2024学年吉林省延边州汪清县四中高三物理第一学期期末调研模拟试题含解析

2024学年吉林省延边州汪清县四中高三物理第一学期期末调研模拟试题
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、下列关于科学家对物理学发展所做的贡献正确的是（）
A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证
B．伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因
C．奥斯特由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质
D．伽利略通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星
2、如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。

实验中分别用最大阻值是5Ω、50Ω、500Ω的三种滑动变
阻器做限流电阻。

当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随x
L
（
x
L
指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。

则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（）
A．最大阻值为5Ω的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器
B．最大阻值为50Ω的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器
C．最大阻值为500Ω的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器
D．最大阻值为500Ω的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器
3、如图所示，轻绳一端固定在O点，另一端拴有质量为m的球。

在最低点给小球一水平初速度，使其在竖直平面内做圆周运动。

小球运动到某一位置时，轻绳与竖直方向成θ角。

关于轻绳的拉力T和θ角的关系式你可能不知道，但是利用你所学过的知识可以确定下列哪个表达式是正确的（）
A．T=a+3mg sinθ（a为常数）B．T=a+3
sin
mg
θ
（a为常数）
C．T=a+3mg cosθ（a为常数）D．T=a+3
cos
mg
θ
（a为常数）
4、图甲是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴'
OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（）
A．交流电的频率是100Hz
B．0.02s时线圈平面与磁场方向平行
C．0.02s时穿过线圈的磁通量最大
D．电流表的示数为20A
5、关于星系，下述正确的是
A．星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的
B．银河系是一种不规则星系
C．银河系中恒星只有少量的几颗
D．太阳处于河外星系中
6、如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。

他估测得足球的直径约为20 cm，质量约为0. 48 kg，收纳架两根平行等高的横杆之间的距离d约为12 cm。

忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（）
A．2.4 N B．3.0 N C．4.0 N D．4.8 N
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，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。

轨道处于竖直
向下的磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。

质量为2m 、有效电阻为2R 的金属棒a 静止在左侧轨道上，质量为m 、有效电阻为R 的金属棒b 静止在右侧轨道上。

现给金属棒a 一水平向右的初速度v 0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。

已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a 始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是（ ）
A ．金属棒b 稳定时的速度大小为013
v
B ．整个运动过程中通过金属棒a 的电荷量为0
23mv Bd C ．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为0
22Rmv B d
D ．整个运动过程中金属棒a 产生的焦耳热为
2049
mv 8、如图所示为半圆形的玻璃砖，C 为AB 的中点，OO'为过C 点的AB 面的垂线。

a ，b 两束不同频率的单色可见细光束垂直AB 边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB 面上入射点到C 点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是（ ）
A ．在半圆形的玻璃砖中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度
B ．a 光的频率小于b 光的频率
C ．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a 光的较大
D ．若a ，b 两束光从同一介质射入真空过程中，a 光发生全反射的临界角小于b 光发生全反射的临界角 E.a 光比b 光更容易发生衍射现象
9、质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。

如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U 加速后，经小孔P 沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。

但受加速场实际结构的影响，从小孔P 处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他
方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q ，其中质量分别为m 1、m 2（m 2> m 1 ）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（ ）
A ．小孔P 处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cos θ=
1
2
m m B ．小孔P 处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=
1
2
m m C ．两种粒子形成亮线的最大总长度为
2112)2m m U
B qm -（
D ．两种粒子形成亮线的最大总长度为
212
2)2m m U
B qm -（
10、如图所示，质量为m 1的木块和质量为m 2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F ，木块在长木板上滑行，长木板始终静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则( )
A ．μ1一定小于μ2
B ．μ1可能大于μ2
C ．改变F 的大小，F>μ2(m 1＋m 2)g 时，长木板将开始运动
D ．改F 作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m 1＋m 2)g 时，长木板与木块将开始相对滑动
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）如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。

直径为d 、质量为m 的钢球自由下落的过程中，先后通过光电门A 、B ，计时装置测出钢球通过A 、B 的时间分别为t A 、t B 。

用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。

测出两光电门间的距离为h ，当地的重力加速度为g 。

设钢球所受的空气阻力大小不变。

（1）钢球下落的加速度大小a=______，钢球受到的空气阻力F f=____。

（2）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度_________(选填“>”或“<")钢球球心通过光电门的瞬时速度。

12．（12分）某同学想利用两节干电池测定一段粗细均匀的电阻丝电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路。

ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，导电夹子P与电阻丝接触始终良好（接触电阻忽略不计）。

(1)该同学连接成如图甲所示实验电路．请指出图中器材连接存在的问题_________________ ；
(2)实验时闭合开关，调节P的位置，将aP长度x和对应的电压U、电流I的数据记录如下表：
x/m 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10
U/V 2.18 2.10 2.00 1.94 1.72 1.48
I/A 0.28 0.31 0.33 0.38 0.43 0.49
U
I
/Ω7.79 6.77 6.06 5.10 4.00 3.02
①请你根据表中数据在图乙上描点连线作U
I
和x关系图线；
（____）
②根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=1.2×l0-7m2，利用图乙图线，可求得电阻丝的电阻率ρ为
_______Ω·m；根据图乙中的图线可求出电流表内阻为___Ω；（保留两位有效数字）
③理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比____（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。

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，粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，竖直放置。

管中有两段水银柱a、b，长分别为5cm、10cm，两水银液柱上表面相平，大气压强为75cmHg，温度为27℃，a水银柱上面管中封闭的A段气体长为15cm，U形管水平部分长为10cm，两水银柱间封闭的B段气体的长为20cm，给B段气体缓慢加热，使两水银柱下表面相平，求此时：
(i)A段气体的压强；
(ii)B段气体的温度为多少?
14．（16分）如图(a)为一除尘装置的截面图，塑料平板M、N的长度及它们间距离均为d。

大量均匀分布的带电尘埃以相同的速度v0进人两板间，速度方向与板平行，每颗尘埃的质量均为m，带电量均为-q。

当两板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场和垂直板向上的匀强电场时，尘埃恰好匀速穿过两板;若撤去板间电场，并保持板间磁场不变，贴近N板入射的尘埃将打在M板右边缘，尘埃恰好全部被平板吸附，即除尘效率为100%；若撤去两板间电场和磁场，建立如图(b)所示的平面直角坐标系xOy轴垂直于板并紧靠板右端，x轴与两板中轴线共线，要把尘埃全部收集到位于P(2.5d，-2d)处的条状容器中，需在y轴右侧加一垂直于纸面向里的圆形匀强磁场区域。

尘埃颗粒重力、颗粒间作用力及对板间电场磁场的影响均不计，求:
(1)两板间磁场磁感应强度B1的大小
(2)若撤去板间磁场，保持板间匀强电场不变，除尘效率为多少
(3)y轴右侧所加圆形匀强磁场区域磁感应强度B2大小的取值范围
15．（12分）如图所示，半径为R=0.5m，内壁光滑的圆轨道竖直固定在水平地面上．圆轨道底端与地面相切，一可视
为质点的物块A 以06/v m s =的速度从左侧入口向右滑入圆轨道，滑过最高点Q ，从圆轨道右侧出口滑出后，与静止在地面上P 点的可视为质点的物块B 碰撞（碰撞时间极短），P 点左侧地面光滑，右侧粗糙段和光滑段交替排列，每段长度均为L=0.1m ，两物块碰后粘在一起做直线运动．已知两物块与各粗糙段间的动摩擦因数均为0.1μ=，物块A 、B 的质量均为1m kg =，重力加速度g 取210/m s ．
（1）求物块A 到达Q 点时的速度大小v 和受到的弹力F ； （2）若两物块最终停止在第k 个粗糙段上，求k 的数值；
（3）求两物块滑至第n （n<k ）个光滑段上的速度n v 与n 的关系式．
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 ．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第一定律不能通过实验直接验证，而牛顿第二定律和牛顿第三定律都能通过现代的实验手段直接验证，A 错误；
B ．伽利略通过实验和合理的推理提出物体下落的快慢与物体的轻重没有关系，即质量并不影响落体运动快慢，B 正确；
C ．安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质，C 错误；
D ．英国青年数学家亚当斯与法国数学家勒威耶分别独立地通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星，D 错误。

故选B 。

2、C 【解题分析】
从图乙中可以看出a 曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a 图对应500Ω滑动变阻器，c 图线电流几乎不随着距离x 变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b 所对应的滑动变阻器，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

3、C 【解题分析】
当θ=0°时（最低点），L 为绳长，根据牛顿第二定律
2
11mv T mg L
-=
当θ=180°时（最高点）
2
22mv T mg L
+=
从最高点到最低点的过程，由动能定理得
22
1211222
mv mv mgL -= 可以得出
126T T mg -=
因此利用特殊值代入法可知C 选项满足上述结论，ABD 错误，C 正确。

故选C 。

4、B 【解题分析】
A ．根据图乙，交变电流周期为
0.02s T =
频率为
11
Hz 50Hz 0.02
f T =
== A 错误；
BC ．0.02s 时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为零，B 正确，C 错误； D ．根据图乙，电流的最大值
m I =
电流的有效值
10A
I===
所以电流表示数为10A，D错误。

故选B。

5、A
【解题分析】
A．星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的系统，A正确；
B．在误差范围内可以认为银河系是旋涡状星系，不属于不规则星系，B错误；
C．银河系中恒星很多，C错误；
D．太阳处在银河系中，不在河外星系，D错误。

故选A。

6、B
【解题分析】
设每根横杆对足球的弹力方向与竖直方向夹角为α，由几何关系可知
cos0.8
α==
对足球竖直方向有
2cos
N
F mg
α=
解得
F N=3N
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、BCD
【解题分析】
A．对金属棒a、b分别由动量定理可得
222
BI d t mv mv
-⨯⨯=-，BI d t mv'
⨯⨯=
联立解得
mv mv mv'
-=
两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则
2B d v B d v '⨯⨯=⨯⨯
即
2v v '=
则
01
3
v v =，023v v '=
A 错误；
B ．在金属棒b 加速运动的过程中，有
BI d t mv '⨯⨯=
即
02
3
Bqd m v =⨯
解得
23mv q Bd
=
B 正确；
C ．根据法拉第电磁感应定律可得
33E B S q I t t R R R
∆Φ⨯∆=∆=
∆==总 解得
22Rmv S B d
∆=
C 正确；
D ．由能量守恒知，回路产生的焦耳热
2
222001112222223
Q mv mv mv mv '=⨯-⨯-=
则金属棒a 产生的焦耳热
2
02439
Q Q mv '==
D 正确。

故选BCD 。

8、BC
E 【解题分析】
A ．由图分析可知，玻璃砖对b 光的偏折角大于对a 光的偏折角，根据折射定律得知：玻璃砖对b 光的折射率大于对a
光的折射率，由c v n
=得知，a 光在玻璃砖中的传播速度大于b 光的传播速度。

故A 错误。

B ．对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，则知a 光的频率小于b 光的频率。

故B 正确。

C ．双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a 光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a 光的较大。

故C 正确。

D ．由临界角公式1sin C n
=
分析得知，a 光的折射率n 小，则a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角。

故D 错误。

E ．a 光波长较大，则比b 光更容易发生衍射现象，选项E 正确。

故选BCE 。

9、AD
【解题分析】
由题意知 21012
qU m v = 20011
v qv B m R = 解得
11R B =
同理
2R =设左右最大发射角均为θ时，粒子2m 光斑的右边缘恰好与粒子1m 光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为2m 半圆轨迹和向左发散θ角轨迹，实线为1m 半圆轨迹和向左发散θ轨迹），则
212cos 2R R θ=
联立解得
cos θ= 此时两种粒子光斑总宽度为
2122cos x R R θ∆=-
解得
()212
22m m U x B qm -∆=⋅
故选AD 。

10、BD
【解题分析】
因为木块所受的摩擦力为滑动摩擦力，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，无法比较动摩擦因数的大小．通过对木板分析，根据水平方向上的受力判断其是否运动．当F 作用于长木板时，先采用隔离法求出临界加速度，再运用整体法，求出最小拉力．
【题目详解】
对m 1，根据牛顿运动定律有：F-μ1m 1g=m 1a ，对m 2，由于保持静止有：μ1m 1g-F f =0，F f ＜μ2（m 1+m 2）g ，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故A 错误、B 正确．改变F 的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力
不变，则长木板仍然保持静止．故C 错误．若将F 作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，
μ1m 1g=m 1a ，解得a=μ1g ，对整体分析，有F-μ2（m 1+m 2）g=（m 1+m 2）a ，解得F=（μ1+μ2）（m 1+m 2）g ，所以当F ＞（μ1+μ2）（m 1+m 2）g 时，长木板与木块将开始相对滑动．故D 正确．故选BD ．
【题目点拨】
解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体和隔离法，运用牛顿第二定律进行求解．
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、222212B A d d h t t ⎛⎫- ⎪⎝⎭ mg 22222B A m d d h t t ⎛⎫-- ⎪⎝⎭
＜ 【解题分析】
（1）[1]钢球通过光电门A 、B 时的瞬时速度分别为
A A d v t =
、B B
d v t = 由 222B A v v ah -=
解得加速度
222212B A d d a h t t ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
[2]由牛顿第二定律得
f m
g F ma -=
解得
22222f B A m d d F mg h t t ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭
（2）[3]由匀变速直线运动的规律，钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而球心通过光电门的中间位移的速度大于中间时刻的瞬时速度。

12、电压表应接3V 量程，开始实验前开关应断开
()661.210 1.1~1.310--⨯⨯ 2.0 相同
【解题分析】
(1). [1]．电压表应接3V 量程；开始实验前开关应断开；
(2)①[2]．图像如图：
②[3][4]．由于
x A U x R R I S
ρ=
-= 即 A U x R I S
ρ=+ 则-U x I
图像的斜率 7.8 2.011.30.6
k S ρ-=== 解得
6=1.310m ρ-⨯Ω⋅
由图像可知，当x =0时，=2.0U I
Ω可知电流表内阻为2.0Ω； ③[5]．由以上分析可知，电流表内阻对直线的斜率无影响，则理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比相同。

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）80cmHg （2）375K
【解题分析】
（1）根据液面的位置求解气体内部压强的值；（2）找到气体的状态参量，然后结合盖吕萨克定律求解气体的温度.
【题目详解】
（1）加热后，当b 水银柱向上移动到两水银柱下表面相平时，B 段气体压强p B =p 0+10cmHg=85cmHg ； A 段气体的压强为p A =p B -5cmHg=80cmHg
（2）给B 段气体缓慢加热时，B 段气体发生的是等压变化，则a 水银柱处于静止状态，当b 水银柱向上移动到两水银柱下表面相平时，设此时B 段气体的温度为T 2，则
1212L S L S T T = 式中L 1=20cm ，L 2=25cm
解得T 2=375K
14、 (1)mv qd ；(2)50%；(3)0022455mv mv B qd qd
≤≤ 【解题分析】
(1)贴近N 极板射入的尘埃打在M 板右边缘的运动轨迹如图甲所示，
由几何知识可知，尘埃在磁场中的半径
1R d =
尘埃在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
2011
mv qvB R = 解得
1mv B qd
= (2)电场、磁场同时存在时，尘埃做匀速直线运动，由平衡条件得
01qE qv B =
撤去磁场以后粒子在电场力的作用下做平抛运动，假设距离N 极板y 的粒子恰好离开电场，则在水平方向 0d v t =
在竖直方向
212
y at = 加速度
qE a m
= 解得
0.5y d =
所以除尘效率
100%50%y d
η=⨯= (3)设圆形磁场区域的半径为0R ，尘埃颗粒在圆形磁场中做圆周运动的半径为2R ，要把尘埃全部收集到位于P 处的条状容器中，就必须满足
20R R =
另有
20022
v qv B m R = 如图乙
当圆形磁场区域过P 点且与M 板的延长线相切时，圆形磁场区域的半径0R 最小，磁感应强度2B 最大，则有 0 1.25R d =小
解得
0245mv B qd
=大 如图丙
当圆形磁场区域过P 点且与y 轴在M 板的右端相切时，圆形磁场区域的半径0R 最大，磁感应强度2B 最小，则有 0 2.5R d =大
解得
0225mv B qd
=小
所以圆形磁场区域磁感应强度2B 的大小须满足的条件为
0022455mv mv B qd qd
≤≤
15、（1）4m/s ；102N ，方向向下；（2）45k = （3）n v =【解题分析】
（1）物块A 滑入圆轨道到达Q 的过程中机械能守恒，根据机械能守恒：
22011222
mv mv mgR =+ ① 物块A 做圆周运动：
2
N v F mg m R
+= ② 由①②联立得：
v 4m/s =
102N N F =
方向向下 ③
（2）在与B 碰撞前，系统机械能守恒，A 和B 在碰撞过程中动量守恒：
()01A A B m v m m v =+ ④
A 、
B 碰后向右滑动，由动能定理得：
()()21102
A B A B m m gs m m v μ+=-
+ ⑤ 由④⑤联立得 4.5s m =
所以
45s k L
==； （3）碰后A 、B 滑至第n 个光滑段上的速度n v ，由动能定理得：
()()()2211122
A B A B n A B m m gnL m m v m m v μ+=
+-+ ⑥ 解得：
n v =点睛：本题考查动量守恒定律、机械能守恒定律及向心力等内容，要求我们能正确分析物理过程，做好受力分析及能量分析；要注意能量的转化与守恒的灵活应用．。