江西省萍乡市2023-2024学年高三物理第一学期期末统考模拟试题含解析

江西省萍乡市2023-2024学年高三物理第一学期期末统考模拟
试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B 铅笔将试卷类型（B ）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．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、下列说法正确的是（ ）
A ．布朗运动是液体分子的无规则运动
B ．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈
C ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
D ．内能是物体中所有分子热运动动能的总和
2、古时有“守株待兔”的寓言。

假设兔子质量约为2 kg ，以10 m/s 的速度奔跑，撞树后反弹的速度为1 m/s ，设兔子与树的作用时间为0.1s 。

下列说法正确的是（ ） ①树对兔子的平均作用力大小为180N ②树对兔子的平均冲量为18N·s ③兔子动能变化量为－99J ④兔子动量变化量为－22kg·m/s A ．①② B ．①③ C ．③④ D ．②④
3、如图所示，一磁感应强度为B 的圆形匀强磁场区域，圆心为O ，半径为r ，MN 是直径，一粒子发射装置S 置于M 端，可从M 端向圆平面内任意方向发射速率相等的同种带电粒子，某个粒子从N 端离开磁场，在磁场中运动的时间为2kB ，其中k 为带电
粒子的比荷，下列说法正确的是（ ）
A ．该粒子的速率为kr
B ，发射方向垂直于MN
B ．该粒子的速率为2krB ，发射方向与MN 的夹角为45°
C ．该粒子在磁场中运动的时间最短
D ．若该粒子沿直径MN 方向射入磁场，其运动的时间为3kB π
4、某行星外围有一圈厚度为d 的光带，简化为如图甲所示模型，R 为该行星除光带以外的半径．现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度v ，与它到行星中心的距离r ，满足下列哪个选项表示的图像关系时，才能确定该光带是卫星群
A ．
B ．
C ．
D ．
5、如图所示，倾角为α的斜面体A 置于粗糙水平面上，物块B 置于斜面上，已知A 、B 的质量分别为M 、m ，它们之间的动摩擦因数为tan μα=。

现给B 一平行于斜面向下的恒定的推力F ，使B 沿斜面向下运动，A 始终处于静止状态，则下列说法中不正确的是（ ）
A ．无论F 的大小如何，
B 一定加速下滑
B ．物体A 对水平面的压力N ()F M m g >+
C ．B 运动的加速度大小为F a m
= D ．水平面对A 一定没有摩擦力
6、如图所示，ABCD 为等腰梯形，∠A=∠B=60º，AB=2CD ，在底角A 、B 分别放上一个点电荷，电荷量分别为q A 和q B ，在C 点的电场强度方向沿DC 向右，A 点的点电荷
在C 点产生的场强大小为E A ，B 点的点电荷在C 点产生的场强大小为E B ，则下列说法
正确的是
A ．放在A 点的点电荷可能带负电
B ．在D 点的电场强度方向沿D
C 向右
C ．E A ＞E B
D ．A B q q =
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、“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”核聚变的反应方程为
2
3
4M 112Z H+H He+X+17.6MeV →，关于此核聚变，以下说法正确的是（ ）
A ．要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能
B ．Z =0，M =1
C ．1mol 氘核和1mol 氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV 的能量
D ．聚变比裂变更安全、清洁
8、如图，倾角37°且足够长的传送带以2m/s 的恒定速率沿顺时针方向传动，现有一质量为lkg 的小物块从传送带底端以v 0=6m/s 的初速度沿斜面向上滑出。

已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为10m/s 2，sin37°=0.6、cos37°=0.8.下列说法正确的是（ ）
A ．物块先做减速运动，速度减到2m/s 后做匀速运动
B ．物块先做减速运动，速度减到零后反向做加速运动直到离开传送带
C ．传送带对物块做功的最大瞬时功率为12W
D ．物块与传送带间因为摩擦而产生的热量为6J
9、如图（a ）所示，光滑绝缘斜面与水平面成30θ=︒角放置，垂直于斜面的有界匀强
磁场边界M 、N 与斜面底边平行，磁感应强度大小为3T B =。

质量0.05kg m =的“日”
字形导线框在沿斜面向上的外力作用下沿斜面向上运动，导体框各段长度相等，即=0.1m ab bc cd dc af fa fc L =======，ab 、fc ，ed 段的电阻均为2Ωr =，其余电阻不计。

从导线框刚进入磁场开始计时，fc 段的电流随时间变化如图（b ）所示（电
流由f 到c 的方向为正），重力加速度210m/s g =下列说法正确的是（ ）
A ．导线框运动的速度大小为10m/s
B ．磁感应强度的方向垂直斜面向上
C ．在0t =至0.03s t =这段时间内，外力所做的功为0.24J
D ．在0.01s t =至0.02s t =这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.3N
10、如图，匀强磁场中位于P 处的粒子源可以沿垂直于磁场向纸面内的各个方向发射质量为m 、电荷量为q 、速率为v 的带正电粒子，P 到荧光屏MN 的距离为d 。

设荧光屏足够大，不计粒子重力及粒子间的相互作用。

下列判断正确的是（ ）
A ．若磁感应强度mv
B qd =，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为πd v
B ．若磁感应强度mv B qd =，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为7π6d v
C ．若磁感应强度2mv B qd
=，则荧光屏上形成的亮线长度为(13)d + D ．若磁感应强度2mv B qd =，则荧光屏上形成的亮线长度为(153)d 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）为了测量木块与木板间动摩擦因数μ，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置，让木块从倾斜木板上A点由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。

位移传感器连接计算机，描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律，取g=10m/s2，sin37︒=0.6，如图所示：
(1)根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为v =（______）m/s；
(2)根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a =（______）m/s2；
(3)现测得斜面倾角为37︒，则μ=（______）。

（所有结果均保留2位小数）
12．（12分）标称3.7V的锂电池，充满电时电动势为4.2V，电动势低于3.4V时不能放电。

某只该型号电池标注如下：标准放电持续电流170mA，最大放电电流850mA，内阻r≤0.2Ω。

为测量其电动势和内阻，实验室提供下列器材：
A．电压表V（量程3V，内阻3kΩ）
B．电流表(量程0.6A)
C．电流表（量程0~3A）
D．定值电阻R1=2kΩ
E．定值电阻R2=1Ω
F．滑动变阻器(0~5Ω)
G．滑动变阻器(0~20Ω)
H．待测电池，多用电表，开关导线若干
（1）设计测量电路如图甲所示，电流表A应选择_____，滑动变阻器R应选择_____填写器材序号）；
（2）按照设计电路完成实物电路的连接；（__________）
（3）闭合开关S前，应将滑动变阻器滑片P移到___选填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的____检查电路故障；
⨯”挡B．直流电流250mA挡C．直流电压2.5V挡D．直流电压10V A．电阻“1
挡
（4）正确进行实验操作，根据电压表读数计算出电压表和定值电阻R，两端的总电压U。

读出对应的电流表示数，在坐标纸上描点作出U—I图象如图丙所示。

则电池电动势E= __V，内阻r= ____Ω。

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，哑铃状玻璃容器由两段完全相同的粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。

容器粗管的截面积为S1=2cm2，细管的截面积S2=1cm2，开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm。

整个细管长为h=4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强取p0=76cmHg，气体初始温度为27C︒。

求：
(i)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K？
(ii)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变，封闭气体的温度应为多少K？
14．（16分）一根套有光滑轻质小环、不可伸长的轻线，线的一端系在固定点O 1，另一端跨过固定的小滑轮O 2。

在轻质小环上挂质量为=3M m 的物体甲，在线的自由端系有质量为m 的物体乙，物体乙的下面有一根细线固定，使物体甲、乙保持静止状态，且夹角α＝120︒然后剪断细线由静止释放物体甲、乙，物体甲竖直下降，当夹角α变为
某一角度α0时有最大速度。

重力加速度取g ，忽略滑轮、小环的质量，不计摩擦。

求：
(1)剪断前细线所受的拉力；
(2)物体甲有最大速度时，物体乙的加速度；
(3)物体甲从静止下降到最低位置，甲、乙两物发生位移之比。

15．（12分）图示为直角三角形棱镜的截面，90︒∠=C ，30A ︒∠=，AB 边长为20cm ，D 点到A 点的距离为7cm ，一束细单色光平行AC 边从D 点射入棱镜中，经AC 边反射后从BC 边上的F 点射出，出射光线与BC 边的夹角为30︒，求：
(1)棱镜的折射率；
(2)F 点到C 点的距离。

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 ．布朗运动不是液体分子的无规则运动，而是花粉颗粒的无规则的运动，布朗运动间接反映了液体分子是运动的，故选A 错误；
B ．随液体的温度升高，布朗运动更加剧烈，选项B 正确；
C ．因为温度越高，分子运动速度越大，故它的运动就越剧烈；物体从外界吸收热量，如果还要对外做功，则它的内能就不一定增加，选项C 错误；
D ．内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，故选项D 错误。

故选B 。

2、C
【解析】
①兔子撞树后反弹，设作用力为F ，由动量定理得：
212[1(10)]N=220N 0.1
mv mv F t ---== ②树对兔子的平均冲量为
2122N s I mv mv ∆=-=-⋅
③动能变化量为
22211199J 22
K E mv mv ∆=-=- ④动量变化量为
2122kg m/s P mv mv ∆=-=-⋅
所以③④正确，①②错误。

故选C 。

3、B
【解析】
ABC ．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为2kB π，根据粒子在磁场中运动的时间可知，带电粒子从M 到N 运动了四分之一周期，由几何知识作图知道该粒子运动轨迹的圆心在边界圆上，半径为2r ，由
2mv v r qB kB =
= 则 2v krB =
发射方向与MN 的夹角为45°，此轨迹对应弧长最长，运动时间最长，选项AC 错误，B 正确；
D ．根据前面的数据再画出沿MN 方向的粒子运动轨迹，经计算轨迹圆弧对应的圆心角为32arcsin 36
π≠ ，则时间不等于3kB π，D 错误．
故选B 。

4、D
【解析】
若光带是卫星群，则应该满足22Mm v G m r r =，即2GM v r
=，即 21-v r 图像应该是过原点的直线，故选D.
5、B
【解析】
AC ．因A 、B 间的动摩擦因数为tan μα=，即
cos sin mg mg μαα=
则施加平行于斜面的力F 后，由牛顿第二定律有
sin cos F mg mg ma αμα+-=
联立可得 F a m
= 即无论F 的大小如何，B 一定加速下滑，故AC 正确，不符题意；
B ．对斜面受力分析，如图所示
由竖直方向的平衡有
N
cos sin BA F Mg N f αα''=++ N
N F F '= cos BA N mg α=
cos f f mg μα'==
联立可得
N ()F Mg mg =+
故B 错误，符合题意；
D ．对斜面在水平方向的力有关系式
sin cos BA N f αα'=
故水平面无相对运动趋势，水平面对斜面无摩擦力，故D 正确,不符题意。

本题选不正确的故选B 。

6、C
【解析】
ACD ．由于两点电荷在C 点产生的合场强方向沿DC 向右，根据矢量合成法，利用平行四边形定则可知，可知两点电荷在C 点产生的场强方向如图所示，由图中几何关系可知E B ＜E A ，A 点所放点电荷为正电荷，B 点所放点电荷为负电荷，且A 点所放点电荷的电荷量的绝对值大于B 点所放点电荷的电荷量的绝对值，选项C 正确，A 、D 错误；
B ．对两点电荷在D 点产生的场强进行合成，由几何关系，可知其合场强方向为向右偏上，不沿D
C 方向，故B 错误。

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、BD
【解析】
A ．“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A 错误。

B ．根据质量数和核电荷数守恒，可以求出M Z X 为中子1
0n ，即Z =0，M =1，故B 正确。

C ．1个氘核和1个氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV 的能量，故C 错误。

D ．轻核聚变产生物为氦核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，故D 正确。

故选BD.
8、BC
【解析】
AB. 物块刚滑上传送带时，由于速度大于传送带的速度，则所受摩擦力沿传送带向下，此时的加速度为 21sin 37cos378m/s a g g μ=+=
方向向下，即物块先做减速运动；当与传送带共速后由于cos37sin 37g g μ<，则物块继续减速，直到速度减到零后反向做加速运动直到离开传送带，选项A 错误，B 正确；
C 物块开始刚滑上传送带时速度最大，传送带对物块做功的瞬时功率最大，最大值为 0cos3712W P mg v μ=⋅=
选项C 正确；
D 从开始滑上传送带到与传送带共速阶段用时间
01162s=0.5s 8
v v t a --==
物块相对传送带运动的距离
01111m 2
v v s t vt +∆=-= 共速后物块的加速度
22sin 37-cos374m/s a g g μ==
物块减速到零的时间
222s=0.5s 4
v t a == 此过程中物块相对传送带运动的距离
2220.5m 2
v s vt t ∆=-= 此时物块离底端的距离为
012 2.5m 22
v v v s t t +=+= 然后物块向下加速运动，加速度仍为
2324m/s a a ==
下滑到底端时
23312
s a t = 解得
3s 2
t = 此过程中物块相对传送带运动的距离
33(2.5s s vt ∆=+=
整个过程中物块与传送带间因为摩擦而产生的热量为
123cos37()(8Q mg s s s μ=∆+∆+∆=+
选项D 错误。

故选BC 。

9、AD
【解析】
B ．由于在0~0.01s 时间内，电流从f 到c 为正，可知cd 中电流从d 到c ，则由右手定则可知，磁感应强度的方向垂直斜面向下，选项B 错误；
A ．因为cd 刚进入磁场时，通过fc 的电流为0.5A ，可知通过cd 的电流为1A ，则由
2cd BLv I r r =
+ 解得 v =10m/s
选项A 正确；
C ．在0t =至0.03s t =这段时间内，线圈中产生的焦耳热为
2233130.01J=0.09J Q I R t ==⨯⨯⨯总
线框重力势能的增加量
3sin 300.075J P E mg L =⋅=
则外力所做的功为
0.165J P W Q E =+=
选项C 错误；
D ．在0.01s t =至0.02s t =这段时间内，导线框的cf 边在磁场内部，则所受的安培力大小为
310.1N=0.3N cf F BIL ==⨯⨯
选项D 正确。

故选AD 。

10、BD
【解析】
AB ．若磁感应强度mv B qd
=，即粒子的运动半径为 r =mv qB
=d 如图所示：
到达荧光屏的粒子运动时间最长的是发射速度沿垂直且背离MN 运动的粒子，其运动时间（周期T =2m qB π）为 133π42d t T v
== 运动时间最短的是以d 为弦长的粒子，运动时间为
21π63d t T v
== 所以最大时间差为
127π6d t t v
-= 故A 错误，B 正确； CD ．若磁感应强度2mv B qd =
，即粒子的运动半径为R =2d ，如图所示： 到达荧光屏最下端的粒子的轨迹是与MN 相切的，设下半部分的亮线长度为x 1，根据几何关系，有
2212R R x d +-=（）
解得13x d =；到达荧光屏最上端的粒子与屏的交点与P 点连线为轨迹的直径，设上半部分亮线的长度为x 2，根据几何关系，有
()22222+R x d =
解得215x d =，所以亮线的总长度为153)d ，故C 错误，D 正确。

故选BD 。

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、0.40 1.00 0.63
【解析】
(1)[1]木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则木块在0.4s 时的速度大小
2(3014)10m/s 0.40m/s 0.60.2v --⨯==- (2)[2]木块在0.2s 时的速度大小
2
(3224)10m/s 0.20m/s 0.40
v --⨯'==- 木块的加速度大小
220.40.2 1.000.4.m/s s 0m 2
/v v a t -'-===∆- (3)[3]斜面倾角为37︒，则对木块受力分析，由牛顿第二定律可得 sin37cos37mg mg a m
μ︒-︒= 解得 5
0.638μ=≈
12、B G 左 D 3.87~3.90 0.12~0.17
【解析】
（1）[1]由题知，该锂电池的最大放电电流850mA ，故电流表A 应选择B ；
[2]由题知，回路中的最大电阻
max 4.20.17
R =Ω≈24.7Ω 故滑动变阻器选择G ；
（2）[3]按照设计电路完成实物电路的连接，如图所示
（3）[4]因滑动变阻器是限流式接法，为保护电路，故在闭合开关S 前，滑动变阻器的阻值要最大，故应将滑动变阻器滑片P 移到左端；
[5]闭合开关后，发现电压表指针有偏转，而电流表指针不偏转，说明电流表所在支路存在某处断路，在不断开电路的情况下，应选择多用电表的直流电压档进行检查电路故障，又该电源的最大电动势为4.2V ，故应选择直流电压10V 档进行检查电路故障，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

（4）[6]由题知，U —I 图象的纵截距表示电源的电动势，则由图可得
E =3.88V （3.87~3.90）
[7]由U —I 图象，可得图象的斜率
3.88 3.5 1.150.33
k -== 由电路图分析可知，斜率
2k r R =+
解得
0.15r =Ω（0.12~0.17）
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、（i ）405K ；（ii ）315K
【解析】
(i)开始时
101280p p h h =++=cmHg
11V LS =，1(27327)K 300K T =+=
水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面粗管中的高度为3h ，则
1122231h S h S hS h S +=+
解得
31h =m
此时管中气体的压强为
20381p p h h =++=cmHg
管中气体体积为
()211V L h S =+ 由理想气体状态方程112212
p V p V T T =，得 2405T =K
(i)再倒入同体积的水银，气体的长度仍为6cm 不变，则此过程为等容变化，管里气体的压强为
()3012284p p h h =++=cmHg 则由3113
p p T T =解得 3315T =K
14、
(1)1)mg ；
(2)0
1)2cos 2g ；
【解析】
(1)当120α=︒时，设与环接触的轻线受力为1F ，对环研究有
12cos60F Mg ︒=
解得
1F =
设乙下面的细线受力为2F ，对乙研究
12F mg F =+
解得
21)F mg =-
(2)当夹角为0α，设轻线受力为F '，对环研究有
01cos 22
F α'-= 设乙物体所受合力为F 合，对乙研究有
F mg ma '-=乙
解得
03(1)22a g cos α=-乙
(3)物体甲在最低位置处时
0v =甲，0v =乙
由系统机械能守恒得出
3mgh mgh =乙甲
解得
33
h h =甲乙 15、 (1)3；(2)3cm
【解析】
(1)由几何知识可知，光束从D 点入射的入射角60i ︒=，做出光路图：
设对应折射角为r ，则光束在AC 边的入射角为
90(60)30i r r ︒︒︒'=--=+
在BC 边上的入射角
90(30)60i r r ︒︒︒''=-+=-
在BC 边上的折射角
903060r ︒︒︒''=-=
由折射定律，可知在D 点入射时
sin sin i n r
= 在F 点入射时
sin 60sin(60)
n r ︒
︒=- 解得
30r ︒=
折射率为
3n =
(2)由几何知识，可知
2cos30AE AD ︒==
CE AC AE =-=
tan 30CF CE =︒=解得
3cm CF =。