2024届安徽省砀山县二中物理高三第一学期期末检测模拟试题含解析

2024届安徽省砀山县二中物理高三第一学期期末检测模拟试题
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、如图甲所示，金属细圆环固定，圆环的左半部分处于随时间均匀变化的匀强磁场中。

该圆环电阻为R 、半径为r ，从t =0时刻开始，该圆环所受安培力大小随时间变化的规律如图乙所示，则磁感应强度的变化率为（ ）
A 12312F R r t π
B 1231F R r t π
C 1312F R r t π
D 131
F R r t π2、一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于（ ） A ．物体势能的增加量
B ．物体动能的增加量
C ．物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D ．物体动能的增加量减去物体势能的增加量
3、用相同频率的光照射两块不同材质的金属板M 、N ，金属板M 能发生光电效应，金属板N 不能发生光电效应。

则（ ）
A ．金属板M 的逸出功大于金属板N 的逸出功
B ．若增加光的照射强度，则金属板N 有可能发生光电效应
C ．若增加光的照射强度，则从金属板M 中逸出的光电子的最大初动能会增大
D ．若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M 中逸出的光电子数会增加
4、如图所示的电路中，电键1S 、2S 、3S 、4S 均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴P ，下列说法正确的是（ ）
A ．油滴带正电
B ．只断开电键1S ，电容器的带电量将会增加
C ．只断开电键2S ，油滴将会向上运动
D ．同时断开电键3S 和4S ，油滴将会向下运动
5、如图所示，一个人静止在地面上，当60α︒=时，人能拉起重物的最大重力为人重力的0.2倍，已知地面对人的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（忽略定滑轮的摩擦力），则当30︒=α时，人静止时能拉起重物的最大重力约为人重力的（ ）
A ．0.3倍
B ．0.6倍
C ．0.8倍
D ．1.61倍
6、如图所示，已知电源的内阻为r ，外电路的固定电阻R 0＝r ，可变电阻Rx 的总电阻为2r ，在Rx 的滑动触头从A 端滑向B 端的过程中（ ）
A ．Rx 消耗的功率变小
B ．电源输出的功率减小
C ．电源内部消耗的功率减小
D ．R 0消耗的功率减小
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、如图所示，质量为m 的小球与轻质弹簧相连，穿在竖直光滑的等腰直角三角形的杆AC 上，杆BC 水平弹簧下端固定于B 点，小球位于杆AC 的中点D 时，弹簧处于原长状态。

现把小球拉至D 点上方的E 点由静止释放，小球运动的最低点为E ，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）
A ．小球运动D 点时速度最大
B ．ED 间的距离等于DF 间的距离
C ．小球运动到
D 点时，杆对小球的支持力为22
mg D ．小球在F 点时弹簧的弹性势能大于在E 点时弹簧的弹性势能
8、以下说法正确的是（ ）
A ．某物质的密度为ρ，其分子的体积为0V ，分子的质量为m ，则0
m V ρ= B ．在油膜法粗测分子直径的实验中，把油分子看成球形，是物理学中的一个理想化模型，因为分子并不真的是球形 C ．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙
D ．物质是由大量分子组成的，在这里的分子是组成物质的分子、原子、离子的统称
E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
9、如图所示，在竖直平面内有一平面直角坐标系xOy ，存在一个范围足够大的垂直纸面向里的水平磁场，磁感应强度沿x 轴方向大小相同，沿y 轴方向按B y =ky （k 为大于零的常数）的规律变化。

一光滑绝缘的半径为R 的半圆面位于竖直平面内，其圆心恰好位于坐标原点O 处，将一铜环从半面左侧最高点a 从静止释放后，铜环沿半圆面运动，到达右侧的b 点为最高点，a 、b 高度差为h 。

下列说法正确的是（ ）
A ．铜环在半圆面左侧下滑过程，感应电流沿逆时针方向
B ．铜环第一次经过最低点时感应电流达到最大
C ．铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与b 点的高度差小于2h
D ．铜环沿半圆面运动过程，铜环所受安培力的方向总是与铜环中心的运动方向相反
10、如图所示，质量为M 的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA 段光滑，AB 段粗糙且长为l ，左端O 处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F ．质量为m 的小滑块以速度v 从A 点向
左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落．则（ ）
A ．细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为F M
B ．细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为
212mv C ．弹簧恢复原长时滑块的动能为212
mv D ．滑块与木板AB 间的动摩擦因数为2
2v gl
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）如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。

主要实验步骤如下：
A ．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平
B ．测出遮光条的宽度d
C ．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离l
D ．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m
F.………
请回答下列问题（重力加速度取g ）：
(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。

(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。

(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。

(4)选用不同的l ，测出对应的t 。

能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。

A ．t ﹣l
B ．t 2﹣l
C ．1t ﹣l
D ．21t
﹣l 12．（12分）某同学在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A ．待测的干电池（电动势约为1.5V ，内电阻小于1.0Ω）
B ．电流表A 1（量程0~3mA ，内阻R g1=10Ω）
C ．电流表A 2（量程0~0.6A ，内阻阪R g2=0.1Ω）
D ．滑动变阻器R 1（0-20Ω，10A ）
E.滑动变阻器R 2（0-200Ω，1A ）
F.定值电阻R 0（990Ω）
G .开关和导线若干
(1)他设计了如图甲所示的（a ）、（b ）两个实验电路，其中更为合理的是________图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材名称前的字母序号）；用你所选择的电路图写出全电路欧姆定律的表达式E =______________（用I 1、I 2、R g1、R g2、R 0、r 表示）。

(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I 1－I 2图线（I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数），为了简化计算，该同学认为I 1远远小于I 2，则由图线可得电动势E =____________V ，内阻r ＝__________Ω。

（r 的结果保留两位小数）
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）为了保证驾乘人员的安全，汽车安全气囊会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN 3）爆炸时产生气体（假设都是N 2）充入气囊，以保护驾乘人员。

若已知爆炸瞬间气囊容量为23710m -⨯，氮气密度
2312510kg /m ρ=⨯．，氮气的平均摩尔质量0028kg /mol M =．
，阿伏伽德罗常数23160210mol A N -=⨯．，试估算爆炸瞬间气囊中2N 分子的总个数N 。

（结果保留1位有效数字）
14．（16分）如图所示，直角三角形ABC 为一玻璃三棱镜的横截面其中∠A=30°，直角边BC=a ．在截面所在的平面内，一束单色光从AB 边的中点O 射入棱镜，入射角为i ．如果i=45°，光线经折射再反射后垂直BC 边射出，不考虑光线沿原路返回的情况．(结果可用根式表示)
(i)求玻璃的折射率n
(ⅱ)若入射角i 在0~90°之间变化时，求从O 点折射到AC 边上的光线射出的宽度．
15．（12分）如图所示，在倾角为θ＝30°且足够长的斜面上，质量为3m 的物块B 静止在距斜面顶编为L 的位置，质量为m 的光滑物块A 由斜面顶端静止滑下，与物块B 发生第一次正碰。

一段时间后A 、B 又发生第二次正碰，如此重复。

已知物块A 与物块B 每次发生碰撞的时间都极短且系统的机械能都没有损失，且第二次碰撞发生在物块B 的速度刚好减为零的瞬间。

已知物块B 所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g 。

求
（1）A 、B 发生第一次碰撞后瞬间的速度
（2）从一开始到A 、B 发生第n 次碰撞时，物块A 在斜面上的总位移。

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】
设匀强磁场
B kt = （B k t
=
） 感应电动势 212B r E t t πΦ== 安培力
3
2E k B r F BIL kt r t R R t
π==⋅⋅= 结合图像可知 3211()F r B t R t
π=⋅
所以磁感应强度的变化率 13F R B t r π=故D 正确ABC 错误。

故选D 。

2、C
【解题分析】
物体受重力和支持力，设重力做功为W G ，支持力做功为W N ，运用动能定理研究在升降机加速上升的过程得： W G +W N =△E k
W N =△E k -W G
根据重力做功与重力势能变化的关系得：
W G =-△E p
所以有：
W N =△E k -W G =△E k +△E p 。

A ．物体势能的增加量，与结论不相符，选项A 错误；
B ．物体动能的增加量，与结论不相符，选项B 错误；
C ．物体动能的增加量加上物体势能的增加量，与结论相符，选项C 正确；
D ．物体动能的增加量减去物体势能的增加量，与结论不相符，选项D 错误；
故选C 。

3、D
【解题分析】
A ．金属板M 能发生光电效应，金属板N 不能发生光电效应，说明入射光的频率大于金属板M 的极限频率而小于金属板N 的极限频率，由0W hv =，知金属板M 的逸出功小于金属板N 的逸出功，故A 错误；
B ．能否发生光电效应取决于入射光的频率和金属的极限频率的大小关系，而与光的照射强度无关，故B 错误；
C ．根据爱因斯坦光电效应方程0k =E hv W -可知，在金属板M 逸出功一定的情况下，光电子的最大初动能k E 只与入射光的频率有关，故C 错误；
D ．在能发生光电效应的前提下，若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M 中逸出的光电子数增加，故D 正确。

故选D 。

4、C
【解题分析】
A ．电容器的上极板与电源正极相连，带正电，油滴受到竖直向下的重力和电场力作用，处于平衡状态，故电场力方向竖直向上，油滴带负电，故A 错误。

B ．只断开电键S 1，不影响电路的结构，电容器的电荷量恒定不变，故B 错误。

C ．只断开电键S 2，电容器电压变为电源电动势，则电容器两极板间电压增大，电场强度增大，油滴将会向上运动，故C 正确。

D ．断开电键S 3和S 4，电容器电荷量不变，电场强度不变，油滴仍静止，故D 错误。

故选C 。

5、A
【解题分析】
设人与地面间的动摩擦因数为μ，当60α︒=时
0.2sin 60(0.2cos 60)G G G μ︒︒=-
当30︒=α时
sin 30(cos30)kG G kG μ︒︒=-
求得0.3k ≈，选项A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6、A
【解题分析】
A ．当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R 0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r ；当Rx 的滑动触头从A 端滑向
B 端的过程中，电阻R x 从2r 减小到零，则Rx 消耗的功率变小，选项A 正确；
B ．Rx 的滑动触头从A 端滑向B 端的过程中，外电路电阻从3r 减小到r ，则电源输出功率逐渐变大，选项B 错误； CD ．Rx 的滑动触头从A 端滑向B 端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，则根据P=I 2R 可知，电源内部消耗的功率以及R 0消耗的功率均变大，选项CD 错误；
故选A 。

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】
分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，只有重力和弹簧的拉力做功，所以圆环机械能不守恒，但是系统的机械能守恒；沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大。

【题目详解】
A．圆环沿杆滑下，ED段受到重力和弹簧弹力（杆对小球的支持力垂直于杆，不做功），且与杆的夹角均为锐角，则
g，仍加速，DF段受重力和弹簧弹力，弹力与杆的小球加速，D点受重力和杆对小球的支持力，则加速度为sin45
夹角为钝角，但一开始弹力较小，则加速度先沿杆向下，而F点速度为0，则DF段，先加速后减速，D点时速度不是最大，故A错误；
B．若ED间的距离等于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则系统机械能不守恒，故B错误；
mg，故C正确；
C．D点受重力和杆对小球的支持力，垂直于杆方向受力分析得杆对小球的支持力为
2
D．若ED间的距离等于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则ED间的距离应小于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能增大，则系统机械能守恒，故D正确；
故选CD。

【题目点拨】
本题考查弹簧存在的过程分析，涉及功能关系。

8、BDE
【解题分析】
A．物质密度是宏观的质量与体积的比值，而分子体积、分子质量是微观量，A选项错误；
B．实际上，分子有着复杂的结构和形状，并不是理想的球形，B选项正确；
C．在装满水的玻璃杯内，可以轻轻投放一定数量的大头针，而水不会流出是由于表面张力的作用，C选项错误；D．物理学中的分子是指分子、原子、离子等的统称，D选项正确；
E．玻璃管裂口放在火焰上烧熔后，成了液态，由于表面张力使得它的尖端变圆，E项正确。

故选BDE。

9、AC
【解题分析】
A．铜环在半圆面左侧下滑过程，磁通量增加，根据楞次定律可得感应电流沿逆时针方向，A正确；
B．铜环第一次经过最低点瞬间，磁通量的变化量为0，感应电流为零，B错误；
C．铜环沿半圆面运动，到达右侧的b点后开始沿圆弧向左运动，但在向左运动的过程中克服安培力做的功较小，损失的机械能小于mgh，所以铜环往复运动第二次到达右侧最高点时与b点的高度差小于2h，C正确；
D．铜环沿半圆面向下运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向上的，沿半圆面向上运动过程中，铜环所受安培力的方向是竖直向下的，D错误。

故选AC。

10、ABD
【解题分析】
A ．细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于OA 段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F ，根据牛顿第二定律有：
F Ma = 解得F a M
=，A 正确； B ．滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为212
mv ，B 正确； C ．弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于
212mv ，C 错误； D ．由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即
212
p E mv =，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为v '，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得
()0m M v =+'
()212
p E m M v mgl μ=+'+ 联立解得2
2v gl
μ=，D 正确。

故选ABD 。

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、d t
滑块和遮光条的总质量M mgl D 【解题分析】
(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为
v ＝d t
(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M ，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为 ∆E k ＝
12(M +m )v 2＝12(m +M )·(d t )2 实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M 。

(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为
∆E p ＝mgl
(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是
mgl ＝
12(m +M )·(d t
)2 应该是21l t -图像，ABC 错误，D 正确。

故选D 。

12、b D ()
()01112g I R R I I r +++ 1.46V~1.49V 0.80~0.860Ω
【解题分析】
（1）[1]．上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G 串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表。

将电流表A 1和定值电阻R 0串联可改装成一个量程为 3110()310(10990)V=3V g g U I R R -=+=⨯⨯+
的电压表；则（a ）、（b ）两个参考实验电路，其中合理的是b ；
[2]．因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小。

滑动变阻器应选D ；若选择大电阻，则在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A 2读数太小，电流表A 1读数变化不明显。

[3]．根据电路可知：
E =U +Ir =I 1（R g1+R 0）+（I 1+I 2）r ；
（2）[4][5]．根据欧姆定律和串联的知识得，电源两端电压
U=I 1（990+10）=1000I 1
根据图象与纵轴的交点得电动势
E =1.47mA×1000Ω=1.47V ；
由图可知当电流为0.45A 时，电压为1.1V ，则由闭合电路欧姆定律可知
1.47 1.10.820.45
r -==Ω
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、26210N =⨯
【解题分析】
设2N 气体摩尔数n ，则
V
n M ρ=
气体分子数
A V N N M ρ=
解得
223261.25100.07 6.02102100.028
N ⨯⨯=⨯⨯=⨯ 14、 (i) 2 (ii) 314
a - 【解题分析】
正确画出光路图，根据几何关系找到入射角和折射角求出折射率，再根据全反射的条件求解从O 点折射到AC 边上的光线射出的宽度
【题目详解】
(i)设光线进入棱镜是的折射角为r ，如图1所示，
由几何关系可知30r = 根据折射定律可求得sin 2sin i n r
== (ⅱ)设光线进入棱镜在AC 面发生全发射时的临界角为C ，1sin C n
= 解得：45C =
如图2所示，当0r = 时，关系进入棱镜在AC 面的入射点计为P ，随着入射角的增大，光线在AC 面的入射点由移，入射角增大，入射角等于C 时发生全发射，此时入射点计为Q ，所以在AC 面上PQ 之间有光线射出． 由几何关系知2a OP = ，作OD 垂直AC ，则3sin 604
OD OP a == 1cos604
DP OP a == 3tan 454
OD DQ a == 所以AC 边三有光线射出的宽度314PQ DQ DP a =-=
故本题答案是：(i)
2 (ii) 31- 【题目点拨】
对于光路图的题目来说，最主要的是正确画出光路图，在借助几何关系求解．
15、（1）02A v v =-
=方向沿斜而向上；02B v v ==（2）L +（n -1）34L =314n L +（n =1，2，3……）
【解题分析】
（1）设物块A 运动至第一次碰撞前速度为0v ，由动能定理得
mg sin θ×L =2012
mv A 、B 发生弹性正碰，有
0 3A B mv mv mv =+
2012
mv =2211322A B mv mv +⋅ 解得第一次碰撞后瞬间A 、B 的速度
02A v v =-=，方向沿斜而向上
02
B v v == （2）碰后经时间t 时A 、B 发生第二次正碰，则A 、B 的位移相等，设为x ，取沿斜而向右下为正方向，对B 有 x =102B v t +（）
对A 有：
x =21()2
A A v v t + 2221sin (2
)A A mgx m v v θ=- 解得第二次碰前A 的速度
v A 2=v 0
x =34
L 因为第二次碰前两物体的速度与第一次碰前完全相同，因此以后每次碰撞之间两物体的运动情况也完全相同。

到第n 次碰撞时，物块A 在斜面上的总位移：
s =L +（n -1）
34L =314n L +（n =1，2，3……）。