2023年湖南省株洲二中高三物理第一学期期末调研模拟试题含解析

2023年湖南省株洲二中高三物理第一学期期末调研模拟试题考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．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、图示装置为阅读时使用的角度可调支架，现将一本书放在倾斜支架上，书始终保持静止。

关于该书受力情况，下列说法正确的是（）
A．可能受两个力
B．可能受三个力
C．一定受摩擦力
D．支架下边缘对书一定有弹力
2、如图所示，OAB为四分之一圆柱体的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为53°，则C 点到B点的距离为（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（）
A．4
15
R
B．
2
15
R
C．
2
R
D．
3
R
3、光滑水平面上，一物体在恒力作用下做方向不变的直线运动，在t1时间内动能由0增大到E k，在t2时间内动能由E k增大到2E k，设恒力在t1时间内冲量为I1，在t2时间内冲量为I2，两段时间内物体的位移分别为x1和x2，则（）
A．I1<I2，x1<x2B．I1>I2，x1>x2
C．I1>I2，x1＝x2D．I1＝I2，x1＝x2
4、下列说法正确的是（）
A．电子的发现说明原子具有核式结构
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，该金属的逸出功越大
D．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大5、如图所示，质量为4kg的物体在动摩擦因数为0.5的水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为10N的拉力作用，则物体所受摩擦力为（g=10N/kg）
A．10N，向右B．10N，向左
C．20N，向右D．20N，向左
6、中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站—华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省威海市荣成石岛湾。

目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一
种典型的铀核裂变方程是235
92U＋x→144
56
Ba＋89
36
Kr＋3x。

下列关于x的说法正确的是
（）
A．x是α粒子，具有很强的电离本领
B．x是α粒子，穿透能力比较弱
C．x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的
D．x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的
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，一质量为m的物块从光滑斜面底端A点以某初动能沿斜面开始向上滑，滑到B点时动能减半，滑到C点时动能为零。

以过C点的水平面为零势能面，不计空气阻力。

下列说法正确的是（）
A．物块在A点处的重力势能为零
B．物块在A、B两点处速度大小之比为2∶1
C．物块在AB段和BC段克服重力做的功之比为1∶1
D．物块在A、B2∶1
8、如图，空间存在方向竖直向上、场强大小为E的匀强电场；倾角为30︒的光滑绝缘斜面固定在地面上，绝缘轻弹簧的下端连接斜面底端的挡板，上端连接一带电量为+q 的小球，小球静止时位于M点，弹簧长度恰好为原长。

某时刻将电场反向并保持电场强度大小不变，之后弹簧最大压缩量为L，重力加速度为g。

从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球（）
A．机械能一直减少
B．电势能减少了1
2
EqL
C．最大加速度为g
D．最大速度为gL
9、一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是()
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
10、如图所示，两个质量分布均匀的球体P、Q静止在倾角为30︒的固定斜面与固定挡板之间.挡板与斜面垂直。

P、Q的质量分别为m、2m，半径分别为r、2r，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。

下列说法正确的是（）
A．P受到四个力的作用B．挡板对P的支持力为3mg
C．P所受弹力的合力大于mg D．Q受到P的支持力大于mg
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）如图所示为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置,当地重力加速度为g。

(1)如图所示，利用游标卡尺测得的挡光条宽度为________cm
(2)调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。

某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条与光电门中心的距离为x0，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，则物块与木板间的动摩擦因数μ=_______，弹射器对物块做的功为________(均用字母表示)
(3)考虑到空气阻力的影响，μ的测量值与真实值相比_______ (填“ 偏大”“偏小”或“相等”)。

12．（12分）某同学为验证机械能守恒定律设计了如图所示的实验，一钢球通过轻绳系在O点，由水平位置静止释放，用光电门测出小球经过某位置的时间t∆，用刻度尺测出该位置与O点的高度差h。

（已知重力加速度为g）
（1）为了完成实验还需测量的物理量有________（填正确答案标号）。

A．绳长l B．小球的质量m C．小球的直径d D．小球下落至光电门处的时间t
（2）正确测完需要的物理量后，验证机械能守恒定律的关系式是________________（用已知量和测量量的字母表示）。

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，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁
感应强度B =3T 。

两导轨间距为L =0.5m ，轨道足够长。

金属棒a 和b 的质量分别为m a =1kg ，m b =0.5kg ，电阻分别为1a R =Ω，2b R =Ω。

b 棒静止于轨道水平部分，现将a 棒从h =1.8 m 高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C 点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。

（g 取10m/s 2）。

求： （1）a 棒刚进入磁场时，b 棒的加速度；
（2）从a 棒进入磁场到a 棒匀速的过程中，流过a 棒的电荷量； （3）从a 棒进入磁场到a 棒匀速的过程中，a 棒中产生的焦耳热。

14．（16分）如图所示，光滑水平平台AB 与竖直光滑半圆轨道AC 平滑连接，C 点切线水平，长为L =4m 的粗糙水平传送带BD 与平台无缝对接。

质量分别为m 1=0.3kg 和m 2=1kg 两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。

已知传送带以v 0=1.5m/s 的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.1．某时剪断细绳，小物体m 1向左运动，m 2向右运动速度大小为v 2=3m/s ，g 取10m/s 2．求：
(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能E p
(2)从小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E
(3)为了让小物体m 1从C 点水平飞出后落至AB 平面的水平位移最大，竖直光滑半圆轨道AC 的半径R 和小物体m 1平抛的最大水平位移x 的大小。

15．（12分）一定质量的理想气体，状态从A→B→C 的变化过程可用如图所示的p －V 图线描述，气体在状态A 时温度为T A =300K ，试求： (1)气体在状态B 时的温度T B 和状态C 时的温度T C ；
(2)若气体在B→C 过程中气体内能减少了200J ，则在B→C 过程吸收或放出的热量是多少？
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】
AB．由题意可知，书受到重力和弹力作用，由于有书沿斜面向下的分力作用，所以物体必然受到一个沿斜面向上的力，以维持平衡，这个力为摩擦力，也可以是支架下边缘对书的弹力，也可以是摩擦力和支架下边缘对书弹力的合力，故可能受三个力，四个力作用，故A错误，B正确；
C．由于当书沿斜面向下的分力作用与支架下边缘对书弹力相等时，此时摩擦力不存在，故C错误；
D．由于当书沿斜面向下的分力作用，与向上的摩擦力相等时，则支架下边缘对书弹力不存在，故D错误。

故选B。

2、B
【解析】
由题意知得：小球通过D点时速度与圆柱体相切，则有
v y=v0tan53°
小球从C到D，水平方向有
R sin53°=v0t
竖直方向上有
2
y v y t =
联立解得
815
y R =
根据几何关系得，C 点到B 点的距离
215315
CB y y R cos R =--︒=
（） 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

3、C 【解析】
根据动能定理，第一段加速过程 F •x 1=E k 第二段加速过程 F •x 2=2E k -E k 联立可得 x 1=x 2
物体做初速度为零的加速运动，故通过连续相等位移的时间变短，即通过位移x 2的时间t 2小于通过位移x 1的时间t 1；根据冲量的定义，有 I 1=F •t 1 I 2=F •t 2 故 I 1＞I 2
故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

4、D 【解析】
A ． α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故A 错误；
B ． β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B 错误；
CD ． 在光电效应现象中，金属的逸出功与入射光的频率无关；k 0E h
W =-ν 可知，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，故C 错误D 正确。

5、D 【解析】
物体相对地面向右运动，则滑动摩擦力的方向向左，大小为：
f N 0.5410N 20N F F m
g μμ===⨯⨯=
故选D 。

6、D 【解析】
AB ．根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，x 为中子，故AB 错误；
CD ．根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的，故C 错误，D 正确。

故选D 。

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 【解析】
A ．物块上滑过程中只有重力做功，机械能守恒，在C 点机械能为零，在A 点有动能，重力势能不为零且为负值，故A 错误；
B ．设物块的初动能为E k ，2
k 12
A E mv =
，在B 点有 k 2B 1122
E mv = 解得
:A B v v =
故B 错误；
C ．根据动能定理可得
k 1
2
AB BC W W E ==
故C 正确；
D ．物块在A 、B ，故D 正确。

故选CD 。

【解析】
B ．电势能的减小量等于电场力做的功，即为
1
sin 302
F W qEL qEL ︒==
故B 正确； C ．小球在M 点时有
mg qE =
从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度反向增大的减速运动，由弹簧振子对称性可知，小球在M 点开始运动时的加速度最大即为
max sin 30qE mg
a g m
︒+=
= 故C 正确；
D ．小球速度最大时合力为0，由平衡可得
=(+)sin30F mg qE mg ︒=弹
由对称性可知，速度最大时，小球运动的距离为
2
L x =
由动能定理有
2
max 1()sin 302222
L mg L mg qE mv ︒+⋅-⋅=
得
max v =
故D 错误；
A ．小球速度最大时合力为0，由平衡可得
=(+)sin30F mg qE mg ︒=弹
此过程小球克服弹力做功为
224mg L mgL W =
⨯=弹 电场力做功为
'sin 3024
F L mgL
W mg
︒== 小球克服弹力做功与电场力做功相等，说明小球机械能不是一直减小，故A 错误。

故选BC 。

9、BC 【解析】
A. 导体棒ab 匀速上升，受力平衡，cd 棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得ab 棒受到的推力：
20.2N F mg ==
故A 错误；
B. 对cd 棒，受到向下的重力mg 和向上的安培力F 安，由平衡条件得：
F 安BIL mg ==
2BLv
I R
=
联立解得：
2222
220.10.1
m/s 2m/s 0.50.2mgR v B L ⨯⨯=
==⨯ 故B 正确；
C. 在2s 内，电路产生的电能：
222
0.50.222J 0.4(J 2220).)(1
E BLv Q t t R R ⨯⨯===⨯=⨯
则在2s 内，拉力做功，有0.4J 的机械能转化为电能，故C 正确； D. 在2s 内拉力做的功为：
0.222J 0.8J W Fvt ==⨯⨯=
故D 错误。

10、AD 【解析】
A ．P 受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和Q 的压力，故A 正确；
B ．两球整体受力平衡，故挡板对P 的支持力大小 N 1=3mg sin 30︒=3
2
mg 故B 错误；
C ．P 所受三个弹力的合力与重力mg 平衡，则P 所受弹力的合力大小为mg ，故C 错误；
D ．Q 受力如图所示，有 F =2mg
故
N 2>F sin 30︒=mg
故D 正确。

故选AD 。

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、0.450 222d gxt ()2022md x x xt
+ 偏大 【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为4mm ，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故
其读数为0.05×
10mm=0.50mm ，所以最终读数为 4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm
(2)[2]物体通过光电门时的速度为
d v t
= 由动能定理，则有
2102
mgx mv μ-=- 解得
2
2
2d gxt μ= [3]再根据功能关系，弹射器对物块做的功除到达光电门的动能外，还在滑行过程中产生内能，则有
2012
W mgx mv μ=+ 解得
202)2(md x x W xt
+= (4)[4]考虑空气阻力的影响，则有
212
mgx mv μ>
因此μ值的测量值与真实值相比偏大； 12、C 2
2
2()d gh t =∆ 【解析】
（1）[1]系统机械能守恒时满足
212
mgh mv = 又
d v t
=∆ 解得
2
2
2()d gh t =∆ 还需要测量的量是小球的直径d 。

（2）[2]由（1）知2
22()
d gh t =∆成立时，小球机械能守恒。

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）9m/s 2，向右；（2）43
q =
C ；（3）2J 。

【解析】
（1）a 棒沿弧形轨道下滑h 过程，根据机械能守恒有： 212
a a m gh m v = a 棒进入磁场瞬间感应电动势：
E BLv =
根据闭合电路欧姆定律：
a b
E I R R =+ 对b 棒：
F BIL =安
根据牛顿第二定律：
b F m a =安
解得：9a =m/s 2
由左手定则，b 棒加速度的方向：向右；
（2）对a 、b ：由动量守恒定律得：
()a a b m v m m v =+共
解得：4v =共m/s
对b 棒，应用动量定理：
b BILt m v =共 解得：43
q = C （3）a 、b 棒在水平面内运动过程，由能量转化与守恒定律： ()221122
a a
b m v m m v Q -+=共 根据焦耳定律有：
()2a b Q I R R t =+
2a a Q I R t =
联立解得：2a Q =J
14、 (1)19.5J(2)6.75J(3)R =1.25m 时水平位移最大为x =5m
【解析】
(1)对m 1和m 2弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有： 0=m 1v 1-m 2v 2
解得
v 1=10m/s
剪断细绳前弹簧的弹性势能为：
2211221122
p E m v m v =
+ 解得 E p =19.5J
(2)设m 2向右减速运动的最大距离为x ，由动能定理得： -μm 2gx =0-
12
m 2v 22 解得
x =3m ＜L =4m
则m 2先向右减速至速度为零，向左加速至速度为v 0=1.5m/s ，然后向左匀速运动，直至离开传送带。

设小物体m 2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t 。

取向左为正方向。

根据动量定理得：
μm 2gt =m 2v 0-（-m 2v 2）
解得：
t =3s
该过程皮带运动的距离为：
x 带=v 0t =4.5m
故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能为： E =μm 2gx 带
解得：
E =6.75J
(3)设竖直光滑轨道AC 的半径为R 时小物体m 1平抛的水平位移最大为x 。

从A 到C 由机械能守恒定律得：
2211111 222
C m v m v mgR =+ 由平抛运动的规律有：
x =v C t 1
21122
R gt = 联立整理得
x =根据数学知识知当
4R =10-4R
即R =1.25m 时，水平位移最大为
x =5m
15、 (1)1200K ；600K ；(2)1000J
【解析】
(1)A 到B 过程中由查理定律有A B A B
P P T T =代入数据得： 1200K B T =
B 到
C 过程中由盖吕萨克定律有C B B C
V V T T =得 600K C T =
(2)B 到C 过程中外界对气体做功为
W p V =∆
得
800J W =
由热力学第一定律有U W Q ∆=+，内能减少200J 即 ∆U =－200J
得
1000J Q =-
则放热1000J 。