2024届福建省厦门外国语中学第二学期高三年级期末教学质量检测试题(一模)物理试题

2024届福建省厦门外国语中学第二学期高三年级期末教学质量检测试题（一模）物理试
题
请考生注意：
1．请用2B 铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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，aefc 和befd 是垂直于纸面向里的匀强磁场I 、II 的边界，磁场I 、Ⅱ的磁感应强度分别为B 1、B 2，且B 2=2B 1，一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子垂直边界ae 从P 点射入磁场I ，后经f 点进入磁场II ，并最终从fc 边界射出磁场区域．不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为（ ）
A ．12πm q
B B ．13π2m qB
C ．1πm qB
D ．1
3π4m qB 2、2013年12月2日，“嫦娥三号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。

为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥三号”采取了近乎垂直的着陆方式。

已知：月球半径为R ，表面重力加速度大小为g ，引力常量为G ，下列说法正确的是（ ）
A ．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态
B ．为了减小与地面的撞击力，“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内处于失重状态
C ．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期约为T =R g
D．月球的密度为ρ=
3
4
g
RG π
3、如图，一根长直导线竖直放置，通以向上的电流。

直导线与铜圆环紧贴但相互绝缘，且导线经过环心O。

下述各过程中，铜环中有感应电流的是（）
A．环竖直向上匀速运动
B．环绕环心O匀速转动
C．环向左匀速运动
D．环以导线为轴匀速转动
4、如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。

圆周运动的轨道半径为r，
光电传感器测定的是圆柱体的线速度。

关于这个实验下列说法不．正确
．．的是（）
A．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画F r
-图像
B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画2
F v
-图像
C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画F m
-图像
D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的
5、如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）
A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能减小，其核外电子的动能增大
B．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子能量为17eV
C ．一群处于n =4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有3种
D ．用能量为9eV 和4.6eV 的两种光子同时照射大量的氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离
6、 “礼让行人”是城市文明交通的体现。

小王驾驶汽车以36km/h 的速度匀速行驶，发现前方的斑马线上有行人通过，立即刹车使车做匀减速直线运动，直至停止，刹车加速度大小为10m/s 2。

若小王的反应时间为0.5s ，则汽车距斑马线的安全距离至少为
A ．5m
B ．10m
C ．15m
D ．36m
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、下列说法正确的有_________
A ．布朗运动直接反映了分子运动的无规则性
B ．水的饱和气压随温度升高而降低
C ．有些非晶体在一定条件下可转化为晶体
D ．荷叶上小水珠呈球形，是由于表面张力作用而引起的
8、地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义，已知地球质量m 地，地球半径R ，引力常量G ，以下说法正确的是（ ）
A ．若地球自转角速度为ω，地球赤道处重力加速度的大小为22Gm R R
ω-地 B ．若地球自转角速度为ω，地球两极处重力加速度的大小为
2Gm R 地 C ．若忽略地球的自转，以地球表面A 点正下方h 处的B 点为球心，()r r h <为半径挖一个球形的防空洞，则A 处重力加速度变化量的大小为332m r g G R h
∆=地 D ．若忽略地球的自转，以地球表面A 点正下方h 处的B 点为球心、()r r h <为半径挖一个球形的防空洞，则A 处重力加速度变化量的大小为3 32
()m r g G R h h ∆=-地 9、如图所示，水平面上从B 点往左都是光滑的，从B 点往右都是粗糙的．质量分别为M 和m 的两个小物块甲和乙（可
视为质点），在光滑水平面上相距L以相同的速度同时开始向右运动，它们在进入粗糙区域后最后静止．若它们与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，设静止后两物块间的距离为s，甲运动的总时间为t1、乙运动的总时间为t2，则以下说法中正确的是（）
A．若M=m，则s=L B．无论M、m取何值，总是s=0
C．若M=m，则t1=t2D．无论M、m取何值，总是t1＜t2
10、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，A1B1板两面带正电，A2B2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A1B1和A2B2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
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）某同学设计了如下实验装置，用来测定小滑块与桌面间的动摩擦因数。

如图甲所示，水平桌面上有一滑槽，其末端与桌面相切，桌面与地面的高度差为h。

让小滑块从滑槽的最高点由静止滑下，滑到桌面上后再滑行一段距离L，随后离开桌面做平抛运动，落在水面地面上的P点，记下平抛的水平位移x。

平移滑槽的位置后固定，多次改变距离L，
-图像，即可根据图像信息得到滑块与桌面间每次让滑块从滑槽上同一高度释放，得到不同的水平位移x。

作出2x L
的动摩擦因数μ（重力加速度为g）
(1)每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了____________
(2)若小滑块离开桌面时的速度为v，随着L增大v将会_____（选填增大、不变或减小）
(3)若已知2x L
-图像的斜率绝对值为k，如图乙所示，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=____（用本题中提供的物理量符号表示）
12．（12分）某同学要将一满偏电流为3mA的毫安表G改装为量程为30mA的电流表。

他先测量出毫安表G的电阻，然后对表进行改装，最后再利用一标准毫安表，对改装后的电流表进行检测
具体实验步骤如下：
①按电路原理图a连接线路
②将R1的阻值调到最大，闭合开关S1后调节R1的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度
③闭合S2，保持R1不变，调节R2的阻值，使毫安表G的指针偏转到满刻度的三分之一的位置
④记下R2的阻值
回答下列问题：
（1）如果按正确操作步骤测得R2的阻值为90Ω，则毫安表G内阻的测量值R g=___Ω，与毫安表内阻的真实值g R'相比，R g____g R'（填“>”、“＝”或“<”）
（2）若忽略实验的误差，将上述毫安表G改装成量程为30mA的电流表，则需要并联一个阻值R=___Ω的电阻
（3）根据图b所示电路对改装后的电表进行检测，当标准毫安表的示数为16.0mA时，改装表的指针位置如图c所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，改装电流表的量程是__mA
（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR 的电阻即可，其中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．（10分）倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D处平滑连接，斜面上AB的长度为3L，BC、CD的长度均为3.5L，BC部分粗糙，其余部分光滑。

如图，4个“—”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下往上依次标为1、2、3、4，滑块上长为L的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连，滑块1恰好在A处。

现将4个滑块一起由静止释放，设滑块经过D处时无机械能损失，轻杆不会与斜面相碰。

已知每个滑块的质量为m并可视为质点，滑块与粗糙
面间的动摩擦因数为tan ，重力加速度为g。

求
（1）滑块1刚进入BC时，滑块1上的轻杆所受到的压力大小；
（2）4个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离。

14．（16分）如图所示，滑块在恒定外力F＝2mg的作用下从水平轨道上的A点由静止出发，到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，求AB
段与滑块间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）
15．（12分）如图所示金属小球A和B固定在弯成直角的绝缘轻杆两端，A球质量为2m，不带电，B球质量为m，带正电，电量为q，OA=2L，OB=L，轻杆可绕过O点且与纸面垂直的水平轴无摩擦转动，在过O点的竖直虚线右侧区域存在着水平向左的匀强电场，此时轻杆处于静止状态，且OA与竖直方向夹角为37°，重力加速度为g。

（1）求匀强电场的电场强度大小E；
（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，求A球刚进入电场时的速度大小v。

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】
粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有
2
v qvB m R
= 则有
mv R qB
= 粒子垂直边界ae 从P 点射入磁场Ⅰ，后经f 点进入磁场Ⅱ，故根据几何关系可得：粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为磁场宽度d ；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为磁场宽度2
d ，那么，根据几何关系可得：粒子从P 到f 转过的中心角为90︒，粒子在f 点沿fd 方向进入磁场Ⅱ；然后粒子在磁场Ⅱ中转过180︒，在
e 点沿ea 方向进入磁场Ⅰ；最后，粒子在磁场Ⅰ中转过90︒后从fc 边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过180︒，根据周期2π2πr m T v qB
==可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为 121
113π222m t T T qB =+= 故选B 。

2、D
【解题分析】
A ． “嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中万有引力全部提供向心力，处于完全失重状态，故A 错误；
B ． 为了减小与地面的撞击力，在“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内“嫦娥四号”需要做减速运动，处于超重状态。

故B 错误；
C ． “嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的时万有引力提供向心力，即：
224m R mg T
π⋅= 解得：
2T =故C 错误；
D ． 月球表面的重力近似等于万有引力，则：
2GMm mg R =，343
M R ρ=⋅π 月球的密度：
34g RG
ρπ= 故D 正确。

故选：D 。

3、C
【解题分析】
AD ．直导线中通以恒定的电流时，产生稳恒的磁场，根据安培定则判断可知，直导线两侧的磁场方向相反，由于左右对称，当环竖直向上、向下匀速运动或以直导线为轴转动，穿过铜环的磁通量始终为零，保持不变，所以没有感应电流产生，AD 错误；
B ．环绕环心O 匀速转动，穿过铜环的磁通量始终为零，没有感应电流产生，B 错误；
C ．环向左匀速运动，磁通量增加，有感应电流产生，C 正确。

故选C 。

4、A
【解题分析】
A ．根据向心力公式结合牛顿第二定律有
2
F r
v m = 可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画1F r
-
图像，二者呈线性关系，便于研究，A 错误； B ．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画2F v -图像， B 正确；
C ．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画F m -图像，C 正确；
D ．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D 正确。

本题选择不正确的，故选A 。

5、A
【解题分析】
A ．当氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径变小，其核外电子的动能将增大，又此过程中电场力做正功，其电势能减小，A 项正确；
B ．处于n =2能级的氢原子跃迁到基态时，辐射出的光子的能量为（-4eV ）-（-13.6eV)=10.2eV ，B 项错误；
C ．根据C 24=6可知，一群处于n =4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有6种，C 项错误；
D ．处于基态的氢原子要发生电离，吸收的光子能量必须大于等于13.6eV ，D 项错误。

故选A 。

6、B
【解题分析】
汽车的初速度为036km/h 10m/s v ==，反应时间10.5s t =内做匀速直线运动，有：
1015m x v t ==
刹车过程的加速度大小为210m/s a =，由匀减速直线运动的规律：
220202v ax -=-
可得刹车距离为
2025m 2v x a
== 故安全距离为：
12()10m d x x ≥+=；
故B 正确，ACD 错误；
故选B 。

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、CD
【解题分析】
A ．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体微粒做无规则运动，间接反映了周围的分子做无规则的热运动，故A 错误；
B ．与液体处于动态平衡的蒸气叫饱和蒸气；反之，称为不饱和蒸气。

饱和蒸气压力与饱和蒸气体积无关！在一定温度下，饱和蒸气的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和蒸气压力。

蒸发面温度升高时，水分子平均动能增大，单位时间内脱出水面的分子增多（此时，落回水面的分子数与脱出水面的分子数相等），故高温时的饱和水汽压比低温时要大，故B 错误；
C ．晶体和非晶体区别在于内部分子排列，有些通过外界干预可以相互转化，如把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故C 正确；
D ．荷叶上小水珠呈球形，是因为表面层的水分子比较稀疏，分子间表现为分子引力，从而表面有收缩的趋势，是由于表面张力作用而引起的，故D 正确；
故选CD 。

8、ABC
【解题分析】
AB ．在赤道处
22Gm m mg m R R
ω=+地赤 得出
22Gm g R R
ω=-地赤 在两极处
2
Gm m mg R =地极 得出
2Gm g R
=地极 选项AB 正确；
CD ．若忽略地球的自转，以地球表面A 点正下方h 处的B 点为球心()r r h <为半径挖一个球形的防空洞，该球形防空洞挖掉的质量
33334433
m m m r R r R ππ'=⋅=地地 A 处重力加速度变化是由该球形防空洞引起的
2
m g G h ∆'= 332m r g G R h
∆=地 选项C 正确，D 错误。

故选ABC 。

9、BD
【解题分析】
AB.物体在B 点左边运动时，做匀速直线运动，甲和乙的速度相同；物体在B 点右边运动时，对物体受力分析，据牛
顿第二定律可得：
a g μ=
则在B 点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动，在B 点右边两物体经过相同的距离停下，所以无论M 、m 取何值，总是s =0；故A 项错误，B 项正确。

CD.在B 点左边运动时，甲和乙做速度相同的匀速直线运动，乙比甲多运动的距离为L ；在B 点右边两物体做初速度相同、加速度相同的匀减速直线运动；则无论M 、m 取何值，乙运动的总时间大于甲运动的总时间；故C 项错误，D 项正确。

10、BD
【解题分析】
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A 1B 1在四点单独产生的电场均向上， A 2B 2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．
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、保证滑块到达滑槽末端的速度相同 减小
4k h
【解题分析】
(1)[1]每次让滑块从滑槽上同一高度释放，是为了保证到达斜面体底端的速度相同；
(2)[2]滑块离开滑槽后，受到摩擦力作用，做匀减速直线运动，设离开滑槽的速度为v 0，根据运动学公式可知 2202v v gL μ-= 随着L 增大，v 将会减小；
(3)[3]滑块从桌边做平抛运动，则有
21,2
h gt x vt == 且有
2202v v gL μ-=
联立解得
22
024hv x hL g μ=-
若x 2－L 图像的斜率绝对值为k ，则有
4h k μ=
得
4k h
μ= 12、180 < 20 )32
2927 【解题分析】
（1）[1]由于指针指在三分之一的位置，说明R 2分得电流为电流计电流的两倍，所以电流计电阻是R 2的两倍，为180Ω。

闭合S 2后，R 2与R g 的并联值R 并<R g ，所以I 总>I g ，而此时G 的示数为满偏电流的三分之一，所以I R2大于三分之二
满偏电流，所以2R 2<g
R '，即R g <g R '； （2）[2]由并联电路分流特点，得
3180303
g g
g I R R I I ⨯==--Ω=20Ω （3）[3]标准毫安表的示数为16.0mA 时，改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度，故改装电流表的量程为32mA ； （4）[4]把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值
g g
g I R R I I =-
当量程为32mA 时，则有
()33
31033231029g
g R R R --⨯==-⨯ 当量程为30mA 时，则有 ()33
31033031027g g R R kR --⨯==-⨯ 联立解得2927k =
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）3sin 4
F mg θ=
（2）43d L = 【解题分析】
（1）以4个滑块为研究对象，设第一个滑块刚进BC 段时，4个滑块的加速度为a ，由牛顿第二定律：
4sin cos 4mg mg ma θμθ-⋅=
以滑块1为研究对象，设刚进入BC 段时，轻杆受到的压力为F ，由牛顿第二定律：sin cos F mg mg ma θμθ+-⋅= 已知tan μθ= 联立可得：3sin 4F mg θ= （2）设4个滑块完全进入粗糙段时，也即第4个滑块刚进入BC 时，滑块的共同速度为v
这个过程， 4个滑块向下移动了6L 的距离，1、2、3滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3L 、2L 、L ，由动能定理，有：
214sin 6cos 32)4v 2
mg L mg L L L m θμθ⋅-⋅⋅++=
⋅（ 可得：v 3sin gL θ= 由于动摩擦因数为tan μθ=，则4个滑块都进入BC 段后，所受合外力为0，各滑块均以速度v 做匀速运动； 第1个滑块离开BC 后做匀加速下滑，设到达D 处时速度为v 1，由动能定理：
()22111sin 3.5v v 22
mg L m m θ⋅=- 可得：1v 4sin gL θ=
当第1个滑块到达BC 边缘刚要离开粗糙段时，第2个滑块正以v 的速度匀速向下运动，且运动L 距离后离开粗糙段，依次类推，直到第4个滑块离开粗糙段。

由此可知，相邻两个滑块到达BC 段边缘的时间差为v L t ∆=
，因此到达水平面的时间差也为v
L t ∆= 所以滑块在水平面上的间距为1v d t =∆
联立解得43
d L =
14、0.75
【解题分析】
设圆周的半径为R ，则在C 点：
mg ＝m ① ……………………2分 离开C 点，滑块做平抛运动，则
2R ＝gt 2／2 ② ……………………2分
V C t ＝s AB ③ ……………………………………1分
由B 到C 过程，由机械能守恒定律得：
mv C 2/2+2mgR ＝mv B 2/2 ④………………………………………2分
由A 到B 运动过程，由动能定理得：
⑤ …………………………………2分 由①②③④⑤式联立得到：…………………………………2分
本题考查的是曲线运动综合知识，恰好通过轨道最高点C ，说明在C 点重力完全充当向心力，离开C 点后，滑块做平抛运动，在整个运动过程中AB 段外力F 和摩擦力做功，在BC 段只有重力做功．
15、（1）83mg q ；（285
gL 【解题分析】
（1）轻杆处于静止状态时，根据力矩平衡M 逆=M 顺，有
m A g 2L sin37°=qEL cos53°+m B gL sin53°
其中m A =2m ，m B =m ，匀强电场的电场强度大小
E =83mg q
（2）A 、B 球角速度相等，根据v = r ，A 球线速度是B 球线速度的2倍，A 球线速度为v ，B 球线速度为
12v ，无初速释放轻杆后，直至A 球刚进入电场过程中，系统根据动能定理，有
m A g 2L （1﹣cos37°）+（qE ﹣m B g ）L sin37°=2A A 12m v +2B B 12m v 其中v A =v ，v B =12
v ，解得A 球刚进入电场时的速度大小 v 85
gL 答：（1）匀强电场的电场强度大小E 为
83mg q ；（2）若不改变场强大小，将方向变为竖直向上，则由图示位置无初速释放轻杆后，A 球刚进入电场时的速度大小v 85gL 。