2024学年远程授课山西省大同市第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学年远程授课山西省大同市第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．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、如图所示为一简易起重装置，（不计一切阻力）AC是上端带有滑轮的固定支架，BC为质量不计的轻杆，杆的一端C用铰链固定在支架上，另一端B悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上。

开始时，杆BC与AC的夹角∠BCA>90°，现使∠BCA缓缓变小，直到∠BCA=30°。

在此过程中，杆BC所产生的弹力（）
A．大小不变
B．逐渐增大
C．先增大后减小
D．先减小后增大
2、如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。

当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I，线圈所受安培力的合力为F，则I和F的方向为（）
A．I顺时针，F向左B．I顺时针，F向右
C．I逆时针，F向左D．I逆时针，F向右
3、关于天然放射现象，下列说法正确的是（）
A．放出的各种射线中，α粒子动能最大，因此贯穿其他物质的本领最强
B．原子的核外具有较高能量的电子离开原子时，表现为放射出β粒子
C．原子核发生衰变后生成的新核辐射出γ射线
D ．原子核内的核子有一半发生衰变时，所需的时间就是半衰期
4、物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。

许多科学家大胆猜想，勇于质疑，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展。

下列叙述符合物理史实的是（ ）
A ．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量
B ．玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型
C ．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说
D ．康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性
5、已知氢原子能级公式为2m A E n
=-，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 1n -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 ．5
6、如图所示，一理想变压器，其原副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，为了使变压器输入功率增大，可使
A ．其他条件不变，原线圈的匝数n 1增加
B ．其他条件不变，副线圈的匝数n 2减小
C ．其他条件不变，负载电阻R 的阻值增大
D ．其他条件不变，负载电阻R 的阻值减小
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、2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。

该卫星可为全国广播电台、电视台等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。

若已知“中星2D”的运行轨道距离地面高度h 、运行周期T 、地球的半径R ，引力常量G ，根据以上信息可求出（ ） A ．地球的质量
B ．“中星2D”的质量
C ．“中星2D”运行时的动能
D ．“中星2D”运行时的加速度大小
8、如图所示，有上下放置的两个宽度均为0.5m L =的水平金属导轨，左端连接阻值均为2Ω的电阻1r 、2r ，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为0.1m R =。

整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为2T B =。

初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L ，质量1kg m =，电阻不计。

某时刻金属棒获得了水平向右的速度02m/s v =，之后恰好水平抛出。

已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度210m/s g =，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A ．金属棒抛出时的速率为1m/s
B ．整个过程中，流过电阻1r 的电荷量为1C
C ．最初金属棒距离水平导轨右端1m
D ．整个过程中，电阻2r 上产生的焦耳热为1.5J
9、如图，理想变压器的a 、b 两端接在U =220V 交流电源上，定值电阻R 0 = 40Ω，R 为光敏电阻，其阻值R 随光照强度E 变化的公式为R =120E
Ω，光照强度E 的单位为勒克斯（lx ）。

开始时理想电流表A 2的示数为0.2A ，增大光照强度E ，发现理想电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A ，下列说法正确的是（ ）
A ．变压器原副线圈匝数比1241
n n = B ．理想电压表V 2、V 3的示数都减小
C ．光照强度的增加量约为7.5lx
D ．在增大光照强度过程中，变压器的输入功率逐渐减小
10、图1是一列沿x 轴方向传播的简谐横波在0t =时刻的波形图，波速为1m /s 。

图2是 5.5m x =处质点的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A ．此列波沿x 轴负方向传播
B ． 3.5m x =处质点在2s t =时的位移为42cm
C ． 1.5m x =处质点在4s t =时的速度方向沿y 轴正向
D ． 4.5m x =处的质点在1s t =时加速度沿y 轴负方向
E. 3.5m x =处质点在01s ～内路程为(1682)cm -
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）某学习小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除导线和开关外，可供选择的实验器材如下： A ．小灯泡L ，规格2.5V ，1.0W
B ．电流表A 1，量程0.6A ，内阻约为1.5Ω
C ．电流表A 2，量程3A ，内阻约为0.5Ω
D ．电压表V 1，量程3V ，内阻约为3kΩ
E ．电压表V 2，量程15V ，内阻约为9kΩ
F ．滑动变阻器R 1，阻值范围0~1000Ω
G ．滑动变阻器R 2，阻值范围0~5Ω
H ．学生电源4V ，内阻不计
(1)为了调节方便，测量尽量准确，电流表应选用______、电压表应选用______、实验电路应选用如下电路中的______（一律填选项序号）。

A ．
B ．
C ．
D ．
(2)实验测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由此可知，当灯泡两端电压为2.0V 时，小灯泡的灯丝电阻是_______Ω
（保留两位有效数字）。

12．（12分）某同学改装和校准电压表的电路如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路所用电池的电动势E 为
20V ，内阻r 为20Ω（E r 、均保持不变）。

(1)已知表头G 满偏电流为100μA ，表头上标记的内阻值为121350,,R R Ω和3R 是定值电阻，利用1R 和表头构成量程为1mA 的电流表，然后再将其改装为两个量程的电压表。

若使用a b 、两个接线柱，电压表的量程为3V ；若使用a c 、两个接线柱，电压表的量程为15V 。

则定值电阻的阻值为1R =_________，2,R Ω=_____Ω，3R =______Ω。

(2)用量程为3V ，内阻为2500Ω的标准电压表V 对改装表3V 挡的不同刻度进行校准。

滑动变阻器R 有两种规格，最大阻值分别为50Ω和5000Ω。

为了方便实验中调节电压，图中R 应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。

校准时，在闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片P 应靠近端______（填“M ”或“N ”）。

(3)在3V 挡校对电路中，开关全部闭合，在保证电路安全前提下让滑片P 从M 端缓慢向N 端滑动的过程中，表头G 的示数_________，电源的输出功率_______，电源的效率_______（填变化情况）。

(4)若表头G 上标记的内阻值不准，表头G 内阻的真实值小于1350Ω，则改装后电压表的读数比标准电压表的读数__________（填“偏大”或“编小”）。

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，一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为m A =2kg 的小物块A ，小物块A 静止在斜面上的O 点，距O 点为x 0=0.75m 的P 处有一质量为m B =1kg 的小物块B ，由静止开始下滑，与小物块A 发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后当小物块B 第一次上滑至最高点时，小物块A 恰好回到O 点。

小物
块A 、B 都可视为质点，重力加速度g =10m/s 2，sin37°
=0.6，cos37°=0.8。

求：
（1）碰后小物块B 的速度大小；
（2）从碰后到小物块A 第一次回到O 点的过程中，弹簧对小物块A 的冲量大小。

14．（16分）如图所示，在倾角为θ的斜面内有两条足够长的不计电阻的平行金属导轨，导轨宽度为L ，导轨上端连有阻值为R 的电阻；在垂直于导轨边界ab 上方轨道空间内有垂直于导轨向上的均匀变化的匀强磁场B 1。

边界ab 下方导轨空间内有垂直于导轨向下的匀强磁场B 2。

电阻也为R 、质量为m 的导体棒MN 垂直于导轨放置，磁场B 1随时间均匀减小，且边界ab 上方轨道平面内磁通量变化率大小为k ，MN 静止且受到导轨的摩擦力为零；撤去磁场B 2，MN 从静止开始在较短的时间t 内做匀加速运动通过的距离为x 。

重力加速度为g 。

(1)求磁场B 2的磁感应强度大小；
(2)求导体棒MN 与导轨之间动摩擦因数；
(3)若再撤去B 1，恢复B 2，MN 从静止开始运动，求其运动过程中的最大动能。

15．（12分）已知外界大气压恒为50 1.010Pa p =⨯，重力加速度210m/s g =，现有水平放置的导热良好的气缸用横
截面积为220cm S =的活塞封闭一定质量的理想气体，外界温度为27℃，活塞与气缸底部间距离20cm L =，如图甲所示。

求：
(1)现将气缸缓慢转动到开口向下如图乙所示温度降为20℃，若活塞到底部的距离为40cm h =，试计算活塞的质量m 多大？
(2)若温度保持为原来的27℃时，使气缸倾斜至与水平面成53θ=︒()sin530.8︒=，此时气缸中活塞到底部的长度h '多长？（忽略活塞与气缸的摩擦，计算结果取三位有效数字）
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、A
【解题分析】
以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图，根据平衡条件得出力与三角形ABC边长的关系，再分析绳子拉力和BC杆的作用力的变化情况．
【题目详解】
以结点B为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图，根据平衡条件则知，F、N的合力F合与G大小相等、方向相反.
根据三角形相似得：，又F合=G，得：，，现使∠BCA缓慢变小的过程中，AB变小，而AC、BC不变，则得到，F变小，N不变，所以绳子越来越不容易断，作用在BC杆上的压力大小不变；故选A.
【题目点拨】
本题运用三角相似法研究动态平衡问题，直观形象，也可以运用函数法分析研究．
2、B
【解题分析】
金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。

若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。

根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。

A．I顺时针，F向左，与结论不相符，选项A错误；
B．I顺时针，F向右，与结论相符，选项B正确；
C．I逆时针，F向左，与结论不相符，选项C错误；
D．I逆时针，F向右，与结论不相符，选项D错误；
故选B。

3、C
【解题分析】
A．在三种放射线中，α粒子动能虽然很大，但贯穿其他物质的本领最弱，选项A错误。

B．β衰变射出的电子来源于原子核内部，不是核外电子，选项B错误。

C．原子核发生衰变后产生的新核处于激发态，向外辐射出γ射线，选项C正确。

D．半衰期是放射性原子核总数有半数发生衰变，而不是原子核内的核子衰变，选项D错误；
故选C。

4、C
【解题分析】
A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并求出了电子的比荷，密立根精确地测出电子的电荷量；故A错误；
B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，但是没有否定原子的“核式结构”模型；故B错误；
C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说，故C正确；
D．德布罗意受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性，故D错误。

故选C。

5、C
【解题分析】
电子由n激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为
2
A E n ∆= 氢原子由量子数为n 的激发态向1n -激发态跃迁时放出的能量为
22(1)A A E n n
∆'=-- 根据题意有
222
)1(A A A n n n >-- 解得
2n >即的最小值为4，故C 正确，A 、B 、D 错误；
故选C 。

6、D
【解题分析】
试题分析：据题意，已知变压器原线圈输入功率由副线圈输出功率决定，为了使变压器输入功率增大，可以调整副线圈的输出功率，当原线圈输入电压不变时，副线圈上的电压也不变，由2
U P R
=可知，当负载电阻减小时，副线圈输出功率增加，故D 选项正确而C 选项错误；其它条件不变，当增加原线圈匝数时，据1122
n U n U =可得1221U n U n =，则副线圈电压减小，而功率也减小，A 选项错误；副线圈匝数减小，同理可得变压器功率减小，故B 选项错误． 考点：本题考查变压器原理．
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、AD
【解题分析】
AB ．根据222()()()Mm G m R h R h T
π=++可得 23
24()R h M GT
π+= 但是不能求解m ，选项A 正确，B 错误；
C ． “中星2D”的质量未知，则不能求解其运行时的动能，选项C 错误；
D ．根据 2()
Mm G ma R h =+ 可得 2
()GM a R h =+ 可求解“中星2D”运行时的加速度大小，选项D 正确； 故选AD 。

8、AC
【解题分析】
A ．金属棒从半圆形金属轨道的顶点恰好水平抛出，则有
2
v mg m R
=
1m/s v ==
选项A 正确；
BC ．对导体棒在水平导轨上运动应用动量定理得 0BIL t mv mv -⋅=-
得
0BqL mv mv -=-
解得回路中产生的电荷量为
1C q =
据
1212
1C B Lx q r r R r r ∆Φ⋅===+总
解得导体棒向右移动的距离为
1m x =
流过1r 的电荷量
0.5C 2
q q '== 选项B 错误，C 正确；
D ．根据能量守恒得回路中产生的总热量
2201122
Q mv mv =- 解得
1.5J =Q
电阻2r 上产生的热量
20.75J 2
Q Q == 选项D 错误。

故选AC 。

9、AC
【解题分析】
A ．设开始时变压器初级电流为I 1，则
1222110.80.2
n I I n I I === 解得
1241
n n = 选项A 正确；
B ．因变压器初级电压不变，则由于匝数比一定，可知次级电压V 2不变；因次级电流变大，则R 0上电压变大，则V 3的示数减小，选项B 错误；
C ．变压器次级电压为
21155V 4
U U == 开始时光敏电阻
210255402350.2U R R I =-=-=Ω 后来光敏电阻
220'25540151
U R R I =-=-=Ω 由120E R
= 可得 21120120120120l 71523x .55
E R R ∆=-=-≈
选项C 正确；
D ．在增大光照强度过程中，变压器次级电阻减小，则次级消耗功率变大，则变压器的输入功率逐渐变大，选项D 错误。

故选AC 。

10、BCE
【解题分析】
A ．根据图2的振动图象可知， 5.5m x =处的质点在t =0时振动方向沿y 轴正向，所以利用图1由同侧法知该波沿x 轴正方向传播，故A 错误；
B ．图1可知该简谐横波的波长为4m ，则
4s 4s 1
T v λ=== 圆频率
22rad/s 0.4
5rad/s T ππωπ＝＝＝ 设 5.5m x =处质点的振动方程为
08sin(+)cm 2
x t π
ϕ= t =0时刻
08sin ϕ=
结合t =0时刻振动的方向向上，可知01
4
ϕπ＝，则 5.5m x =处质点的振动方程为 8sin(+)cm 24x t ππ
= 5.5m x =处质点与 3.5m x =处质点的平衡位置相距半个波长，则 3.5m x =处质点的振动方程为
8sin(+)cm 24x t ππ
=- 2s t =
代入方程得位移为，故B 正确；
C ． 1.5m x =处质点在4s t =时的速度方向和0t =时的速度方向相同，由同侧法可知速度方向沿y 轴正向，故C 正确；
D ． 4.5m x =处的质点在0t =时速度方向沿y 轴负向，则经过四分之一周期即1s t =时，质点的位移为负，加速度指向平衡位置，沿y 轴正方向，故D 错误；
E ． 3.5m x =处质点在在0t =时速度方向沿y 轴负向，根据振动方程知此时位移大小为，0t =时位移大小为
，所以01s ～内路程
2(8s =⨯--
故E 正确。

故选BCE 。

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、B D C 5.1(或5.2或5.3)
【解题分析】
(1)[1][2]小灯泡L 的额定电压为2.5V ，故电压表选D(3V)，额定电流为
1A 0.4A 2.5
m P I U === 故电流表选B(0.6A)；
[3]小灯泡的电阻为
22
2.5 5.251
U R P ==Ω=Ω 由于
R <=
故采用电流表外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，故实验电路应选C 。

(2)[4]由I U -图像可知，当灯泡两端电压为2.0V 时，小灯泡的电流约为0.38A ，则小灯泡的电阻为
2Ω 5.3Ω0.38
U R I ==≈(5.1或5.2) 12、150 **** **** 50 M 增大 增大 减小 偏大
【解题分析】
(1)[1]电阻1R 与表头G 并联，改装成量程为1mA 的电流表，表头满偏电流为100μA ，此时通过电阻1R 的电流为900μA ，由并联分流规律可知
1
900100
g
R R = 得 1150R =Ω
改装后电流表内阻
A g
A A g 135R R R R R ==Ω+
[2]将其与2R 串联改装为3V 的电压表由欧姆定律可知，3V 量程电压表的内阻
A 23
33k Ω110R R -+=
Ω=⨯ 解得 22865R =Ω
[3]再串联3R 改装为15V 量程电压表，3R 所分电压为12V ，所以
33
1212k 110R -=Ω=Ω⨯ (2)[4]在校准电路中，滑动变阻器采用分压式接法，故选用最大阻值较小的滑动变阻器，即选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器；
[5]电源电动势20V E =远大于电压表量程，所以闭合开关前应使滑片靠近M 端，使电压表在接通电路时两端电压由较小值开始增大
(3)[6]滑片由M 向N 滑动过程中，电压表两端电压逐渐增大，通过表头的电流增大，即示数增大
[7]随滑片由M 向N 滑动，外电路的总电阻始终大于电源内阻且逐渐减小，所以电源的输出功率增大；
[8]由
Er U E r R =-+总
可知，路端电压随外电路总电阻减小而减小，电源效率100%U E η=
⨯，所以电源的效率减小 (4)[9]电压表两端电压一定，若内阻值偏小，则通过表头G 的电流偏大，从而造成读数偏大的后果。

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）-1m/s （2）10N∙s
【解题分析】
（1）B 下滑x 0获得的速度为v 0，则2001sin372
B B m gx m v ︒=， 解得：v 0=3m/s
A 、
B 发生弹性正碰，有：0B A A B B m v m v m v =+，
2220111222
B A A B B m v m v m v =+ 解得：v A =2m/s ，v B =-1m/s
（2）碰后，对B 由动量定理：sin37-B B B m gt m v ︒= 解得：1s 6
t =
对A 由动量定理：sin372A A A I m gt m v -︒=
解得：10I N s =⋅
14、 (1)2sin Rmg kL
θ；(2)22tan cos x gt θθ-；(3)4224442sin k x mR g t θ 【解题分析】
(1)当磁场B 1随时间均匀减小，设回路中感应电动势为E ，感应电流为I ，则根据法拉第电磁感应定律 E k t
∆Φ==∆ 根据闭合电路欧姆定律
E I R R
=+ MN 静止且受到导轨的摩擦力为零，受力平衡
2sin mg B IL θ=
解得
22sin Rmg B kL
θ= (2)撤去磁场B 2，设MN 从静止开始做匀加速运动过程中的加速度为a ，导体棒MN 与导轨之间动摩擦因数为μ，则 212
x at = 根据牛顿第二定律
sin cos mg mg ma θμθ-=
解得
22tan cos x gt μθθ
=- (3)若再撤去B 1，恢复B 2，设MN 运动过程中的最大速度为v m ，最大动能为E km ，稳定时 sin cos mg mg F θμθ=+安
导体切割磁感线
2m E B Lv '=
通过回路的感应电流
2E I R
''= 安培力为
222m 22B L v F B I L R
='=安 最大动能
2km m 12
E mv = 联立方程解得
42km 24442sin k x E mR g t θ
= 15、 (1)10.2kg m =；(2)33.8cm h '=
【解题分析】
(1)初态气体的温度
0(27327)K=300K T =+
封闭的气体压强为0p ，乙状态温度
1(27320)K=293K T =+
压强为1P ，对活塞进行分析
01p S mg p S =+
对封闭的气体，由状态甲到状态乙，根据理想气体状态方程 001101
p V pV T T = 解得
10.2kg m =
(2)当气缸倾斜到与水平面夹角53︒时，设此时封闭气体的压强为 420sin 5.9210Pa mg p p S
θ=-=⨯ 由玻意耳定律得
0122p V p V =
即
02p SL p Sh '=
解得
h'=
33.8cm。