2023-2024学年广东省东莞市东莞高级中学物理高三上期末综合测试模拟试题含解析

2023-2024学年广东省东莞市东莞高级中学物理高三上期末综
合测试模拟试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能P E 随位移x 变化关系如图所示，其中0～2x 段是关于直线1x x =对称的直线，2x ～3x 段是曲线，则下列说法正确的是（ ）
A ．1x 处电场强度最小
B ．在123O x x x 、、、处电势0123φφφφ、、、的关系为3201φφφφ<=<
C ．0x ～2x 段带电粒子做匀变速直线运动
D ．0x ～1x 段电场方向不变，大小变，1x ～3x 段的电场强度大小方向均不变
2、2019年春晚在舞《春海）》中拉开帷幕．如图所示，五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，若五名领舞者的质量（包括衣服和道具）相等，下面说法中正确的是
A ．观众欣赏表演时可把领舞者看作质点
B．2号和4号领舞者的重力势能相等
C．3号领舞者处于超重状态
D．她们在上升过程中机械能守恒
3、如图所示，在水平桌面上固定一个光滑长木板，质量为M的木块通过轻绳与质量为m的钩码相连，重力加速度为g，则释放后钩码的加速度大小为（）
A．0
B．g
C．
m
g M m
+
D．
M
g M m
+
4、在x轴上有两个点电荷1q、2q，其静电场的电势ϕ在x轴上的分布情况如图所示，则（）
A．1q和2q带有同种电荷
B．1x处的电场强度为零
C．将一负电荷从1x处移动到1x处，其电势能增加
D．将一负电荷从2x处移到4x处，电场力做功为零
5、某实验小组要测量金属铝的逸出功，经讨论设计出如图所示实验装置，实验方法是：把铝板平放在桌面上，刻度尺紧挨着铝板垂直桌面放置，灵敏度足够高的荧光板与铝板平行，并使整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中；让波长为λ
的单色光持续照射铝板表面，将荧光板向下移动，发现荧光板与铝板距离为d时，荧光板上刚好出现辉光。

已知普朗克常量为h，光在真空中传播速度为c，电子电量为e，质量为m。

下列说法正确的是（）
A ．金属铝的逸出功为222
8hc
e d B m λ- B ．从铝板逸出的光电子最大初动能为222
2e d B m
C ．将荧光板继续向下移动，移动过程中荧光板上的辉光强度可能保持不变
D ．将荧光板继续向下移动到某一位置，并增大入射光波长，板上的辉光强度一定增强
6、有关原子物理学史，下列说法符合事实的是（ ）
A ．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的枣糕模型
B ．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的
C ．汤姆孙首先发现了中子，从而说明原子核内有复杂的结构
D ．玻尔在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
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、下列各种说法中正确的是________
A ．热量不可能从低温物体传到高温物体
B ．布朗运动是由于液体分子无规则运动引起的
C ．当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体分子的平均动能减小
D ．已知阿伏伽德罗常数为N A ，氧气的摩尔质量为M 、密度为ρ，则每个氧气分子的质量为0A M m N =，每个氧气分子的体积为0=M V ρ
E.有两个相距较远的分子甲和乙，设乙分子固定不动，现让甲分子以一定的初速度向乙运动且两分子始终在同一直线上，当甲分子到达r =r 0处时，甲、乙分子系统的分子势能最小
8、一定质量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态，其V ﹣T 图象如图所示，p a 、p b 、p c 分别表示状态a 、b 、c 的压强，下列判断正确的是（ ）
A．过程a到b中气体一定吸热
B．p c＝p b＞p a
C．过程b到c气体吸收热量
D．过程b到c中每一个分子的速率都减小
E.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
9、某地区1月份平均气温1.4℃，平均大气压1.021×105 Pa；7月份平均气温30.84℃，平均大气压0.9960×105Pa．7月份和1月份相比较，下列说法正确的是．
A．7月份和1月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同
B．与1月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在7月份减少了
C．7月份空气中每个分子的动能都比1月份的大
D．对水这种液体它的表面张力7月份比1月份小
E.对同种液体而言，它的饱和气压7月份髙于1月份
10、如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q 是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是
_______ ．
A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm
B．在t=0时，质点Q向y轴负方向运动
C．从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D．从t=0.1到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）
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）某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动，实验器材还有：
电源(电动势约为2 V，内阻不可忽略)
两个完全相同的电流表A1、A2(量程为3 mA，内阻不计)
电阻箱R(最大阻值9 999 Ω)
定值电阻R0(可供选择的阻值有100 Ω、1 kΩ、10 kΩ)
开关S，导线若干，刻度尺．
实验步骤如下：
A．测得圆柱形玻璃管内径d＝20 mm
B．向玻璃管内注自来水，并用刻度尺测量水柱长度L
C．连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数分别记为I1、I2，记录电阻箱的阻值R
D．改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R
E．断开S，整理好器材
(1)为了较好的完成该实验，定值电阻R0应选________．
(2)玻璃管内水柱的电阻R x的表达式R x＝________(用R0、R、I1、I2表示)
(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的R－L关系图像，则自来水的电阻率ρ＝________ Ω·m(保留两位有效数字)，在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)
12．（12分）在测量干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=4Ω。

合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。

在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数Ⅰ的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为3.00V、2.99V，与横轴的截距分别为0.5A、0.6A。

(1)S2接1位置时，作出的U－I图线是图乙中的____________（选填“A”或“B”）线；测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是____________。

(2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=____________，r真
=____________。

(3)根据图线求出电流表内阻R 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．（10分）一轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s=2m，动摩擦因数为μ=0.1．现有一滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球发生弹性正碰，与挡板碰撞时不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：
（1）若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平
面内做圆周运动，求此高度h．
（2）若滑块B从h=5m处滑下，求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力．（3）若滑块B从h=5m处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小
球做完整圆周运动的次数．
14．（16分）一长木板在光滑水平地面上匀速运动，在t=0时刻将一物块无初速轻放到木板上，此后长木板运动的速度﹣时间图象如图所示．已知长木板的质量M=2kg，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取g=10m/s2，求：
（1）物块的质量m ；
（2）这一过程中长木板和物块的内能增加了多少？
15．（12分）如图，平板小车静止在光滑水平地面上，其右端固定一半圆形光滑轨道BC 与车上表面相切于B 点，B 端右边x 0=2m 处有一与小车等高的台阶。

一质量m =2.0kg 可视为质点的物块以某－初速度滑上小车最左端A 处，当物块运动到小车最右端B 处时，小车与台阶相碰后立即静止，此后物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C 。

已知小车与轨道的总质量M =1.0kg ，轨道半径R =0.5m ，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，g 取10m/s 2。

求：
(1)小车的运动时间t ；
(2)小车的长度L 。

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
【解析】
A ．根据电势能与电势的关系：E p =qφ，场强与电势的关系：E x ϕ=，得
1p E E q x
=⋅
由数学知识可知E p -x 图象切线的斜率等于p E x ，x 1处的斜率可以认为与0-x 1段相等，
故此时电场强度并不是最小的，故A 错误；
B ．根据电势能与电势的关系：E p =qφ，粒子带负电，q ＜0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有
φ3＜φ2=φ0＜φ1
故B 正确；
C ．由图可知，0～x 1段和0～x 2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，故C 错误；
D ．0～x 1段电场方向不变，大小不变，x 2～x 3段图象的斜率减小，故电场强度大小减小，方向不变，故D 错误。

故选B 。

2、B
【解析】
A 项：观众欣赏表演时看演员的动作，所以不能将领舞者看作质点，故A 错误；
B 项：2号和4号领舞者始终处于同一高度，质量相等，所以重力势能相等，故B 正确；
C 项：五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，所以处于平衡状态，故C 错误；
D 项：上升过程中，钢丝绳对他们做正功，所以机械能增大，故D 错误．
故选B ．
3、C
【解析】
以钩码为研究对象则有
mg T ma -=
以木块为研究对象，则有
T Ma =
联立解得
m a g M m
=+ 故选C 。

4、D
【解析】
A ．由图知1x 处的电势等于零，所以q 1和q 2带有异种电荷，A 错误；
B ．图象的斜率描述该处的电场强度，故1x 处场强不为零，B 错误；
C ．负电荷从1x 移到2x ，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C 错误；
D ．由图知，负电荷从2x 处移到4x 处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。

所以D 正确。

故选D 。

5、A
【解析】
AB ．从铝板中逸出的光电子具有最大初动能的电子在磁场中做圆周运动的直径为d ，则由
22
m m v ev B m d =
解得最大初动能
2222128km m e d B E mv m
== 金属铝的逸出功为
222
2128m hc e d B W h mv m
νλ=-=- 选项A 正确，B 错误；
C ．将荧光板继续向下移动，则达到荧光板的光电子会增加，则移动过程中荧光板上的辉光强度要增加，选项C 错误；
D ．增大入射光波长，则光电子最大初动能减小，则光子在磁场中运动的最大半径减小，则达到板上的电子数减小，则板上的辉光强度不一定增强，选项D 错误。

故选A 。

6、B
【解析】
A ．卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实验结果成了否定汤姆孙枣糕原子模型的有力证据，在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A 错误；
B ．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的，故B 正确；
C ．查德威克通过用α粒子轰击铍核（94Be ）的实验发现了中子，汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子有复杂的结构，故C 错误：
D ．爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故D 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、BCE
【解析】
A ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，若引起其他的变化，热量可以从低温物体传向高温物体，如空调，故A 错误；
B ．布朗运动是由于液体分子的无规则运动而不断撞击悬浮颗粒，从而引起悬浮颗粒的无规则运动，这个无规则运动称为布朗运动，故B 正确；
C ．温度是分子平均动能的标志，气体分子热运动的剧烈程度减弱时，说明气体的温度降低，那么气体分子的平均动能减小，故C 正确；
D ．已知阿伏伽德罗常数为N A ，氧气的摩尔质量为M ，则每个氧气分子的质量为 0A
M m N = 且气体的摩尔体积为
M
V ρ=
由于气体分子间的间隔较大，故可算出则每个氧气分子所占空间的体积为
0A A
V V N N M ρ== 并不能算出每个氧气分子的体积，故D 错误；
E ．分子甲从远处趋近固定不动的分子乙，一直到分子甲受到分子乙的作用力为零，这个过程中分子力表现为引力，一直做正功，分子的动能一直增大，则系统分子势能减小，当两分子之间的距离r <r 0时，分子力对乙分子做负功，此后分子系统的势能增加，故E 正确。

故选BCE 。

8、ABE
【解析】
A ．过程ab 中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故A 正确；
B ．设a 状态的压强为a P ，则由理想气体的状态方程可知
0000
333a b P V P V T T ⋅⋅= 所以
3b a P P =
同理
0000
·3a C P V P V T T =⋅ 解得
3c a P P =
所以
c b a P P P =>
故B 正确；
C ．过程b 到c ，温度降低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，故C 错误；
D ．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc 中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小，故D 错误；
E ．由图可知过程ca 中气体等温膨胀，内能不变，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故E 正确；
故选ABE 。

9、BDE
【解析】
温度越高，分子无规则热运动加强．7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故A 错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B 正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C 错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故D 正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故E 正确．
10、ACE
【解析】
由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A ；
【详解】
由图像可知，这列波的波长是8m ，周期是0.2s ，振幅是10cm ，选项A 正确；由Q 点的振动图像可知，在t =0时，质点Q 向y 轴正方向运动，可知波向x 轴正向传播，选项B 错误；波速8/40/0.2
v m s m s T λ
===，从t =0.1到t =0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了400.156x vt m m ==⨯=，选项C 正确；从t=0.1到t=0.25s 经历了0.15s=34T ，但是因P 点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P 通过的路程不等于3A=30cm,选项D 错误；2=10/rad s T
πωπ=，则质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt （国际单位），选项E 正确；故选ACE.
【点睛】
本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A ．
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、1000Ω
()102I R R I + 16， 不变 【解析】
（1）定值电阻所在支路最小电阻约为11max E 3R =10000.003
I =Ω=Ω总；电阻箱R （最大阻值为9999Ω），为测多组实验数据，定值电阻R 0应选1KΏ；
电阻箱与R 0、A 2串联，再与水柱、A 1并联，所以有201()x I R R I R +=，玻璃管内水柱电阻R x 的表达式201
()x I R R R I += (2)由电阻定律可以知道2022
1()4()2
x I R R L L L R d s d I ρρρππ+====，则有
20214R=I L R d I ρπ-，根据题意可知，电流表A 1，A 2 示数均相等，则有024R=L R d
ρ
π-，由图可得33
4224410(1)105101010
k d ρπ-⨯--⨯===⨯⨯ 电阻率2243.140.025101644
d k
m πρ⨯⨯⨯===Ω （3）电流表内阻不能忽略，则有2210214R=
-r I L r R d I ρπ+-，电阻率为24d k πρ=保持不变．
12、B 电流表的示数偏小 3.00V 1.0Ω 1.0Ω
【解析】
(1)[1]当S 2接1位置时，可把电压表、定值电阻0R 与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知
E U =断
电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的U I -图线应是B 线；
[2]测出的电池电动势E 和内阻r 存在系统误差，原因是电压表的分流；
(2)[3]当S 2接2位置时，可把电流表、定值电阻0R 与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律E U =断可知电动势测量值等于真实值，U I -图线应是A 线，即有 3.00V A E U ==真
[4]由于S 2接1位置时，U I -图线的B 线对应的短路电流为
0.6A B I I ==短
所以
r 真0 5.0ΩA B
E U R r I +===真短 解得
r 真 1.0Ω=
[5]对A 线，根据闭合电路欧姆定律可得对应的短路电流为
00.5A A
E r R R =++ 解得电流表内阻为
A 1.0ΩR =
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）0.5m （2）48N （3）10次。

【解析】
（1）小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v 0，在最高点，仅有重力充当向心力，则有
20v mg m L
=① 在小球从最低点运动到最高点的过程中，机械能守恒，并设小球在最低点速度为v ，则又有
221011222
mv mg L mv =⋅+② 解①②有
1=v
滑块从h 高处运动到将与小球碰撞时速度为v 2，对滑块由能的转化及守恒定律有
22122
s mgh mg mv μ=⋅+ 因弹性碰撞后速度交换
2v =解上式有
h =0.5m
（2）若滑块从h =5m 处下滑到将要与小球碰撞时速度为u ，同理有
/2122
s mgh mu mg μ=
+⋅③ 解得
u =
滑块与小球碰后的瞬间，同理滑块静止，小球以u =
的速度开始作圆周运动，
绳的拉力T 和重力的合力充当向心力，则有 2
u T mg m L
-=④ 解④式得
T =48N
（3）滑块和小球最后一次碰撞时速度为
v =
滑块最后停在水平面上，它通过的路程为s′，
同理有
/212
mgh mv mgs μ=+'⑤ 小球做完整圆周运动的次数为
21s s n s '-
=+⑥
解⑤、⑥得
19s m '=
n =10次
14、（1）4kg （2）24J
【解析】
（1）长木板和物块组成的系统动量守恒：)Mv M m v 共（=
+ 代入数据解得：4m kg = ．
（2）设这一过程中长木板和物块的内能增加量为Q ，根据能量守恒定律： 2211()24J 22
Q Mv M m v =-+=共 15、 (1)1s t =；(2)4m
【解析】
(1)对小车，由牛顿第二定律得
mg Ma =μ
解得
a =4m/s 2
小车加速过程
2012
x at =
得 1s t =
(2)物块恰能沿圆弧轨道运动到最高点C ，由牛顿第二定律得
2C v mg m R
= 物块从B 运动到C 的过程，由机械能守恒定律得
2221122
C B mg m R v mv += 联立解得
5m /s B v =
根据牛顿第二定律可得
1mg ma μ=
物块在水平面上的运动可视为反向匀加速
2112
B s v t a t =+ 故
04m L s x =-=。