2024年安徽省淮南第一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

2024年安徽省淮南第一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、电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通勤的交通工具。

平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。

下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是（）
电池输出电压36 V 电池总容量50000 mA·h
电机额定功率900 W 最大速度15 km/h
充电时间2~3小时百公里标准耗电量 6 kW·h
A．电池最多输出的电能约为1800 J
B．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间约为2 h
C．该平衡车以最大速度行驶时牵引力约为60 N
D．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程约为3 km
2、如图，在两等量正点电荷连线的中垂线上，有a、b两个点电荷绕O点做匀速圆周运动，且a、b与O始终在一条直线上。

忽略a、b间的库仑力，已知sinα＝0.6，sinβ＝0.8，则a、b两个点电荷的比荷之比为（）
A．27
64
B．
9
16
C．
6
9
D．
3
4
3、马路施工处警示灯是红色的，这除了因为红色光容易引起视觉注意以外，还因为红色光比其它可见光（）A．容易发生明显衍射B．容易发生稳定干涉
C．容易发生折射现象D．容易发生光电效应
4、用国际单位制的基本单位表示磁感应强度的单位，下列符合要求的是（）
A．Wb•m2B．Wb/m2C．N•m/A D．kg/（S2•A）
5、一小球系在不可伸长的细绳一端，细绳另一端固定在空中某点。

这个小球动能不同，将在不同水平面内做匀速圆周运动。

小球的动能越大，做匀速圆周运动的（）
A．半径越小B．周期越小
C．线速度越小D．向心加速度越小
6、下列说法正确的是（）
A．布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B．液体表面层内分子间距离大于液体内部分子间的距离，表现为引力
C．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生
D．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能一定减小
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、荷兰某研究所推出了2024年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划．登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法正确的是
A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ
B．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
8、如图所示，a、b两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入，入射点均在玻璃砖底边圆心O的左侧，两束光进入玻璃砖后都射到O'点，OO'垂直于底边，下列说法确的是（）
A．从点O'射出的光一定是复色光
B．增大两束平行光的入射角度，则b光先从O'点消失
C．用同一装置进行双缝干涉实验，b光的相邻条纹间距较大
D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的截止电压低
9、如图，匀强磁场中位于P处的粒子源可以沿垂直于磁场向纸面内的各个方向发射质量为m、电荷量为q、速率为v
的带正电粒子，P 到荧光屏MN 的距离为d 。

设荧光屏足够大，不计粒子重力及粒子间的相互作用。

下列判断正确的是（ ）
A ．若磁感应强度mv
B qd =，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为πd v B ．若磁感应强度mv B qd =，则同一时刻发射出的粒子到达荧光屏的最大时间差为7π6d v
C ．若磁感应强度2mv B qd
=，则荧光屏上形成的亮线长度为(13)d + D ．若磁感应强度2mv B qd =，则荧光屏上形成的亮线长度为(153)d + 10、一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（ ）
A ．状态b 、c 的内能相等
B ．状态a 的内能比状态b 、c 的内能大
C ．在a 到b 的过程中气体对外界做功
D ．在a 到b 的过程中气体向外界放热
E.在b 到c 的过程中气体一直向外界放热
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，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50 Hz.
(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．
A．精确测量出重物的质量
B．两限位孔在同一竖直线上
C．重物选用质量和密度较大的金属锤
D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些
(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．
①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．A．OA、OB和OG的长度
B．OE、DE和EF的长度
C．BD、BF和EG的长度
D．AC、BF和EG的长度
②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76 cm，FG的距离是3.71 cm，则可得当地的重力加速度是________ m/s2.(计算结果保留三位有效数字)
12．（12分）测量木块和木板间动摩擦因数的装置如图(a)。

水平固定的长木板一端有定滑轮，另一端有打点计时器。

细线绕过定滑轮将木块和钩码相连，木块靠近打点计时器，纸带穿过打点计时器后固定在木块上。

接通打点计时器，放开木块，钩码触地后不再弹起，木块继续向前运动一段距离后停在木板上。

某次纸带的数据如图(b)，打点计时器所用电源的频率为50Hz，每相邻两点间还有1个点未画出，数值单位为cm。

由图(b)数据可知，钩码触地后木块继续运动的加速度大小为___m/s2；若取g＝10m/s2，则木块与木板间的动摩擦因数为___；某小组实验数据处理完成后，发现操作中滑轮的高度变化造成细线与木板的上表面不平行，如图(c)，这样他们测得的动摩擦因数与实际值相比___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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，AB 为竖直平面内的细管状半圆轨道，AB 连线为竖直直径，轨道半径R =6.4m ，轨道内壁光滑，A 、B 两端为轨道的开口。

BC 为粗糙水平轨道，其长度s =8.4m 。

CD 为倾角θ=37°的斜面。

用两个小物块a 、b 紧靠在一轻弹簧的两端将弹簧压缩，用细线将两物块绑住，沿轨道静置于C 点。

弹簧很短，物块与弹簧均不拴接，物块a 的线度略小于细管的内径。

烧断细线，两物块先后落到斜面的M 点，CM 两点之间的距离L =12m 。

已知物块跟水平轨道之间的动摩擦因数17μ=，忽略空气阻力，取重力加速度g =10m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求： （1）物块b 刚离开弹簧的瞬间，其速率v 0是多少；
（2）设物块a 、b 的质量分别为m 1、m 2，则12
m m 是多少？（结果可以用根式表示）
14．（16分）如图所示，等腰直角三角形ABC 为某透明介质的横截面，O 为BC 边的中点，位于O 点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线，其中从AC 边上的D 点射出的光线平行于BC ，且OC 与OD 夹角为15°，从E 点射出的光线垂直BC 向上。

已知BC 边长为2L 。

求：
（1）该光在介质中发生全反射的临界角C ；
（2）DE 的长度x 。

15．（12分）一导热性能良好的圆柱形气缸固定在水平面上，气缸上端开口，内壁光滑，截面积为S 。

A 是距底端H 高处的小卡环。

质量为m 的活塞静止在卡环上，活塞下密封质量为0m 的氢气，C 为侧壁上的单向导管。

大气压强恒定为0p 。

环境温度为0T 时，从C 处注入水，当水深为2
H 时，关闭C ，卡环恰对活塞无作用力。

接下来又从C 处缓慢导入一定量氢气，稳定后再缓慢提升环境温度到01.6T ，稳定时活塞静止在距缸底2.7H 处，设注水过程中不漏气，不考虑水的蒸发，氢气不溶于水。

求：
①最初被封闭的氢气的压强1p ；
②导入氢气的质量M 。

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 ．电池最多储存的电能为
365000010360036 6.4810J W qU -==⨯⨯⨯=⨯
故A 错误；
B ．由储存的电能除以额定功率可求得时间为
6
h 906.48107200s=0
2t ⨯== 故B 正确；
C ．根据功率公式则有 900216N 4.17
P F v === 故C 错误；
D ．由电池总电量除以百公里标准耗电量即可求出
33
3650000101010030km 6
x --⨯⨯⨯=⨯= 故D 错误。

故选B 。

2、A
【解题分析】
设两等量正电荷的电荷量均为Q ，a 、b 两点电荷的电荷量分别为q a 和q b ，质量分别为m a 和m b ，O 到正点电荷的距离为l ，由题意知a 、b 做圆周运动的周期相同，设为T 。

根据库仑定律、牛顿第二定律，对a ，有 2
22π2sin37tan37cos37a a Qq k m l T l ︒︒
︒⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭
对b ，有 2
22π2sin53tan53cos53b b Qq k m l T l ︒︒︒⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭
整理得 2764
a
a b b
q m q m = 故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3、A
【解题分析】
A ．红光在可见光中的波长最长，容易发生明显衍射，故选项A 正确；
B ．干涉与光的颜色无关，选项B 错误；
C ．所有的光都能发生折射，选项C 错误；
D ．红光在可见光中频率最小，最不容易发生光电效应，选项D 错误.
4、D
【解题分析】
考查单位制。

【题目详解】
ABC ．国际单位制的基本单位为kg 、m 、s ，由题目易知，选项ACD 中的韦伯（Wb ）、牛顿（N ）均不是国际单位制中的基本单位，故ABC 都错误；
D ．磁感应强度为：
B ＝F IL 磁感应强度单位为T ，则有：
1T ＝2
1kg m /s A m
⋅⋅＝12kg A s ⋅ 故D 正确。

故选D 。

5、B
【解题分析】
A ．设小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示：
速度为v ，细绳长度为L ．由牛顿第二定律得：2
tan v mg m r
θ=，圆周运动的半径为：r =Lsinθ，小球的动能为：212
K E mv =，联立解得： sin tan v gL θθ=，
E k =mgLsinθtanθ，
则知小球的动能越大，θ越大，则做匀速圆周运动的半径越大，故A 错误。

B
．根据22r T v ππ===θ越大，cosθ越小，则周期T 越小，故B 正确。

C
．根据v =C 错误。

D ．向心加速度2
tan v a g r
θ==，则向心加速度越大，故D 错误。

故选B 。

6、B
【解题分析】
A ．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映，不是组成固体颗粒的分子在做无规则运动，故A 错误；
B ．液体表面层，分子较为稀疏，分子间距离大于平衡时的距离0r ，因此分子间作用力表现为引力，液体表面有收缩趋势，故B 正确；
C ．扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，故C 错误；
D ．分子间距离为平衡时的距离0r ，分子间作用力为零，当分子间距离r 大于0r 时，分子间作用力表现为引力，此时随着分子间距r 的增大分子间作用力做负功，分子势能p
E 增大，所以当分子间距增大时，分子势能不一定减小，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、AD
【解题分析】
A ．根据开普勒第三定律3
2a k T
=，可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期T Ⅲ＞T Ⅱ＞T Ⅰ。

故A 正确。

BC ．飞船在P 点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P 点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ的机械能。

故BC 错误。

D ．据万有引力提供圆周运动向心力22Mm G mR R ω=，火星的密度为：343
M R ρπ=。

联立解得火星的密度： 2
34G
ωρπ=
故D 正确。

8、AD
【解题分析】
A ．两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从O′点射出时折射角都等于射入玻璃砖底边时的入射角，而在玻璃砖底边两光束平行射入，入射角相等，所以从O′点射出时折射角相同，两光束重合，则从O′点射出的一定是一束复色光，故A 正确；
B ．令光在底边的入射角为i ，折射角为r ，根据折射定律有
sin sin i n r
= 所以
sin 1sin i r n n
=< 根据几何知识可知，光在O′点的入射角为r ，无论怎样增大入射角度，光在O′点的入射角都小于光发生全反射的临界角，所以a 、b 光不会在O′点发生全反射，故B 错误；
C ．根据光路图可知，玻璃砖对a 光的折射率小于b 光的折射率，则a 光的波长大于b 光的波长，由于条纹间距为 l x d
λ∆= 所以a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距，故C 错误；
D ．由于a 光的频率小于b 光的频率，根据光电效应方程
0k E h W eU ν=-=
可知a 、b 光分别照射同一光电管发生光电效应时，a 光的截止电压比b 光的截止电压低，故D 正确。

故选：AD 。

9、BD
【解题分析】
AB ．若磁感应强度mv B qd
=，即粒子的运动半径为 r =mv qB
=d 如图所示：
到达荧光屏的粒子运动时间最长的是发射速度沿垂直且背离MN 运动的粒子，其运动时间（周期T =2m qB π）为 133π42d t T v
== 运动时间最短的是以d 为弦长的粒子，运动时间为
21π63d t T v
== 所以最大时间差为
127π6d t t v
-= 故A 错误，B 正确； CD ．若磁感应强度2mv B qd =
，即粒子的运动半径为R =2d ，如图所示：
到达荧光屏最下端的粒子的轨迹是与MN 相切的，设下半部分的亮线长度为x 1，根据几何关系，有
2212R R x d +-=（）
解得13x d =；到达荧光屏最上端的粒子与屏的交点与P 点连线为轨迹的直径，设上半部分亮线的长度为x 2，根据几何关系，有
()22222+R x d =
解得2x =，所以亮线的总长度为d ，故C 错误，D 正确。

故选BD 。

10、ABD
【解题分析】
A ．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b 、c 的温度相同，故内能相等，故A 正确；
B ．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a 的温度比状态b 、c 的温度高，故状态a 的内能比状态b 、c 的内能大，故B 正确；
C ．在a 到b 的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C 错误；
D ．a 到b 的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D 正确；
E ．状态b 、c 的内能相等，由b 到c 的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a 到b 的过程气体放热，故在c 到a 的过程中气体应吸热；故E 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、BC BCD 9.75
【解题分析】
（1）[1]．因为在实验中比较的是mgh 、212
mv ，的大小关系，故m 可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故A 错误．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B 正确．实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故C 正确．释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故D 错误，故选BC ．
（2）[2]．当知道 OA 、OB 和OG 的长度时，无法算出任何一点的速度，故A 不符合题意；当知道OE 、DE 和EF 的长度时，利用DE 和EF 的长度可以求出E 点的速度，从求出O 到E 点的动能变化量，知道OE 的长度，可以求出O 到E 重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故B 符合题意；当知道BD 、BF 和EG 的长度时，由BF 和EG 的长度，可以得到D 点和F 点的速度，从而求出D 点到F 点的动能变化量；由BD 、BF 的长度相减可以得到DF 的长度，知道DF 的长度，可以求出D 点到F 点重力势能的变化量，即可验证机械能守恒，故C 项符合题意；当知道AC 、BF 和EG 的长度时，可以分别求出B 点和F 点的速度，从而求B 到F 点的动能变化量，知道BF 的长度，可以求出B 到F 点重力势能的变化量，可以验证机械能守恒，故D 正确；故选BCD ．
（3）[3]．根据2
h gt ∆=，解得 2223.71 1.76109.75m/s 50.02
g --=⨯=⨯．
【题目点拨】
根据实验原理，结合实验中的注意事项后分析解答；依据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，从而确定动能
的变化，再依据重力势能表达式，进而确定其的变化，即可验证，根据2h gt ∆=求出重力加速度．
12、3 0.3 不变
【解题分析】
[1]钩码触地后木块做减速运动，计算其加速度大小应该用纸带的后一段，即5~1点之间的部分
2222(4.49 4.01)(3.05 3.53)10m/s 3m/s (20.022)
a -+-+=⨯=⨯⨯； [2]钩码触地后，木块只在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，有
f =ma
f =μmg
木块与木板间的动摩擦因数
μ=0.3；
[3]由于钩码触地后细线不再提供拉力，减速运动的加速度与之前的加速运动情况无关，所以不影响测量结果，测得的动摩擦因数与实际值相比不变。

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)8m /s ； (2)
819或7
【解题分析】
（1）物块b 离开弹簧后做平抛运动。

设从C 运动到M 历时为t ，则 21sin 372
L gt ︒=，0cos37L v t ︒= 代入数据解得
1.2s t =，08m /s v =
(2) ①物块a 能够经过A 点做平抛运动落到斜面的M 点。

设物块a 经过A 点的速率为v A ，从A 运动到M 历时为t 1，则
2112sin 372
R L gt ︒+=
，1cos37A s L v t ︒+= 解得 12s t =，9m /s A v =
设物块a 刚被弹簧弹开时的速率为v C l ，在从C 运动到A 的过程中，由动能定理得
22111111222
A C m v m v m gs mgR μ-=-- 解得
v C l =19m/s
弹簧弹开物块a 、b 的过程中，物块a 、b 动量守恒。

选向右的方向为正方向，由动量守恒定律得 20110C m v m v -=
解得
12819
m m = ②物块a 被弹簧弹开后不能到达A 点，物块a 从C 点做平抛运动落到斜面的M 点，做平抛运动的初速度大小也是v 0。

设物块a 刚被弹簧弹开时的速率为v C 2，在物块a 从C 向左运动到再次回到C 点的过程中，由动能定理得 221012111222
C m v m v m gs μ-=- 解得：
2s C v =
弹簧弹开物块a 、b 的过程中，物块a 、b 动量守恒。

选向右的方向为正方向，由动量守恒定律得 20120C m v m v -=
解得
127
m m = 14、（1）C=45°；（2
）
3
L 【解题分析】
（1）由几何关系可知，题图中∠ODE =60°，故光线OD 在AC 面上的入射角为30°，折射角为45°
根据光的折射定律有sin 45sin 30
n ︒
︒== 由sin C =1/n ，知C =45°
. （2）由sin 45sin120OD L L ︒︒=
，解得OD L L = 由几何关系可知，光线OE 在AC 面上的折射角为45°，根据光的折射定律有，OE 光线在AC 面上的入射角为30°，故
题图中∠OEC=60°，则△ODE
为等边三角形，得OD x L ==
15、①02mg p S + ；②74
m 【解题分析】 ① 设设注水前气体的体积为V 1，从最初到水深为
2H 时，气体经历等温过程，注水后气体压强为p 2，由玻意耳定律 1122pV p V =
其中
1V SH =
2()2
H V S H =-
对活塞，有 02p S mg p S +=
联立解得 012
mg S p p += ②设导入气体后且尚未升温时气体总度为h ，显然此时活塞已经离开卡环，接下来升温过程为等压过程，则有 ()00
2.70.51.6HS hS T T -= 解得
118
h H = 考虑到此h 高度的气体中，原有气体点高为
12H ，故后导入的气体点高为 112
h h H =- 解得
178
h H = 设此时密度为ρ，则有
12Sh M H m S ρρ=
解得
74
m M =。