吉林省舒兰市第一高级中学校2024学年物理高三第一学期期末质量检测模拟试题含解析

吉林省舒兰市第一高级中学校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、靠近地面运行的近地卫星的加速度大小为a1，地球同步轨道上的卫星的加速度大小为a2，赤道上随地球一同运转（相对地面静止）的物体的加速度大小为a3，则（）
A．a1=a3＞a2B．a1＞a2＞a3C．a1＞a3＞a2D．a3＞a2＞a1
2、利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。

信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（）
A．频率为100Hz.
B．电压有效值为50V
C．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作
D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J
3、如图所示，在同一平面内有①、②、③三根长直导线等间距的水平平行放置，通入的电流强度分别为1A，2A、1A，已知②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，以下判断中正确的是（）
A．①的电流方向为a→b
B．③的电流方向为f→e
C．①受到安培力的合力方向竖直向上
D．③受到安培力的合力方向竖直向下
4、如图所示，车厢水平底板上放置质量为M的物块，物块上固定竖直轻杆。

质量为m的球用细线系在杆上O点。

当车厢在水平面上沿直线加速运动时，球和物块相对车厢静止，细线偏离竖直方向的角度为θ，此时车厢底板对物块的摩擦力为f、支持力为N，已知重力加速度为g，则（）
A．f=Mg sinθB．f=Mg tanθ
C．N=(M+m)g D．N=Mg
5、在港珠澳大桥建设中，将数根直径22米、高40.5米的空心钢筒打入海底围成人工岛，创造了快速筑岛的世界纪录．一根钢筒的重力为G，由如图所示的起重机用8根对称分布的、长为22米的钢索将其吊起，处于静止状态，则()
A．钢筒受到8个力作用
B 3
G
C．钢筒的重心可能在钢筒上
D．钢筒悬吊在空中可能处于失重状态
6、若已知引力常量G，则利用下列四组数据可以算出地球质量的是（）
A．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期
B．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度
C．月球绕地球公转的轨道半径和地球自转的周期
D．地球绕太阳公转的周期和轨道半径
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、a、b两物体沿同一直线运动，运动的位置一时间（x t ）图像如图所示。

分析图像可知（）
A ．1t 时刻两物体的运动方向相同
B ．21~t t 时间内的某时刻两物体的速度相等
C ．21~t t 时间内a 、b 两物体运动的路程不等
D ．2t 时刻b 物体从后面追上a 物体
8、将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能k E ，重力势能p E 与其上升高度h 间的关系分别如图中两直线所示，取210m/s g ，下列说法正确的是（ ）
A ．小球的质量为0.2kg
B ．小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.25N
C ．小球动能与重力势能相等时的高度为2013
m D ．小球上升到2m 时，动能与重力势能之差为0.5J
9、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为4︰1，原线圈接有u=31lsin100πt(V)的交变电压，副线圈上接有定值电阻R 、线圈L 、灯泡D 及理想电压表.以下说法正确的是
A ．副线圈中电流的变化频率为50HZ
B ．灯泡D 两端电压为55V
C ．若交变电压u 的有效值不变，频率增大，则电压表的示数将减小
D ．若交变电压u 的有效值不变，频率增大，则灯泡D 的亮度将变暗
10、如图所示，在光滑水平面上有宽度为d 的匀强磁场区域，边界线MN 平行于PQ 线，磁场方向垂直平面向下，磁
感应强度大小为B，边长为L（L＜d）的正方形金属线框，电阻为R，质量为m，在水平向右的恒力F作用下，从距离MN为d/2处由静止开始运动，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN 平行，则下列说法正确的是（）
A．线框进入磁场过程中做加速运动
B．线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为
22
B L Fd R m
C．线框在进入磁场的过程中速度的最小值为Fd m
D．线框右边从MN到PQ运动的过程中，线框中产生的焦耳热为Fd
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）某同学将力传感器固定在车上用于探究“加速度与力、质量之间的关系”，如图甲、乙所示。

（1）下列说法正确的是（_____）
A．需要用天平测出传感器的质量B．需要用到低压交流电源
C．实验时不需要平衡摩擦力
D．若实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F图象可能会发生弯曲
（2）下列实验中用到与该实验相同研究方法的有（_____）
A．探究单摆周期的影响因素B．探究求合力的方法
C．探究做功与速度的变化关系D．探究导体电阻与其影响因素的关系
（3）图丙是某同学通过实验得到的一条纸带（交流电频率为50Hz），他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上。

根据图可知，打下F点时小车的速度为_____m/s。

小车的加速度为______m／s2。

（计算结果均保留两位有效数字）
12．（12分）未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。

悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动，现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4，则：
⑴由以上信息，可知a点______________（填“是”或“不是”）小球的抛出点；
⑵由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为__________m/s2
⑶由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是_________m/s;
⑷由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是_________m/s.
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）如图甲所示，S1、S2为两波源，产生的连续机械波可沿两波源的连线传播，传播速度v=100m/s，M为两波源连线上的质点，M离S1较近。

0时刻两波源同时开始振动，得到质点M的振动图象如图乙所示，求：
(1)两波源S1、S2间的距离；
(2)在图中画出t=6s时两波源S1、S2间的波形图，并简要说明作图理由。

14．（16分）如图所示，开口竖直向上的细玻璃管内有一段长为L2=15cm的水银柱，封闭了一段长度为L1=20cm的气体，此时封闭气体温度为300K，水银柱的上端距离管口的距离为L3=5cm，已知大气压强为p0=75cmHg。

现把玻璃管缓慢旋转90°至水平位置保持不动，然后对玻璃管缓慢加热到水银柱刚好没流出管口，求：
①玻璃管旋转90°时，封闭气体的长度为多少？
②水银柱刚好没流出管口时，此时玻璃管中封闭气体的温度为多少K？
15．（12分）如图所示，一根直杆AB与水平面成某一角度自定，在杆上套一个小物块，杆底端B处有一弹性挡板，杆与板面垂直．现将物块拉到A点静止释放，物块下滑与挡板第一次碰撞前后的v-t图象如图乙所示，物块最终停止在B点．重力加速度为取g=10 m/s1．求:
(1)物块与杆之间的动摩擦因数μ；
(1)物块滑过的总路程s．
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】
题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体3、绕地球表面附近做圆周运动的近地卫星1、地球同步卫星2；物体3与卫星1转动半径相同，物体3与同步卫星2转动周期相同，从而即可求解．
【题目详解】
地球上的物体3自转和同步卫星2的周期相等为24h ，则角速度相等，即ω2=ω3，而加速度由a =r ω2，得a 2＞a 3；同步卫星2和近地卫星1都靠万有引力提供向心力而公转，根据
2GMm ma r =，得2
GM a r =，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a 1＞a 2，综上B 正确；故选B ．
【题目点拨】
本题关键要将赤道上自转物体3、地球同步卫星2、近地卫星1分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．
2、B
【解题分析】
A ．由图乙可知，该电压的周期T =0.02s ，故频率为 1f T
==50Hz 故A 错误；
B ．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量
2
2
0.010.02U U R R
⨯=⨯有 其中的
U == 故电压有效值为U 有=50V ，故B 正确；
C ．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V ，而R 两端电压的瞬时值最大为100V ，故电容不能正常工作，故C 错误；
D ．电阻R 产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min 内产生的热量为
241.510J U Q t R ==⨯有
故D 错误。

故选B 。

3、C
【解题分析】
AB ．因为②的电流方向为c→d 且受到安培力的合力方向竖直向下，根据左手定则可知导线②处的合磁场方向垂直纸面向外，而三根长直导线等间距，故导线①和③在导线②处产生的磁场大小相等，方向均垂直纸面向外，再由安培定则可知①的电流方向为b→a ，③的电流方向为e→f ，故A 错误，B 错误；
C ．根据安培定则可知②和③在①处产生的磁场方向垂直纸面向外，而①的电流方向为b→a ，根据左手定则可知①受到安培力的合力方向竖直向上，故C 正确；
D ．根据安培定则可知②在③处产生的磁场方向垂直纸面向里，①在③处产生的磁场方向垂直纸面向外，根据电流产生磁场特点可知③处的合磁场方向垂直纸面向里，又因为③的电流方向为e→f ，故根据左手定则可知③受到安培力的合力方向竖直向上，故D 错误。

故选C 。

4、C
【解题分析】
以m 为研究对象，受力如图所示
由牛顿第二定律得
tan mg ma θ=
解得
tan a g θ=
而绳的拉力为
cos mg T θ
= 以M 为研究对象，受力如图所示
在竖直方向上，由平衡条件有
()cos N Mg T M m g θ=+=+
在水平方向上，由牛顿第二定律有
sin f T Ma θ-=
解得
()tan f M m g θ=+
故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

5、B
【解题分析】
A ．钢筒受到重力和8根钢索的拉力共9个力作用，选项A 错误；
B ．由题意知，每根钢索与竖直方向夹角为30°，设每根钢索的拉力大小为F ，钢筒处于静止状态，则由平衡条件有 8F cos 30°＝G
解得
F 3
G 结合牛顿第三定律可知，选项B 正确；
C ．钢筒空心，它的重心一定不在钢筒上，选项C 错误；
D ．钢筒悬吊在空中处于静止状态，加速度为零，选项D 错误。

故选B 。

6、A
【解题分析】
ABC ．可根据方程
22Mm v G m r r
= 和
22r vT v r T ππ
=⇒= 联立可以求出地球质量M ，选项BC 错误，A 正确；
D ．已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径可以求出太阳质量，选项D 错误。

故选A 。

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 ．图像的切线斜率表示速度，1t 时刻a 的速度为正、b 的速度为负，运动方向相反，选项A 错误；
B ．如图所示，21
~t t 时间内有一点N ，在这一点b 图像的斜率与a 图像的斜率相等，即二者速度相等（临界点），选
项B 正确。

C ．1t 时刻和2t 时刻，二者位置坐标均相等，则21~t t 时间内两物体位移相等。

但该过程中，a 始终正向运动，b 先负向、后正向运动，则二者运动的路程不等，选项C 正确。

D ．2t 时刻两物体在同一位置，之前一段时间二者速度方向相同，且b 的速度大于a 的速度，则b 从后面追上a 。

选项D 正确；
故选BCD.
8、BD
【解题分析】
A ．由图知，小球上升的最大高度为h =4m ，在最高点时，小球的重力势能
p 4J E mgh ==
得
P 0.1kg E m gh
== 故A 错误；
B ．根据除重力以外其他力做的功
W E =∆其
则有
fh E E -=-低高
由图知
4J 5J E E ==低高，
又
4m h =
解得
0.25N f =
故B 正确；
C ．设小球动能和重力势能相等时的高度为H ，此时有
212
mgH mv = 由动能定理有 2201122fH mgH mv mv --=
- 由图知
201=5J 2
mv 联立解得
20=m 9
H 故C 错误； D ．由图可知，在h =2m 处，小球的重力势能是2J ，动能是
5J=2.5J 2，所以小球上升到2m 时，动能与重力势能之差为
2.5J 2J 0.5J -=
故D 正确。

故选BD 。

9、AD
【解题分析】 变压器不会改变电流的频率，电流的频率为11005022f Hz Hz T ωπππ
====，故A 正确；由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为311V ，所以原线圈的电压的有效值为：
1220U V ==，在根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V ，在副线圈中接有电阻R 、电感线圈L 和灯泡D ，它们的总的电压为55V ，所以灯泡L 1两端电压一定会小于55V ，故B 错误；在根据电压与匝数成正比可知副线圈的电压不变，所以电压表的示数不变，故C 错误；交流电的频率越大，电感线圈对交流电有阻碍作用就越大，所以电路的电流会减小，灯泡D 的亮度要变暗，故D 正确．所以AD 正确，BC 错误．
10、BD
【解题分析】
A 、线框右边到MN 时速度与到PQ 时速度大小相等，线框完全进入磁场过程不受安培力作用，线框完全进入磁场后做加速运动，由此可知，线框进入磁场过程做减速运动，故A 错误；
B 、线框进入磁场前过程，由动能定理得：21122d F mv ⋅=，解得：1v =
221B L v F BIL R ===，故B 正确； C 、线框完全进入磁场时速度最小，从线框完全进入磁场到右边到达PQ 过程，对线框，由动能定理得：
221min 11()22F d L mv mv -=- 解得：min v = ，故C 错误； D 、线框右边到达MN 、PQ 时速度相等，线框动能不变，该过程线框产生的焦耳热：Q ＝Fd ，故D 正确；
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、A AD 0.24 0.40
【解题分析】
(1)[1]A ．本实验是探究“加速度与力、质量之间的关系”，即F =Ma ，所以M 包括传感器的质量，即需要用天平测出传感器的质量。

故A 正确。

B ．电火花计时器使用的是220V 交流电源。

故B 错误。

C ．实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力时要把小车（包括力传感器）放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。

把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

故C 错误。

D ．实验中力传感器直接测出了拉力的大小，所以不需要满足砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量，所以即使实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a -F 图象也不会发生弯曲。

故D 错误。

(2)[2]该实验采用了控制变量法进行探究。

A ．单摆的周期公式为：2T =，是用的控制变量法。

故A 符合题意。

B ．探究求合力的方法，采用的是等效替代的方法。

故B 不符合题意。

C ．探究做功与速度的变化关系，采用的是倍增法。

故C 不符题意。

D ．导体的电阻为：L R S
ρ=，采用的是控制变量法。

故D 符合题意。

(3)[3]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T =0.1s ，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：
()-2
9.60 4.8010m/s=0.24m/s 220.1EG F x v T -⨯==⨯ [4]根据匀变速直线运动的推论公式△x =aT 2可以求出加速度的大小为：
()()222229.60 3.00 3.000.0010m/s 0.40m/s 990.1
DG AD x x a T -----==⨯=⨯
12、是， 8， 0.8，
【解题分析】
（1）[1]因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1：3：5，符合初速度为零的匀变速直线运动特点，因此可知a 点的竖直分速度为零，a 点为小球的抛出点。

（2）[2]由照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4可得乙图中正方形的边长l =4cm ，竖直方向上有： 22y L g T =='
解得：
2
22222410'8m /s 0.1
L g T -⨯⨯=== （3）[3]水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为：
2
0224100.8m /s 0.1
L v T -⨯⨯=== （4）[4]b 点竖直方向上的分速度
40.16m /s 0.8m /s 20.2
yb L v T ===
所以： 220420.82m /s m /s 5
b yb v v v =+==
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)800m ；(2)见解析
【解题分析】
(1)由乙图知，M 点2s 时开始振动，6s 时振动出现变化，所以可知，波源的振动经2s 传到M 点，波源S 2的振动经6s 传到M 点，所以两波源间的距离
x =(100×2+100×6)m=800m
(2)2s 时M 点的起振方向沿y 轴负方向，所以波源S 1的起振方向沿y 轴负方向，6s 时波源S 1引起的M 点的振动方向沿y 轴负方向，而实际M 点的振动方向沿y 轴正方向，所以波源S 2引起的M 点的振动方向沿y 轴正方向，波源S 1引起的振动位移为5cm ，所以波源S 2引起的振动位移为10m ，波长
400m vT λ==
波源S 1引起的波形图为
波源S 2引起的波形图为
两波源S 1、S 2间的波形图为
14、①24cm ；②312.5K
【解题分析】
①初态
102L p p p =+
11V L S =
玻璃管旋转90°时
20p p =
'21V S L =
等温变化
1122pV p V =
解得气体长度为
'124cm L =
②水平升温前
2300K T =
升温后
331)(V S L L =+
等压变化
3223
V V T T = 解得
3312.5K T =
15、（1）μ=0.15（1）s = 6m
【解题分析】
（1）设杆与水平方向的夹角为θ，由图象可知，物块匀加速运动的加速度大小2214m/s 4m/s 1a == ， 匀减速上滑的加速度大小2224m/s 8m/s 0.5
a ==， 根据牛顿第二定律得，1sin cos mg mg ma θμθ-= ，2sin +cos mg mg ma θμθ=， 联立两式解得0.25μ= ，sin 0.6θ= ．
（1）物块最终停止在底端，对全过程运用动能定理得，
1sin cos 0mgs mg s θμθ-⋅= ， 由图线围成的面积知，1141m 2m 2s =
⨯⨯=， 代入数据解得s =6m ．。