2023年四川省成都市外国语学校高三物理第一学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2023年四川省成都市外国语学校高三物理第一学期期末教学质
量检测模拟试题
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、背越式跳高采用弧线助跑，距离长，速度快，动作舒展大方。

如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为
A．2m/s B．5m/s C．8m/s D．11m/s
2、如图所示，完全相同的两个光滑小球A、B放在一置于水平桌面上的圆柱形容器中，两球的质量均为m，两球心的连线与竖直方向成30角，整个装置处于静止状态。

则下列说法中正确的是（）
A．A对B的压力为23 3
B．容器底对B的支持力为mg
C．容器壁对B的支持力为
3
6
mg
D．容器壁对A
3
3、质量为m的物块放在倾角为 的固定斜面上。

在水平恒力F的推动下，物块沿斜面
以恒定的加速度a向上滑动。

物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则F的大小为（）
A．
(sin cos)
cos
m a g g
θμθ
θ
++
B．
(sin)
cos sin
m a gθ
θμθ
-
+
C．
(sin cos)
cos sin
m a g g
θμθ
θμθ
++
+
D．
(sin cos)
cos sin
m a g g
θμθ
θμθ
++
-
4、据悉我国计划于2022年左右建成天宫空间站，它离地面高度为400~450 km的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径大约为地球同步卫星轨道半径的六分之一，则下列说法正确的是（）
A．空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度的6倍
B．空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的6倍
C．空间站运行的周期等于地球的自转周期
D．空间站运行的角速度小于地球自转的角速度
5、如图所示，物体A、B的质量分别为m、2m，物体B置于水平面上，B物体上部半圆型槽的半径为R，将物体A从圆槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。

则（）
A．A、B物体组成的系统动量守恒
B．A不能到达圆槽的左侧最高点
C．A运动到圆槽的最低点时A 2
3 gR
D．A运动到圆槽的最低点时B
3
gR
6、“世纪工程”﹣港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车，大桥主桥部分由约为6.7km海底隧道和22.9km桥梁构成，海底隧道需要每天24小时照明，而桥梁只需晚上照明。

假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，电阻R1、R2分别视为隧道灯和桥梁路灯，已
知r 小于R 1和R 2，则下列说法正确的是（ ）
A ．夜间，电流表示数为12E
R R r
++
B ．夜间，开关K 闭合，电路中电流表、电压表示数均变小
C ．夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大
D ．当电流表示数为I 则太阳能电池供电系统输出电功率为EI
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，两质量相等的卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用R 、T 、E k 、F 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、万有引力。

下列关系式正确的有（ ）
A ．A
B F F >
B ．kA kB E E <
C ．A B T T <
D ．3322A B
A B
R R T T =
8、如图所示，A 、B 两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳为非弹性绳且可承受的拉力足够大。

弹簧的劲度系数为k ，木块A 和木块B 的质量均为m 。

现用一竖直向下的压力将木块A 缓慢压缩到某一位置，木块A 在此位置所受的压力为F （F >mg ），弹簧的弹性势能为E ，撤去力F 后，下列说法正确的是（ ）
A ．当A 速度最大时，弹簧仍处于压缩状态
B ．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A 、B 的冲量相同
C．当B开始运动时，A的速度大小为E mg F
g M k
+
-
D．全程中，A上升的最大高度为
3
44
E mg
F mg k
+
+
（）
9、如图所示，P点为一粒子源，可以产生某种质量为m电荷量为q的带正电粒子，粒子从静止开始经MN两板间的加速电场加速后从O点沿纸面以与Od成30角的方向射入正方形abcd匀强磁场区域内，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，正方形abcd边长为a，O点是cd边的中点，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（）
A．若加速电压U为
22
qB a
m
时，粒子全部从ad边离开磁场
B．若加速电压U为
22
7
qB a
m
时，粒子全部从ab边离开磁场
C．若加速电压U为
22
9
qB a
m
时，粒子全部从bc边离开磁场
D．若加速电压U由
22
19
qB a
m
变为
22
20
qB a
m
时，粒子在磁场中运动时间变长
10、如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈（线圈电阻不计）绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动，线圈通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接一滑动变阻器R，原、副线圈匝数分别为n1、n2。

要使电流表的示数变为原来的2倍，下列措施可行的是
A ．n 2增大为原来的2倍，ω、R 不变
B ．ω增大为原来的2倍，n 2、R 不变
C ．ω和R 都增大为原来的2倍，n 2不变
D ．n 2和R 都增大为原来的2倍，ω不变
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）同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E 和内电阻r 。

实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围0999.9Ω）
；开关、导线若干。

（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来_____________。

（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后改变电阻箱，随之电压表示数发生变化，读取R 和对应的U ，并将相应的数据转化为坐标点描绘在
/R R U -图中。

请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5
所示的坐标系中（描点用“+”表示），并画出/R R U -图线_____________；
（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值
E =_____________V ，内电阻测量值r =______________Ω.（保留2位有效数字）
（4）实验中测两组、R U 的数据，可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。

该同学没有采用该方法的原因是_____________________。

（5）该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成该误差主要原因是__________________。

（6）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。

同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的内电阻热功率
1P 以及总功率2P 分别随路端电压U 变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图6所示
的1P U -和2P U -图象。

若已知乙电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_______________________（选填选项的字母）。

12．（12分）某小组同学用如图所示的装置来“验证动能定理”，长木板固定在水平桌面上，其左端与一粗糙曲面平滑连接，木板与曲面连接处固定一光电门，A 是光电门的中心位置，滑块P 上固定一宽度为d 的遮光片。

将滑块从曲面的不同高度释放，经过光电门后，在木板上停下来，设停下来的那点为B 点。

该小组已经测出滑块与木板间的动摩擦因数为μ、査得当地重力加速度为g 。

根据本实验的原理和目的回答以下问题：
(1)为了“验证动能定理”，他们必需测量的物理量有___________； A ．滑块释放的高度h
B ．遮光片经过光电门时的遮光时间t
C ．滑块的质量m
D ．A 点到B 点的距离x
(2)该组同学利用题中已知的物理量和(1)问中必需测量的物理量，只需要验证表达式___________在误差范围内成立即可验证动能定理； (3)以下因素会给实验结果带来误差的是___________。

A ．滑块释放时初速度不为零
B ．曲面不光滑
C ．遮光片的宽度不够小
D ．光电门安放在连接处稍偏右的地方
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，一直角三角形ABC 处于匀强电场中（电场未画出），30A ∠=︒，
BC L =，三角形三点的电势分别为0A ϕ=，02
C
B ϕϕϕ==
（00ϕ>，为已知量）。

有
一电荷量为q -、质量为m 的带电粒子（重力不计）从A 点以与AB 成30角的初速度
0v 向左下方射出，求：
（1）求电场强度E ；
（2）设粒子的运动轨迹与BAC ∠的角平分线的交点为G ，求粒子从A 点运动到G 点的时间t 。

14．（16分）一半球形玻璃砖，球心为O ，OA 和OB 与竖直方向间的夹角均为30°。

一束光线射向A 点，折射光线恰好竖直向下射到C 点，已知该玻璃砖折射率为3。

(1)求射向A 点的光线与竖直方向的夹角；
(2)从B 点射入的光线折射后恰好过C 点，求折射光线BC 与虚线BO 夹角的正弦值。

15．（12分）如图所示，在倾角θ=30︒的足够长斜面上放置一长木板，长木板质量M =3.0kg ，其上表面光滑，下表面粗糙，木板的下端有一个凸起的挡板，木板处于静止状态，挡板到斜面底端的距离为7m 。

将质量为m =1.0kg 的小物块放置在木板上，从距离挡板L =1.6m 处由静止开始释放。

物块下滑后与挡板相撞，撞击时间极短，物块与挡板的碰撞为弹性正碰，碰后木板开始下滑，且当木板沿斜面下滑至速度为零时，物块与
木板恰好发生第二次相撞。

取重力加速度g =10m/s 2。

求： (1)物块与木板第一次相撞后瞬间木板的速率； (2)长木板与斜面之间的动摩擦因数μ； (3)物块与挡板在斜面上最多发生几次碰撞。

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】
运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心升高高度约为： 1.3m h ≈，根据机械能守恒定律可知：
2
12
mv mgh =；解得：226m/s 5m/s v gh ≈，故B 正确，ACD 错误。

2、A 【解析】
AD ．对球A 受力分析可知，球B 对A 的支持力
23cos30BA mg mg
F =
=
则A 对B 的压力为3
3
mg ； 容器壁对A 的压力
3tan 303
N F mg mg ==
选项A 正确，D 错误；
B ．对球AB 的整体竖直方向有
2N mg =
容器底对B 的支持力为2mg ，选项B 错误；
C ．对球AB 的整体而言，容器壁对B 的支持力等于器壁对A 的压力，则大小为3
3
mg ，选项C 错误； 故选A 。

3、D 【解析】
如图所示，物块匀加速运动受重力mg 、推力F 、滑动摩擦力f F 和支持力N F 。

正交分解后，沿斜面方向
cos sin f F F mg ma θθ--=
垂直于斜面方向平衡
cos 0sin N F mg F θ=+
又有
f N F F μ=
解以上三式得
(sin cos )
cos sin m a g g F θμθθμθ
++=
-
故选D 。

4、B 【解析】
ABC ．设空间站运行的半径为R 1，地球同步卫星半径为R 2，由
2
22
2πr GMm v ma m m r r T ⎛⎫=== ⎪⎝⎭
得加速度为
2
GM
a r =
线速度为
v =
周期为
2T = 由于半径之比
1216
R R = 则有加速度之比为 a 1:a 2=36:1 线速度之比为 v 1:v 2
:1 周期之比为 T 1:T 2=
故AC 错误，B 正确；
D ．由于地球自转的角速度等于地球同步卫星的角速度，故可以得到空间站运行的角速度大于地球自转的角速度，故D 错误。

故选B 。

5、D 【解析】
A ．A 、
B 物体组成的系统只有水平方向动量守恒，选项A 错误；
B ．运动过程不计一切摩擦，故机械能守恒，那么A 可以到达B 圆槽的左侧最高点，且A 在B 圆槽的左侧最高点时，A 、B 的速度都为零，故B 错误； CD ．对A 运动到圆槽的最低点的运动过程由水平方向动量守恒
2A B mv mv =
对AB 整体应用机械能守恒可得
22
11222
A B mg mv v R m =+⋅
所以A 运动到圆槽的最低点时B 的速率为
B v =
A v =
故C 错误，D 正确；
故选D 。

6、C
【解析】
A ．夜间，桥梁需要照明，开关K 闭合，电阻R 1、R 2并联，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数1212
E I r R R R R =++，故A 错误；
B ．夜间，开关K 闭合，总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表示数变大，故B 错误；
C ．根据能量守恒定律可知，夜间，由于用电器的增多，则太阳能电池供电系统损失的电功率增大，故C 正确；
D ．当电流表示数为I ，则太阳能电池供电系统总功率为EI ，输出功率为EI ﹣I 2r ，故D 错误。

故选C.
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、BD
【解析】
A ．根据万有引力定律得
2GMm F R
= 卫星A 、B 质量相等，R A ＞R B ，得F A ＜F B ．故A 错误；
B.卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
2
2=GMm v m R R
卫星的动能
2122k GMm E mv R
==
故kA kB E E <，故B 正确；
CD. 由开普勒第三定律得
3322
A B A B R R T T = 因A B R R >，A B T T > ，故C 错误，D 正确。

故选：BD 。

8、AD
【解析】
A ．由题意可知当A 受力平衡时速度最大，即弹簧弹力大小等于重力大小，此时弹簧处于压缩状态，故A 正确；
B ．由于冲量是矢量，而弹簧弹力对A 、B 的冲量方向相反，故B 错误；
C ．设弹簧恢复到原长时A 的速度为v ，绳子绷紧瞬间A 、B 共同速度为v 1，A 、B 共同上升的最大高度为h ，A 上升最大高度为H ，弹簧恢复到原长的过程中根据能量守恒得
212
mg F E mg v k m +=+ 绳子绷紧瞬间根据动量守恒定律得
mv =2mv 1
A 、
B 共同上升的过程中据能量守恒可得
211()()2
m m v m m gh +=+ mg F H h k
+=+ 可得B 开始运动时A 的速度大小为
v = A 上升的最大高度为
3()44E mg F H mg k
+=+ 故C 错误，D 正确。

故选AD 。

9、AC
【解析】
A ．当粒子的轨迹与ad 边相切时，如图①轨迹所示，设此时粒子轨道半径为1r ，由几
何关系得
11sin 302
a r r ︒-
= 得 1r a =
在磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力
2111
mv qv B r = 粒子在电场中加速过程根据动能定理
21112
qU mv = 以上各式联立解得粒子轨迹与ad 边相切时加速电压为
22
12qB a U m
= 当粒子的轨迹与ab 边相切时，如图②轨迹所示，由几何关系可得此时的半径为
2r = 同理求得此时的加速电压为
22
2U = 当粒子的轨迹与bc 边相切时，如图③轨迹所示，由几何关系可得此时的半径为 313
r a = 同理求得此时的加速电压为
22
318qB a U m
= 当加速电压U 为22
qB a m
大于临界电压1U 时，则粒子全部从ad 边离开磁场，故A 正确； B ．当加速电压U 为22
7qB a m
时 22
327qB a U U m
<< 粒子从bc 边离开磁场，故B 错误；
C ．当加速电压U 为229qB a m 时 22
329qB a U U m
<< 所以粒子从bc 边离开磁场，故C 正确；
D ．加速电压U 为2219qB a m 和22
20qB a m
时均小于临界电压3U ，则粒子从cd 边离开磁场，轨迹如图④所示，根据对称性得轨迹的圆心角为300︒，运动时间都为
30052536063m m t T qB qB
ππ︒︒==⨯= 故D 错误。

故选AC 。

10、BD
【解析】
线圈转动产生的电压有效值为：
12
U U == 根据理想变压器的规律：
1122
U n U n = 1221
I n I n = 根据欧姆定律：
22U I R
联立方程解得：222121112n U n B S I n R n R ω⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
，ω增大为原来的2倍，n 2、R 不变、n 2和R 都增大为原来的2倍，ω不变均可电流表的示数变为原来的2倍，BD 正确，AC 错误。

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、（1）电路连线如图：
（2）画出/R R U -图线如图：
（3）2.8V ， 1Ω （4）偶然误差较大；
（
5）电压表内阻不是无穷大； （6）AC
【解析】
（1）电路连线如图：
（2）画出/R R U -图线如图：
（3）根据闭合电路欧姆定律可得：U E U r R
=+，即R R E r U =-，则由图像可知：6(1)V 2.8V 2.5
E k --===，r=b =1Ω； （4）由于读数不准确带来实验的偶然误差，实验中测两组U 、R 的数据，利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法不能减小这种偶然误差，而利用图象进行处理数据可以减小偶然误差.
（5）由于电压表内阻不是无穷大，所以在电路中分流，从而带来系统误差；
（6）电池组的内电阻热功率2
1()E U P r
-=，则对于相同的U 值，则r 越大，对应的P 1越小，可知A 正确，B 错误；总功率：22E U E EU P EI E r r
--===，则对相同的U 值，r 越大P 2越小，故C 正确，D 错误.
12、BD 2
22d gx t
μ= C 【解析】
(1)[1]．要验证的是从滑块经过光电门到最后在木板上停止时动能减小量等于摩擦力做功，即
212
mv mgx μ= 其中
d v t
= 可得
2
22d gx t
μ= 则必须要测量的物理量是：遮光片经过光电门时的遮光时间t 和A 点到B 点的距离x ，故选BD 。

(2) [2]．由以上分析可知，需要验证表达式2
22d gx t
μ=在误差范围内成立即可验证动能定理；
(3) [3]．A ．滑块释放时初速度不为零对实验无影响，选项A 错误； B ．曲面不光滑对实验无影响，选项B 错误；
C ．遮光片的宽度不够小，则测得的滑块经过A 点的速度有误差，会给实验结果带来误差，选项C 正确；
D ．光电门安放在连接处稍偏右的地方对实验无影响，选项D 错误；
故选C 。

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）0233E L ϕ=
；（2）003mv L t q ϕ=。

【解析】
（1）如图所示，由题意可知，AC 边的中点D 与B 点的电势相等，且AC =2BC =2L ，
故BCD 构成正三角形，则BD 是电场中的一条等势线，电场方向与CB 成30角斜向上。

由几何关系可得
03cos303C B
E L L
ϕϕϕ-==︒ （2）分析可知，粒子的初速度方向与电场方向垂直，故粒子沿初速度的方向做匀速直线运动，则有
0x v t =
沿垂直于初速度的方向做匀加速运动，故有
212
y at =
qE a m = 且
tan 45y x
︒=
联立解得 00
3mv L t =14、 (1)30°；21
【解析】
(1)光路图如下图所示，根据折射定律有 sin sin 30EAG n ∠=︒
解得
∠E A G =60°
即入射光线与竖直方向的夹角为30°。

(2)由几何关系得
CO =R sin30°=0.5R
AB =2CO = R
()227cos302
BC R R R =+︒=
根据正弦定理 sin120sin BC CO CBO
=︒∠ 得
21sin 14
CBO ∠=
15、 (1)2.0m/s ；(2)33
μ=
；(3) 6次 【解析】
(1)物块下滑的加速度为 sin30a g ︒=
物块第一次下滑至挡板时的速度为
v 2aL 经分析可知，物块与挡板第一次相撞后反弹，由动量守恒定律可得
mv =mv 1+Mv 2
22212111222
mv mv Mv =+ 解得
v 2=2.0m/s
(2)设木板下滑的加速度大小为a ′，由题中条件可得，木板下滑的位移为x 2
222'2v x a
= 物块位移为
21112
x v t at =+ 2
'v t a
= 12x x =
由牛顿第二运动定律可得
()'cos30sin30M m g Mg Ma μ︒︒+-=
解得
2'5m/s 3
a = 解得
3
μ= (3)第二次碰撞前瞬间物块速度为
11'v v at =+=4m/s
此时物块木板速度为0，物块与挡板发生第二次碰撞后，挡板与物块将重复上述运动过程
第一次碰后到第二次碰前挡板运动位移为
x 2=1.2m
故
L =7m=5256
x 故物块和挡板在斜面上发生6次碰撞。