河北省承德县第一中学2024学年物理高三上期末检测模拟试题含解析

河北省承德县第一中学2024学年物理高三上期末检测模拟试题
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，在轨道III 上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A 点变轨沿椭圆轨道II 运行，然后在近地点B 变轨沿近地圆轨道I 运行。

下列说法正确的是（ ）
A ．卫星在轨道III 上运行的向心加速度大于在轨道I 上运行的向心加速度
B ．卫星在轨道III 上运行的周期小于在轨道I 上运行的周期
C ．卫星在轨道III 上运行的周期大于在轨道II 上运行的周期
D ．卫星在轨道III 上的A 点变轨时，要加速才能沿轨道II 运动
2、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
3、研究光电效应现象的实验电路如图所示，A 、K 为光电管的两个电极，电压表V 、电流计G 均为理想电表。

已知该光电管阴极K 的极限频率为ν0，元电荷电量为e ，普朗克常量为h ，开始时滑片P 、P ＇上下对齐。

现用频率为ν的光
照射阴极K （ν>ν0），则下列说法错误的是
A ．该光电管阴极材料的逸出功为hν0
B ．若加在光电管两端的正向电压为U ，则到达阳极A 的光电子的最大动能为hv-hv 0+eU
C ．若将滑片P 向右滑动，则电流计G 的示数一定会不断增大
D ．若将滑片P ＇向右滑动，则当滑片P 、P ＇间的电压为0hv hv e
-时，电流计G 的示数恰好为0 4、下列说法正确的是（ ）
A ．肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的色散现象
B ．机械波和电磁波本质上相同，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
C ．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为了提高成像质量，往往在镜头前贴上增透膜
D ．在光的单缝衍射实验中，缝越宽，衍射现象越不明显
5、小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短．将
两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点( )
A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度
B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能
C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力
D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度
6、如图所示为三颗卫星a 、b 、c 绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b 、c 是地球同步卫星，a 在半径为r 的轨道上，此时a 、b 恰好相距最近，已知地球质量为M ，半径为R ，地球自转的角速度为ω，引力常量为G ，则（ ）
A ．卫星b 加速一段时间后就可能追上卫星c
B ．卫星b 和c 的机械能相等
C ．到卫星a 和b 下一次相距最近，还需经过时间t =32GM r π
ω- D ．卫星a 减速一段时间后就可能追上卫星c
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、一列简谐横波沿x 轴传播，如图所示为t =0时刻的波形图，M 是平衡位置在x =70 m 处的一个质点，此时M 点正沿y 轴负方向运动，之后经过0.4 s 第二次经过平衡位置，则 。

A ．该波沿x 轴正向传播
B ．M 点振动周期为0.5 s
C ．该波传播的速度为100 m/s
D ．在t =0.3 s 时刻，质点M 的位移为0
E.题中波形图上，与M 点振动总是相反的质点有2个
8、如图，方向竖直向上的匀强磁场中固定着两根位于同一水平面内的足够长平行金属导轨，导轨上静止着与导轨接触良好的两根相同金属杆1和2，两杆与导轨间的动摩擦因数相同且不为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

现用平行于导轨的恒力F 拉金属杆2使其开始运动，在足够长时间里，下列描述两金属杆的速度v 随时间t 变化关系的图像中，可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
9、下列说法中不符合实际的是_______
A．单晶体并不是在各种物理性质上都表现出各向异性
B．液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势
C．气体的压强是由于气体分子间相互排斥而产生的
D．分子间同时存在引力和斥力，且这两种力同时增大，同时减小
E.热量能自发地从内能大的物体向内能小的物体进行传递
10、下列说法中正确的是（）
A．封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍
B．液体表面张力是液体表面层分子间距离小，分子力表现为斥力所致
C．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
D．导热性能各向同性的固体，可能是单晶体
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）某实验小组为了测量某微安表G（量程200μA，内阻大约2200Ω）的内阻，设计了如下图所示的实验装置。

对应的实验器材可供选择如下：
A．电压表（0~3V）；
B．滑动变阻器（0~10Ω）；
C．滑动变阻器（0~1KΩ）；
D．电源E（电动势约为6V）；
E．电阻箱R Z（最大阻值为9999Ω）；
开关S一个，导线若干。

其实验过程为：
a．将滑动变阻器的滑片滑到最左端，合上开关S，先调节R使电压表读数为U，再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱值为16924Ω
R ；
b．重新调节R，使电压表读数为3
4
U，再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，记下此时
电阻箱值（如图所示）为R2；
根据实验过程回答以下问题：
（1）滑动变阻器应选_______（填字母代号）；
（2）电阻箱的读数R2=________Ω；
（3）待测微安表的内阻_________Ω。

12．（12分）某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。

步骤如下：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图（甲）所示，由图可知其长度为______cm；
(2)用螺旋测微器测量其直径如图（乙）所示，由图可知其直径为______mm；
(3)用图（丙）所示的电路测定其电阻值，其中R x是待测的圆柱形导体，R为电阻箱，电源电动势为E，其内阻不计。

在保证安全的情况下多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据，绘出了如图（丁）
所示的1
R
U
图线，电阻R x=__Ω（结果保留两位有效数字），此数值与电阻的真实值R0比较，R x____R0
(4)根据以上数据计算出圆柱形导体的电阻率ρ=______。

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）2018年8月美国航空航天科学家梅利莎宣布开发一种仪器去寻找外星球上单细胞微生物在的证据，力求
在其他星球上寻找生命存在的迹象。

如图所示，若宇航员在某星球上着陆后，以某一初速度斜面顶端水平抛出一小球，小球最终落在斜面上，测得小球从抛出点到落在斜面上点的距离是在地球上做完全相同的实验时距离的k倍。

已知星球的第二宇宙速度是第一宇宙速度的2倍，星球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：
（1）星球表面处的重力加速度；
m飞船要有多大的动能才可以最终脱离该星球的吸引。

（2）在星球表面一质量为0
14．（16分）如图所示，水平面AB光滑，质量为m=1.0kg的物体处于静止状态。

当其瞬间受到水平冲量I=10N·s的作用后向右运动，倾角为θ=37°的斜面与水平面在B点用极小的光滑圆弧相连，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.5，经B 点后再经过1.5s物体到达C点。

g取10m/s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求BC两点间的距离。

15．（12分）如图所示，平行导轨宽为L、倾角为θ，处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感强度为B，CD为磁场的边界，导轨左端接一电流传感器，CD右边平滑连一足够长的导轨。

质量为m、电阻为R的导体棒ab长也为L，两端与导轨接触良好，自导轨上某处由静止滑下。

其余电阻不计，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。

(1)棒ab上的感应电流方向如何？
(2)棒ab在磁场内下滑过程中，速度为v时加速度为多大？
(3)若全过程中电流传感器指示的最大电流为I0。

求棒ab相对于CD能上升的最大高度。

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、C
【解题分析】
A ．由公式
2Mm G ma r
= 得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小 2GM a r =
当轨道半径r 减小时，a 增大，故卫星在轨道Ⅲ上运行的向心加速度小于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，故A 错误； BC ．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期，故B 错误，C 正确； D ．卫星在轨道III 上的A 点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道Ⅱ运动，故D 错误。

故选C 。

2、D
【解题分析】
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 。

3、C
【解题分析】
A ．由极限频率为ν0，故金属的逸出功为W 0= hν0，A 正确；
B ．由光电效应方程可知，电子飞出时的最大动能为
0k E hv W =-
由于加的正向电压，由动能定理
k
k eU E E '=- 解得
0k
E hv hv eU '=-+ 故B 正确；
C ．若将滑片P 向右滑动时，若电流达到饱和电流，则电流不在发生变化，故C 错误；
D ．P ＇向右滑动时，所加电压为反向电压，由
k eU E =
可得
0hv hv U e
-= 则反向电压达到遏止电压后，动能最大的光电子刚好不能参与导电，则光电流为零，故D 正确；
故选C 。

4、D
【解题分析】
A ．肥皂泡膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象，故A 错误；
B ．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，而机械波的传播需要介质，真空中不传播，机械波和电磁波本质上不相同，故B 错误；
C ．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为减少反射光的干扰，通过偏振片来阻碍反射光进入镜头，故C 错误；
D ．光的单缝衍射实验中，缝越宽，和光波长差距越大，衍射现象越不明显，故D 正确。

故选D 。

5、C
【解题分析】
从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=12
mv 2，解得：v =v P ＜v Q ；动能与质量和半径有关，由于P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短，所以不能比较
动能的大小．故AB 错误；在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F-mg=m 2
v R
，解得，
F=mg+m 2
v R
=3mg ，2F mg a g m -=向＝，所以P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力，向心加速度两者相等．故C 正确，D 错误．故选C ．
点睛：求最低的速度、动能时，也可以使用动能定理求解；在比较一个物理量时，应该找出影响它的所有因素，全面的分析才能正确的解题．
6、C
【解题分析】
A.卫星b 加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c ，选项A 错误；
B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B 错误；
C.对卫星a ，根据万有引力提供向心力有：
22a Mm G mr r
ω= 所以卫星a 的角速度
a ω=可知半径越大角速度越小，卫星a 和
b 由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：
t = 选项C 正确；
D.卫星a 减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c ，选项D 错误；
故选C 。

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、ACE
【解题分析】
A ．由于0t =时刻，M 点正沿y 轴负方向运动，根据同侧法可知波沿x 轴正方向运动，A 正确；
BC ．经过0.4s ，M 点第二次经过平衡位置，根据波形平移法，30m 处质点的振动形式传递至70m 处，所以传播距离为40m ，波速：
40m /s 100m/s 0.4
x v t === 周期：
60s 0.6s 100
T v λ
=== B 错误，C 正确；
D ．经过10.3s=2
T ，质点运动到关于平衡位置对称的位置，因此M 质点的位移肯定不为0，D 错误； E ．与M 质点距离为半波长奇数倍的质点，振动与M 点总是相反，因此题中波形图上，与M 点振动总是相反的质点有两个，分别为40m 和100m 处的质点，E 正确。

故选ACE 。

8、BD
【解题分析】
AB ．当力F 作用到杆2上时，杆2立刻做加速运动，随着速度的增加产生感应电流，从而产生向左的安培力，此时的加速度
22B L v F mg F F mg R a m m
μμ----==安总 则随速度增加，杆2做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时做匀速运动；此时对杆1所受的安培力若小于最大静摩擦力，则此过程中杆1始终不动，则图像A 错误，B 正确；
CD ．由上述分析可知，若安培力增加到一定值时杆2开始运动，则随着安培力的增加，棒2做加速度逐渐增加的加速运动，杆1做加速度减小的加速运动，当两杆的加速度相等时，两杆的速度差恒定，此时两杆所受的安培力恒定，加速度恒定，则选项C 错误，D 正确。

故选BD 。

9、BCE
【解题分析】
A ．由于单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则为单晶体具有各向异性，但并不是所有物理性质都是各向异性的，选项A 正确，不符合题意；
B ．液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势，选项B 错误，符合题意；
C ．气体的压强是由于大量的气体分子频繁的对器壁碰撞产生的，并不是由于气体分子间相互排斥而产生的，选项C 错误，符合题意；
D ．分子间同时存在引力和斥力，且这两种力同时增大，同时减小，选项D 正确，不符合题意；
E ．热量能自发地从温度高的物体向温度低的物体进行传递，选项E 错误，符合题意；
故选BCE.
10、ACD
【解题分析】
A ．由pV C T
=可知，当温度不变，体积减半，则气体压强p 加倍，即单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，故A 正确；
B ．液体表面层分子间的距离大于平衡距离，液体表面层内分子间的作用力表现为引力，从宏观上表现为液体的表面张力，故B 错误；
C ．随分子间距离增大，分子间引力以斥力均减小，当分子间距离为平衡距离时分子势能最小，如果分子间距离小于平衡距离，随分子间距增大，分子势能减小，如果分子间距大于平衡距离，随分子间距增大，分子势能增大，因此随分子间距离增大，分子势能不一定减小，故C 正确；
D ．单晶体只是某些物理性质具有各向异性，并不是所有的性质都具有各向异性，所以导热性质表现为各向同性的物质也有可能是单晶体，故D 正确。

故选ACD 。

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 4653 2170
【解题分析】
(1)[1]．滑动变阻器用分压电路，则为方便实验操作，滑动变阻器应选择B ；
(2)[2]．由图示电阻箱可知，电阻箱示数为
R 2=4×1000Ω+6×100Ω+5×10Ω+3×1Ω=4653Ω
(3)[3]．根据实验步骤，由欧姆定律可知
U =I g （R g +R 1）
23 4
g g U I R R =+（） 解得
R g =2170Ω
12、5.015 4.700 17 小于 5.9×
10-3Ω∙m 【解题分析】
(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知读数为
50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm
(2)[2]根据螺旋测微器读数规则可知读数为
4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(3)[3]由图示电路图可知，电压表示数为
x x x
E U IR R R R ==
+ 整理得 111x R U ER E
=+ 由图示图象可知，纵轴截距
10.5b E
== 所以电源电动势E =2V ，图象斜率
1
10.80.50.310x U k ER R ∆
-====∆
所以电阻阻值
11170.032
x R kE ==Ω≈Ω⨯ [4]由于电压表的分流作用可知此测量值小于电阻的真实值R 0。

(5)[5]由电阻定律可知
2
2x L L R S d ρρπ==⎛⎫ ⎪⎝⎭ 代入数据解得电阻率ρ≈5.9×10-3Ω∙m ；
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）202tan cos v g l θθ'
'= （2）0m gR k 【解题分析】
（1）设斜面倾角为θ，小球在地球上做平抛运动时，有
212
y gt = 0x v t =
tan y x
θ= 设斜面上的距离为l ，则
cos x l θ
= 联立解得
202tan cos v g l θθ
= 小球在星球上做平抛运动时，设斜面上的距离为l '，星球表面的重力加速为g '，同理由平抛运动的规律有
202tan cos v g l θθ'
'= 联立解得星球表面处的重力加速度
g g k
'= （2）飞船在该星球表面运动时，有
212v GMm m R R
= 近地有
2GMm mg R
'= 联立解得飞船的第一宇宙速度
1v =一质量为0m 的飞船要摆脱该星球的吸引，其在星球表面具有的速度至少是第二宇宙速度，所以其具有的动能至少为 220kmin 001212m gR E m v m v k
=== 14、4.75m
【解题分析】
根据动量定理有
00I mv =-
解得
010m/s v =
沿斜面上滑
1sin cos mg mg ma θμθ+=
速度减少为零时，有
0110v a t -=
解得
11s 1.5s =<t
最高点距B 点的距离
0112
v x t = 物体下滑
2sin cos θmg mg ma θμ-=
从最高点到C 点的距离
222212
=x a t 12 1.5s t t +=
BC 两点间的距离
12 4.75m =-=BC S x x
15、 (1) b 流向a ； (2) 22sin B L v a g mR
θ=- ； (3) 220222I R H gB L = 【解题分析】
(1)根据楞次定律可判定：棒在磁场中向下滑动时，电流由b 流向a ；
(2)当棒的速度为v 时，切割磁感线产生的感应电动势为E BLv =，根据闭合电路欧姆定律E I R
=，安培力F BIL =，根据牛顿第二定律，有 sin mg F ma θ-=
解得：
22sin B L v a g mR
θ=- (3)棒下滑到CD 处回路电流最大，有
0m BLv I R =
棒ab 滑过CD 后直接到右侧最高点，由机械能守恒定律，有
212
m mgH mv = 解得：
220222I R H gB L。