2024学年山东省肥城市第六高级中学高三物理第一学期期末联考模拟试题含解析

2024学年山东省肥城市第六高级中学高三物理第一学期期末联考模拟试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、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
2、AB 是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为M 的物块穿在杆AB 上，物块通过细线悬吊着一质量为m 的小球．现用沿杆的恒力F 拉物块使物块、小球一起（保持相对静止）向右运动，细线与竖直方向夹角为θ，则以下说法正确的是（ ）
A ．杆对物块的支持力为Mg
B ．细线上的拉力为sin mg θ
C ．()tan F M m g θ=+
D ．物块和小球的加速度为sin g θ
3、如图所示，在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。

轻绳一端固定在墙壁上的A 点，另一端从墙壁上的B 点先沿着墙壁缓慢移到C 点，后由C 点缓慢移到D 点，不计一切摩擦，且墙壁BC 段竖直，CD 段水平，在此过程中关于轻绳的拉力F 的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A ．F 一直减小
B ．F 一直增小
C ．F 先增大后减小
D ．F 先不变后增大
4、如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是
A ．处于基态的氢原子吸收10.5eV 的光子后能跃迁至，n ＝2能级
B ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C ．若用从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D ．用n ＝4能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV
5、光滑水平面上有长为2L 的木板B ，小物块A 置于B 的中点，A 、B 质量均为m ，二者间摩擦因数为μ，重力加速
度为g ，A 、B 处于静止状态。

某时刻给B 一向右的瞬时冲量I ，为使A 可以从B 上掉下，冲量I 的最小值为（ ）
A ．m gL μ
B ．2m gL μ
C ．2m μgL
D ．22m gL μ
6、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。

根据此图不能作出判断的是（ ）
A ．a 、b 两点中，哪点的电势较高
B ．a 、b 两点中，哪点的电场强度较大
C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度哪点较大
D ．带电粒子在a 、b 两点的电势能哪点较大
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、关于热现象和热力学定律，下列说法正确的是
A ．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子势能一定增加
B ．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动
C ．在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
D ．气体被压缩时，内能一定增加
E.从单一热源吸收热量使之全部变成机械功是可能的
8、如图所示为一列沿x 轴传播的简谐横波，实线为t ＝0时刻的波形图，经过t 1＝6s ，波形图如图中虚线所示。

已知波的周期T ＞4s ，则下列说法正确的是（ ）
A ．该波的波长为8m
B ．该波的周期可能为8s
C ．在t ＝9s 时，B 质点一定沿y 轴正方向运动
D ．B 、C 两质点的振动情况总是相反的
E.该列波的波速可能为56
m/s 9、如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为+q 的小球A ，在其上方l 处固定着一个光滑的定滑轮O ，绝缘轻质弹性绳一端系在O 点正上方2
l 处的D 点，另一端与质量为m 的带电小球B 连接。

小球B 平衡时OB 长为l ，且与竖直方向夹角为60°。

由于小球B 缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球B 恰好在AB 连线的
中点C 位置平衡。

已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内，静电力常量为k ，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）
A ．小球
B 带负电
B ．弹性绳原长为2
l C ．小球B 在C 位置时所带电荷量为2
8mgl kq
D ．小球B 在初始平衡位置时所带电荷量为2
2mgl kq
10、如图所示，粗糙的水平轨道BC 的右端与半径R ＝0.45m 的光滑竖直圆轨道在C 点相切，倾斜轨道AB 与水平方向
间的夹角为37︒，质量m＝0.1kg的小球从倾斜轨道顶端A点由静止滑下，小球经过轨道衔接处时没有能量损失。

已知水平轨道BC的长度L＝2m，小球与倾斜轨道和水平轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.375，sin37︒＝0.6，cos37︒＝0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）
A．若小球刚好运动到C点，则小球开始滑下时的高度为1.5m
B．若小球开始滑下时的高度为2m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道
C．若小球开始滑下时的高度为2.5m，则第一次在圆轨道内运动时小球不离开轨道
D．若小球开始滑下时的高度为3m，则第一次在圆轨道内运动时小球将离开轨道
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）寒假期间，某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组．现在要测量该电池组的电动势和内阻（电动势约为2V，内阻在1kΩ～2kΩ之间），实验室现有如下器材各一个
多用电表：欧姆挡（×1，×11，×111，×1k）
直流电流挡（1～1．5mA，1～1mA，1～11mA，1～111mA）
直流电压挡（1～1．5V，1～2．5V，1～11V，1～51V，1～251V，1～511V）
电压表：（1～3V，1～15V）
电流表：（1～1．6A，1～3A）
滑动变阻器：R1（1～11Ω），R2 （1～2111Ω）
开关及导线若干．
（1）该小组同学先用多用电表直流电压“1～2．5 V”挡，粗测了电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为________V（结果保留两位有效数字）；
（2）为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻，采用伏安法测量，应选________测电压，选_______测电流（填电表名称和所选量程）；滑动变阻器应选______（填电阻符号）；
（3）请设计实验电路，并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图．
12．（12分）某同学看到某种规格热敏电阻的说明书，知悉其阻值随温度变化的图线如图甲所示。

为验证这个图线的可信度，某同学设计了一个验证性实验，除热敏电阻R 之外，实验室还提供如下器材：电源E （电动势为4.5V ，内阻约1Ω）、电流表A （量程1mA ，内阻约200Ω）、电压表V （量程3V ，内阻约10kΩ）、滑动变阻器R （最大阻值为20Ω）、开关S 、导线若干、烧杯、温度计和水。

(1)从图甲可以看出该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是____；
(2)图乙是实验器材的实物图，图中已连接了部分导线，请用笔画线代替导线把电路连接完整______；
(3)闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头P 应置于____端（填“a ”或“b ”）；
(4)该小组的同学利用测量结果，采用描点作图的方式在说明书原图的基础上作出该热敏电阻的R t －t 图像，如图丙所示，跟原图比对，发现有一定的差距，关于误差的说法和改进措施中正确的是_______
A ．在温度逐渐升高的过程中电阻测量的绝对误差越来越大
B ．在温度逐渐升高的过程中电阻测量的相对误差越来越大
C ．在温度比较高时，通过适当增大电阻两端的电压值可以减小两条曲线的差距
D ．在温度比较高时，通过改变电流表的接法可以减小两条曲线的差距
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，在坐标系第一象限内I 、Ⅱ区域有磁场，磁感应强度大小 1.0T B =，方向垂直纸面向里，I 区域有与磁场正交的匀强电场，电场强度大小31.010V /m E =⨯，方向未知。

现有一质量14110kg m -=⨯、电荷量
10110C q -=⨯的带负电的粒子以某一速度v 沿与x 轴正方向夹角为53︒的方向从O 点进入第一象限，在I 区域内做直线运动，而后进入Ⅱ区域，由右侧射出，一段时间后，粒子经过x 轴上的D 点（图中未画出）。

已知A 点坐标为(12cm,0)、C 点坐标为(26cm,0)，sin530.8︒=，cos530.6︒=，不计粒子重力。

求：
（1）粒子速度的大小v ；
（2）粒子运动轨迹与x 轴的交点D 的坐标；
（3）由O 运动到D 点的时间。

14．（16分）如图所示，在直角坐标系xOy 的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy 面向里，第四象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E ，磁场与电场图中均未画出。

一质量为m 、带电荷量为+q 的粒子自y 轴的P 点沿x 轴正方向射入第四象限，经x 轴上的Q 点进入第一象限。

已知P 点坐标为（0，-l ），Q 点坐标为（2l ，0），不计粒子重力。

(1)求粒子经过Q 点时速度的大小和方向；
(2)若粒子在第一象限的磁场中运动一段时间后以垂直y 轴的方向进入第二象限，求磁感应强度B 的大小。

15．（12分）如图，封有一定质量理想气体的圆柱形气缸竖直放置，气缸的高度H =30cm ，缸体内底面积S =200cm 2，缸体质量M =10kg 。

弹簧下端固定在水平桌面上，上端连接活塞，当缸内量气体温度T 0=280K 时，缸内气体高h =20cm 。

现缓慢加热气体，使活塞最终恰好静止在缸口（未漏气），此过程中缸内气体吸收热量为Q =450J 。

已知大气压恒为p 0=1×l05Pa ，重力加速度g=10m/s 2，不计活塞质量、厚度及活塞与缸壁的摩擦，且气缸底部及活塞表面始终保持水平。

求：
（i ）活塞最终静止在缸口时，缸内气体的温度；
（ii ）加热过程中，缸内气体内能的增加量。

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、D
【解题分析】
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。

故选D 。

2、C
【解题分析】
对小球和物块组成的整体，分析受力如图1所示，
根据牛顿第二定律得：水平方向：，竖直方向：．故A 错误；以小球为研究对象，分析受力情况如图2所示，由牛顿第二定律得：；,故B 错误；对整体在水平方向：
，故选项C 正确，选项D 错误．
【题目点拨】
以小球和物块整体为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律研究横杆对M 的摩擦力、弹力与加速度的关系．对小球研究，根据牛顿第二定律，采用合成法研究细线与竖直方向的夹角、细线的拉力与加速度的关系．
3、D
【解题分析】
当轻绳另一端在C 点时，设轻绳左右两侧间的夹角为2θ以滑轮为研究对象，分析受力情况，受力分析图如图所示∶
根据平衡条件得
2F cosθ=mg
得到轻绳的拉力
F = 2cos θ
mg 轻绳另一端从B 点沿墙壁缓慢移到D 点，由几何知识可知，θ先不变后增大，cosθ先不变后减小，轻绳的拉力F 先不变后增大，D 项正确，ABC 错误；
故选D 。

4、D
【解题分析】
A ．处于基态的氢原子吸收10.2eV 的光子后能跃迁至n =2能级，不能吸收10.2eV 的能量．故A 错误；
B ．大量处于n =4能级的氢原子，最多可以辐射出24
C 6=种，故B 错误；
C ．从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光的能量值大于从n =4能级跃迁到n =3能级辐射出的光的能量值，用从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n =4能级跃迁到n =3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C 错误；
D ．处于n =4能级的氢原子跃迁到n =1能级辐射出的光的能量为：410.85(13.6)12.75eV
E E E =-=---=，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为：12.75 6.34 6.41eV km E E W =-=-=，故D 正确；
5、B
【解题分析】
设B 获得冲量后瞬间速度为0v ，物块掉下来的临界条件是A 刚好到达边缘时两者共速，根据动量守恒
02mv mv =
根据能量守恒
2201
1222
mgL mv mv μ=-⨯ 解得：
0v =根据动量定理，冲量最小值
min 02I mv ==故B 正确，ACD 错误。

故选：B 。

6、A
【解题分析】
A ．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a 、b 两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子的电性未知，所以电场线方向不能判断，则无法确定哪点的电势较高。

故A 错误，符合题意。

B ．由图看出a 处电场线比b 处电场线疏，而电场线疏密表示场强的大小，即可判断出a 处场强较小，故B 正确，不符合题意。

C ．带电粒子在a 处所受的电场力较小，则在a 处加速度较小，故C 正确，不符合题意。

D ．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在b 点电势能较大。

故D 正确，不符合题意。

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、ACE
【解题分析】
A ．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，一定吸收热量，分子平均动能不变，则分子势能一定增加，故A 正确；
B ．悬浮颗粒受到液体分子不均匀的撞击从而做无规则运动，即为布朗运动，所以布朗运动是悬浮颗粒的运动，故B 错误；
C ．分子永不停息地做无规则热运动，所以在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，故C 正确：
D ．气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，故D 错误；
E ．由热力学第二定律可知，从单一热源吸取热量，使之全部变成机械功是可能的，但会产生其他影响，故E 正确。

故选：ACE 。

8、BDE
【解题分析】
A ．分析波形图，可知波长λ＝4m ，故A 错误；
BE ．设波沿x 轴正方向传播，则114t n T ⎛⎫=+
⎪⎝⎭，n ＝0、1、2…，其中T ＞4s ，则n ＝0时，T ＝24s ，波速1m/s 6v T λ== ；n ＝1时，T ＝245s ，波速v ＝56
m/s ； 设波沿x 轴负方向传播，则143t n T ⎛⎫=+ ⎪⎝
⎭，n ＝0、1、2…，其中T ＞4s ，则n ＝0时，T ＝8s ，波速v ＝0.5m/s ，故BE 正确；
C ．当波沿x 轴负方向传播时，T ＝8s ，在t ＝9s 时，B 质点在平衡位置下方，沿y 轴负方向运动，故C 错误；
D ．B 、C 两质点平衡位置相隔半个波长，振动情况完全相反，故D 正确；
故选BDE.
9、BC
【解题分析】
A ．由同种电荷相互排斥可知，小球
B 带正电，故A 错误；
D ．根据受力分析和平衡条件，可得
2qQ mg k l
= 解得小球B 在初始位置时所带电荷量为2
mgl Q kq
=，故D 错误； C ．小球B 在C 位置时，由相似三角形原理可得
()
20.50.5qQ k l mg l l
'
= 解得2
8mgl Q kq
'=，故C 正确； B ．当小球B 在C 位置时，设绳子原长为x ，由受力分析和相似三角形原理可知，当小球B 在初始平衡位置时有
32B F mg k l x ⎛⎫==- ⎪⎝⎭
绳绳 当小球B 在C 位置时有
122C F k x ⎛⎫+==- ⎪ ⎪⎝⎭
绳绳 联立方程组可得弹性绳原长2
l x =
，故B 正确。

故选BC 。

10、ABD
【解题分析】 A ．若小球刚好运动到C 点，由动能定理，研究小球从A 点到C 点的过程得
mgh 1－μmg cos 37︒
1sin 37h ︒－μmgL ＝0－0 解得
h 1＝1.5m
故A 正确；
B ．若小球开始滑下时的高度为2m ，根据动能定理，从A 点到
C 点有
mgh 2－μmgcos 37︒
2sin 37h ︒－μmgL ＝E kC －0 解得
E kC ＝0.25mg
由动能定理得小球要运动到D 点(右半部分圆轨道上与圆心等高的点为D 点)，在C 点的动能至少是
mgR ＝0.45mg
所以小球不能到达D 点，在C 点与D 点之间某处速度减为零，然后沿圆轨道返回滑下，故B 正确；
C
－2mgR ＝12
mv 2－E k0 理可得要使小球做完整的圆周运动，小球在C 点动能最小值为
E k0＝98
mg 若小球开始滑下时的高度为2.5m ，则小球在C 点的动能是0.5mg ，若小球开始滑下时的高度为3m ，则小球在C 点的动能是0.75mg ，这两种情况下小球通过D 点后都会在D 点与最高点之间某一位置做斜抛运动，即小球将离开轨道，
故C 错误，D 正确。

故选ABD 。

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）1.8V ；（2）电压表，1-3V ；多用电表直流电流档1mA ；R 2；（3）连线图见解析；
【解题分析】
试题分析：（1）万用表读数为1.8V ；（2）用伏安法测量电源的电动势及内阻，应选用1-3V 的电压表测量电压，因为通过水果电池的最大电流不超过1mA,故选择多用电表直流电流1mA 档；因为电池内阻在1kΩ-2 kΩ之间，所以滑动变阻器选择R 2；
（3）实物连线如图所示．
考点：测量电源的电动势及内阻；
12、热敏电阻的阻值随温度的升高而减小 a BD
【解题分析】
(1)[1]由R t -图像可知，随着温度的升高，热敏电阻的阻值变小；
(2)[2]研究热敏电阻的性质需要电压和电流的变化范围广，且滑动变阻器的最大值小，故滑动变阻器采用分压式接法，热敏电阻的阻值满足x A V R R R >⋅
(3)[3]滑动变阻器采用的是分压接法，为了保护电路，应让干路的阻值最大，则闭合开关前滑片置于a 端；
(4)[4]AB ．绝对误差为
R R R ∆=-测真
相对误差为
100%R R R δ-=⨯测真
真
由R t -图像可知在温度逐渐升高的过程中，热敏电阻的理论电阻值阻值和测量电阻值都在逐渐减小，理论电阻值和测量电阻值相差不大，即绝对误差R ∆变化不大，而相对误差δ越来越大，故A 错误，B 正确；
CD ．在相同的温度下，采用电流表的内接法导致测量值总比理论值偏大，故当温度升高到一定值后，电阻变小，则电流表应该选用外接法减小系统误差，故C 错误，D 正确。

故你BD 。

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）310m /s ；（2）(50cm,0) ；（3）46.5710s -⨯
【解题分析】
（1）粒子在Ⅰ区域内做直线运动，因为速度的变化会引起洛伦兹力的变化，所以粒子必做匀速直线运动。

这样，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，电场E 的方向与微粒运动的方向垂直，即与x 轴正向成37︒角斜向右下方。

由平衡条件有
Eq Bqv =
得
310m /s E v B
== （2）粒子进入Ⅱ区域洛伦兹力提供向心力做圆周运动，轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力有
2
mv qvB r
= 得
0.1m r =
由几何知识得
sin sin AC x r r θα=+
解得
37α=︒，53β=︒
粒子在磁场右边界射出点距x 轴，根据几何关系得
tan 53cos cos 18cm OA y x r r θα=⋅︒-⋅+=
tan 5324cm CD x y =⋅︒=
所以D 点坐标为(50cm,0)，
（3）由O 运动到D 点分三段，I 区域内有
41210s cos53
OA x t v -︒==⨯ Ⅱ区域内有
42 1.5710s 2r
t v π-==⨯
出磁场后有
43310s cos53y t v -==⨯︒
由O 运动到D 点的时间
4123 6.5710s t t t t -=++=⨯
14、（1）v =，速度方向与水平方向的夹角为45°；（2）B =【解题分析】
（1）设粒子在电场中运动的时间为t 0，加速度的大小为a ，粒子的初速度为v 0， 过Q 点时速度的大小为v ，沿y 轴方向分速度的大小为v y ，由牛顿第二定律得 qE ma =
由运动学公式得
2012
OP x at = 00OQ x v t =
竖直方向速度为
0y v at =
合速度为
v =解得
v =因为水平和竖直方向速度相等，所以速度方向与水平方向的夹角为45°。

（2）粒子在第一象限内做匀速圆周运动，设粒子做圆周运动的半径为R ，由几何关系可得
R =
由牛顿第二定律得
2
v qvB m R
= 解得
B =15、 (i) 420K ；(ii) 240J 。

【解题分析】
(i)加热过程为等压变化，设缸内气体的末态温度为T ，初态温度为T 0=280K
由盖-吕萨克定律有 0hS HS T T
代入数据解得
T=420K (ii)设缸内气体的压强为p ； 对气缸由平衡条件有 Mg +p 0S =pS 该过程气体对外做功 W =pS (H -h ) 则外界对气体做功为 W ′=-W 由热力学第一定律有 ΔU =W '+Q 代入数据解得
ΔU =240J。