2024年云南省施甸县第一中学物理高三上期末监测模拟试题含解析

2024年云南省施甸县第一中学物理高三上期末监测模拟试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。

通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。

弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。

图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。

在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）
A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处
B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处
C．弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大
D．弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大
2、空间存在一静电场，x轴上各点电势φ随x变化的情况如图所示。

若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，E k-t图线，E p-t图线正确的是（）
A．B．C．
D．
3、如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。

下列关于E随x变化的图像正确的是A．B．
C．D．
4、如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的( )
A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t
B．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t
C．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t
D．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t
5、下列说法正确的是()
A ．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B ．图乙中，两个影子在x 、y 轴上的运动就是物体的两个分运动
C ．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A 、B 两球可以不同时落地
D ．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F 在半径方向的分力大于所需要的向心力
6、如图，长为L 的直棒一端可绕固定轴O 在竖直平面内转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v 匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为θ时，棒的角速度为
A ．(1)n T θ
ω=- B ．cos v L θ C ．sin v L θ D ．sin v L θ
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，倾角为θ的足够长传送带以恒定的速率v 0沿逆时针方向运行．t=0时，将质量m=1kg 的小物块（可视为质点）轻放在传送带上，物块速度随时间变化的图象如图所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10m/s 1．则
A ．摩擦力的方向始终沿传送带向下
B ．1~1s 内，物块的加速度为1m/s 1
C ．传送带的倾角θ=30°
D ．物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
8、如图为竖直放置的上粗下细的玻璃管，水银柱将气体分隔成A 、B 两部分，初始温度相同，使A 、B 升高相同温度达到稳定后，体积变化量为A B V V ∆∆、 ，压强变化量为A B p p ∆∆、，对液面压力的变化量为A B F F 、∆∆，则（ ）
A ．水银柱向下移动了一段距离
B ．A B V V ∆<∆
C ．A B p p ∆<∆
D ．A B F F
9、一列沿x 轴传播的横波在t ＝0.05 s 时刻的波形图如图甲所示，P 、Q 为两质点，质点P 的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是__________
A ．该波的波速为20 m/s
B ．该波沿x 轴负方向传播
C ．t ＝0.1 s 时刻质点Q 的运动方向沿y 轴正方向
D ．t ＝0.2 s 时刻质点Q 的速度大于质点P 的速度
E.t ＝0.3 s 时刻质点Q 距平衡位置的距离大于质点P 距平衡位置的距离
10、如图甲所示，用一水平力F 拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F ，物体做变加速运动，其加速度a 随外力F 变化的图像如图乙所示，若重力加速度g 取10 m/s 2，根据图乙中所提供的信息不能计算出
A．物体的质量
B．斜面的倾角
C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力
D．加速度为6 m/s2时物体的速度
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）未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。

悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动，现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4，则：
⑴由以上信息，可知a点______________（填“是”或“不是”）小球的抛出点；
⑵由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为__________m/s2
⑶由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是_________m/s;
⑷由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是_________m/s.
12．（12分）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻：
①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻R v=10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻R g=100Ω）
电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
滑动变阻器：R1（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）
R2（阻值范围0-1000Ω，额定电流1A）
定值电阻：R3=0.5Ω
该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________；
②该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A；
③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______（填写器材的符号）；
④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V （结果保留三位有效数字），电源的内阻r=_______Ω （结果保留两位有效数字）。

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）如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为37°，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2 kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示.金属棒和导轨的电阻不计，︒==，求：
sin370.6,37
︒
cos0.8
（1）拉力F做功的最大功率
（2）回路中的最大电功率
14．（16分）如图所示，质量m 的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h 高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小2mg 的滑动摩擦力．小环能达到的最大高度为3h ，求： (1)小环从h 高处出发至第二次经过2h 高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？
(2)在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能．对比(1)问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念．
(3)以地面为零势能面．从出发至小环落地前，小环的机械能E 随路程s 的变化关系是什么？
15．（12分）如图，两个相同的气缸A 、B 各封闭着同种理想气体，气缸用绝热的细管通过阀门K 连接。

当K 关闭时，
A 中气体的压强5A1110Pa p =⨯、温度A17C 2t ︒=，
B 中气体的压强5B1310Pa p =⨯、温度B1
C 127t ︒=。

已知两气
缸内的气体温度始终保持不变。

打开K 后（结果均保留三位有效数字）
(1)若B 中气体发生等温膨胀，当B 中气体的体积变为原来的
65
时，求B 中此时的压强p ； (2)求缸内气体刚平衡时气缸内气体的压强2p 。

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
【解题分析】
两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b 、b '处，在c 、c '处距离最远，场强最小，则最终弧光在c 、c '处消失。

弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。

故选B 。

2、B
【解题分析】
AB 、由x ϕ-图可知，图像的斜率表示电场强度，从0x -到0x 的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在0x =位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B 正确，A 错误；
C 、粒子在运动过程中，受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知k E x -图像的斜率先变小再变大，在0x =位置的斜率为零，故C 错误；
D 、由于粒子带负电，根据电势能P
E q ϕ=可知，P E x -变化规律与x ϕ-变化规律相反，故D 错误；
图线正确的是选B 。

3、A
【解题分析】
设x 轴的正方向代表电场强度的正方向
根据等量同种负电荷电场线在沿x 轴方向的分布，结合规定正方向判断如下：
①在A 点左侧电场线水平向右，场强为正，图像的横轴上方，离A 点越近，场强越强；
②在A 到O 之间的电场线向左，场强为负，图像在横轴下方，离A 越近，场强越强；
③在O 到B 之间电场线向右，场强为正，图像在横轴上方，离B 越近，场强越强；
④在B 点右侧，电场线水平向左，场强为负，图像在横轴下方，离B 越近，场强越强。

综上所述，只有选项A 符合题意。

故选A 。

4、C
【解题分析】
试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化．
带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由2v Bqv m r
=，得：mv P r qB qB ==，P 、q 都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r 不变，故轨迹应为pa ，因周期2m T qB
π=可知，因m 增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa 所用的时间将大于t ，C 正确；
【题目点拨】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式mv R Bq
=，周期公式2m T Bq π=，运动时间公式2t T θπ
=，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，
5、B
【解题分析】
A ．题图甲中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的，但是由于重力及其他微粒的碰撞而改变了方向，故A 错误；
B ．题图乙中沿y 轴的平行光照射时，在x 轴上的影子就是x 轴方向的分运动，同理沿x 轴的平行光照射时，在y 轴上的影子就是y 轴方向的分运动，故B 正确；
C ．无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，只会使得小球A 的水平速度发生变化，而两小球落地的时间是由两球离地面的高度决定的，所以A 、B 两球总是同时落地，故C 错误；
D ．做变速圆周运动的物体所受合外力F 在半径方向的分力等于所需要的向心力，故D 错误。

故选B 。

6、D
【解题分析】
棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度
实ω=v L ，
沿竖直向上方向上的速度分量等于v ，即
sin L v ωθ=，
所以
sin v L ωθ=。

A ．综上分析sin v L ωθ
=
，A 错误； B ．综上分析sin v L ωθ
=，B 错误； C ．综上分析sin v L ωθ
=，C 错误； D ．综上分析sin v L ωθ=，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、BD
【解题分析】
开始物块相对于传送带向后滑动，物块受到的摩擦力平行于传送带向下，当物块受到大于传送带速度后，物块受到的摩擦力方向平行于传送带向上，故A 错误；由图1所示图象可知，1～1s 内，物块的加速度
，故B 正确；由图1所示图象可知，在0～1s 内物块的加速度，由牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ=ma ，在1～1s 内，由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma ′，解得：μ=0.5，θ=37°，故C 错误，D 正确。

故选BD 正确。

8、CD
【解题分析】
AC ．首先假设液柱不动，则A 、B 两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A ：
''A A A p p p T T T ∆==∆
得
A A T p p T
∆∆=① 对气体B ：
''B B B p p p T T T
∆==∆ 得
B B T p p T
∆∆=② 又设初始状态时两液面的高度差为h （水银柱的长度为h ），初始状态满足
A B p h p +=③
联立①②③得
B A p p ∆>∆
水银柱向上移动了一段距离，故A 错误C 正确；
B ．由于气体的总体积不变，因此A B V V ∆=∆，故B 错误；
D ．因为B A p p ∆<∆，且液面上升，上表面面积变大，所以
A B F F
故D 正确。

故选CD 。

9、ACD
【解题分析】
A ．分析图甲确定波长λ＝4m ，根据图乙确定周期T ＝0.2s ，则该波的波速
20m/s v T λ
==
故A 正确；
B ．分析图乙可知，t ＝0.05s 时，质点P 处于平衡位置沿y 轴负方向运动，根据波动规律可知，该波沿x 轴正方向传播，故B 错误；
C ．分析图甲可知，t ＝0.05s 时，质点Q 处于波谷，t ＝0.1s 时，质点Q 位于平衡位置沿y 轴正方向运动，故C 正确；
D ．t ＝0.2s 时刻，质点Q 位于平衡位置，质点P 位于波峰，质点Q 的速度大于质点P ，故D 正确；
E ．t ＝0.3s 时，质点Q 位于平衡位置，质点P 位于波谷，质点Q 距平衡位置的距离小于质点P ，故E 错误． 故ACD 。

10、ABC
【解题分析】
AB.对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图
x 方向：
cos sin F mg ma θθ-=
y 方向：
sin cos 0N F G θθ--=
从图象中取两个点（20N ，2m/s 2）、（30N ，6m/s 2）代入各式解得：
=2kg m
=37θ︒
故A 正确，B 正确；
C.物体能静止在斜面上，当F 沿斜面向上时所施加的外力最小：
min sin 20sin 37N 12N F mg θ==︒=
故C 正确；
D.题中并未说明推力随时间的变化关系，故无法求出加速度为6m/s 2时物体的速度大小。

故D 错误。

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、是， 8， 0.8，
42 【解题分析】
（1）[1]因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1：3：5，符合初速度为零的匀变速直线运动特点，因此可知a 点的竖直分速度为零，a 点为小球的抛出点。

（2）[2]由照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4可得乙图中正方形的边长l =4cm ，竖直方向上有：
22y L g T =='
解得：
2
22222410'8m /s 0.1
L g T -⨯⨯=== （3）[3]水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为：
2
0224100.8m /s 0.1
L v T -⨯⨯=== （4）[4]b 点竖直方向上的分速度
40.16m /s 0.8m /s 20.2
yb L v T === 所以：
/s m /s 5
b v === 12、量程与被测电流值相比较太大 0.603 R 1 1.48 0.84（0.70-0.90之间都给分）
【解题分析】
①[1] 一节干电池的电动势约E=1．5V ，为方便实验操作，滑动变阻器应选R 1，它的阻值范围是0-10Ω，电路中最小电流约为
min 0.15A E I R
== 电流表A 的量程是3A ，被测电流值与电流表量程相比差距太大，因此不能用电流表A 。

②[2] 改装后电流表量程：
30.003100.003A 0.603A 0.5
g g
g I R I I R ⨯=+=+= ③[3]根据以上分析可知，选用的滑动变阻器是R 1。

④[4][5] 由上可知，改装后电流表的量程是电流表G 量程的200倍，图象的纵截距b 等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：
E =1．48V
图线的斜率大小k =r ，由数学知识知：
0.84U k I
== 则电源的内阻为：
r =k =0.84Ω
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） 1.76W ； （2）0.56W 。

【解题分析】
（1）当用拉力F 拉着金属棒向上运动时
22sin B v F mg m R
L a θ--= 由于v 与a 成线性关系，因此拉力F 为恒力，当速度为零时，拉力
sin 37 1.76N m F mg ma =︒+=
金属棒运动过程中的最大速度为1m/s ，因此拉力的最大功率为
m 1.76W F P Fv ==
（2）当加速度为零时，安培力最大
sin 0.56N m F F mg θ=-=安
根据功能关系可知，电路中的最大电功率等于克服安培力做功的最大功率
m 0.561W 0.56W m P F v ==⨯=安
14、 (1)﹣mgh ；﹣
32mgh (2)不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”(3)E =4mgh ﹣12mgs 【解题分析】
(1)重力做功为
W G =﹣mgh
摩擦力做功
W f =﹣fs =﹣2mg •3h =﹣32
mgh (2)重力做功与路径无关，仅与初末位置有关．势能的变化与初末位置有关．两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能．摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。

(3)小环能达到的最大高度为3h ，则：
20122022
mg mg h h mv -⋅-
⨯=- 解得： 20132
mv mgh = 若以地面为零势能面，小环初始势能为mgh ，初始动能为3mgh ，则初始机械能为4mgh ；从出发到落地前，通过路程
s ，克服摩擦力所做的功为
12mgs ；则机械能变化的表达式为： E =4mgh ﹣12
mgs 15、 (1)52.5010Pa ⨯；(2)51.8610Pa ⨯
【解题分析】
(1)设A 、B 的容积均为V ，打开K 后，若B 中气体发生等温膨胀，B 中气体的体积变为原来的65
，根据玻意耳定律有 B165
p V p V =⋅ 解得
52.5010Pa p =⨯
(2)B 中气体发生等温膨胀，膨胀后的体积为1V V +，压强为2p ，根据玻意耳定律有 ()B121p V p V V =+
1V 体积的气体等压降温，体积变为2V ，温度由B1t 变为A1t ，根据盖一吕萨克定律有 12B1A1
V V T T = 其中
A1300K T =，B1400K T =
A 中气体发生等温压缩，根据玻意耳定律有
()A122p V p V V =-
解得
5521310Pa 1.8610Pa 7p =
⨯≈⨯。