2023-2024学年福建省泉州市晋江市子江中学高三物理第一学期期末学业质量监测模拟试题含解析

2023-2024学年福建省泉州市晋江市子江中学高三物理第一学
期期末学业质量监测模拟试题
注意事项
1．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、二氧化锡传感器的电阻随着一氧化碳的浓度增大而减小，将其接入如图所示的电路中，可以测量汽车尾气一氧化碳的浓度是否超标。

当一氧化碳浓度增大时，电压表V 和电流表A示数的变化情况可能为
A．V示数变小，A示数变大
B．V示数变大，A示数变小
C．V示数变小，A示数变小
D．V示数变大，A示数变大
2、一理想自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈，通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，副线圈两端连有一电阻R．在a、b间输入电压为U l的交变电压时，c、d间的电压为U2，在将滑动触头从图中M点逆时针旋转到N点的过程中
A．U2有可能大于U l B．U1、U2均增大
C．U l不变、U2增大D．a、b间输入功率不变
3、关于物理学史，正确的是（）
A．库仑利用扭秤实验，根据两电荷之间力的数值和电荷量的数值以及两电荷之间的距离推导得到库仑定律
B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应
C．法拉第通过实验总结出法拉第电磁感应定律
D．欧姆通过实验得出欧姆定律，欧姆定律对金属和电解质溶液都适用，但对气体导电和半导体元件不适用
4、下列说法正确的是（）
A．核反应前后质量并不守恒
B．爱因斯坦在研究光电效应现象时提出了能量子假说
C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光的强度减为原来的一半，则没有光电子飞出
D．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
5、空间存在一静电场，x轴上各点电势φ随x变化的情况如图所示。

若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，E k-t图线，E p-t图线正确的是（）
A．B．
C．
D．
6、在平直公路上行驶的甲车和乙车，它们沿同一方向运动的v t-图像如图所示。

已知t=时刻乙车在甲车前方10m处，下列说法正确的是（）
t=时，甲、乙两车相遇
A．2s
~内，甲、乙两车位移相等
B．04s
C．甲、乙两车之间的最小距离为6m
D．相遇前甲、乙两车之间的最大距离为18m
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、2019 年11 月 5 日01 时43 分，我国在西昌卫展发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射了第49 颗北斗导航卫星。

该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统3 颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。

倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星，它的运行周期与“同步卫星”相同(T＝24h)，运动轨迹如图所示。

关于该北斗导航卫星说法正确的是（）
A．该卫星与地球上某一位置始终相对静止
B．该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等
C．该卫星运行速度大于第一宇宙速度
D．该卫星在一个周期内有2 次经过赤道上同一位置
8、下列说法中不符合实际的是_______
A．单晶体并不是在各种物理性质上都表现出各向异性
B．液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势
C．气体的压强是由于气体分子间相互排斥而产生的
D．分子间同时存在引力和斥力，且这两种力同时增大，同时减小
E.热量能自发地从内能大的物体向内能小的物体进行传递
9、一个长方体金属导体的棱长如图所示，将该长方体导体放在匀强磁场中，并使前侧面与磁场垂直，已知磁感应强度为B。

导体的左右两侧面外接电源，产生由左向右的稳定电流时，测得导体的上、下表面间的电势差为U。

则下列说法正确的是（）
A．上、下两表面比较，上表面电势高B．上、下两表面比较，下表面电势高
C．导体中自由电子定向移动的速率为U
dB
D．导体中自由电子定向移动的速率为
U
hB
10、带电粒子只在电场力作用下沿直线运动，其动能E k随位移x变化图线如图所示，其中a、b、c为粒子运动中所经过的三点，且ab=bc，ab段为直线，bc段为曲线。

则下面判断正确的是（）
A．a、b、c三点电场强度大小关系为E a>E b>E c
B．粒子在a、b、c三点受到的电场力大小关系为F a=F b>F c
C．a、b、c三点电势大小关系为φa>φb>φc
D．ab间电势差的绝对值大于bc间电势差的绝对值
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）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图甲所示。

实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳
子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。

数据记录如下表所示：（弹力始终未超过弹性限度，取210m/s g =） 记录数据组
1 2 3 4 5 6 钩码总质量()g
0 30 60 90 120 150 弹簧总长()cm 6.00 7.11 8.20 9.31 10.40 11.52 （1）在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小F 与弹簧总长度x 之间的函数关系的图线_______。

（2）由图线求得该弹簧的劲度系数k = __________N/m 。

（保留两位有效数字）
12．（12分）如图所示，某实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，进行“探究做功与物体速度变化的关系”的实验，实验时使小车在砝码和托盘的牵引下运动，以此定量探究细绳拉力做功与小车速度变化的关系。

(1)实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、纸带、复写纸及如图所示的器材。

若要完成该实验，必需的实验器材还有其中的________。

(2)为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________运动。

(3)实验开始时，先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行。

这样做的目的是________(填字母代号)。

A ．避免小车的运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
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，在边界OP、OQ之间存在竖直向下的匀强电场，直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。

从O点以速度v0沿与Oc成60°角斜向上射入一带电粒子，粒子经过电场从a点沿ab方向进人磁场区域且恰好没有从磁场边界bc 飞出，然后经ac和aO之间的真空区域返回电场，最后从边界OQ的某处飞出电场。

已知Oc=2L，ac=3L，ac垂直于cQ，∠acb=30°，带电粒子质量为m，带电量为+g，不计粒子重力。

求：
(1)匀强电场的场强大小和匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)粒子从边界OQ飞出时的动能；
(3)粒子从O点开始射入电场到从边界OQ飞出电场所经过的时间。

14．（16分）我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。

如图所示，质量m＝60 kg的运动员从倾角θ=30°、长度L=80m的直助滑道AB的A处由静止开始匀加速滑下，经过t=8s到达助滑道末端B。

为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心、半径R=14m的圆弧，助滑道末端B与弯曲滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在
B、C间运动时阻力做功W＝－1 000 J，g＝10 m/s2.求：
(1)运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小；
(2)运动员到达滑道最低点C时对滑道的压力F N的大小。

15．（12分）如图所示，一定质量的气体从状态A经状态B、C、D再回到状态A．已知气体在状态A时的体积是1L。

（1atm=1.013×105Pa，ln3=1.099）
①求气体在状态C 的体积；
②气体从状态A 经状态B 、C 、D 再回到状态A 的过程中，吸收或放出的热量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、D
【解析】
当一氧化碳浓度增大时，二氧化锡传感器的电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流变大，则A 示数变大；由欧姆定律知R 的电压变大，则电压表V 变大； AC ．综上分析，电压表示数变大，AC 错误；
BD ．综上分析，电流表示数变小，B 错误D 正确。

故选D 。

2、C
【解析】
A 、根据变压器的电压关系有1122
U n U n =，由于n 2＜n 1，所以U 2＜U 1，故A 错误．B 、C 、当滑动触头M 顺时针转动时，即n 2减小时，输入电压U1由发电机决定不变，电压2211
n U U n =应该减小即降低，B 错误、C 正确．D 、因负载不变，故输出功率减小，则变压器的输入功率变小，D 错误．故选A ．
【点睛】自耦变压器的原理和普通的理想变压器的原理是相同的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据基本的规律分析即可．
3、D
【解析】
A ．库仑利用扭秤实验，得到两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的平方成反比，与电量的乘积成正比，从而推导出库仑定律，但当时的实验条件无法测出力的数值和电荷量的数值，选项A 错误；
B ．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，不是电磁感应现象，选项B 错误；
C ．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯通过实验总结出了法拉第电磁感应定律，人们为了纪念法拉第，所以将其命名为法拉第电磁感应定律，故C 错误；
D ．欧姆定律是个实验定律，适用于金属导体和电解质溶液，对气体导电、半导体导电不适用。

故D 正确。

故选D 。

4、A
【解析】
A ．由于存在质量亏损，所以核反应前后质量并不守恒，A 正确；
B ．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，B 错误；
C ．用一束绿光照射某金属，现把这束绿光的强度减为原来的一半，因为频率不变，所以仍能发生光电效应有光电子飞出，C 错误；
D ．在光电效应现象中，根据光电效应方程
0km E h W ν=-
可知光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但非成正比关系，D 错误。

故选A 。

5、B
【解析】
AB 、由x ϕ-图可知，图像的斜率表示电场强度，从0x -到0x 的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在0x =位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B 正确，A 错误；
C 、粒子在运动过程中，受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知k E x -图像的斜率先变小再变大，在0x =位置的斜率为零，故C 错误；
D 、由于粒子带负电，根据电势能P
E q ϕ=可知，P E x -变化规律与x ϕ-变化规律相反，故D 错误；
图线正确的是选B。

6、B
【解析】
AD．0时刻，乙车在甲车前10m处，前2s内乙车的速度大于甲车的速度，所以两车的距离逐渐变大，在2s时刻速度相等，距离最远，v t-图线和时间轴围成的面积为位移
max
24
()10m m10m14m
2
s x x ⨯
=-+=+=
乙甲
AD错误；
B．v t-图线和时间轴围成的面积为位移，前4s内，根据几何关系可知甲乙两车的v t-图线和时间轴围成的面积相等，所以二者位移相等，B正确；
C．甲车速度大于乙车速度，二者最终可以相遇，最小距离为0m，C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、BD
【解析】
A．同步卫星相对于地球静止，必须为地球赤道面上的同步卫星，因为此卫星为倾斜轨道，因此不能与地球保持相对静止;A错误；
B．由公式h R
=可得，因为两个卫星的周期是一样的，其他常量都相同，所以高度相同;B正确.
C．地球的第一宇宙速度是最大的环绕速度，该卫星比近地卫星轨道半径大，所以速度小于第一宇宙速度;C错误
D．此卫星的轨道为倾斜轨道，因此当卫星转一周时，两次通过赤道;D正确.
故选BD。

8、BCE
【解析】
A．由于单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则为单晶体具有各向异性，但并不是所有物理性质都是各向异性的，选项A正确，不符合题意；B．液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势，选项B错误，符合题意；
C．气体的压强是由于大量的气体分子频繁的对器壁碰撞产生的，并不是由于气体分子间相互排斥而产生的，选项C错误，符合题意；
D ．分子间同时存在引力和斥力，且这两种力同时增大，同时减小，选项D 正确，不符合题意；
E ．热量能自发地从温度高的物体向温度低的物体进行传递，选项E 错误，符合题意； 故选BCE.
9、BD
【解析】
A B ．电流向右，则金属导体中的自由电子定向向左移动，由左手定则知洛伦兹力向上，则上表面累积负电荷，其电势低，选项B 正确，A 错误。

CD ．稳定状态时，电子做匀速直线运动，受力平衡，有
eE evB =
又有
U E h
= 解得 U v hB =
选项C 错误，D 正确；
故选BD.
10、BD
【解析】
AB ．粒子仅在电场力作用下运动，根据动能定理
k F x E ∆=∆
可知图线斜率表示电场力，可得出
a b c F F F =>
根电场强度的定义式
F E q
= 可知电场强度的大小关系
a b c E E E =>
A 错误，
B 正确；
CD ．根据
k qU E =∆
可知
k k ab bc E E ∆>∆
因粒子电性未知，所以 ab bc U U >
而a 、b 、c 三点电势无法大小确定，C 错误，D 正确。

故选BD 。

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、 28
【解析】
(1)[1]按照表中所给数据在坐标系中描点并用一条直线连接即可，要注意让尽可能多的点连在线上，不通过直线的点大致均匀地分布在直线两侧，偏差过大的点是测量错误，应该舍去。

(2)[2]根据表达式()0F k x x =-，得图线的斜率表示弹簧的劲度系数，故
28N/m F k x
∆==∆ 12、AC 匀速直线 D
【解析】
（1）[1]．根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带
来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺，天平（带砝码），故选AC ．
（2）[2]．为达到平衡摩擦力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动；
（3）[3]．实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故ABC 错误，D 正确．
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
）E =
02B qL = （2）204
k mv E = （3
0L 【解析】
（1）从O 点到a 点过程的逆过程为平抛运动
水平方向：
012cos L v t θ=
竖直方向：
2112
at = 加速度：
qE a m
= 可得：
E = 10
4L t v =， 粒子进入磁场后运动轨迹如图所示，设半径为r ，由几何关系得，
sin 30
r r ︒+=， 洛伦兹力等于向心力：
2
v qvB m r
=
00cos602v v v ︒==
解得： 032mv B qL
= 在磁场内运动的时间： 20
233r
L t v v ππ==.
（2）粒子由真空区域进入电场区域从边界飞出过程，由动能定理得，
21(32)2
k qE L r E mv -=- 解得：
204
k mv E = （3）粒子经过真空区域的时间，
30
4833L
L t v v ==. 粒子从真空区域进入电场区域到从边界飞出经过的时间为
2441(32)2
t L r at -=
， 解得： 40
43L t =. 粒子从入射直至从电场区域边界飞出经过的时间
12340
204323t t t t t L π++=+++=. 14、（1）150N ；（2）2600N 。

【解析】
(1)A 到B ：由牛顿第二定律得：
sin f mg F ma θ-=
212L at = 150f F N =
(2)A 到C ：由动能定理得
21(sin )02
f C m
g L
h F L W mv θ+-+=- 在C 点
2C N v F mg m R
-= 2600N N F =
根据牛顿第三定律压力与支持力大小相等，为2600N 。

15、①2L ；②吸收的热量为24.65410J ⨯
【解析】
①由图可知气体在AB 过程是等容升温升压，V A =1L ，则V B =1L ，气体在BC 过程是等压升温增容，根据盖吕萨克定律有
C B B C
V V T T = 代入数据解得2c V =L 。

②从C 到D 是等温变化，根据玻意耳定律得有
C C
D D V p p V =
代入数据解得6D V =L
则根据p T -图线转化为p V -图线如图所示
从B 到C 过程，等压变化，体积增大，气体对外界做功，根据
W p V =∆
解得
()5313 1.013102110W -=-⨯⨯⨯-⨯J=-3.039210⨯J
从C 到D 过程，等温变化，体积增大，气体对外界做功，根据数学知识，则有 536 1.0131010pV -=⨯⨯⨯
则有
26 1.01310p V
=⨯⨯ 由数学微积分知识可得
66
6222222
6 1.013106ln 1.01310W pdV dV V V =-=-⨯⨯=-⨯⨯⎰⎰ 解得
()2226ln6ln 2 1.013106ln3 1.01310W =--⨯⨯=-⨯⨯J=-26.68010⨯J
从D 到A 过程，压强不变，体积减小，外界对气体做功，根据
W p V =∆
解得
()53311.013106110W -=⨯⨯⨯-⨯J=5.065210⨯J
则整个过程做的总功为
123W W W W =++
代入数据解得
24.65410W =-⨯J
即气体对外界做功为24.65410-⨯，从A 出发再回到A ，初末状态温度相同，内能相同，即0U ∆=
根据热力学第一定律有
U Q W ∆=+
解得
24.65410Q W =-=⨯J
即吸收24.65410⨯J 的热量。