福建省漳州市龙海市程溪中学2023-2024学年高三物理第一学期期末调研模拟试题含解析

福建省漳州市龙海市程溪中学2023-2024学年高三物理第一学
期期末调研模拟试题
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、在一边长为L的正方形的四个顶点处各放置一个电荷量为q的点电荷，其中ABC
处为正点电荷，D处为负点电荷，P、Q、M、N分别是AB、BC、CD、DA的中点，则（）
A．M、N两点电场强度相同
B．P、Q两点电势相同
C．将一个带负电的粒子由Q沿直线移动到M，电势能先增大后减小
D．在O点静止释放一个带正电的粒子（不计重力），粒子可沿着OD做匀变速直线运动
2、如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。

下列说法正确的是（）
A．a、b、c小球带同种电荷B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷
C．a、b 3
D．a、b小球电量之比
3
9
3、如图所示，用不可伸长的轻质细线a 、b 悬挂一小球，小球静止时，绳a 、绳b 与水平方向的夹角均为30 ，绳b 的拉力大小为F 1。

现将绳a 剪断，剪断后瞬间绳b 的拉力大小为F 2，则F 1:F 2为（ ）
A ．1:1
B ．1:2
C ．2:1
D ．2:3 4、如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l ，在正极板附近有一质量为m ，电荷量为()110q q >的粒子A ；在负极板附近有一质量也为m 、电荷量为()220q q ->的粒子B 。

仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。

已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距37
l 的平面Q ，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是（ ）
A ．电荷量1q 与2q 的比值为3:7
B ．电荷量1q 与2q 的比值为3:4
C ．粒子A 、B 通过平面Q 时的速度之比为9:16
D ．粒子A 、B 通过平面Q 时的速度之比为3:7
5、如图所示，理想变压器的原线圈接在u =2202sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R =55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。

下列说法正确的是（ ）
A ．原线圈的输入功率为2W
B ．电流表的读数为1 A
C ．电压表的读数为55V
D ．通过电阻R 的交变电流频率是100Hz
6、如图所示，带电荷量为Q 的等量同种正电荷固定在水平面上，在其连线的中垂线（竖直方向）上固定一光滑绝缘的细杆，细杆上套一个质量为m ，带电荷量为q +的小球，小球从细杆上某点a 由静止释放，到达b 点时速度为零，b 间的距离为h ，重力加速度为g 。

以下说法正确的是（ ）
A ．等量同种正电荷在a 、b 两处产生的电场强度大小关系a b E E >
B ．a 、b 两处的电势差ab mgh U q
= C ．小球向下运动到最大速度的过程中小球电势能的增加量等于其重力势能的减少量 D ．若把两电荷的位置往里移动相同距离后固定，再把带电小球从a 点由静止释放，则小球速度减为零的位置将在b 点的上方
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、图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K 和阳极A 上的电压的关系图象，下列说法正确的是
A ．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
B ．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定
C ．只要增大电压，光电流就会一直增大
D ．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
8、下列说法中正确的是（ ）
A ．布朗微粒越大，受力面积越大，所以布朗运动越激烈
B ．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大
C ．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先增大后减小
D ．两个系统达到热平衡时，它们的分子平均动能一定相同
E.外界对封闭的理想气体做正功，气体的内能可能减少
9、如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r 的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R 的负载，如果要求负载上消耗的电动率最大，则下列说法正确的是（ ）
A ．该交流电源的电动势的瞬时值表达式为()sin 100m e t E π=V
B ．变压器原副线圈匝数的比值为r R
C ．电流表的读数为22m
Rr E
D ．负载上消耗的热功率24m
E r
10、如图所示，理想变压器的原线圈接在()1102sin50πV u t =的交流电源上，副线圈接有110ΩR =的负载电阻，原、副线圈匝数之比为1：2，电流表、电压表均为理想电表。

下列说法正确的是（ ）
A ．电流表的示数约为5.7A
B ．电压表的示数约为220V
C ．原线圈的输入功率为440W
D ．副线圈输出的交流电的频率为50Hz
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）某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a 与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示．实验中所挂钩码的质量20g ，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮．
(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是下列哪一个_____________；(填字母代号)
A．可使位移传感器测出的小车的加速度更准确
B．可以保证小车最终能够做直线运动
C．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力
(2)由图乙可知，
1
a
M
图线不过原点O，原因是_____________________________；
(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_____________．A．30 B．0.3 C．20 D．0.2 12．（12分）为了测量一待测电阻R x的阻值，准备了以下器材：
A．多用电表
B．电流表G1（0~100 mA，内阻约5 Ω）
C．电流表G2（0~50 mA，内阻r2=10 Ω）
D．定值电阻R0（20 Ω）
E. 滑动变阻器R1（0~5 Ω）
F. 滑动变阻器R2（0~100 Ω）
G. 直流电源（3.0 V，内阻不计）
H. 开关一个及导线若干
（1）用多用电表欧姆表“×1”挡粗测电阻时，其阻值如图甲中指针所示，则R x 的阻值大约是_______Ω。

（2）滑动变阻器应选________（填仪器前的序号）。

（3）若是用G 2表测R x 两端电压，请在图乙对应的虚线框中完成实验电路设计（要求：滑动变阻器便于调节，电表读数不得低于量程的13
）。

（________） （4）补全实验步骤：
a . 按图乙所示电路图连接电路，将变阻器滑动触头移至最________端（选填“左”或“右”）；
b . 闭合开关S ，移动变阻器滑动触头至某一位置，记录G 1、G 2表的读数I 1、I 2； c. 多次移动变阻器滑动触头，记录相应的G 1、G 2表的读数I 1、I 2；
d . 以I 2为纵坐标，I 1为横坐标，作出相应图线如图丙所示，则待测电阻R x 的阻值为________Ω（保留两位有效数字）。

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，直角三角形ABC 为一棱镜的横截面，∠A =90°，∠B =30°．一束光线平行于底边BC 射到AB 边上并进入棱镜，然后垂直于AC 边射出．
（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB 边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC 边上恰好有光线射出．求此时AB 边上入射角的正弦．
14．（16分）如图所示，用销钉固定活塞把水平放置的容器分隔成A 、B 两部分，其体积之比:2:1A B V V =。

开始时，A 中有温度为127℃、压强为51.810Pa ⨯的空气，B 中有温度为27℃、压强为51.210Pa ⨯的空气。

拔出销钉使活塞可以无摩擦地移动（不漏
气），由于容器壁缓慢导热，最后气体都变到室温27℃，活塞也停住。

求最后A 中气体的压强。

15．（12分）一列沿x 轴传播的简谐横波，在t =0时刻的波形如图实线所示，在t 1=0.2s 时刻的波形如图虚线所示。

(1)若波向x 轴正方向传播，求该波的波速；
(2)若波向x 轴负方向传播，且t 1<T ，求x =2m 处的P 质点第一次出现波谷的时刻。

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
【解析】
A ．场强叠加遵循平行四边形定则，M 、N 两点电场强度大小相等，方向不同，A 错误；
B ．P 、Q 两点即关于A 、
C 两正电荷对称，又关于B 、
D 两异种电荷对称，根据对称性可知四个点电荷在P 、Q 两点产生的电势相同，B 正确；
C ．M 、N 、P 、Q 关于A 、C 两正电荷对称，所以对于A 、C 两正电荷而言，这四个点的电势是相等的，对B 、
D 两异种电荷而言，P 、Q 两点的电势高于M 、N 两点的电势，所以负电的粒子由Q 沿直线移动到M ，根据：
p E q ϕ=
可知负电荷电势能一直增大，C 错误；
D ．这四个点电荷形成的电场中，电场力大小改变，加速度改变，所以从O 点静止释放的粒子不可能做匀变速运动，D 错误。

故选B 。

2、D
【解析】
AB ．对a ，a 受到重力、环的支持力以及b 、c 对a 的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b 对a 的库仑力均沿圆环直径方向，故c 对a 的库仑力为引力，同理可知，c 对b 的库仑力也为引力，所以a 与c 的电性一定相反，与b 的电性一定相同。

即：a 、b 小球带同种电荷，b 、c 小球带异种电荷，故AB 错误；
CD ．对c 小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得
22sin 60sin30a c b c ac bc
q q q q k k r r ︒=︒ 又
:ac bc r r =
解得：
:a b q q
故C 错误，D 正确。

故选D 。

3、C
【解析】
小球静止时，绳a 、绳b 与水平方向的夹角均为30 ，根据题意可知，此时绳b 的拉力大小和绳a 拉力大小相等，根据几何关系可知
1F G =
将绳a 剪断，剪断后瞬间绳b 的拉力大小与重力沿绳方向的分力大小相等
2sin 30F G =︒
故
12:2:1F F =
故C 正确ABD 错误。

故选C 。

4、B
【解析】
AB ．设电场强度大小为E ，两粒子的运动时间相同，对正电荷A 有
11q E a m
= 213172q E l t m
=⋅⋅ 对负电荷B 有
22q E a m
= 224172q E l t m
=⋅⋅ 联立解得
1234
q q = A 错误，B 正确。

CD ．由动能定理得
212
0qEx mv =- 求得
1234
v v = 选项CD 错误。

故选B 。

5、C
【解析】
C ．原线圈的交流电电压的有效值是220V ，原、副线圈匝数之比为4∶1，由1122
U n U n =可得副线圈上得到的电压有效值为 21155V 4
U U == 所以电压表测电压有效值，则示数是55V ，选项C 正确；
B ．副线圈上的电流为
255V 1A 55Ω
I ==
又由于1221
I n I n =，则原线圈中的电流为 1210.25A 4
I I == 则电流表的读数为0.25A ，故B 错误；
A ．原线圈输入的电功率
11220V 0.25A 55W P U I ==⨯=
故A 错误；
D ．原副线圈的交流电的频率相同，则副线圈中的交流电的频率也是50Hz ，故D 错误。

故选C 。

6、D
【解析】
A ．小球由a 到b 先加速再减速，
a 点加速度向下a mg qE >，
b 点加速度向上b mg qE <，所以b a E E >，A 错误；
B ．由a 到b 根据动能定理
0ab mgh qU +=
得
ab mgh U q
=- B 错误；
C ．根据能量守恒，小球向下运动到最大速度的过程中小球重力势能转化为电势能和动能，所以小球电势能的增加量小于其重力势能的减少量，C 错误；
D ．若把两同种电荷的位置往里移动相同距离后固定，根据电场强度叠加原理在中垂线上相同位置电场强度变大了，再由动能定理可知小球速度减为零的位置将在b 点的上方，选项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、AB
【解析】
由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A 正确；
根据光电效应方程知，E km=hv-W0=eU c，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误．
故选AB．
8、BDE
【解析】
颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈；根据分子力和分子距离的图像和分子势能和分子之间距离图像，分析分子力和分子势能随r的变化情况；两个系统达到热平衡时，温度相同；根据热力学第一定律判断。

【详解】
A．布朗运动微粒越大，受力面积越大，液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的越趋于平衡，所以布朗运动越不剧烈，故A错误；
B．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子力先增大后减小再增大，如图所示：
故B正确；
C．在两个分子从无限远的地方不断靠近的过程中，它们的分子势能先减小后增大，如图所示：
故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，两个系统达到热平衡时，温度相同，它们的分子平均动能一定相同，故D正确；
E．根据热力学第一定律：
U Q W ∆=+
外界对封闭的理想气体做正功0W >，但气体和外界的热交换不明确，气体的内能可能减少，故E 正确。

故选BDE 。

9、BC
【解析】
A ．由图可知周期T ＝4×10-2s ，角速度
2
22rad /s 50rad /s 410T ππωπ-⨯＝＝＝ 所以该交流电源的电动势的瞬时值表达式为
e ＝E m sin (50πt )
故A 错误；
B ．设原副线圈中的匝数分别为n 1和n 2，电流分别为I 1和I 2，电压分别为U 1和U 2，则 U 1＝E −I 1r
电阻R 消耗的功率
P ＝U 2I 2=U 1I
即
P ＝(E −I 1r )I 1＝−I 12r −EI 1
可见
I 1＝2E r
时，P 有最大值
2
max 4E P r
＝ 此时
11 2
E U E I r -＝＝
则
2 U 所以
1122 n U n U ＝故B 正确；
C ．电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为
1I =
则
12112 n I I n ＝故C 正确；
D ．负载上消耗的功率
22max 48m E E P r r ＝＝ 故D 错误。

故选BC.
10、BC
【解析】
AB ．由题意可知变压器输入电压的有效值1110V U =，由
1122
U n U n =可知，副线圈两端电压 2220V U =
电压表的示数为220V ；通过电阻R 的电流
22220A 2A 110
U I R === 由1122n I n I =得
14A I =
电流表的示数为4A ，故A 错误，B 正确；
C ．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率
222202W 440W P U I ==⨯=
故C 正确；
D ．交流电的频率
50πHz 25Hz 2π2π
f ω
=== 变压器不改变交流电的频率，故D 错误。

故选BC 。

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）C （2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大； （3）D
【解析】
（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选C. （2）由F +F 1=Ma 解得11F a F M M =⋅+ 由图乙可知，1a M
-图线不过原点O ，在a 轴上有正截距，可知存在与F 相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；
（3）根据1a F M =⋅可知1a M
-图线斜率等于F ，则最接近的数值是F =mg =0.02×10N=0.2N.故选D.
12、9（或9.0） E 左 10
【解析】
（1）[1]多用电表用欧姆表盘的读数乘以倍率即为待测电阻阻值
91Ω9Ω⨯=
（2）[2]滑动变阻器采用分压式接入电路，所以选择阻值较小的滑动变阻器便于调节分压，即选E 。

（3）[3]电路中没有电压表，电流表2G 的内阻已知，可作为电压表使用，电流表1G 采用外接方式可以消除系统误差，使测量结果更精确，定值电阻0R 串联在分压电路上，起到保护电路的作用，电路图如图。

（5）[4]滑动变阻器的触头在开始实验前，需要滑到最左端保护电路，使电表的示数都从0开始变化。

[5]根据电路图结合欧姆定律的分流规律可得
2212x I r I I R =+
整理得 1x 2x 2
R I I R r =+ 结合图像的斜率
3
x x 23x 2x 137.5100.510Ω7510
R R I R r R I --∆⨯====++∆⨯ 解得
x 10ΩR =
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）3；（2）sin i '=
322
- 【解析】
（1）光路图及相关量如图所示．光束在AB 边上折射，由折射定律得
sin sin i n α
=…………① 式中n 是棱镜的折射率．由几何关系可知
α+β=60°…………②
由几何关系和反射定律得
=30B ββ'=∠=︒…………③
联立①②③式，并代入i =60°得
3n =④
（2）设改变后的入射角为i '，折射角为α'，由折射定律得
sin sin i n α''
=…………⑤ 依题意，光束在BC 边上的入射角为全反射的临界角c θ，且
c sin 1n
θ=…………⑥
由几何关系得
c '30αθ=+︒…………⑦
由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为
sin i '
…………⑧ 14、51.310Pa P =⨯
【解析】
设开始时A 、B 中气体的压强、温度、体积分别是A p 、A T 、A V 和B p 、B T 、B V ，最后两部分气体的压强都是p ，温度都是T ，体积分别是1A V 和1B V ，由气态方程 1A A A A
pV p V T T = 1B B B B
pV p V T T = 且
11A B A B
V V V V +=+
解得 51.310Pa p =⨯。

15、 (1)5+15n （m/s ）（n =0，1，2…）；(2)0.025s
【解析】
(1)当波向x 轴正方向传播时，由波形图可知该波的波长为 x =3m
从t =0到t 1=0.2s 过程，波向正方向传播的距离为
113(0,1,2)x n n λ⎛⎫∆=+ ⎪⎝⎭
=⋯ 波传播的波速为
11
x v t ∆= 解得
515(m/s)(0,1,2)v n n =+=⋯
(2)当波向x 轴负方向传播时，由波形图可知
120.2s 3
t T == 解得
0.3s T =
波的速度大小为
210m/s v T λ
==
P 点距右侧实线第一个波谷的水平距离为
2324
x λ∆=- P 点第一次出现波谷的时间为 22
x t v ∆= 联立解得
0.025s t =。