2024年河北省邯郸市磁县第一中学高三物理第一学期期末监测模拟试题含解析

2024年河北省邯郸市磁县第一中学高三物理第一学期期末监测模拟试题
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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、下列说法正确的是（）
A．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加
B．中子与质子结合成氘核时吸收能量
C．卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
D．入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则不可能发生光电效应
2、如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
3、如图所示，木块a的上表面是水平的，将木块b置于a上，让a、b一起沿固定的光滑斜面向上做匀减速运动，在上滑的过程中（）
A．a对b的弹力做负功B．a对b的摩擦力为零
C．a对b的摩擦力水平向左D．a和b的总机械能减少
4、某理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1，当输入电压增加20V时，输出电压（）
A．增加200V B．增加2V C．降低200V D．降低2V
时，他就向下蹲：当他从最低点B 向最高点C 运动时，他又站立起来；从C 回到B 他又向下蹲……这样荡，秋千会越荡越高。

设秋千板宽度和质量忽略不计，人在蹲立过程中，人的身体中心线始终在两秋千绳和秋千板确定的平面内。

则下列说法中，正确的是（ ）
A ．人在最低点
B 时处于失重状态
B ．在最高点A 时，人和秋千受到的合力为0
C ．若整个过程中人保持某个姿势不动，则秋千会越荡越低
D ．在题干所述摆动过程中，整个系统机械能守恒
6、同一平面内固定有一长直导线PQ 和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN 连接，如图甲所示．导线PQ 中通有正弦交流电流i ，i 的变化如图乙所示，规定从Q 到P 为电流的正方向，则在1~2s 内
A ．M 板带正电，且电荷量增加
B ．M 板带正电，且电荷量减小
C ．M 板带负电，且电荷量增加
D ．M 板带负电，且电荷量减小
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、下列说法正确的是
A ．用不能被水浸润的塑料瓶做酱油瓶，向外倒酱油时不易外洒
B ．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度升高而减少
C ．某气体的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为N A ，则该气体的分子体积为V 0＝A
M N
D ．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显
E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
8、如图所示，CD 、EF 是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L ，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，磁场区域的宽度为d ，导轨的右端接有一阻值为R 的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R ，质量为m 的导体棒从弯曲轨道上h 高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ．下列说法正确的是
A ．通过电阻R 的最大电流为22BL gh R
B ．流过电阻R 的电荷量为2BdL R
C ．整个电路中产生的焦耳热为mgh
D ．电阻R 中产生的焦耳热为1()2
mg h d μ- 9、2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，如图所示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。

已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。

不考虑地球、月球自转的影响，则下列判断中最接近实际的是（ ）
A ．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：4
B ．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为81：16
C ．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为9：2
D ．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为2：9
10、下列说法中正确的是 （ ）
A ．随着科技的不断进步，绝对零度可能达到
B ．分子势能随着分子间距的增大，可能先减小后增大
C ．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
D．一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小
E.当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星内，则必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散
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）用如图1所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。

(1)在下表中选出适当的实验器材进行实验。

器材（代号）规格
V）0~3V，内阻约3kΩ
电压表（
1
V）0~15V，内阻约15kΩ
电压表（2
A）0~0.6A，内阻约0.125Ω
电流表（1
A）0~3A，内阻约0.025Ω
电流表（2
滑动变阻器（1R）总阻值约20Ω
滑动变阻器（2R）总阻值约1000Ω
待测干电池电动势约为1.5V
开关（S）
导线若干
实验中电流表应选用_____；电压表应选用_____；滑动变阻器应选用____（填器材代号）。

(2)完成图2中实物间的连线_________。

(3)甲同学在实验中记录了6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，请标出余下一组数据对应的坐标点，并画出U-I 图线____________。

序号
1 2 3 4 5 6
电压U
（V ）
1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流I
（A ） 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48 根据所画图线，可得出干电池的电动势E =_______V 。

(4)甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数U 与对应的电流表的读数I 的比值U I 就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表的读数变化量U ∆与相对应的电流表的读数变化量I ∆的比值的绝对值U I
∆∆才等于电源的内阻。

请判断哪位同学的观点是正确的，并说明你的判断依据___________。

12．（12分）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示的示数为_________mm。

（2）用多用电表“×1 "倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为_________Ω。

（3）用电流表（内阻约为5Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）测量该电阻丝的阻值R x，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是_________。

A．B．C．D．
（4）用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R-l图象，如图丙所示中符合实验结果的图线是_________（选填“a”“b”或“ c”），该电阻丝电阻率的测量值_________（选填“大于” “小于”或“等于”）真实值。

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）在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场（如图甲所示）。

在空间坐标（x=0，y=1
2 a）
处有一粒子源，在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个（N足够大）质量为m、电荷量为-q，速度为v0的带电粒子：（不计粒子重力及粒子间的相互作用，题中N、a、m、-q、v0均为已知量）
(1)若放射源所发出的粒子恰好有1
3
不能到达x轴，求磁感应强度为多大；
(2)求解第(1)问中，x轴上能接收到粒子的区域长度L；
(3)若磁场仅限制在一个半径为a的圆形区域内，圆心在坐标
1
(,)
a a处。

保持磁感应强度不变，在x轴的正半轴
≤≤区间上铺设挡板，粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求：这部分粒子在先后到达a x a
2
板上的时间内对挡板的平均作用力。

14．（16分）如图所示，在倾角为θ的斜面内有两条足够长的不计电阻的平行金属导轨，导轨宽度为L，导轨上端连有阻值为R的电阻；在垂直于导轨边界ab上方轨道空间内有垂直于导轨向上的均匀变化的匀强磁场B1。

边界ab下方导轨空间内有垂直于导轨向下的匀强磁场B2。

电阻也为R、质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，磁场B1随时间均匀减小，且边界ab上方轨道平面内磁通量变化率大小为k，MN静止且受到导轨的摩擦力为零；撤去磁场B2，MN 从静止开始在较短的时间t内做匀加速运动通过的距离为x。

重力加速度为g。

(1)求磁场B2的磁感应强度大小；
(2)求导体棒MN与导轨之间动摩擦因数；
(3)若再撤去B1，恢复B2，MN从静止开始运动，求其运动过程中的最大动能。

15．（12分）如图，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第二、三、四象限存在方向垂直xOy 平面向外的匀强磁场，其中第二象限的磁感应强度大小为B，第三、四象限磁感应强度大小相等。

一带正电的粒子，
α=︒角平行xOy平面入射，经过第二象限后恰好由y轴上的Q点
从x轴负方向上的P点沿与x轴正方向成60
，）垂直y轴进入第一象限，然后又从x轴上的N点进入第四象限，之后经第四、三象限重新回到P点，回到P （0d
点的速度方向与入射时相同。

不计粒子重力。

求：
(1)粒子从P点入射时的速度0v；
(2)粒子进入第四象限时在x轴上的N点到坐标原点O距离；
(3)粒子在第三、四象限内做圆周运动的半径（用已知量d表示结果）。

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、A
【解题分析】
A ．电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据
2
2Qq v k m r r
可知半径越小，动能越大，故A 正确；
B ．中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故B 错误；
C ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故C 错误；
D ．根据光电效应方程
E KM =hγ－W 0知，入射光的频率不变，若仅减弱该光的强度，则仍一定能发生光电效应，故D 错误。

故选A 。

2、B
【解题分析】
楔形物体A 释放前，小球受到重力和支持力，两力平衡；楔形物体A 释放后，由于楔形物体A 是光滑的，则小球水平方向不受力，根据牛顿第一定律知，小球在水平方向的状态不改变，即仍保持静止状态．而竖直方向：楔形物体A 对B 的支持力将小于小球的重力，小球将沿竖直方向做加速运动，所以小球在碰到斜面前的运动是竖直向下的加速运动，其运动轨迹是竖直向下的直线，故B 正确。

故选B 。

3、C
A ．由于a 对b 的弹力竖直向上，a 、b 又一起沿斜面向上运动，弹力方向与速度方向的夹角为锐角，所以弹力做正功，A 错误；
BC ．a 、b 整体的加速度沿斜面向下，将该加速度分解后，水平方向的加速度分量向左，对于木块b 而言其在水平方向的加速度是由a 对b 的摩擦力提供的，所以a 对b 的摩擦力水平向左，B 错误，C 正确；
D ．斜面光滑，对于a 、b 整体而言，只有重力做负功，不改变整体的机械能，所以a 和b 的总机械能保持不变，D 错误。

故选C 。

4、B
【解题分析】
根据
1122
U n U n = 得
1122
U n U n ∆=∆ 即
22010=1
U ∆ 解得
2=2V U ∆
即输出电压增加2V ，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5、C
【解题分析】
A ．人在最低点时加速度竖直向上指向圆心，人处于超重状态，故A 错误；
B ．在最高点A 时，人和秋千受到的合力为他们自身的重力，故B 错误；
CD ．由于荡秋千过程中不可避免存在空气阻力，如果没有能量补充，则系统机械能就越来越小，即秋千荡起最大高度越来越低，故C 正确，D 错误。

故选C 。

6、A
在1~2s 内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M 板电势高，带正电，电荷量增加，故A 正确，B 、C 、D 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、ABE
【解题分析】
A ．从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油不浸润塑料，故A 正确；
B ．一定质量的理想气体，在压强不变时，温度升高，则分子对器壁的平均碰撞力增大，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数减少，故B 正确；
C ．气体间距较大，则
0A
M V N ρ= 得到的是气体分子间的平均距离，故C 错误；
D ．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动的激烈程度与温度和悬浮颗粒的体积有关，温度越高，体积越小，布朗运动越剧烈，若是与固体颗粒相碰的液体分子数越多，说明固体颗粒越大，不平衡性越不明显，故D 错误；
E ．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故E 正确。

故选ABE 。

8、ABD
【解题分析】
A ．金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
212
mgh mv = 金属棒到达水平面时的速度
v =金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 E=BLv
最大的感应电流为
222BL gh BLv I R R == 故A 正确；
B ．通过金属棒的电荷量
2BLd q R r R
Φ==+ 故B 正确；
C ．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：
mgh -W B -μmgd =0-0
则克服安培力做功：
W B =mgh-μmgd
整个电路中产生的焦耳热为
Q =W B =mgh-μmgd
故C 错误；
D ．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：
1122
R Q Q mg h d μ==-（） 故D 正确．
9、BC
【解题分析】
AB ．根据天体表面物体的重力等于万有引力，有
可得
所以地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为
故A 错误，B 正确；
CD ．当质量为m 的物体在环绕天体表面飞行时的速度即为天体第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有
可得第一宇宙速度
所以地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为
故C正确，D错误。

故选BC。

10、BDE
【解题分析】
A．绝对零度是不能达到。

故A错误；
B．两个分子之间的距离从无穷远到无限靠近的过程中，分子之间的作用力先是吸引力，后是排斥力，所以分子力先做正功，后做负功；同理，分子间距从无限靠近到无穷远的过程中，分子力也是先做正功，后做负功；所以可知分子势能随着分子间距的增大，可能先减小后增大。

故B正确；
C．布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由花粉颗粒组成的，所以布朗运动反映的是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反应，故C错误；
D．根据理想气体得状态方程可知，一定质量的理想气体在等压压缩的过程中气体的温度一定降低，而一定量的理想气体得内能仅仅与温度有关，温度降低气体的内能减小，所以一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能一定减小。

故D正确；
E．当卫星中的物体处于完全失重时，若一个固定的容器装有浸润其器壁的液体置于卫星内，根据浸润的特点可知必须用盖子盖紧，否则容器中的液体一定会沿器壁流散。

故E正确；
故选BDE.
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、V1A1R1
1.49 乙正确
【解题分析】
(1)[1]干电池的电动势约为1.5V，所以电压表选用0~3V量程的，故选V1；
[2]干电池所在电路电流非常小，所以选用的电流表应为0~0.6A量程的，故选A1；
[3]滑动变阻器阻值过大，会造成电路中电流变化不明显，不利于数据的采集，所以选用滑动变阻器1R。

(2)[4]滑动变阻器采用的限流接法，电流表采用内接法，故实物图连接如图所示。

图像如图所示：
(3)[5]U I
[6]图线与坐标轴的纵截距表示电源电动势，故 1.49V E =。

(4)[7]乙同学说法正确。

根据闭合电路欧姆定律U =E －Ir ，在电路变化过程中，U 与I 的变化趋势是相反的（即一个变大，另一个就变小），因此U 与I 的比值
U I
是不断变化的，不可能等于内阻。

而在电路变化过程中，电动势E 不变，任意取两个状态，
U 1=E －I 1r ，U 2=E －I 2r ，U ∆＝U 1－U 2，I ∆＝I 1－I 2，
可以得出
U I ∆∆=r 由于两个状态是任意取的，因此乙同学说法正确。

12、2.819〜2.821 7 D a 等于
【解题分析】
（1）[1]螺旋测微器的转动刻度50格共0.5mm 长，精确度为0.01mm ，格数要估读到0.1格，则电阻丝的直径为：
2.5mm 32.00.01mm 2.820mm d =+⨯=（2.819~2.821）
； （2）[2]欧姆表读电阻，由表盘上的数字乘以倍率得到阻值，可得：
7.017.0x R =⨯Ω=Ω（或7）
（3）[3]实验中获得较大的电压调节范围，则需要滑动变阻器选择分压式接法；
而待测电阻满足：
753000506x A V R R R ≈Ω<⋅=⨯Ω=Ω
即待测电阻为小电阻，用电流表的外接法减小系统误差；综上选择D 电路实验；
（4）[4]根据电阻定律
R L S ρ=⋅， 可知R L -图像应该是过原点的倾斜直线，但（3）问中的C 项电路采用的是电流表的内接法，因电流表分分压导致电阻的测量值偏大，有：
=A R R L S ρ
+测
故测量图线不过原点，而有纵截距；故选a 图线；
[5]由R L -图像求电阻率是利用斜率k L ρ
=求得，a 图线和准确图线的斜率相同，故电阻率的测量值等于真实值。

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)0mv aq ；(2)15322
a a +；(3)202(π3)Nmv a + 【解题分析】
(1)由几关系可知左右两个相切圆为临界条件，由于有
13
不能到达要x 轴，所以123O PO π∠= 由几何关系知，磁场中做圆周运动半径为R =a
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
200mv qv B R =
解得 0mv R a qB
== 则磁感应强度
0mv B aq
= (2)粒子打x 轴上的范围如图所示，
x 轴右侧长度为 221115(2)()22L a a a =-= x 轴左侧，F 与x 轴相切，由几何关系知
22213()22
L a a a =-= 联立可得
1215322
L L L a a =+=+ (3)粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上，根据几何关系则有
112sin 2
a a θ== 解得
π6
θ= 粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上的动量的变化量
00π
62π12
Nmv P Nmv ∆== 粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最短时间
100
π(π)2π5π62π6a a t v v -=⋅= 粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最长时间
2000
1π2π22a a a a t v v v +=+= 这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力
20212(π3)Nmv P F t t a
∆==-+ 14、 (1)2sin Rmg kL
θ；(2)22tan cos x gt θθ-；(3)4224442sin k x mR g t θ 【解题分析】
(1)当磁场B 1随时间均匀减小，设回路中感应电动势为E ，感应电流为I ，则根据法拉第电磁感应定律 E k t
∆Φ==∆ 根据闭合电路欧姆定律
E I R R
=+ MN 静止且受到导轨的摩擦力为零，受力平衡
2sin mg B IL θ=
解得
22sin Rmg B kL
θ= (2)撤去磁场B 2，设MN 从静止开始做匀加速运动过程中的加速度为a ，导体棒MN 与导轨之间动摩擦因数为μ，则 212
x at = 根据牛顿第二定律
sin cos mg mg ma θμθ-=
解得
22tan cos x gt μθθ
=- (3)若再撤去B 1，恢复B 2，设MN 运动过程中的最大速度为v m ，最大动能为E km ，稳定时
sin cos mg mg F θμθ=+安
导体切割磁感线
2m E B Lv '=
通过回路的感应电流
2E I R
''= 安培力为
222m 22B L v F B I L R
='=安 最大动能
2km m 12
E mv = 联立方程解得
42km 24442sin k x E mR g t θ
=
15、 (1)03E v B =
；(2)N x =；(3)253r d = 【解题分析】
（l ）粒子在第二象限做圆周运动的半径为r 1，圆心为O ，有
200v qv B m r
= 11sin 30r r d -︒=
由上两式解得
02mv B dq
= 粒子在第四、三象限中做圆周运动，由几何关系可知 60βα==︒
设粒子在x 轴上N 点的速度为v ，有
002cos v v v β
=
= 又
2201122qEd mv mv =- 解得
2032mv E dq
= 所以
03E v B
= (2)设P 点的纵坐标为(),0P x -，由几何关系得 3P x d =
设粒子在电场中运动的时间为t ，N 点横坐标为x N ，则有 0tan 2
v d t β= 0N x v t =
解得
233
N x d = (3)粒子在第四、三象限中运动半径为r 2，圆心为O 2，则 2232cos3033
r d d ︒=+
解得 253
r d =。