2024届广东省惠州市惠州中学高三物理第一学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2024届广东省惠州市惠州中学高三物理第一学期期末教学质量检测模拟试题 注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。

1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图所示，其轨道近地点高度约为440km ，远地点高度约为2060km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km 的地球同步轨道上。

设东方红一号在近地点的加速度为a 1，线速度为v 1，环绕周期为T 1，东方红二号的加速度为a 2，线速度为v 2，环绕周期为T 2，固定在地球赤道上的物体
随地球自转的加速度为a 3，自转线速度为v 3，自转周期为T 3，则a 1、a 2、a 3，v 1、v 2、v 3，T 1、T 2、T 3的大小关系为（ ）
A ．T 1>T 2=T 3
B ．a 1>a 2>a 3
C ．a 3>a 1>a 2
D ．v 1>v 3>v 2
2、近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。

假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为T ，则可以算得火星的平均密度2
k T ρ=，式中k 是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为G ） A ．3k π= B ．3k G π= C ．3k G π= D ．24k G
π= 3、下列说法中正确的是
A ．α粒子散射实验发现了质子
B ．玻尔理论不仅能解释氢的原子光谱，也能解释氦的原子光谱
C ．热核反应的燃料是氢的同位素，裂变反应的燃料是铀
D ．中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量
4、下列说法正确的是（ ）
A ．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光光子的波长
B ．结合能越大，原子核结构一定越稳定
C ．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小
D ．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加
5、一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态，不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦，如图所示．现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止．则下列说法正确的是
A．在缓慢拉开B的过程中，水平力F不变
B．物体A所受细绳的拉力一定变大
C．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
D．物体A所受斜面体的作用力的合力一定变大
6、图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图甲中质点Q运动到负向最大位移处时，质点P刚好经过平衡位置。

图乙为质点P从此时刻开始的振动图像。

下列判断正确的是（）
A．该波的波速为40m/s
B．质点P的振幅为0
C．该波沿x轴负方向传播
D．Q质点在0.1s时的速度最大
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，正方形的顶点b、d在x轴上，顶点a、c在y轴上，正方形abcd的中心与坐标原点重合，且Od=0.2m。

空间有一与xOy平面平行的匀强电场，已知a、b、c三点的电势分别为2V、3、-2V，则下列说法正确的是（）
A ．电子在a 点的电势能小于在b 点的电势能
B ．d 点电势为23-V
C ．该匀强电场的电场强度的大小为E =20V/m
D ．电场强度方向斜向上，且电场线与y 轴正方向的夹角为30°
8、如图所示，半径为r 、电阻为R 的单匝圆形线框静止于绝缘水平面上，以圆形线框的一条直径为界，其左、右两侧分别存在着方向如图甲所示的匀强磁场，以垂直纸面向里的磁场为正，两部分磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的规律分别如图乙所示。

则0~t 0时间内，下列说法正确的是（ ）
A ．0 2
t
时刻线框中磁通量为零 B ．线框中电流方向为顺时针方向
C ．线框中的感应电流大小为20
0r B t R π
D ．线框受到地面向右的摩擦力为23
002B r t R
π 9、如图所示，用小灯泡模仿光控电路，AY 之间为斯密特触发器，R G 为光敏电阻，R 1为可变电阻；J 为继电器的线圈，J a 为它的常开触点。

下列说法正确的是 ( )
A ．天色变暗时，A 端输入高电平，继电器吸引J a ，路灯点亮
B ．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R 1的阻值调大些
C ．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R 1的阻值调小些
D．二极管的作用是继电器释放J a时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路
10、如图所示，玩具飞机以恒定的仰角斜向上做匀速直线运动，上升至距离地面某高度时，从玩具飞机上掉下一个小零件，零件掉下后，玩具飞机飞行速度保持不变，零件运动过程中受到的空气阻力不计，则零件落地时
A．速度比玩具飞机的速度大
B．和玩具飞机的速度大小可能相等
C．在玩具飞机的正下方
D．在玩具飞机正下方的后侧
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）某小组在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
(1)某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量从悬点到摆球上端的长度L=0.9997m，如图甲所示，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，則该摆球的直径为_______mm，单摇摆长为_______m
(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_____(填正确答案标号)
A．测量周期时，从摆球经过平衡位置计时误差最小
B．实验中误将49次全振动记为50次，则重力加速度的测量值偏大
C．质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的进行实验，测得的重力加速度误差较小
12．（12分）用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。

调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1，t2…，计算出t12，t22…
(1)挡光时间为t 0时，重锤的加速度为a 0从左侧取下i 块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为t i ，重锤的加速度
为a i ，则0i a a =__________（结果用t 0和t i 表示） (2)作出0
i a i a -的图线是一条直线，直线的斜率为k ，则重锤的质量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．（10分）二十世纪初，卢瑟福进行α粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。

(1)如图1所示，有两个α粒子均以速度v 射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。

请在图1中分别画出两个α粒子此后的运动轨迹示意图；
(2)如图2所示，一个α粒子以速度v 射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。

由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将α粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。

请推导说明α粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；
(3)实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数α粒子发生了大角度偏转（超过90°）。

卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。

为了研究问题的方便，可作如下假设：
①将α粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；
②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；
③各层原子核前后不互相遮蔽；
④大角度偏转是α粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。

如果金箔厚度为L ，金原子直径为D ，大角度偏转的α粒子数占总α粒子的比例为p ，且1p <<。

a .请估算金原子核的直径d ；
b .上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径d 的估算产生影响。

已知金箔的厚度约710m -，金原子直径约1010m -，金原子核直径约1410m -。

请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。

14．（16分）如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管又与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同。

U 型管左管上端封有长11cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为15cm。

水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A。

现将活塞缓慢向右推，使气体B的长度为10cm，此时气体A仍封闭在气体B左侧的玻璃管内。

已知外界大气压强为75cmHg。

试求：
（1）最终气体B压强；
（2）活塞推动的距离。

15．（12分）如图所示，水平面内足够长的光滑平行金属导轨相距为L，左端连接阻值为R的电阻，导体棒MN垂直导轨放置，与导轨接触良好。

整个装置处于方向竖直向下、范围足够大的非匀强磁场中，沿导轨建立x轴，磁场的磁感应强度满足关系B=B0+kx。

t=0时刻，棒MN从x=0处，在沿+x轴水平拉力作用下以速度v做匀速运动，导轨和导体棒电阻不计，求：
（1）t=0时刻，电阻R消耗的电功率P0；
（2）运动过程中水平拉力F随时间t变化关系式；
（3）0~t1时间内通过电阻R的电荷量q。

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
【解题分析】
A ．根据开普勒第三定律3
2a k T
=可知轨道半径越大的卫星，周期越大，由于东方红二号卫星的轨道半径比东方红一号卫星的轨道半径大，所以东方红二号卫星的周期比东方红一号卫星的周期大；东方红二号卫星为同步卫星，与赤道上的物体具有相同的周期，即有
312T T T <=
故A 错误；
BC ．根据万有引力提供向心力，则有
2 GMm ma r
= 解得
2
GM a r = 轨道半径越大的卫星，加速度越小，所以东方红二号卫星的加速度比东方红一号卫星的加速度小；东方红二号卫星为同步卫星，与赤道上的物体具有相同的周期，根据2
24a r T
π=可知东方红二号卫星的加速度比固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度大，即有
123a a a >>
故B 正确，C 错误；
D ．根据万有引力提供向心力，则有
2
2GMm v m r r
= 解得
v =轨道半径越大的卫星，线速度越小，所以东方红二号卫星的线速度比东方红一号卫星的线速度小；根据2r v T π=
可知东方红二号卫星的线速度比固定在地球赤道上的物体随地球自转的线速度大，即有
123v v v >>
故D 错误；
故选B 。

2、C
【解题分析】
由万有引力定律，知
2
224Mm G m r r T
π= 得
23
24r M GT
π= 又
343
M R ρ=⋅π 而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有r R =，解得
2
3GT πρ= 故题中的常量
3k G
π= 故选C 。

3、C
【解题分析】
试题分析：卢瑟福通过α粒子散射实验否定了汤姆生的枣糕模型，从而提出了原子核式结构模型，质子的发现是卢瑟福通过α粒子轰击氮核而发现质子，选项A 错．波尔理论把原子能级量子化，目的是解释原子辐射的线状谱，但是波尔理论只能很好的解释氢原子的线状谱，在解释氦的原子光谱和其他原子光谱时并不能完全吻合，选项B 错．热核反应主要是氘核氚核在高温高压下发生的聚变反应，氘核和氚核都是氢的同位素，裂变主要是铀核裂变，选项C 对．中子和质子结合成氘核是聚变反应，该过程释放能量，选项D 错．
考点：原子 原子核
4、D
【解题分析】
A ．根据m n c
E E hv h λ-==可知，从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的
光子的能量，根据波长与频率成反比，则从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故A 错误；
B ．比结合能越大，原子核的结构越稳定，故B 错误；
C ．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子的过程中，电子半径减小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力2
mv F r
=可知核外电子的运动速度增大，所以核外电子的运动动能增大，故C 错误；
D ．β衰变的本质是原子核中的中子转化成一个质子和一个电子，电子从原子核中被喷射导致新核的质量数不变，但核电荷数变大，即原子序数增加，故D 正确；
故选D 。

5、B
【解题分析】
先对物体B 分析，根据共点力平衡条件求出绳子拉力；再对木块A 分析，可以得出各个力的情况。

【题目详解】
A.对木块B 受力分析,如图所示,根据共点力平衡条件有:B F m gtan θ=，在缓慢拉开B 的过程中,θ变大,故F 变大,故A 错误；
B.根据共点力平衡有cos B m g T θ
=,在缓慢拉开B 的过程中,θ变大,故T 变大，B 正确; C.物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有静摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受沿斜面向上的静摩擦力,故拉力T 变大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,C 错误；
D.支持力不变,故斜面对物体A 的作用力的合力可能增大也可能减小或不变,D 错误。

【题目点拨】
本题关键分别对A 、B 受力分析，然后根据共点力平衡条件分析求解。

6、C
【解题分析】
AC ．根据题意可知，图乙为质点P 从此时开始的振动图像，得出质点向下振动，则可确定波的传播方向为x 轴负方向传播，再由振动图像与波动图像可知，波速
4m/s 20m/s 0.2
v T λ
=== 故A 错误，C 正确；
B ．振幅为质点离开平衡位置的最大距离，由图乙可知，质点P 的振幅为20cm ，故B 错误；
D ．周期为0.2s ，经过0.1s 即半周期，质点Q 振动到波峰位置即速度为0，故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、ABC
【解题分析】
A ． a 点的电势高于b 点的电势，由p E q ϕ= ，知电子在a 点的电势能小于在b 点的电势能，A 正确；
B ．根据ab dc U U =，有
2V (2V)d ϕ-=--
d
点电势为-，故B 正确；
CD ．由沿电场线方向电势降低，可知电场强度方向斜向下。

设电场线与y 轴正方向的夹角为为θ，由U Ed =分别对a 、c 两点与b 、d 两点列式
40.4cos E θ=⨯
0.4sin E θ=⨯
解得60θ= ，20V/m E =。

故C 正确，D 错误。

故选ABC 。

8、ACD
【解题分析】
A ．02
t 时刻，两部分磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，线框中的磁通量为零，A 正确。

B ．根据楞次定律可知，左侧的导线框的感应电流是逆时针，而右侧的导线框的感应电流也是逆时针，则整个导线框的感应电流方向为逆时针，B 错误。

C ．由法拉第电磁感应定律，因磁场的变化，导致导线框内产生感应电动势，结合题意可知整个导线框产生感应电动势为左、右两侧电动势之和，即
20
022r B E t =⨯π
由闭合电路欧姆定律，得感应电流大小
200r B E I R t R
==π 故C 正确。

D ．由左手定则可知，左、右两侧的导线框均受到向左的安培力，则所受地面的摩擦力方向向右、大小与线框所受的安培力大小相等，即
()23012120022222B r T B I r B I r B B I r B Ir t R
=⋅+⋅=+⋅==π 故D 正确。

故选ACD 。

9、ABD
【解题分析】
A 、天色变暗时，光敏电阻较大，则R G 两端的电势差较大，所以A 端的电势较高，继电器工作吸引常开触点J a ，路灯点亮，故A 正确；
BC 、当A 端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则RG 两端的电势差更大，A 端的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压应降低，根据串联分压可知应把R 1的阻值调大些，故B 正确，C 错误；
D 、天色变亮时，A 端输入低电平，继电器不工作释放常开触点J a ，继电器的线圈会产生自感电电动势，二极管与继电器的线圈串联构成闭合电路，防止损坏集成电路，故D 正确；
故选BCD 。

10、AC
【解题分析】
AB.零件掉下的一瞬间速度与玩具飞机的速度相同，根据机械能守恒可知，落地时的速度大于玩具飞机的速度，故A 正确B 错误；
CD. 由于零件在运动过程中水平方向的分速度与玩具飞机的水平分速度相同，因此落地时在玩具飞机的正下方，故C 正确D 错误；
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、9.6 1.0045 AB
【解题分析】
(1)[1][2]．由游标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整毫米数为9 mm ，游标尺中第6条刻度线与主尺刻度
线对齐，所以摆球的直径d =9 mm+6×0.1 mm=9. 6 mm ，单摆摆长为2
=+=d l L （0.999 7+0.004 8）m=1. 0045m 。

(2)[3]．单摆摆球经过平衡位置时的速度最大，经过最大位移处的速度为0，在平衡位置计时误差最小，A 项正确；实验中将49次全振动记成50次全振动，测得的周期偏小，则重力加速度的测量值偏大，B 项正确；摆球体积较大，空气阻力也大，不利于提高测量的精确度，C 项错误。

故选AB 。

12、202i t t 02nk m k
+ 【解题分析】
(1)[1]遮光片经过光电门时的速度
00d v t =，i i d v t = 重锤做初速度为零的匀加速直线运动，由速度位移公式得
220022i i v a h v a h ==，
整理得
202
0i i a t a t = (2)[2]由牛顿第二定律得
000()Mg nm g M nm a -=+
000(()))(i M im g n i m g M nm a +--=+
整理得
00021i a m g i a Mg nm g
=+- 则0
i a i a -图像的斜率 002m g k Mg nm g
=- 解得
0(2)=nk m M 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) ；(2)碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反；(3) a .2D p d L =；b .不合理
【解题分析】
(1)如图，靠仅原子核的偏转角度大一些。

(2)设α粒子质量为m ，金原子核质量为M ，碰撞后，α粒子速度为v 1，金原子核速度为v 2。

弹性碰撞，动量守恒
12mv mv Mv =+
根据能量守恒
22212111222
mv mv Mv =+ 解得
1m M v v m M
-=+ 由题意M m ，因此1v v ≈-，即碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反。

(3)a ．金箔厚度为L ，金原子直径为D ，由假设，金原子层数
L N D
= α粒子发生大角度偏转可以认为碰上了金原子核，根据统计规律和概率 Nd p D
= 可以估算出
2D p d L
= b ．如果可认为各层原子核前后不互相遮蔽，则
2D p d L
= 代入数据，可得
0.1p =
不满足1p ，因此“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”的假设不合理。

14、（1）82.5cmHg （2）10.363cm
【解题分析】
考查理想气体的等温变化。

【题目详解】
（1）活塞缓慢向右推的过程中，气体B 做等温变化，设S 为玻璃管横截面： B2751110S P S ⨯=⨯
解得：
B282.5cmHg p =
即最终气体B 压强为82.5cmHg ；
（2）末状态：气体B 和C 的液面高度差：
82.575cm 7.5cm h ∆=-=
活塞缓慢向右推的过程中，气体A 做等温变化
初状态：
A1B117515cmHg 90cmHg P P h =+=+=
末状态：
A2B2282.516cmHg 98.5cmHg P P h =+=+=
由玻意耳定律：
A1A1A2A2p V p V =
代入数据：
A2901098.5S L S ⨯=⨯
解得：
A29.137cm L =
活塞推动的距离：
1(7.51)(109.137)cm 10.363cm d =+++=－。

15、（1）22200B L v P R =；（2）()2
20B kvt L v F R +=；（3）()01122B kvt Lvt q R += 【解题分析】
（1）0t =时刻导体棒产生的电动势 00E B Lv =
电功率
200E P R
= 解得
22200B L v P R
= （2）在t 时刻，棒MN 位置 x vt =
导体棒产生的感应电流
BLv I R
= 导体棒所受安培力
A F BIL =
方向向左
导体棒做匀速运动应有
A F F =
解得
()220
B kvt L v F R +=
（3）任意t 时刻棒产生的感应电流 ()0B kvt Lv BLv I R R
+== 则1t 时刻棒产生的感应电流 ()011B kvt Lv I R
+= I t -图象如图
10t -时间内通过R 的电荷量 0112I I q t +=⋅ 解得 ()01122B kvt Lvt q R +=。