安徽省合肥市第三中学2023-2024学年物理高三第一学期期末联考模拟试题含解析

安徽省合肥市第三中学2023-2024学年物理高三第一学期期末
联考模拟试题
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、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用
下通过该区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。

根据此图不能作出判断的是（ ）
A ．a 、b 两点中，哪点的电势较高
B ．a 、b 两点中，哪点的电场强度较大
C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度哪点较大
D ．带电粒子在a 、b 两点的电势能哪点较大
2、作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。

已知发电站的核能来源于235
92U 的裂变，现有四种说法
①
23592U 原子核中有92个质子，143个中子； ②
23592U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：235
195139
192038540U n U Xe 2n +→
++；
③235
92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个235
92U 裂变能放出200MeV 的能量，合3.2×10-11J 。

以上说法中完全正确的是（ ）
A ．①②③
B ．②③④
C ．①③④
D ．①②④
3、用一根长1m 的轻质细绳将一副质量为1kg 的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N ，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g 取210m/s ）
A ．3m 2
B ．2m 2
C ．1m 2
D ．3m 4
4、下列说法正确的是（ ）
A ．普朗克提出了微观世界量子化的观念，并获得诺贝尔奖
B ．爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程
C ．德布罗意提出并通过实验证实了实物粒子具有波动性
D ．卢瑟福等人通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
5、如图所示为交流发电机发电的示意图，矩形线圈ABCD 面积为S 、匝数为N 、整个线圈的电阻为r 。

在磁感应强度为B 的磁场中，线圈绕OO '轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R ，线圈的AB 边连在金属滑环K 上，CD 边连在金属滑环L 上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。

关于发电过程中的四个状态，下列说法正确的是（ ）
A ．线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为NBS
B ．线圈转到图乙位置时，通过线圈的磁通量的变化率为NBS ω
C ．线圈转到图丙位置时，外电路中交流电流表的示数为()NBS R r ω+
→
D．线圈转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A B
6、氢原子的能级如图，大量氢原子处于n=4能级上。

当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，辐射光的波长为1884nm，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，下列判断正确的是（）
A．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子是可见光光子
B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子要吸收能量
C．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长大于1884nm
D．用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射W逸=6.34eV的铂，能发生光电效应
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、两汽车甲、乙分别挂上拖车，两汽车与两拖车的质量均相同，且阻力与质量成正比。

开始两车以相同的速度v0做匀速直线运动，t=0时刻两拖车同时脱离汽车，已知汽车甲的牵引力不变，汽车乙的功率不变，经过相同的时间t0，汽车甲、乙的速度大小分别为2v0、1.5v0。

则下列说法正确的是（）
A．t0时间内，甲、乙两汽车的位移之比为4：3
B．t0时刻，甲、乙两汽车的加速度大小之比为3：1
C．t0时刻汽车甲的功率为拖车脱离前功率的4倍
D．t0时间内，甲、乙两汽车牵引力做功之比为3：2
8、如图所示，一光滑绝缘足够长的斜面与两个等量同种正点电荷连线的中垂面重合，
>。

一个带电荷量为q、O为两点电荷连线的中点。

A、B为斜面上的两点，且BO AO
质量为m，可视为质点的小物块，从A点以初速度v0开始沿斜面下滑，到达B点速度恰好为零。

（斜面对电场无影响）以下说法正确的是（）
A．小物块带正电，从A运动到B点，加速度先增大后减小
B．小物块带负电，从A运动到B点，电势能先减小后增大
C．小物块运动到O点时具有最大速度
D．小物块能回到A点，且速度大小等于v0
9、如图所示，质量均为m 的a 、b 两小球在光滑半球形碗内做圆周运动，碗的球心为O、半径为0.1m，Oa 、Ob 与竖直方向夹角分别为53°、37°，两球运动过程中，碗始终静止在水平地面上，已知sin 37°= 0.6 ，g 取10m/s2。

则下列说法正确的是（）
A．a 、b 两球做圆周运动的线速度之比为833：
B．a 、b 两球做圆周运动的角速度之比为23
：
C．a 、b 两球相邻两次相距最近的时间间隔为21535
10
+
s
D．a 、b 两球运动过程中，碗对地面始终有摩擦力作用
10、如图所示为用同一双缝干涉实验装置得到的甲、乙两种单色光的干涉条纹，下列有关两种单色光的说法正确的是______。

A．甲光的波长大于乙光的波长
B．甲光在真空中的传播速率大于乙光在真空中的传播速率
C．若甲光是黄光，乙光可能是红光
D．若两种单色光以相同的人射角进入同种介质，甲光的折射角较大
E.若两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大人射角，乙光的折射光线最先消失
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）小宇同学利用图示器材探究电路规律：
（1）断开开关S，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档，此时读数为20Ω，此时测得的是____________的阻值；
（2）将旋转开关指向直流电流档，闭合开关S，将滑片从最左端缓慢移动到最右端，发现该过程中读数最大为320mA，则移动过程中读数变化情况是（___）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先减小后增大
D．先增大后减小
（3）将旋转开关指向直流电压档，闭合开关S后移动滑动头，发现该过程中电表读数最大为1.2V，结合前两问条件可知，该电源电动势为________V．（结果保留两位小数）12．（12分）某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。

（1）为了使测量误差尽量小，下列说法中正确的是________；
A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．为了使单摆的周期大一些，应使摆线相距平衡位置有较大的角度
（2）该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。

某次测量的示数如图乙所示，读出小球直径为d=______cm；
（3）该同学用米尺测出悬线的长度为L，让小球在竖直平面内摆动。

当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数为1、2、3……。

当数到40时，停止计时，测得时间为t。

改变悬线长度，多次测量，利用计算机作出了t2–L图线如图丙所示。

根据图丙可以得出当地的重力加速度g＝__________ m/s2。

（取π2＝9.86，结果保留3位有效数字）
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）如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出．已知∠A=θ=60°，求：
①棱镜材料的折射率n；
②光在棱镜中的传播速度v（真空中光速为c）.
14．（16分）在水面上P点正下方有两个点光源a、b，a、b分别发出红光和绿光，它们对水的折射率分别为n1和n2。

结果发现在水面上只形成了一个半径为R的蓝色圆形区域，显然这是红光和绿光复合而成的。

求：
(i)a、b点的高度差是多少?
(ii)若点光源a到P的距离加倍，圆圈边缘为什么颜色?圆图面积变化多少?
15．（12分）如图是两个共轴圆筒M、N的横截面，N筒的半径为L，M筒半径远小于L，M、N以相同的角速度顺时针匀速转动。

在筒的右侧有一边长为2L的正方形匀强磁场区域abcd，磁感应强度大小为B、方向平行圆筒的轴线。

两筒边缘开有两个正对着的小孔S1、S2，当S1、S2的连线垂直ad时，M筒内部便通过S1向ad中点o射出一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，该粒子进入磁场后从b点射出。

粒子重力不计，求：
(1)该粒子的速度大小；
(2)圆筒的角速度大小。

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、A
【解析】
A．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子的电性未知，所以电场线方向不能判断，则无法确定哪点的电势较高。

故A错误，符合题意。

B．由图看出a处电场线比b处电场线疏，而电场线疏密表示场强的大小，即可判断出a处场强较小，故B正确，不符合题意。

C．带电粒子在a处所受的电场力较小，则在a处加速度较小，故C正确，不符合题意。

D．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在b点电势能较大。

故D正确，不符合题意。

故选A.
2、D
【解析】
由235
92U的质量数和电荷数关系可知，235
92
U原子核中有92个质子，143个中子，①正确；
由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素影响，故③错误；通过计算知：200MeV=200×109×1.6×10-19J= 3.2×10-11J。

④正确。

故选D。

3、A
【解析】
本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．
【详解】
一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．
绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L 0=1m ，则有：mg =2F cos θ，两个挂钉的间距离：L ＝2sin 2L θ⎛⎫
⎪⎝⎭，解得：L
4、D
【解析】
A ．普朗克最先提出能量子的概念，爱因斯坦提出了微观世界量子化的观念，A 错误；
B ．最早发现光电效应现象的是赫兹，B 错误；
C ．德布罗意只是提出了实物粒子具有波动性的假设，并没有通过实验验证，C 错误；
D ．卢瑟福等人通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，D 正确。

故选D 。

5、D
【解析】
A ．线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为BS ，与匝数无关，A 错误；
B ．线圈转到图乙位置时，感应电动势 m E NBS N t
ω∆Φ==∆ 解得磁通量的变化率
BS t
ω=ΔΦΔ B 错误；
C ．电流表示数显示的为有效值
I == C 错误；
D ．线圈转到图丁位置时，根据楞次定律可知线框中的电流为A B C D →→→，D 正确。

故选D 。

6、D
【解析】
A ．氢原子从n =4能级跃迁到n =3能级，辐射的光子的能量为
()430.85eV 1.51eV 0.66eV E E -=---=
此能量比可见光光子的能量小，不可能是可见光光子，故A 错误；
B ．从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，故B 错误；
C ．氢原子从n =4能级跃迁到n =3能级辐射的光子能量小于从n =3能级跃迁到n =1能级辐射的光子能量，根据
c
E h λ=
可知从n =3能级跃迁到n =1能级辐射的光子波长小于1884nm ，故C 错误； D ．氢原子从n =2能级跃迁到n =1能级辐射的光子的能量值
1221 3.4eV 13.60eV 10.20eV E E E =-=---=（）
故用该光照射 6.34eV W =逸的铂，能发生光电效应，故D 正确。

故选D 。

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 ．对甲车拖车脱离后做匀加速运动经过t 0的位移
0010002 1.52
v v s t v t +== 对乙车功率一定，则做加速度减小的加速运动，则经过t 0时的位移 0020001.5 1.252v v s t v t +>
= 则t 0时间内，甲、乙两汽车的位移之比
0012001.56 1.21.255
v t s s v t <== 不可能为4：3，选项A 错误；
B ．设汽车和拖车的质量均为m ，则汽车的牵引力为F =2kmg ，对甲车拖车脱离后做匀加速运动的加速度
1F kmg a kg m
-== 乙车功率一定
P =Fv 0=2kmgv 0
在t 0时刻乙车的加速度
02 1.513
P kmg v a kg m -==
则甲、乙两汽车的加速度大小之比为3：1，选项B 正确；
C ．甲车拖车脱离前功率
P=Fv 0=2kmgv 0
t 0时刻汽车甲的功率为
P 0=2kmg ∙2v 0= 4kmgv 0=2P
选项C 错误；
D ．甲车牵引力做功
110023W kmg s kmgv t =⋅=
乙车牵引力做功
20002W Pt kmgv t ==
t 0时间内，甲、乙两汽车牵引力做功之比为3：2，选项D 正确。

故选BD 。

8、BD
【解析】
AB ．从A 到B ，物块的动能和重力势能均减小，则机械能减小，电势能变大，电场力对滑块做负功，可知滑块带负电，从A 到O ，电场力做正功，电势能减小；从O 到B 电场力做负功，电势能变大；因在O 点两侧斜面上都存在一个场强最大的位置，此位置与AB 两点的位置关系不确定，则不能确定滑块加速度的变化情况，选项A 错误，B 正确；
C ．因滑块在O 点以下某位置时，受到向下的重力、垂直斜面的支持力以及沿斜面向上的电场力，三力平衡时加速度为零，速度最大，可知小物块运动到O 点以下某位置时具有最大速度，选项C 错误；
D ．小物块到达最低点后，加速度沿斜面向上，由能量关系可知，滑块能回到A 点，且速度大小等于v 0，选项D 正确。

故选BD 。

9、BD
【解析】
AB ．小球做匀速圆周运动，由重力和支持力的合力提供向心力，则
2
2tan =sin sin n v F mg m m R R θωθθ
== θ是半径与竖直方向的夹角，解得
v =则线速度之比为
53sin 538337sin 37
9a b v v == ω=
则 cos372cos533
a b ωω=
=故A
错误，B 正确。

C
．a 的角速度
a
ω
===
b 的角速度
b ω=== 相距最近时满足
2a b t t ωωπ
-=
解得
t s = 选项C 错误；
D ．a 、b 两球运动过程中，两球对碗的压力的水平分量为mg tan θ，因θ不同，则两球对碗的压力的水平分量不相等，对碗来说两球对碗的水平方向的作用力不为零，则碗对地面始终有摩擦力作用，选项D 正确。

故选BD 。

10、ADE
【解析】
A ．根据l x d
λ∆=得，在d 、l 相同的条件下，Δx 与λ成正比，甲光的条纹间距大，甲光的波长长，故A 正确；
B ．每种单色光在真空中的传播速率是相同的，都是3.0×108m/s ，故B 错误；
C ．甲光的波长长，红光的波长比黄光的波长长，故C 错误；
D ．根据c =λv 得，甲光的频率比乙光频率低，则甲光的折射率小，由
sin sin i n r
= 得若两种单色光以相同的入射角进入同种介质，甲光的折射角较大，故D 正确； E ．根据
1sin C n
= 得乙光的临界角较小，两种单色光都从玻璃射入空气，逐渐增大入射角，乙光的折射光线最先消失，故E 正确。

故选ADE 。

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、滑动变阻器 A 1.48
【解析】
（1）当断开电键S ，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档，由图可知，此时欧姆档测量滑动变阻器总电阻．
（2）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S ，将滑片从最左端缓慢移动到最右端的过程中，变阻器滑片两侧的电阻并联，总电阻先增大后减小，则总电流先减小后增大．滑片从最右端移至中点的过程中，变阻器并联电阻增大，并联电压增大，而滑片右侧电阻减小，所以直流电流档的读数增大．滑片从中点移至最右端的过程中，电路的总电流增大，通过变阻器左侧电阻的电流减小，所以直流电流档的读数增大，故A 正确．
（3）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S 时，读数最大时，由闭合电路欧姆定律得： E =I max （R 1+r ）=0.32（R 1+r ） 将旋转开关指向直流电压档，读数最大时，由闭合电路欧姆定律得：
()()()1111.2200.062020
m U E R R r R r R r R =++=⨯++=++ 联立以上可解得：1.48E V =.
12、BC 0.810 9.80
【解析】
(1)[1]．A ．组装单摆须选用密度较大且直径较小的摆球，选项A 错误；
B ．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，选项B 正确；
C ．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，选项C 正确；
D ．单摆的摆角不得超过5°，否则单摆的运动就不是简谐运动，选项D 错误； 故选BC 。

(2)[2]．小球直径为d =0.8cm+0.05mm×2=0.810cm ；
(3)[3]．单摆的周期为 120402t t T ==⨯
由
2L T g
π
= 可得 2
2
1600t L g π= 由图像可知
2216001610161010010
k g π-===⨯ 解得
g=9.80m/s 2
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、①3；②
33
c 【解析】
①作出完整的光路如图，
根据几何关系可知30B ϕ=∠=︒，所以60α=︒，根据折射定律有
sin sin sin sin n αθβγ
==
因为60αθ==︒，所以βγ=．60A βγ+=∠=︒，故
30βγ==︒
在根据折射定律
6030sin n sin ︒==︒
②光在棱镜中的传播速度
c v n ==． 【名师点睛】
根据几何关系求出光在AC 面上的入射角，再根据折射定律求出棱镜的折射率，结合c v n
=求出光在棱镜中的速度． 14、
(1)R ；(2)边缘为红色，面积增加23R π
【解析】
a 、
b 光发生全反射，根据临界角表达式，结合几何关系求解a 、b 点的高度差；根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，由此解得增加的面积.
【详解】
（1）根据圆圈都是蓝色可知，a 、b 光发生全反射时射出水的最大半径均为R ，由光的色散可知n 1小于n 2，设a 、b 光的临界角为C 1和C 2，则有：111sin C n =；221sin C n = 由数学知识可知a 、b 到P 的距离分别为11tan R h C = 22
tan R h C =， 则ab 的高度差h=h 2-h 1
，解得h R =
（2）根据红光的临界角不变，则红光射向水面发生全反射后光的方向不变，深度加倍，边缘为红色，半径加倍，水面上发光半径变为2R ，面积增加
222(2)3S R R R πππ∆=-=
【点睛】
解答几何光学问题,关键是画出规范的光路图,结合光的折射定律和全反射的公式,结合几何关系求解.
15、 (1)52qBL v m =；(2)5n qB m
πω=，（n =1，2，3……）
【解析】
(1)设粒子的速度为v ，在磁场做圆周运动的半径R ，
如图，由几何关系
()()22
22R L R L =+-
得 52
=R L 由洛伦兹力提供向心力
2
v qvB m R
= 得
52qBR qBL v m m
== (2)设圆筒的角速度为ω，粒子从射出到到达S 2的时间为t ，由题意得 L t v
= 又2n t ω
π=解得 5n qB m
πω=(n =1，2，3……)。