2024届山东省济宁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届山东省济宁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
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，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第I 象限内，磁感应强度为B 、方向垂直于纸面向里．一质量为m 、电荷量绝对值为q 、不计重力的粒子，以某速度从O 点沿着与y 轴夹角为30︒的方向进入磁场，运动到A 点时，粒子速度沿x 轴正方向．下列判断错误的是（ ）
A ．粒子带负电
B ．粒子由O 到A 经历的时间6m t qB π=
C ．若已知A 到x 轴的距离为d ，则粒子速度大小为2qBd m
D ．离开第Ⅰ象限时，粒子的速度方向与x 轴正方向的夹角为60︒
2、如图所示，在与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s 的导线，量得导线的两个端点间的距离ab =d ，导线中通过的电流为I ，则下列有关导线受安培力大小和方向的正确表述是（ ）
A ．大小为BIs ，方向沿ab 指向b
B ．大小为BIs ，方向垂直ab
C ．大小为BId ，方向沿ab 指向a
D ．大小为BId ，方向垂直ab
3、如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点，下列说法中正确的是( )
A ．水平拉力先增大后减小
B ．水平拉力先减小后增大
C ．水平拉力的瞬时功率先减小后增大
D ．水平拉力的瞬时功率逐渐增大
4、质量为m 的小球受到风力作用，作用力大小恒定，方向与风速方向相同。

如图所示，现在A 、B 周围空间存在方向竖直向下的风场，小球从A 点由静止释放，经过63t 到达B 点。

若风速方向反向，小球仍从A 点由静止释放，经过2t 到达B 点，重力加速度为g 。

则小球第一次从A 点下落到B 点的过程中，其机械的改变量为（ ）
A ．2212mg t
B ．214mgt
C ．2214mg t
D ．212
mgt 5、在地球同步轨道卫星轨道平面内运行的低轨道卫星，其轨道半径为同步卫星半径的14
，则该低轨道卫星运行周期为（ ） A ．1h B ．3h C ．6h D ．12h
6、吊兰是常养的植物盆栽之一，如图所示是悬挂的吊兰盆栽，四条等长的轻绳与竖直
方向夹角均为30°，花盆总质量为2kg ，取g =10m/s 2，则每根轻绳的弹力大小为（ ）
A ．5N
B ．3N 3
C ．10N
D ．20N
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、以下说法正确的是（ ）
A ．某物质的密度为ρ，其分子的体积为0V ，分子的质量为m ，则0m V ρ=
B ．在油膜法粗测分子直径的实验中，把油分子看成球形，是物理学中的一个理想化模型，因为分子并不真的是球形
C ．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙
D ．物质是由大量分子组成的，在这里的分子是组成物质的分子、原子、离子的统称 E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
8、理论研究表明，无限大的均匀带电平板在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场．现有两块无限大的均匀绝缘带电平板正交放置，如图所示，A 1B 1板两面带正电，A 2B 2板两面带负电，且两板单位面积所带电荷量相等(设电荷不发生移动)．图中直线A 1B 1和A 2B 2分别为带正电平面和带负电平面与纸面正交的交线，O 为两交线的交点，C 、D 、E 、F 恰好位于纸面内正方形的四个顶点上，且CE 的连线过O 点．则下列说法中正确的是
A ．D 、F 两点电势相同
B ．E 、F 两点场强相同
C ．U EF ＝U ED
D ．在C 、D 、
E 、
F 四个点中电子在F 点具有的电势能最大
9、下列说法中正确的是
A ．光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象
B ．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场
C ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
D ．某人在速度为0.5c 的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c
E.火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
10、如图所示为一种质谱仪示意图。

由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。

若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。

一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点。

不计粒子重力。

下列说法正确的是（）
A．粒子一定带正电
B．加速电场的电压U ER
=
C．直径
2
PQ qmER
B
=
D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷
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）在“DIS描绘电场等势线”的实验中，
(1)给出下列器材，ab处的电源应选用_______，传感器应选用_______（用字母表示）。

A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100V的直流电源
D．电压传感器
E．电流传感器
F．力传感器
(2)该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是__
A ．逐渐增大
B ．逐渐减小
C ．先变大后变小
D ．先变小后变大
12．（12分）物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度。

实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。

实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t ，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h 。

(1)使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示，则小球直径为_________cm 。

(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v ，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g ，则h 、t 、g 、v 四个物理量之间的关系式h =________。

(3)根据实验数据作出h t t
-图象如上图丙所示，若图中直线斜率的绝对值为k ，根据图象得出重力加速度g 大小为________。

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，直角坐标系xOy 内z 轴以下、x =b （b 未知）的左侧有沿y 轴正向的匀强电场，在第一象限内y 轴、x 轴、虚线MN 及x =b 所围区域内右垂直于坐标平面向外的匀强磁场，M 、N 的坐标分别为（0，a ）、（a ，0），质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在P 点1,2a a ⎛
⎫-- ⎪⎝⎭
以初速度v 0沿x 轴正向射出，粒子经电场偏转刚好经过坐标原点，匀强磁场的磁感应强度02B mv qa
=，粒子第二次在磁场中运动后以垂直x =b
射出磁场，不计粒子的重力。

求：
(1)匀强电场的电场强度以及b的大小；
(2)粒子从P点开始运动到射出磁场所用的时间。

14．（16分）如图所示，光滑轨道OABC是由水平直轨道OB与一段半径R=62.5m的圆弧BC在B点相切而成。

m=1kg的物块P在F=20N的水平推力作用下，紧靠在固定于墙面的轻弹簧右侧A处保持静止，A点与B点相距l=16m。

己知物块可视为质点，k 。

取重力加速度g=10m/s2，cos5°=0.996。

现突然撤去力F，弹簧的劲度系数100N/m
求：
(1)物块P第一次向右运动的过程中，弹簧对物块的冲量大小；
(2)从物块P离开弹簧到再次接触弹簧经过的时间。

（结果保留两位小数）
15．（12分）CD、EF是水平放置的电阻可忽略的光滑平行金属导轨，两导轨距离水平地面高度为H，导轨间距为L，在水平导轨区域存在方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场（磁场区域为CPQE），磁感强度大小为B，如图所示.导轨左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲的光滑轨道的上端接有一电阻R。

将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上距离水平金属导轨高度h处由静止释放，导体棒最终通过磁场区域落在水平地面上距离水平导轨最右端水平距离x处。

已知导体棒质量为m，导体棒与导轨始终接触良好，重力加速度为g。

求：
(1)导体棒两端的最大电压U；
(2)整个电路中产生的焦耳热；
(3)磁场区域的长度d。

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 ．根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，根据左手定则判断知，此粒子带负电，故A 正确，不符合题意；
B ．粒子由O 运动到A 时速度方向改变了60°角，所以粒子轨迹对应的圆心角为θ=60°，则粒子由O 到A 运动的时间为
6023603603m m t T qB qB
θ
ππ︒==⋅=︒︒ 故B 错误，符合题意；
C ．根据几何关系，有
cos60R d R -︒＝
解得
R =2d 根据mv R qB
＝得
2qBd
＝
v
m
故C正确，不符合题意；
D．粒子在O点时速度与x轴正方向的夹角为60°，x轴是直线，根据圆的对称性可知，离开第一象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，故D正确，不符合题意；故选B。

2、D
【解析】
导线的等效长度为d，则所受的安培力为F=BId，由左手定则可知方向垂直ab。

故选D。

3、D
【解析】
AB．
小球是以恒定速率运动，即做匀速圆周运动，小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T，三者的合力必是沿绳子指向O点，设绳子与竖直方向夹角是θ，F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上，则有
F mgθ
=(1)
tan
球由A点运动到B点θ 增大，说明水平拉力逐渐增大，故AB错误；
CD．由几何关系可知拉力F的方向与速度v的夹角也是θ，所以水平力F 的瞬时功率是
=(2)
p Fvθ
cos
联立两式可得
=
p mgvθ
sin
从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F 的瞬时功率是一直增大的．故C错误，D正确。

故选D。

4、C
【解析】
若风场竖直向下，则：
1mg F ma +=
211)23
h a = 若风场竖直向上，则：
2-mg F ma =
221)2
h a = 解得
12
F mg = 212h gt = 则小球第一次从A 点下落到B 点的过程中，其机械的改变量为
2214
E Fh mg t ∆== 故选C 。

5、B
【解析】
根据开普勒第三定律
32231()4=r T T r 同卫同
同 解得
1124h=3h 88
T T ==⨯卫同 故选B 。

6、B
【解析】
根据对称性可知，每根绳的拉力大小相等，设每根绳的拉力大小为F 。

在竖直方向由平衡条件得：
4F cos30°=G
解得：
F=
N。

3
A．5N，与结论不相符，选项A错误；
B，与结论相符，选项B正确；
C．10N，与结论不相符，选项C错误；
D．20N，与结论不相符，选项D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、BDE
【解析】
A．物质密度是宏观的质量与体积的比值，而分子体积、分子质量是微观量，A选项错误；
B．实际上，分子有着复杂的结构和形状，并不是理想的球形，B选项正确；
C．在装满水的玻璃杯内，可以轻轻投放一定数量的大头针，而水不会流出是由于表面张力的作用，C选项错误；
D．物理学中的分子是指分子、原子、离子等的统称，D选项正确；
E．玻璃管裂口放在火焰上烧熔后，成了液态，由于表面张力使得它的尖端变圆，E项正确。

故选BDE。

8、BD
【解析】
无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场，故A1B1在四点单独产生的电场均向上，A2B2在四点单独产生的电场均向左，四点场强方向均是左偏上45°，大小相等，故B正确；D、F两点在一条电场线上，而沿着电场线电势是降低的，故电势不等，故A错误；E、F两点间电势差和E、D两点间电势差绝对值相同而正负相反，故C错误；C、D、E、F四个点，场强方向均是左偏上45°，故CE是等势面，D点电势最高，F点电势最低，故D正确．所以BD正确，AC错误．
9、ACE
【解析】
光的偏振现象说明光具有波动性，只有横波才能发生偏振现象，故A正确．变化的电
场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场；选项B 错误；在光的双缝干涉实验中，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比红光的短，则仅将入射光由红光改为绿光，干涉条纹间距变窄，故C 正确．在速度为0.5c 的飞船上打开一光源，根据光速不变原理，则这束光相对于地面的速度应为c ，故D 错误；火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥，故E 正确．
10、AD
【解析】
A ．粒子在向外的磁场中受洛伦兹力向左偏转，由左手定则可知，粒子带正电，故A 正确；
B ．在静电分析器中，根据电场力提供向心力，有
2
qE mv R
= 在加速电场中，有
212
qU mv = 联立得
2
ER U = 故B 选项错误；
CD ．在磁分析器中，根据洛伦兹力提供向心力，有
2
mv qvB R
=
2PQ R ==若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，说明圆周运动的直径相同，由于磁场、电场、静电分析器的半径都不变，则该群粒子具有相同的比荷，故C 错误，D 正确。

故选AD 。

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 D
【解析】
(1)解答本题应抓住：本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要电源与电压表．电源要分正负即为直流电源，确保电势的高低；需要电压传感器；
(2)根据顺着电场线，电势逐渐降低，分析感器示数的绝对值变化情况。

【详解】
(1)[1]本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要6V 的直流电源，故选B ；
[2]要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器，故选D ；
(2)[3]从一个电极沿x 轴到另一电极，电势逐渐升高或降低，则将一个探针固定置于y 轴上的某一点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则传感器示数的绝对值先变小后变大，故D 正确，ABC 错误； 故选D 。

【点睛】
本题关键理解并掌握实验的原理，懂得根据实验原理选择实验器材。

12、1.170 212
gt vt -
+ 2k 【解析】
(1)[1]主尺读数为1.1cm ，游标尺读数为0.05×14mm=0.70mm=0.070cm ，所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm ；
(2)[2]小球经过光电门2的速度为v ，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间 'v t g
= 所以从开始释放到经过光电门1的时间
'''v t t t t g
=-=- 所以经过光电门1的速度v
v gt v gt '="=-
根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离
'2122
v v h t vt gt +==- (3)[3]由公式212
h gt =得
12
h v gt t =- 若h t t
-图线斜率的绝对值为k ，则 12
k g = 所以重力加速度大小
2g k =
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）20mv E qa =
，)1a ；（2
）(0
1258a v π++。

【解析】
（1）由题意可知，粒子从P 点抛出后，先在电场中做类平抛运动则
01a v t =
211122
a a t '= 根据牛顿第二定律有
qE a m
'=
求得 20mv E qa
= 设粒子经过坐标原点时，沿y 方向的速度为v y
11122
y a v t = 求得
v y =v 0
因此粒子经过坐标原点的速度大小为0v =，方向与x 轴正向的夹角为45°
由几何关系可知，粒子进入磁场的位置为11,22a a ⎛⎫ ⎪⎝⎭
并垂直于MN ，设粒子做圆周运动的半径为r ，则
2
v qvB m r
=
22r a = 由几何关系及左手定则可知，粒子做圆周运动的圆心在N 点，粒子在磁场中做圆周运动并垂直x 轴进入电场，在电场中做类竖直上拋运动后，进入磁场并仍以半径22r a =做匀速圆周运动，并垂直x=b 射出磁场，轨道如图所示。

由几何关系可知 ()
221b r a a =+=+
（2）由（1）问可知，粒子在电场中做类平抛运动的时间
10
a t v = 粒子在进磁场前做匀速运动的时间 20
222a a t v v == 粒子在磁场中运动的时间
305525888m a t T qB v ππ==⨯= 粒子第二次在电场中运动的时间
40
222v a t a v ==' 因此，运动的总时间
(12340
1251628a t t t t t v π++=+++= 14、 (1)2N·
s ；(2)23.65s 【解析】
(1)设弹簧在A 处保持静止时压缩量为x ，有
若物块离开弹簧时速度为v ，根据动能定理
221122
W kx mv =- 物块P 向右运动的过程中，弹簧对物块的冲量
I =mv
解得
I =2N·s
(2)物块离开弹簧到B 之间做匀速直线运动，设时间为1t ，则有
1l x vt -=
设物块沿着圆弧轨道上升到D 点，B 、D 间的高度为h ，则有
212
mgh mv = 设过D 点的半径与竖直方向的夹角为θ，则
cos 0.996R h R
θ-=
> 即 5θ<︒
物块从B 点到D 点再返回B 点的过程中，可以看做单摆，单摆周期
2T =212
t T = 可得从物块P 离开弹簧到再次接触弹簧经过的时间
122t t t =+
代入数据得
t =23.65s
15、 (1)U =(2)24mgx Q mgh H =-(3)222mR d B L = 【解析】
(1)由题意可知，导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电动势最大，感应电流最大，由机械能守恒定律有
2112
mgh mv =
解得
1v =由法拉第电磁感应定律得1E BLv =，得：
2E U == (2)由平抛运动规律2212x v t H gt =⎧⎪⎨=⎪⎩
解得
2v =由能量守恒定律可知个电路中产生的焦耳热为
2
221211224mgx Q m mv mgh H
=-=- (3)导体棒通过磁场区域时在安培力作用下做变速运动。

由牛顿第二定律 21BILt mv mv -=-
2BLv I R
= d vt =
联立解得
222mR d B L =。