；

B.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长，B正确；

C.对同一列波，缝、孔的宽度越小，障碍物越小衍射现象越明显，C错误；

D.衍射是一切波的特有的现象，不论是横波，还是纵波，D错误。

故选B。

5.A

AB.一群处于〃=3激发态的氢原子向低能级跃迁，可以产生三种不同频率的光，对应

的跃迁：〃=3-〃=2；〃=3-77=1,〃=2-7?=1。其中〃=3-77=2的光子的能量值最小，频率

最小；〃=3一"=1的光能量值最大，频率最大，折射率最大，根据折射定律知，偏折角最

大，故A正确，B错误；

C.若只有一种光能使金属板发生光电效应，一定是频率最大的光子，即从〃=3能级直接

跃迁到基态发出的光子，故C错误；

D.光的频率越高，折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容易发生全反射。若只有

一种光发生全反射，则是频率最高的光，一定是〃=3能级跃迁到"=1能级发出的光，故

D错误。

故选A。

6.D

AB.对A、B两球进行受力分析，如图所示

对A球有

叫g_3r_3

/J(5r)2-(3r)24

"Kg_3r_3

尸N15尸5

故AB错误；

CD.对B球有

m2g_3r_3

耳25丫5

耳］=F12

联立解得

mx_5

tn24

故C错误，D正确。

故选D。

7.C

根据题意，由图可知，”与。的比值，即夕”乘积一直减小，也即图线上各点与原点

的连线斜率减小，由理想气体状态方程T可知，气体的温度逐渐减小。

故选C。

8.B

„Mmv24722

G———m—=mr——=m(or—ma

由万有引力提供向心力即厂rT即可分析解答.

cMmv24万2

G-7-=m-=mr——=ma)2'r=ma

由公式厂〃丁解得：

A项:由可知，04星的轨道高度比03星略高，所以03号卫星与04号卫星相比,

03号卫星线速度要大，故A错误;

GM

0)=

B项：由「可知，04星的轨道高度比03星略高，所以03号卫星与04号卫星相比,

03号卫星角速度要大，故B正确;

C项：由7需可知，。4星的轨道高度比。3星略高，所以。3号卫星与。，号卫星相

比，03号卫星周期要短，故C错误；

GM

a=­

D项：由厂可知，04星的轨道高度比03星略高，所以03号卫星与04号卫星相比,

04号卫星向心加速度要小，故D错误.

故应选：B.

9.D

A.用5表示题中的位移，。表示斜面倾角，加表示曝光时间，〃表示滑雪板与坡道

间的动摩擦因数，勿表示滑雪运动员的质量，设运动员下滑的加速度为a,曝光的中间时

刻的速度为%,则有

%=20m/s

故A正确，不符合题意;

B.由

可求得

a=5.0m/s2

故B正确，不符合题意；

CD.又根据牛顿第二定律有

mgsin0-cos0=ma

可求得动摩擦因数为

故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。

故选D。

10.A

A.根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，B、。、。三点位置处，。点处电场线

分布要稀疏一些，即从。、。三点比较，。点场强最弱，B、。、。三点位置处的电场线

由根据沿电场线电势降低，可知，8点电势最高，A正确；

B.根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，即£。、

尸三点电势相等，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，£。、尸三点位置处，。点

处电场线分布要密集一些，即。点场强最大，B错误；

C.4。对。对称，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，4。两点位置处场强大

小相等，方向相同，即这两位置的场强相同，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，

力位置处电场线由力处指向无穷远，即为位置的电势比无穷远沿高，而〃位置处电场线由

无穷远指向。位置，即。位置的电势比无穷远沿低，则/I点电势比。点高，C错误；

D,根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，则正试探

电荷沿连线的中垂线由F点运动到尸点，电场力不做功，D错误。

故选Ao

11.BE11991.101.2偏小

(1)口］［2］该实验电路是采用半偏法测量电流表G的内阻，实验中在开关$2闭合前后,

始终认为电路中的干路电流不变，即实验中为了减小系统误差，滑动变阻器接入的阻值需

要远远大于电流表G的内阻，且

解得电路的总电压至少为

E=1R=100x106x5OxlO3V=5V

可知，当电源选择6V比选择3.0V更能满足滑动变阻器接入的阻值需要远远大于电流表G

的内阻的要求，系统误差更小，此时可知滑动变阻器需要接入的电阻约为45kQ,即滑动变

阻器选择B,电源选择E。

(2)[3][4]根据电路图有

I(R,+R)

=lmA1+——B=10mA

4+旦+七83

解得

&=11。RB=99Q

(3)[5]电压表的分度值为2，估读一位，读数为1.10V

⑹电阻箱的读数为

7?z=(100x1+10x1+1x0+1x0.1)Q=110Q

根据闭合电路欧姆定律可得

F=0.8+—r

20.0

「，11

£=1.1+——r

110

解得

£=1.2V

[7]电压表流过电流忽略，则电源内阻电压

Ur=Ir

由于电流偏小，则“偏小，故5偏小，即测量值小于真实值。

近R1.

t=-------7DrRh

12.(1)。；出5=4；

(1)从NM边界射入玻璃柱体的光线在玻璃砖传播的距离最长

c

v=­

s=Rn

S_y[2R

Vc

B

sinz

n-------

⑵根据折射定律有：sin,•得r=30。；

设折射光线FE在BC界面刚好发生全反射

根据临界角公式〃2

可得C=45°；

NE与水平方向的夹角为180yl2。。+45。)=15。

rr

6>=90°-(300+15°)=450--

有光透出的部分圆弧对应圆心角为4

S=-7rRh

则ABCD面上有光透出部分的面积为4

点睛：几何光学问题，关键是画出光路图，根据光的折射、全反射原理在AB弧面上找到

有光线透出的范围，然后依据几何关系求解。

13.(1)3.45N；(2)«=0.625m/s2；(3)0.27C；(4)^=016J

(1)金属棒匀速运动时

vm=1.0m/s

设此时金属棒受到的安培力大小为G,根据平衡条件有

F=mgsina+/jmgcosa+F接

解得

£.45N

(2)刚开始金属棒的速度为0,安培力为0,此时金属棒的加速度最大，有

F一mgsina-cosa=ma

解得

a=0.625m/s2

(3)由题图乙可知t=1.5s时金属棒的速度大小

v]=0.6m/s

在。〜1.5s时间内，根据动量定理有

Ft-mgtsina-/nmgtcosa-BLq=mvx-0

解得

q=0.27C

(4)由题图乙可知t=5.6s时金属棒的速度大小

vm=1.0m/s

设金属棒的加速距离为X从金属棒开始运动至达到稳定状态，根据动量定理及功能关系

有

Ft-mgtsina-/amgtcosa-BLq'=mvm-0

Fs=­mv'+mgssina+卜/mgscosa+------。热

21

解得

0热=0.16j

5547

—m—m

14.(1)0,1,0.4；(2)12；(3)12

(1)设A和水平面间的动摩擦因数为出，B和C间的动摩擦因数为“2,C与A碰撞

后，A、B两物块均在摩擦力作用下减速，设A、B两物块的加速度大小为氏、边，由牛顿

第二定律有

43〃2g=3ma]

外加g=ma2

解得

〃产0.1

〃产0.4

(2)由图乙可知碰撞后A的速度为幺=3m/s,C与A碰撞前的速度等于B的速度为

KF6m/s,设碰撞后C的速度为以由动量守恒定律

tnv0=+3/«VA

解得

i<z=-3m/s

碰撞后C向左做减速运动，设加速度大小为为，根据牛顿第二定律有

M+加）g+%mg=ma3

解得

aj=6m/s2

设C经时间。速度减为0,位移为应，贝IJ

4=-—―=0.5s

%

12

x,=—a3t}=0.75m

由图乙可知B需经1.5s速度才能减为0,即当木板速度为。时，B还在向右运动，又

必（加+〃?）g<〃2加g

木板在。时刻之后向右加速，设加速度大小为现，有

氏mg一M（加+加）g=tnaA

解得

（94=2m/s2

此过程B的加速度大小仍为差，设再经过ALB和C的速度相同，即

V=%加=%-（4+Af）

解得

A2

Az=­s

3

4,

v=—m/s

3

在时间内C的位移为

1A24

"消加=§m

B在△『+为时间内的位移为

则C的长度至少为

,55

L=X、-x2+x3=­m

（3）B和C的速度相同之后二者一起减速，加速度大小设为的,有

必（〃？+加）8=2加。5

解得

a5=lm/s2

B和C一起运动的位移为

V28

-----=-in

2a59

碰撞后A运动的位移由图乙可知

x5=；x3x3m=4.5m

最终A距离C右端

A47

/xx=x[-x2—x4+x5=­m

%53兀R

15.⑴带负电，丽；(2)90%,0.4/?；(3)见解析

(1)已知沿圆心。射入的离子，恰好从。点沿N轴射出，则可知离子在