河南省平顶山市鲁山一中2024学年物理高三第一学期期末质量检测模拟试题含解析

河南省平顶山市鲁山一中2024学年物理高三第一学期期末质量检测模拟试题
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、某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图像不可能
．．．的是（图中x是位移、v是速度、t是时间）
A．A B．B C．C D．D
2、如图甲所示，物体在竖直方向受到大小恒定的作用力F=40N，先由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当t=1s 时将F反向，大小仍不变，物体的v t 图象如图乙所示，空气对物体的阻力大小恒定，g=10m/s2，下列说法正确的是（）
A．物体在1.25s内拉力F的平均功率为160W
B．物体1.25s内阻力做功的平均功率为为16W
C．空气对物体的阻力为6N
D．物体的质量为4kg
3、甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶，运动的v—t图象如图所示，已知t=0时刻甲、乙第一次并排，则（）
A ．t =4s 时刻两车第二次并排
B ．t =6s 时刻两车第二次并排
C ．t =10s 时刻两车第一次并排
D ．前10 s 内两车间距离的最大值为12m
4、天津市有多条河流，每条河流需要架设多座桥梁。

假如架设桥梁的每一个桥墩有两根支柱，每根支柱都是用相同横截面积的钢筋混凝土铸造。

按照下列角度设计支柱，能使支柱的承重能力更强的是
A ．
B ．
C ．
D ．
5、甲乙两车在相邻的平行车道同向行驶，做直线运动，v －t 图像如图所示，二者最终停在同一斑马线处，则（ ）
A ．甲车的加速度小于乙车的加速度
B ．前3s 内甲车始终在乙车后边
C ．t =0时乙车在甲车前方9.4m 处
D ．t =3s 时甲车在乙车前方0.6m 处
6、如图所示，固定在同一平面内有三条彼此绝缘的通电直导线，导线中的电流123I I I ==，方向为图中箭头方向，在
三根导线所在平面内有a 、b 、c 、d 四个点，四个点距相邻导线的距离都相等，则四个点中合磁感应强度最大的点是（ ）
A ．a 点
B ．b 点
C ．c 点
D ．d 点
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、如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m 的带电小球，以初速度v 从M 点竖直向上运动，通过N 点时，速度大小为2v ，方向与电场方向相反，而后到达与M 点在同一水平面上的P 点，轨迹如图。

其中N /是N 点在MP 直线上的投影点。

以下关于小球的运动说法正确的是（ ）
A ．从M 到N 重力势能增加232
mv B ．从M 到N 机械能增加2mv 2
C ．从M 到P 动能增加8mv 2
D ．重力与电场力大小之比为1：2
8、如图所示，小球放在光滑固定的板AO 与装有铰链的光滑轻质薄板BO 之间。

当薄板OB 由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．薄板AO 对小球的弹力在逐渐增大
B ．小球对薄板BO 的压力先减小后增大
C ．两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力
D ．两板对小球弹力的合力可能小于小球的重力
9、如图所示，光滑水平面上放置A 、B 两物体相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为m A =2kg ，m B =3kg 。

从t =0开始，作用力F A 和作用力F B 分别作用在A 、B 两物体上，F A 、F B 随时间的变化规律分别为F A =(8-2t )N ，F B =(2+2t )N 。

则（ ）
A．A、B两物体一直以2m/s2的加速度做匀加速运动
B．当F A F B时，A、B两物体分离
C．t=1s时A物体的运动速度为2m/s
D．物体B在t=5s时的加速度为4m/s2
10、下列说法正确的是_______。

A．固体都有固定的熔点
B．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
C．在太空中正常运行的“天宫二号”内的水珠由于表面张力作用可以变成完美的球形
D．相同温度、相同材料、相等质量的物体，高度越高，内能越大
E.一定量的理想气体经某- -过程吸收热量2.0×103J，对外做功1.0×103J，气体的温度升高，密度变小
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）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。

(1)首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；
(2)接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。

①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；
②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；
③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。

12．（12分）小王和小李两位同学分别测量电压表V 1的内阻.
（1）先用调好的欧姆表“×1K”挡粗测电压表V 1的内阻，测量时欧姆表的黑表笔与电压表的__________（填“＋”或“—”）接线柱接触，测量结果如图甲所示，则粗测电压表V 1的内阻为___________k Ω.
（2）为了精确测量电压表V 1的内阻，小王同学用如图乙所示的电路，闭合开关S 1前将滑动变阻器的滑片移到最__________（填“左”或“右”）端，电阻箱接入电路的电阻调到最__________（填“大”或“小”），闭合开关S 1，调节滑动变阻器和电阻箱，使两电压表指针的偏转角度都较大，读出电压表V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，电阻箱的示数为R 0，则被测电压表V1的内阻1V R =__________.
（3）小李同学用如图丙所示的电路，闭合开关S 1，并将单刀双掷开关S 2打到1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表V 2的指针偏转角度较大，并记录电压表V 2的示数为U ，再将单刀双掷开关S 2打到2，调节电阻箱，使电压表V 2的示数仍然为U ，此时电阻箱接入电阻的示数如图丁所示，则被测电压表V 1的内阻1V 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）一定质量的理想气体在a 状态体积12L =V ，压强13atm =p ，温度1450K =T ；在b 状态体积26L =V ，压强21atm p =。

该气体的p V -图象如图所示，让该气体沿图中线段缓慢地从a 状态变化到b 状态，求： ①气体处于b 状态时的温度2T ；
②从a 状态到b 状态的过程中，气体的最高温度max T 。

14．（16分）如图(a)为一除尘装置的截面图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d。

大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进人两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电量均为-q。

当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场时，尘埃恰好匀速穿过两板;若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，贴近N板入射的尘埃将打在M板右边缘，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy轴垂直于板并紧靠板右端，x轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P(2.5d，-2d)处的条状容器中，需在y轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域。

尘埃颗粒重力、颗粒间作用力及对板间电场磁场的影响均不计，求:
(1)两板间磁场磁感应强度B1的大小
(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，除尘效率为多少
(3)y轴右侧所加圆形匀强磁场区域磁感应强度B2大小的取值范围
15．（12分）我校阳光体育活动跑操过程如图所示．环形跑道由矩形ABCD和两个半圆BEC、DFA组成．已知AB长L，AD长d．跑操时，学生均匀地排列在环形跑道上以相同的方式整齐地跑动．某人用遥控直升机下悬挂质量为m的摄像机拍摄跑操情况．开始时遥控直升机悬停在C点正上方．
（1）小王在跑操前正好站在A点，听到起跑命令后从静止开始沿AB方向做匀加速直线运动，到达AB中点时速度达
到v ，然后匀速率跑动．求小王跑完一圈所用的时间；
（2）若遥控直升机从C 点正上方运动到D 点正上方经历的时间为t ，直升飞机的运动视作水平方向的匀加速直线运动．在拍摄过程中悬挂摄影机的轻绳与竖直方向的夹角始终为β，假设空气对摄像机的作用力始终水平．试计算这段时间内空气对摄像机作用力的大小．
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】 试题分析：物体上滑过程中，由于受力恒定，做匀减速直线运动，故位移2012
x v t at =+，如果上滑到最高点能下滑，则为抛物线，若物体上滑上最高点，不能下落，则之后位移恒定，AB 正确；速度时间图像的斜率表示加速度，上滑过程中加速度为()1sin cos a g g θμθ=+，下滑过程中加速度()2sin cos a g g θμθ=-，故上滑过程中加速度大于下滑过程中的加速度，C 错误；如果物体上滑做匀减速直线运动，速度减小到零后，重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力，则物体不会继续下滑，故处于静止状态，故D 正确；
考点：考查了运动图像
【名师点睛】物体以一定的初速度沿足够长的斜面，可能先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线运动，匀加速运动的加速度小于匀减速运动的加速度，物体返回时速度减小；可能先向上做匀减速直线运动，后停在最高点 2、B
【解题分析】
A ．在1.25s 内，图像围成面积为5m ，即总位移为5m ，拉力第一阶段向上的位移为4m ，则拉力做正功160J ，第二阶段位移为1m ，则拉力做负功40J ，总共120J ，平均功率96W ，故A 错误。

CD ．根据牛顿第二定律可得：
F －（mg +f )=ma 1
F +mg +f =ma 2，
又由题图乙可知
a 1=2m/s 2
a 2=6m/s 2
联立解得物体的质量
m =2kg
空气对物体的阻力为
f =4N
CD 项错误。

B ．阻力全程做负功，共W f =4×5=20J ，所以平均功率为
16W f
f W P t ==
B 正确。

故选B 。

3、C
【解题分析】
AB.由图像可知，在前8s 内，甲的位移
x ′=vt =48m
乙的位移
x ″=262
+·12m=48m 说明t =8s 时刻两车第二次并排，选项AB 均错误；
C.两车第二次并排后，设经过△t 时间两车第三次并排，有：
v ·△t =v 1·△t-2212
a t ⋅∆ 解得△t =2s ，两车恰好在乙速度为零时第三次并排，第三次两车并排的时刻为t =10s ，选项C 正确；
D.由图像可知，前10s 内两车在t =4s 时刻两车距离最大（图像上左侧的梯形面积），
△x =242
+×6m=18m 选项D 错误。

4、A
【解题分析】
依据受力分析，结合矢量的合成法则，及两力的合力一定时，当两分力夹角越大，则分力越大，夹角越小时，则分力越小，从而即可求解。

【题目详解】
由题意可知，两根支柱支撑相同的质量的桥梁，即两个力的合力是一定，当两个力的夹角越大时，则分力也越大，当两个力的夹角越小时，则分力也越小，能使支柱的承重能力更强的是，即使支柱支撑的力要小，故A 正确，故BCD
错误；故选A 。

【题目点拨】
考查矢量的合成法则，掌握两力的合成，当合力一定时，两分力大小与夹角的关系，同时理解能使支柱的承重能力更强，不是支柱支撑的力最大，而要最小的。

5、D
【解题分析】
A ．根据v －t 图的斜率大小表示加速度大小，斜率绝对值越大加速度越大，则知甲车的加速度大于乙车的加速度，故A 错误；
BCD ．设甲运动的总时间为t ，根据几何关系可得
31518
t = 解得
3.6s t =
在0－3.6s 内，甲的位移
18 3.6=m=32.4m 2
x ⨯甲 0－4s 内，乙的位移 124=
m=24m 2x ⨯乙 因二者最终停在同一斑马线处，所以，t =0时乙车在甲车前方
=8.4m x x x ∆=-甲乙
0－3s 内，甲、乙位移之差
63m 9m 2
x ⨯∆== 因t =0时乙车在甲车前方8.4m 处，所以t =3s 时甲车在乙车前方0.6m 处，由此可知，前3s 内甲车先在乙车后边，后在乙车的前边，故BC 错误，D 正确。

故选D 。

6、C
【解题分析】
由安培定则可知1I 在a 点产生的磁场方向垂直纸面向里，2I 在a 点产生的磁场方向垂直纸面向外，1I 和2I 在a 点产生的磁场合磁感应强度为零，所以a 点的合磁感应强度等于3I 在a 点产生的磁感应强度，同理可得b 点和d 点的合磁感应强度等于1I 在这两点产生的磁感应强度，c 点的合磁感应强度等于1I 、2I 和3I 在c 点产生的磁感应强度同向叠加
的矢量和，所以c 点的合磁感应强度最大，故C 正确，ABD 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、BCD
【解题分析】
A ．小球在电场中运动的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达N 点时，其竖直方向的速度为零，
M 到N ，在竖直方向上有
22MN v gy =
则该段过程重力势能的增加量为
2P 12
MN E mgy mv ∆==
故A 错误； B ．从M 到N 机械能增加量为
2222P k 11(4)222
E E E mv m v v mv ∆=∆+∆=+-= 故B 正确；
C ．根据题意可知，从M 到N 与从N 到M 所用时间相等，根据v =at 可知，到达P 点时小球在水平方向的速度为 24x P v v v ==
此时小球的合速度为
v '==
则从M 到P 动能增加量为
222k 11)822
E m mv mv '∆=-= 故C 正确；
D ．从M 到N ，竖直方向有
mg v t m
= 水平方向上有
2qE t v m
= 所以重力与电场力大小之比为1：2，故D 正确。

8、BC
【解题分析】
AB ．以小球为研究对象，分析受力情况，根据力图看出，薄板OB 的作用力B F 先减小后增大，木板AO 对小球的作用力A F 一直减小，由牛顿第三定律得知，小球对薄板BO 的压力先减小后增大，小球对木板AO 的压力减小，故A 错误，B 正确；
C ．根据图中线段的长度可以看出，两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力，故C 正确；
D ．根据平衡条件可知，两板对小球弹力的合力等于小球的重力，故D 错误。

故选BC 。

9、CD
【解题分析】
AB ．F A 、F B 的大小都随时间而变化，但合力
10N A B F F F =+=合
不变，故开始一段时间内A 、B 以相同的加速度做匀加速运动，A 、B 分离前，对整体有
A B A B )(F F m m a +=+①
设A 、B 间的弹力为F AB ，对B 有
B AB B F F m a +=②
由于加速度a 恒定，则随着t 的增大，F B 增大，弹力F AB 逐渐减小，当A 、B 恰好分离时，A 、B 间的弹力为零，即 AB 0F =③
将
A B (82)N (22)N F t F t =-=+，
22m/s a =
联立②③得，t =2s ，此时
A (82)N (822)N 4N F t =-=-⨯=
B (22)N (222)N 6N F t =+=+⨯=
所以在2s 内，A 、B 两物体一直以2m/s 2的加速度做匀加速运动，t =2s 后A 、B 两物体分离，故AB 错误； C ．t =1s 时A 物体的运动速度为
21m/s 2m/s v at ==⨯=
故C 正确；
D ．物体B 在t =5s 时的加速度为
22B B B B 22225m/s 4m/s 3
F t a m m ++⨯==== 故D 正确。

故选CD 。

10、BCE
【解题分析】
A ．固体包括晶体和非晶体，单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体不一定有固定的熔点，选项A 错误；
B ．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，选项B 正确；
C ．在太空中正常运行的“天宫二号”内，由于处于完全失重状态，水珠由于表面张力作用可以变成完美的球形，选项C 正确；
D ．物体的内能是物体中所有分子热运动动能的势能的总和，与物体宏观位置的高低无关，选项D 错误；
E ．由热力学第一定律
2222.010 1.010J J 1.010J U Q W ∆=+=⨯-⨯=⨯
知气体内能增加，湿度升高，气体对外做功，体积增加，密度减小，选项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、220Ω 4.699（4.697~4.700均可） 电压表的示数U 、电流表的示数I ()()
211114D R U Ir LI r R π-+
【解题分析】 (1)[1]金属丝的阻值约为：
Rx =22×10Ω=220Ω；
(2)①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：
4.5mm +19.9×0.01mm =4.699mm ；
②[3]由(1)可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V ，则流过金属丝的电流约为：
6A 30mA 200
I ≈= 由于电流表A 2的量程比较大，因此需将电流表A 1改装成量程为30mA 的电流表，则电流表应选用A 1，又由电流表的改装原理可知：
550530R
⨯+= 解得：
R =10Ω
因此定值电阻应选择R 1，由于改装后的电流表内阻已知，因此应选电流表的内接，由于滑动变阻器的总阻值小于金属丝的电阻值，因此滑动变阻器应用作分压接法，则所设计的电路图如图所示：
③[4][5]电压表的示数U 、电流表的示数I ；流过金属丝的电流为其电压为：
11111
x Ir R r I I I R R +=+= 由欧姆定律可知该金属丝的电阻值为：
()()
1111x x x U Ir R U R I I r R -==+ 又由电阻定律得：
x L
R S ρ=
截面积为：
2
4D S π=
解得：
()
()211114D R U Ir LI r R πρ-=+。

12、（1）＋， 9. 0； （2）左， 大， 1021
U R U U -； （3）8455 【解题分析】
（1）欧姆表的电流从黑表笔流出，因此黑表笔应与电压表的“＋”接线柱相连接，欧姆表的读数为9. 0k Ω.
（2）为保护电路，闭合开关S1前应将滑动变阻器的滑片移到最左端，使输出电压为零，电阻箱接入电路的电阻最大，被测电压表的内阻10
1121210
V U R U R U U U U R ==--.
（3）被测电压表的内阻等于电阻箱的接入电路的阻值，即为8455Ω.
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、①450K ；②600K
【解题分析】
①根据题意，由理想气体状态方程有
112212
p V p V T T = 解得
2450K T =
②由题图可知，气体压强p 与体积V 之间的关系为
142
p V =-
由理想气体状态方程有 111p V pV T T
= 整理后有
()2754162T V ⎡⎤=--+⎣⎦ 当4L V =时，T 最大，可得
max 600K =T
14、 (1)mv qd ；(2)50%；(3)0022455mv mv B qd qd
≤≤ 【解题分析】
(1)贴近N 极板射入的尘埃打在M 板右边缘的运动轨迹如图甲所示，
由几何知识可知，尘埃在磁场中的半径
1R d =
尘埃在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
2011
mv qvB R = 解得
1mv B qd
= (2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得
01qE qv B =
撤去磁场以后粒子在电场力的作用下做平抛运动，假设距离N 极板y 的粒子恰好离开电场，则在水平方向 0d v t =
在竖直方向
212y at = 加速度
qE a m
= 解得
0.5y d =
所以除尘效率
100%50%y d
η=⨯= (3)设圆形磁场区域的半径为0R ，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为2R ，要把尘埃全部收集到位于P 处的条状容器中，就必须满足
20R R =
另有
20022
v qv B m R = 如图乙
当圆形磁场区域过P 点且与M 板的延长线相切时，圆形磁场区域的半径0R 最小，磁感应强度2B 最大，则有 0 1.25R d =小
解得
0245mv B qd
=大 如图丙
当圆形磁场区域过P 点且与y 轴在M 板的右端相切时，圆形磁场区域的半径0R 最大，磁感应强度2B 最小，则有 0 2.5R d =大
解得
0225mv B qd
=小 所以圆形磁场区域磁感应强度2B 的大小须满足的条件为 0022455mv mv B qd qd
≤≤ 15、（1）522L d t v π+=
总；（2）22F m L gtan T β⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 【解题分析】
（1）在加速阶段：A 到中点
122vt L =． 从中点到A 有：
232L d vt π+= 则有12t t t =-总, 解得：522L d t v
π+=总 （2）由C 到D 有：21L 2at =
设摄像机受到的风力为F ，绳子拉力为T ，重力为mg ，则 Tsin βF ma -=，
Tcos βmg =，
联立解得：22F m L gtan T β⎛⎫=- ⎪⎝⎭。