广东省佛山市佛山三中2024年高三物理第一学期期末学业质量监测模拟试题含解析

广东省佛山市佛山三中2024年高三物理第一学期期末学业质量监测模拟试题 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、如图（俯视图），在竖直向下、磁感应强度大小为2T 的匀强磁场中，有一根长0.4m 的金属棒ABC 从中点B 处折成60°角静置于光滑水平面上，当给棒通以由A 到C 、大小为5A 的电流时，该棒所受安培力为
A ．方向水平向右，大小为4.0N
B ．方向水平向左，大小为4.0N
C ．方向水平向右，大小为2.0N
D ．方向水平向左，大小为2.0N
2、如图所示，a 、b 、c 为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc 连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且2a b c I I I ==，电流方向如图中所示。

O 点为三角形的中心（O 点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c 在O 点产生的磁场的磁感应强度的大小为B 0，已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小B =kI r
，其中I 为通中导线的中流强度，r 为该点到通中导线的垂直距离，k 为常数，则下列说法正确的是（ ）
A ．O 点处的磁感应强度的大小为3
B 0
B ．O 点处的磁感应强度的大小为5 B 0
C ．质子垂直纸面向里通过O 点时所受洛伦兹力的方向由O 点指向c
D ．电子垂直纸面向里通过O 点时所受洛伦兹力的方向垂直Oc 连线向下
3、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop （超级高铁）”。

据英国《每
日邮报》2016年7月6日报道：Hyperloop One公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。

如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200 km/h 后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）
A．加速与减速的时间不相等
B．加速时间为10分钟
C．加速时加速度大小为2 m/s2
D．如果加速度大小为10 m/s2，题中所述运动最短需要32分钟
4、如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。

一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为
A．qBL
m
B．
2qBL
m
C．
(21)qBL
m
-
D．
(21)qBL
m
+
5、如图所示，质量均为m的物块A、B压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧弹性系数为k1，下端弹簧的弹性系数为2k，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接，A、B处于静止状态，现给A一个竖直向上的拉力F，F的大小自0开始缓慢增大，物块B自初始位置能上升的最大高度为（）
A ．1mg k
B ．2
mg k C ．1211mg k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭ D ．1212mg k k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭ 6、如图所示，一个质量为=9.1×10－31kg 、电荷量为e =1.6×10－19C 的电子，以4×106m/s 的速度从M 点垂直电场线方向飞入匀强电场，电子只在电场力的作用下运动，在N 点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则M 与N 两点间的电势差约为（ ）
A ．-1.0×102V
B ．-1.4×102V
C ．1.8×102V
D ．2.2×102V
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、如图甲所示，轻杆一端固定在O 点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动．小球运动到最高点时，受到的弹力为F ，速度大小为v ，其F-v 2图像如乙图所示．则（ ）
A ．v 2=c 时，小球对杆的弹力方向向下
B ．当地的重力加速度大小为
R b C ．小球的质量为aR b
D ．v 2=2b 时，小球受到的弹力与重力大小相等
8、如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速度为v 0，小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ．乙的宽度足够大，重力加速度为g ，则（ ）
A．若乙的速度为v0,工件在乙上侧向( 垂直于乙的运动方向)滑过的距离s=
2
0 2
v g
B．若乙的速度为2v0,工件从滑上乙到在乙上侧向滑动停止所用的时间不变
C．若乙的速度为2v0,工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v=0
2v
D．保持乙的速度2v0不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复. 若每个工件的质量均为
m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,驱动乙的电动机的平均输出功率P=45
5
mgμv0
9、如图所示，在光滑绝缘水平面上，A、B和C为等边三角形ABC的顶点，A、B固定正点电荷+Q，C固定负点电荷－Q，D、E是A、B连线上的两点，且AD=DE=EB。

则（）
A．D点和E点的电场强度大小相等
B．D点和E点的电场强度方向相同
C．D点和E点的电势相等
D．将负电荷从D点移到E点，电势能增加
10、如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h。

当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，则下列说法中正确的是（两球均可看作点电荷）（）
A．此时丝线长度为
2 2
L
B．以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小保持不变
C．若保持悬点C位置不变，缓慢缩短丝线BC的长度，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧
D．若A对B的静电力为B所受重力的
3
3
倍，要使B球依然在θ=30°处静止，则丝线BC的长度应调整为
3
3
h或
23
3
h
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(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．
(1)图(a)中的A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接．
(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）．
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示．若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为________．（结果均保留3位有效数字）
12．（12分）如图所示的实验装置，桌面水平且粗糙，在牵引重物作用下，木块能够从静止开始做匀加速直线运动。

在木块运动一段距离后牵引重物触地且不反弹，木块继续运动一段距离停在桌面上（未碰到滑轮）。

已知牵引重物质量为m，重力加速度为g。

某同学通过分析纸带数据，计算得到牵引重物触地前、后木块的平均加速度大小分别为a1和a2，由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为μ=_______（结果用题中字母表示）；在正确操作、测量及计算的前提下，从系统误差的角度，你认为该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会_____（选填“偏大”、“偏小”“不变”）；木块的质量为M=_____（结果用题中字母表示）。

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，A车原来临时停在一水平路面上，B车在后面匀速向A车靠近，A车司机发现后启动A车，以A车司机发现B车为计时起点(t=0)，A、B两车的v－t图象如图乙所示．已知B车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m.
(1)求B车运动的速度v B和A车的加速度a的大小；
(2)若A、B两车不会相撞，则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离x0应满足什么条件？
14．（16分）如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（－l，0），MN与y轴之间有沿y 轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。

现有一质量为m、电荷量大小为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5l）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q 3l
l）射出，速度沿x轴负方向。

不计电子重力。

求：
(1)匀强电场的电场强度E的大小？
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？
(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？
15．（12分）“嫦娥四号”在月球背面软着陆和巡视探测，创造了人类探月的历史。

为了实现“嫦娥四号”与地面间的太空通讯，我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”，它是运行于地月拉格朗日2L点的通信卫星，2L点位于地球和月球连线的延长线上。

若某飞行器位于2L点，可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动，如图
所示。

已知飞行器质量远小于月球质量，地球与月球的中心距离为r，2L点与月球的中心距离为r
n
，月球绕地球公转
周期为T，引力常量为G。

求：
（1）该飞行器在2L点的加速度大小a。

（2）地球质量与月球质量的比值。

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、D
【解题分析】
金属棒的有效长度为AC，根据几何知识得L=0.2m，根据安培力公式得
F=BIL=2×5×0.2=2N
根据左手定则可判定安培力水平向左，故ABC错误，D正确；
故选D 。

2、A
【解题分析】
AB ．根据右手螺旋定则，通电导线a 在O 点处产生的磁场平行于bc 指向左方，通电导线b 在O 点处产生的磁场平行于ac 指向右下方，通电导线c 在O 点处产生的磁场平行于ab 指向左下方；根据公式kI B r
=可得 022b c a B B B B ===
根据平行四边形定则，则O 点的合场强的方向平行于ab 指向左下方，大小为03B ，故A 正确，B 错误；
C ．根据左手定则，质子垂直纸面向里通过O 点时所受洛伦兹力的方向垂直ab 连线由c 点指向O ，故C 错误；
D ．根据左手定则，电子垂直纸面向里通过O 点时所受洛伦兹力的方向垂直ab 连线由O 点指向c ，故D 错误； 故选A 。

3、B
【解题分析】
A ．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：
∆=∆v a t
可知加速和减速所用时间相同，A 错误；
BC ．加速的时间为1t ，匀速的时间为2t ，减速的时间为1t ，由题意得：
1224060s t t +=⨯
23121260010m 2
at vt ⨯+=⨯ 11200m/s 3.6
at = 联立方程解得：
匀加速和匀减速用时：1600s=10min t =
匀速运动的时间：21200s t = 加速和减速过程中的加速度：2s 59
m/a = B 正确，C 错误；
D ．同理将上述方程中的加速度变为210m/s ，加速和减速的时间均为：
11200
1003.6s s 103
t '==
加速和减速距离均为
221111005000010()m m 2239x at ='=⨯⨯= 匀速运动用时：
325000060010253009s s 12003
3.6
t ⨯-⨯
'== 总时间为：
1255002s 31min 3
t t '+'=≈ D 错误。

故选B 。

4、C
【解题分析】
粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过C 点，因此粒子出磁场时一定沿ac 方向，轨迹如图：
由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为
221)r L L L =-=
根据牛顿第二定律得：
200v qv B m r
= 解得：0(21)qBL v -=
，故C 正确。

故选：C 。

5、B 【解题分析】
开始2k 弹簧压缩量
12
2mg x k = 当A 离开弹簧1k ，2k 弹簧的压缩量
22
mg x k = 所以B 上升的最大高度
122
mg x x x k ∆=-= 故B 正确，ACD 错误。

故选：B 。

6、B
【解题分析】
电子在电场力的作用下做类平拋运动，在垂直电场方向上做匀速直线运动：
6
6M N 410m /s 810m /s 1sin 302
v v ⨯===⨯︒
根据动能定理：
22MN N 11()22
M e U mv mv -⋅=
- 所以有： ()()()22663122N M
MN 198104109.110V 136.5V 22 1.610m v v U e --⎡⎤⨯-⨯⨯⨯-⎢⎥⎣⎦===---⨯⨯ 故B 正确，ACD 错误。

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】
由图象可知，当2v c =时，有：F ＜0，则杆对小球得作用力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的弹力方向向上，故A 错误；由图象知，当2v b =时，F=0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有：
2v mg m R =，得b g R =,由图象知，当20v =时，F=a ，故有F mg a ==，解得：a aR m g b ==，故B 错误，C 正确；由图象可知，当2
2v b =时，由2
2v F mg m mg R +==，得F=mg ，故D 正确；故选CD. 【题目点拨】小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力与杆的弹力的合力提供向心力，根据图象、应用向心力公式、牛顿第二定律分析答题．
8、CD
【解题分析】
根据牛顿第二定律，μmg=ma ，得a=μg ，摩擦力与侧向的夹角为45°，侧向加速度大小为22x a g ＝
μ，根据−2a x s ＝1-v 12，解得：
2022v s g μ＝ ，故A 错误；
沿传送带乙方向的加速度a y ＝22
μg ，达到传送带乙的速度所需时间02y v t a =，与传送带乙的速度有关，故时间发生变化，故B 错误；设t=1时刻摩擦力与侧向的夹角为θ，侧向、纵向加速度大小分别为a x 、a y ，
则 y
x a tan a θ＝，很小的△t 时间内，侧向、纵向的速度增量△v x =a x △t ，△v y =a y △t ，解得 y x v tan v θ∆∆＝ ．且由题意知，
y x v tan v θ＝t ，则 y y y x x x
v v v tan v v v θ'-∆'-∆＝＝，所以摩擦力方向保持不变，则当v x ′=1时，v y ′=1，即v=2v 1．故C 正确; 工件在乙上滑动时侧向位移为x ，沿乙方向的位移为y ，由题意知，a x =μgcosθ，a y =μgsinθ，在侧向上−2a x s ＝1-v 12，在纵向上，2a y y ＝(2v 1)2−1; 工件滑动时间02y
v t a ＝ ，乙前进的距离y 1=2v 1t ．工件相对乙的位移221()L x y y =+-统摩擦生热Q=μmgL ，依据功能关系，则电动机做功：()22001
1
2?22
W m v mv Q ++＝ 由 W P t ＝ ，解得045 5
P mg v ＝μ ．故D 正确；故选CD.
点睛：本题考查工件在传送带上的相对运动问题，关键将工件的运动分解为沿传送带方向和垂直传送带方向，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．
9、AC
【解题分析】
AB ．D 、E 两点电场，是A 、B 两正点电荷的电场与C 点的负点电荷的电场的叠加。

A 、B 两正点电荷在D 点和E 点的合场强大小相等，方向相反，C 点的负点电荷在D 点和E 点的场强大小相等，方向不同，所以，D 点和E 点的合场强大小相等，方向不同，A 正确，B 错误；
C ．
D 点和
E 点在Q -的等势面上，同时关于两正点电荷对称，所以D 点和E 点的电势相等，C 正确；
D ．根据电势能的计算公式
p E q ϕ=
可知负电荷在D 点和E 点的电势能相同，D 错误。

故选AC 。

10、BCD
【解题分析】
A ．当A 对
B 的静场力为B 所受重力的0.5倍，B 静止时丝线B
C 与竖直方向夹角θ=30°，处于平衡，根据几何关系可知此时AB 与BC 互相垂直，此时丝线长度为32
h ，选项A 错误；
B ．而由三角形相似可知
G F T h AB BC
== 则在整个漏电过程中，丝线上拉力T 大小保持不变，选项B 正确；
Ｃ．以C 点为原点，以CA 方向为y 轴，垂直CA 方向向右为x 轴建立坐标系，设B 点坐标为（x ，y ），则由几何关系 cos sin x h θθ=⋅
tan x y
θ=
消掉θ角且整理可得
2222(cos )x y h BC +==θ
缓慢缩短丝线BC 的长度，最初阶段BC 的长度变化较小，B 球运动轨迹在最初阶段为圆弧，选项C 正确；
D ．若A 对B 的静电力为B 则B 静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时，对B 受力分析，G 、F 与T ，将F 与T 合成，则有 G F AC AB
= 解得
3
F AB h h
G == 根据余弦定理可得
2222cos303
h BC BC h =+-⨯⨯︒（） 解得
BC h 选项D 正确。

故选BCD 。

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、黑 B 160 880 1.47mA 1.10×
103 Ω 2.95 V 【解题分析】
(1)[1] 欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红进黑出，A 端与电池正极相连，电流从A 端流出，A 端与黑表笔相连；
(2)[2]由电路图可知6R 只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要调节6R ；
A.与分析不符，故A 错误；
B.与分析相符，故B 正确；
C.与分析不符，故C 错误；
(3)[3]B 端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA 挡、直流1 mA 挡，如图所示
由电表的改装原理可知B 端与“2”相连时，有：
122G G G I r R I R I =+
+ 解得： 12160ΩR R +=
[4]B 端与“4”相连时，如图所示
多用电表为直流电压1 V 挡，表头并联部分电阻：
442
880ΩG G U I r R I -== (4)[5]B 端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA ；
[6]B 端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100Ω挡，读数为：
311.0100Ω 1.1010Ω⨯=⨯
[7]B 端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为：
1475V 2.95V 250
⨯= 12、2a g 偏大 ()112
-+m g a a a 【解题分析】
[1]牵引重物触地后，对木块由牛顿第二定律
2Mg Ma μ=
由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为
2a g
μ= [2]在减速阶段产生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会偏大。

[3] 牵引重物触地前，对木块和牵引重物分别用牛顿第二定律
1T Mg Ma μ-=
1-=mg T ma
联立解得
()
112m g a M a a -=+
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)12m/s ，3m/s 2 (2)x 0>36m
【解题分析】
(1)在11s t =时A 车刚启动，两车间缩短的距离：
1B 1x v t =
代入数据解得B 车的速度：B 12m/s v =
A 车的加速度：
B 21
v a t t =- 将25s t =和其余数据代入解得A 车的加速度大小：23m/s a =
(2)两车的速度达到相等时，两车的距离达到最小，对应于v t -图像的25s t =时刻，此时两车已发生的相对位移为梯形的面积，则：
B 121()2
x v t t =+ 解得36m x =，因此，若A 、B 两车不会相撞，则两车的距离0x 应满足条件：036m x >
14、
(1)20E el =； (2)06mv el ，0
9l v π；(3)212l π 【解题分析】
(1)设电子在电场中运动的加速度为a ，时间为t ，离开电场时，沿y 轴方向的速度大小为v y ，则
eE a m = ，v y ＝at ， l ＝v 0t ，v y ＝v 0cot30°
解得
203m E el
υ= (2)设轨迹与x 轴的交点为D ，OD 距离为x D ，则
x D ＝0.5l tan30°，x D ＝36
l 所以，DQ 平行于y 轴，电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道的圆心在DQ 上，电子运动轨迹如图所示。

设电子离开电场时速度为v ，在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r ，则
v ０＝v sin30°
02mv mv r eB eB
=
= sin 30r r l +=︒（有3
l r =） 13t T = 2m T eB π=（或0
23v r l T v ππ==） 解得
06mv B el
=，09l t v π=
(3)以切点F 、Q 为直径的圆形有界匀强磁场区域的半径最小，设为 r 1，则
133cos30r l r r ︒===
22
112l S r ππ==
15、 (1) 224(1)n r nT π+；(2) 32
2(1)331
n n n n +++ 【解题分析】
(1) 该飞行器在2L 点的加速度大小
222244(1)r n r a r T n nT
ππ+⎛⎫=+= ⎪⎝⎭ (2)设飞行器质量为m ，地球质量为M 1，月球质量为M 2，对飞行器有 212
22()()M m M m r G G m r n n r r r n ω⎛⎫ ⎭
⨯⎪=+⎝++ 对于月球来说，飞行器对它的引力远远小于地球对它的引力大小，故略去不计 21222G
r r M M M ω= 联立解得
32
122(1)331
M n n M n n +=++ 地球质量与月球质量的比值为32
2(1)331n n n n +++。