2024届河南省新野县一中物理高三第一学期期末调研模拟试题含解析

2024届河南省新野县一中物理高三第一学期期末调研模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为4110kW ⨯，排泥量为31.4m /s ，排泥管的横截面积为20.7 m ，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（ ） A ．6510N ⨯ B ．7210N ⨯ C ．9210N ⨯ D ．9510N ⨯
2、下雨天，大量雨滴落在地面上会形成对地面的平均压强。

某次下雨时用仪器测得地面附近雨滴的速度约为10m/s 。

查阅当地气象资料知该次降雨连续30min 降雨量为10mm 。

又知水的密度为33
110kg/m ⨯。

假设雨滴撞击地面的时间为0.1s ，且撞击地面后不反弹。

则此压强为（ ）
A ．0.06Pa
B ．0.05Pa
C ．0.6Pa
D ．0.5Pa 3、匀强电场中有一条直线，M 、N 、P 为该直线上的三点，且MN NP =。

若MN 两点的电势分别为5V 、11V ，则下列叙述正确的是（ ）
A ．电场线方向由N 指向M
B ．P 点的电势不一定为17V
C ．正的检验电荷从M 点运动到N 点的过程，其电势能不一定增大
D ．将负的检验电荷以初速度为0放入该电场中的M 点，检验电荷将沿直线运动
4、如图所示，木箱置于水平地面上，一轻质弹簧一端固定在木箱顶部，另一端系一小球，小球下端用细线拉紧固定在木箱底部。

剪断细线，小球上下运动过程中木箱刚好不能离开地面。

已知小球和木箱的质量相同，重力加速度大小为g ，若0t 时刻木箱刚好不能离开地面，下面说法正确的是
A ．0t 时刻小球速度最大
B ．0t 时刻小球加速度为零
C．0t时刻就是刚剪断细线的时刻D．0t时刻小球的加速度为2g
5、如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上斜面上放有一重为G的物块，物块与斜面之间的动摩擦因数等于
3
3
，
水平轻弹簧一端顶住物块，另一端顶住竖直墙面物块刚好沿斜面向上滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧的弹力大小是（）
A．1
2
G B．
3
2
G C．
3
3
G D．3G
6、在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD 段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（）
A．小球在CD间由于摩擦力而做减速运动
B．小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大
C．如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点
D．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力
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，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，当滑片由a端向b端移动的过程中（）
A．电源效率增大B．电源输出功率增大
C ．电压表V 1和V 的示数比值增大
D ．电压表V 1和V 示数变化量1ΔU 、ΔU 的比值始终等于32
8、如图甲所示，两平行虚线间存在磁感应强度大小0.05T B =、方向与纸面垂直的匀强磁场，一正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行。

已知导线框一直向右做匀速直线运动，速度大小为1m/s ，cd 边进入磁场时开始计时，导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。

下列说法正确的是（ ）
A ．导线框的边长为0.2m
B ．匀强磁场的宽度为0.6m
C ．磁感应强度的方向垂直纸面向外
D ．在t =0.2s 至t =0.4s 这段时间内，c 、d 间电势差为零
9、质量为m 电量为q +的小滑块(可视为质点)，放在质量为M 的绝缘长木板左端，木板放在光滑的水平地面上，滑块与木板之间的动障擦因数为μ，木板长为L ，开始时两者都处于静止状态，所在空间存在范围足够大的一个方向竖直向下的匀强电场E ，恒力F 作用在m 上，如图所示，则（ ）
A ．要使m 与M 发生相对滑动，只须满足()F mg Eg μ>+
B ．若力F 足够大，使得m 与M 发生相对滑动，当m 相对地面的位移相同时，m 越大，长木板末动能越大
C ．若力F 足够大，使得m 与M 发生相对滑动，当M 相对地面的位移相同时，E 越大，长木板末动能越小
D ．若力F 足够大，使得m 与M 发生相对滑动，
E 越大，分离时长本板末动能越大
10、科学家通过实验研究发现，放射性元素有
有多种可能的衰变途径：先变成，可以经一次衰变变成，也可以经一次衰变变成（X 代表某种元素），和最后都变成，衰变路径如图所示。

则以下判断正确的是（ ）
A．
B．①是衰变，②是衰变
C．①是衰变，②是衰变
D．经过7次衰变5次衰变后变成
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）某实验小组成员用如图所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长关系”的实验．
（1）将弹簧悬挂在支架上，弹簧上端刚好与竖直刻度尺的零刻度对齐，当弹簧下端挂上一个钩码且处于静止时，弹簧下端的指针指在刻度尺上的位置如图1所示，此时弹簧的长度为l1＝______cm.
（2）对于实验中的操作，下列说法正确的是__________．
A．测量弹簧原长时，需要把弹簧水平放稳后进行测量读数
B．挂钩上挂的钩码越多，实验误差越小
C．弹簧的自重不会影响弹簧的劲度系数测量
D．由于弹簧的自重，会使测量的劲度系数有一定的误差
（3）在弹簧弹性限度内，改变弹簧下端所挂钩码的个数，同时测出对应弹簧的长度，已知每个钩码的质量为50g，在m-l坐标系中描点作图如图2所示，当地的重力加速度g取9.80m/s2，则由图象可以得到弹簧的劲度系数k＝
______N/m(结果保留三位有效数字)．
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，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，在x<0区域内存在一圆形的匀强磁场，圆心O1坐标为（-d，0），半径为d，磁感应强度大小为B，方向与竖直平面垂直，x≥0区域存在另一磁感应强度大小也为B的匀强磁场，
、方向垂直于纸面向里。

现有两块粒子收集板如图所示放置，其中的端点A、B、C的坐标分别为（d，0）、（d
3
（3d，0），收集板两侧均可收集粒子。

在第三象限中，有一宽度为2d粒子源持续不断地沿y轴正方向发射速率均为v 的粒子，粒子沿x轴方向均匀分布，经圆形磁场偏转后均从O点进入右侧磁场。

已知粒子的电荷量为+q，质量为m，重力不计，不考虑粒子间的相互作用，求：
(1)圆形磁场的磁场方向；
(2)粒子运动到收集板上时，即刻被吸收，求收集板上有粒子到达的总长度；
(3)收集板BC与收集板AB收集的粒子数之比。

14．（16分）如图甲，两个半径足够大的D 形金属盒D 1、D 2正对放置，O 1、O 2分别为两盒的圆心，盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。

加在两盒之间的电压变化规律如图乙，正反向电压的大小均为U o ，周期为T o ，两盒之间的电场可视为匀强电场。

在t =0时刻，将一个质量为m 、电荷量为q （q >0）的粒子由O 2处静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在02T t =时刻通过O 1.粒子穿过两D 形盒边界M 、N 时运动不受影响，不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响，不计粒子重力。

(1)求两D 形盒边界M 、N 之间的距离；
(2)若D 1盒内磁场的磁感应强度10m B qT π=
，且粒子在D 1、D 2盒内各运动一次后能到达 O 1，求D 2盒内磁场的磁感应强
度；
(3)若D 2、D 2盒内磁场的磁感应强度相同，且粒子在D 1、D 2盒内各运动一次后在t = 2T o 时刻到达O l ，求磁场的磁感应强度。

15．（12分）如图所示，开口向上、竖直放置的导热汽缸内壁光滑，汽缸内部的横截面积为S ，高度为h ，汽缸内有一质量为m ，厚度不计的活塞，活塞下端封闭一定质量理想气体。

在汽缸内A 、A '处放置装有力传感器的小卡环，卡环上表面与汽缸底的距离为0.5h 。

开始时，活塞置于汽缸顶端，初始状态温度为T ，外界大气压强大小为
mg S
且保持不变。

缓慢降低被封闭气体的温度，求：
①当活塞恰好与卡环接触但无压力时，被封闭气体的温度；
②当传感器显示活塞对卡环的压力为0.5mg 时，被封闭气体的温度。

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】
设排泥的流量为Q ，t 时间内排泥的长度为：
1.420.7
V Qt x t t S S ==== 输出的功：
W Pt =
排泥的功：
W Fx =
输出的功都用于排泥，则解得：
6510N F =⨯
故A 正确，BCD 错误．
2、A
【解题分析】
取地面上一个面积为S 的截面，该面积内单位时间降雨的体积为
31010m 3060s
h V S S t -⨯=⋅=⋅⨯ 则单位时间降雨的质量为
m V ρ=
撞击地面时，雨滴速度均由v 减为0，在Δ0.1s t =内完成这一速度变化的雨水的质量为m t ∆。

设雨滴受地面的平均作用力为F ，由动量定理得
[()]()F m t g t m t v -∆∆=∆
又有
F p S
= 解以上各式得
0.06Pa p ≈
所以A 正确，BCD 错误。

故选A 。

3、D
【解题分析】
A ．在匀强电场中，沿电场线的电势变化，沿其他方向的直线电势也变化，N 点电势高于M 点电势，但直线MN 不一定是电场线，选项A 错误。

B ．匀强电场中沿任意非等势面的直线电势均匀变化，则有
M N N p ϕϕϕϕ-=-
解得
17V p ϕ=
选项B 错误；
C ．电势有M N ϕϕ<，正的检验电荷在高电势处电势能大，则在M 点的电势能小于在N 点的电势能，选项C 错误。

D ．匀强电场的电场线是直线，将负的检验电荷以初速度为0放入M 点，该电荷在恒定电场力的作用下，沿场强的反方向做匀加速直线运动，选项D 正确；
故选D 。

4、D
【解题分析】
小球运动到最高点时木箱恰好不能离开地面，此时小球速度为零，对木箱受力分析有: F Mg =，对小球受力分析有: mg F ma '+=
又F F '=，M m =，解得:
2m M a g g m
+== A.A 项与 上述分析结论不相符，故A 错误；
B.B 项与 上述分析结论不相符，故B 错误；
C.C 项与 上述分析结论不相符，故C 错误；
D.D 项与 上述分析结论相符，故D 正确。

5、D
【解题分析】
对物体受力分析，物体受向下的摩擦力，根据正交分解法建立平衡方程即可求解F. 【题目详解】
根据物体的受力情况可知：Fcos300=mgsin300+μ(Fsin300+mgcos300)，解得F=3G ，故选D.
6、D
【解题分析】
在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD 运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A 错；由于处于完全失重状态，小 球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B 错；C 错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有，D 对；
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、ACD
【解题分析】
A.滑片由a 端向b 端移动的过程中，R 1逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端电压增大，电源的效率UI U EI E
η==，电源的效率增大，故A 正确； B.当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于a 端时，外电路电阻为R 2=0.5r <r ，当滑片P 处于中点时，电源的效率是50%，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最大，所以当滑片由a 端向b 端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故B 错误；
C.串联电路电流相等，则112121
11U R R U R R R ==++，当滑片由a 端向b 端移动的过程中，R 1增大，1U U 增大，故C 正确； D.根据闭合电路欧姆定律得：
U 1=E ﹣I （R 2+r ）
U =E ﹣Ir
则有：
12Δ 1.5ΔU R r r I
=+= ΔΔU r I
= 则
1Δ 1.53Δ2
U r U r == 故D 正确。

故选ACD 。

8、AC
【解题分析】
A ．根据法拉第电磁感应定律和图象可知，感应电动势
0.01V E BLv ==
故导线框的边长
0.2 m E L Bv
== 故A 正确；
B ．导线框的cd 边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s ，故磁场的宽度
s =vt =0.4m
故B 错误；
C ．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C 正确；
D ．在t =0.2s 至t =0.4s 这段时间内，ab 边和cd 边均切割磁感线，产生了感应电动势，c 、d 间有电势差，故D 错误。

故选AC 。

9、BD
【解题分析】
A 、m 所受的最大静摩擦力为()f mg Eq μ=+ ,则根据牛顿第二定律得F f f a m M
-== ,计算得出()()
mg Eq M m F M μ++= .则只需满足()()
mg Eq M m F M μ++> ,m 与M 发生相对滑动.故A 错误.
B 、当M 与m 发生相对滑动,根据牛顿第二定律得,m 的加速度()
F mg Eq a m μ-+= ,知m 越大,m 的加速度越小,相同
位移时,所以的时间越长,m 越大,m 对木板的压力越大,摩擦力越大,M 的加速度越大,因为作用时间长,则位移大,根据动能
定理知,长木板的动能越大.所以B 选项是正确的.
C 、当M 与m 发生相对滑动,E 越大,m 对M 的压力越大,摩擦力越大,则M 相对地面的位移相同时,根据动能定理知,长木板的动能越大.故C.错误
D 、根据22121122L a t a t =- 知,
E 越大,m 的加速度越小,M 的加速度越大，知时间越长,因为E 越大,M 的加速度越大,则M 的位移越大,根据动能定理知,分离时长木板的动能越大.所以D 选项是正确的.， 故选BD
点睛：当m 与M 的摩擦力达到最大静摩擦力,M 与m 发生相对滑动,根据牛顿第二定律求出F 的最小值.当F 足够大时,M 与m 发生相对滑动,根据牛顿第二定律,结合运动学公式和动能定理判断长木板动能的变化.
10、BD
【解题分析】
ABC ．由题意可知
经过①变化为，核电荷数少2，为衰变，即 故
经过②变化为
，质量数没有发生变化，为衰变，即
故
故A 错误，C 错误，B 正确；
D ．
经过7次衰变，则质量数少28，电荷数少14，在经过5次衰变后，质量数不变，电荷数增加5，此时质量数为
电荷数为
变成了
，故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、1000Ω
()102I R R I + 16， 不变
【解题分析】
（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20221()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 ρπ-，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24
d k πρ=保持不变． 12、22. 50（22.50〜22.52均可） C 23. 0（22.7〜23.2均可）
【解题分析】
（1）[1]已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，由示数可知此时弹簧的长为22.50cm ；
（2）[2]A.弹簧自身有重力，弹簧竖直悬技时由于自身重力必然有一定的伸长，故弹簧竖直悬挂时测出的长度，才能作为实验中弹簧的原始长度， A 错误；
B.悬挂的钩码太多，有可能会超过弹簧的弹性限度， B 错误；
CD.由于：
k =F x
∆∆ 即k 与弹力的变量△F 及对应的形变量△x 有关，与弹簧的自重无关，C 正确，D 错误．
（3）[3]根据图象有：
k =F x ∆∆=-3-2
300109.833.2-20.410⨯⨯⨯（）N/m=23.0 N/m
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)垂直纸面向外；
(2)22
L d +=
(3)1:1 【解题分析】
(1)粒子带正电且在圆形磁场中向右偏转，可知磁场方向垂直纸面向外；
(2)利用旋转圆可以知道，粒子平行于Y 轴射入圆形磁场中，且都从同一点O 射入右边的磁场中，则粒子运动的轨迹圆半径必与圆形磁场的半径是相同的，即为d ；粒子进入右边磁场后，因为磁感应强度也为B ，可知粒子在右边磁场中运动时的圆轨迹半径也为r=d ；
打在AB 收集板上的临界情况分别是轨迹圆与AB 板相切，即沿x 轴正方向射入的粒子，和粒子刚好过A 点的粒子，故AB 板上粒子打的区域长度为d 。

而粒子只有从第四象限进入右边磁场才有可能打在收集板BC 上。

根据几何关系可得，粒子刚好经过A 点时，轨迹圆圆心O 2和原点O 以及A 点构成一个正三角形，可得：粒子与x 轴正方向成30°向下。

此时粒子刚好打到BC 板上的P 1点。

由几何关系可知OAP 1O 1为菱形，且AP 1与BC 垂直，则由几何关系可得，
13tan 30d CP d ==︒
粒子在板上打的最远距离是当直径作为弦的时候，此时与BC 的交点为P 2，根据点A 、B 、C 的坐标可得，三角形ABC
是直角三角形，角C 为30°
由余弦定理可得
2222222cos30OP OC CP OC CP =+-⋅︒
解得：
2337CP -= 第二个临界，轨迹圆恰好与BC 收集板相切，由几何关系可得，此时交点与P 1重合。

则打到收集板上粒子的总长：
12273L d CP CP +-=+-= (3)粒子打在AB 收集板的角度范围是与x 轴正方向0°~30°，打在BC 板上的角度范围是与x 轴正方向成30°~90°。

由于
粒子是沿x 轴均匀分布，故需要计算找出入射粒子的长度之比。

由几何关系可得，进入第四象限的粒子入射的长度分布恰好是粒子源中左半部分的d ，故只需找到与x 轴正方向成30°入射的粒子进入圆心磁场的位置即可，
L MN =d sin30°=d /2
/21:1/2
BC AB n d d n d -== 14、
(1)
(2) 0m qT
(3) 0
【解题分析】
(1)设两盒之间的距离为d ，盒间电场强度为E ，粒子在电场中的加速度为a ，则有
U 0=Ed qE=ma
201()22
T d a = 联立解得
d =(2)设粒子到达O 1的速度为v 1，在D 1盒内运动的半径为R 1，周期为T 1，时间为t 1，则有
012
T v a =⋅ 21111
mv qv B R = 111
2R T v π= 1112
t T = 可得
t 1=T 0 故粒子在032
T 时刻回到电场；
设粒子经电场再次加速后以速度v 2进入D 2盒，由动能定理 220211122
qU mv mv =- 设粒子在D 2盒内的运动半径为R 2，则
22222mv qv B R = 粒子在D 1D 2盒内各运动一次后能到达O 2应有
R 2=R 1
联立各式可得
20
2m B qT π= (3)依题意可知粒子在D 1D 2盒内运动的半径相等；又
2
mv qvB R = 故粒子进入D 2盒内的速度也为v 1；可判断出粒子第二次从O 2运动到O 1的时间也为02
T 粒子的运动轨迹如图；
粒子从P 到Q 先加速后减速，且加速过程的时间和位移均相等，设加速过程的时间为t 2，则有 21221122
d v t at =+ 则粒子每次在磁场中运动的时间
0322
T t t =
- 又 2m T qB π=
32
T t = 联立各式解得
2(46)5m B qT π= 15、①
2T ；②38T 。

【解题分析】
①从开始降温到活塞恰好与卡环接触但无压力时的过程为等压变化 由盖⋅吕萨克定律可得
2
2h S hS T T = 解得22
T T = ②当传感器显示活塞对卡环的压力为0.5F mg =时，设被封闭气体压强为3p ，则有 102mg mg p p S S
=+= 30p S F p S mg +=+ 解得332mg p S
= 由理想气体状态方程可得
331113
p V p V T T = 解得338T T =。