2024學(xué)年河北衡中同卷物理高三第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測模擬試題含解析

2024學(xué)年河北衡中同卷物理高三第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測模擬試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、一物體沿豎直方向運動，以豎直向上為正方向，其運動的圖象如圖所示下列說法正確的是A．時間內(nèi)物體處于失重狀態(tài)B．時間內(nèi)物體機械能守恒C．時間內(nèi)物體向下運動D．時間內(nèi)物體機械能一直增大2、如圖所示，空間有一正三棱錐P-ABC，D點是BC邊上的中點，點是底面ABC的中心，現(xiàn)在頂點P點固定一正的點電荷，則下列說法正確的是（）A．ABC三點的電場強度相同B．底面ABC為等勢面C．將一正的試探電荷從B點沿直線BC經(jīng)過D點移到C點，靜電力對該試探電荷先做負功后做正功D．若B、C、D三點的電勢為，則有3、如圖所示，條形磁鐵放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根與條形磁誤垂直的長直導(dǎo)線。當(dāng)導(dǎo)線中沒有電流通過時，磁鐵受到的支持力為，受到的摩擦力為。當(dāng)導(dǎo)線中通以如圖所示方向的電流時，下列說法正確的是（）A．減小，水平向左 B．增大，水平向右C．減小，為零 D．增大，為零4、如圖所示，空間P點離地面足夠高，從P點以很小的速度向右水平拋出一個小球，小球能打在豎直的墻壁上，若不斷增大小球從P點向右水平拋出的初速度，則小球打在豎直墻壁上的速度大小A．一定不斷增大B．一定不斷減小C．可能先增大后減小D．可能先減小后增大5、如圖所示，材料相同的物體A、B由輕繩連接，質(zhì)量分別為m1和m2且m1≠m2，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速運動。則（）A．輕繩拉力的大小與斜面的傾角θ有關(guān)B．輕繩拉力的大小與物體和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ有關(guān)C．輕繩拉力的小與兩物體的質(zhì)量m1和m2有關(guān)D．若改用F沿斜面向下拉連接體，輕繩拉力的大小不變6、氫原子的能級圖如圖所示，有一群處于n=4能級的氫原子，若氫原子從n=4能級向n=2能級躍遷時所輻射出的光恰能使某種金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是（）A．這群氫原子輻射出的光中共有3種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)B．如果輻射進來能量為0.32eV的光子，可以使氫原子從n＝4能級向n＝5能級躍遷C．如果輻射進來能量為1.32eV的光子，不可以使處于n＝4能級的氫原子發(fā)生電離D．用氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光照射金屬A，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為10.2eV二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，電阻不計、間距為L的粗糙平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強度為B。方向豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運動，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ。下列關(guān)于金屬棒的速度v隨時間t變化的圖象和感應(yīng)電流的功率P隨v2變化的圖像可能正確的是（）A． B．C． D．8、如圖甲所示，將一個小球從某處水平拋出，經(jīng)過一段時間后恰好平行斜面沿著斜面向下滑行，從拋出后起一段時間內(nèi)小球的動能隨時間平方（EK—t2）圖象如圖乙所示，橫坐標在02.5之間圖線為直線，此外為曲線，重力加速度為g，則根據(jù)圖乙信息，可以求得（）A．小球的初速度 B．小球的質(zhì)量C．小球在斜面上滑行的時間 D．斜面的傾角9、如圖甲所示，正六邊形導(dǎo)線框abcdef放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與線框平面垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．t＝0時刻，磁感應(yīng)強度B的方向垂直紙面向里，設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流以順時針方向為正、豎直邊cd所受安培力的方向以水平向左為正．則下面關(guān)于感應(yīng)電流i和cd邊所受安培力F隨時間t變化的圖象正確的是()A． B．C． D．10、如圖所示，水平面上從B點往左都是光滑的，從B點往右都是粗糙的．質(zhì)量分別為M和m的兩個小物塊甲和乙（可視為質(zhì)點），在光滑水平面上相距L以相同的速度同時開始向右運動，它們在進入粗糙區(qū)域后最后靜止．若它們與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)相同，設(shè)靜止后兩物塊間的距離為s，甲運動的總時間為t1、乙運動的總時間為t2，則以下說法中正確的是（）A．若M=m，則s=L B．無論M、m取何值，總是s=0C．若M=m，則t1=t2 D．無論M、m取何值，總是t1＜t2三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在“用單擺測量重力加速度的大小”的實驗中。(1)安裝好實驗裝置后，先用游標卡尺測量擺球直徑d，測量的示數(shù)如圖所示，則擺球直徑d=______cm，再測量擺線長l，則單擺擺長L=______（用d、l表示）；(2)擺球擺動穩(wěn)定后，當(dāng)它到達________（填“最低點”或“最高點”）時啟動秒表開始計時，并記錄此后擺球再次經(jīng)過最低點的次數(shù)n（n=1、2、3……），當(dāng)n=60時剛好停表。停止計時的秒表如圖所示，其讀數(shù)為________s，該單擺的周期為T=________s（周期要求保留三位有效數(shù)字）；(3)計算重力加速度測量值的表達式為g=___________（用T、L表示），如果測量值小于真實值，可能原因是___________；A．將擺球經(jīng)過最低點的次數(shù)n計少了B．計時開始時，秒表啟動稍晚C．將擺線長當(dāng)成了擺長D．將擺線長和球的直徑之和當(dāng)成了擺長(4)正確測量不同擺L及相應(yīng)的單擺周期T，并在坐標紙上畫出T2與L的關(guān)系圖線，如圖所示。由圖線算出重力加速度的大小g___________m/s2（保留3位有效數(shù)字，計算時π2取9.86）。12．（12分）如圖所示為測量物塊與木板間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置，擋光條固定在物塊的最前端，光電門固定在木板上，并靠近物塊的初始位置,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。(1)如圖所示，利用游標卡尺測得的擋光條寬度為________cm(2)調(diào)整實驗裝置，使木板水平，物塊被彈射器彈開，在木板上做減速運動。某次測量時發(fā)現(xiàn)擋光條通過光電門時，數(shù)字計時器記錄擋光條的擋光時間為t，測得物塊被彈開時擋光條與光電門中心的距離為x0，物塊停止時光電門中心與擋光條中心的距離為x，擋光條寬度用d表示，物塊的質(zhì)量用m表示，則物塊與木板間的動摩擦因數(shù)=_______，彈射器對物塊做的功為________(均用字母表示)(3)考慮到空氣阻力的影響，的測量值與真實值相比_______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，從離子源A發(fā)出的初速度為零、帶電荷量為質(zhì)量為的正離子，被電壓為的電場加速后，沿中心軸線射入帶電的平行板電容器。電容器的板長為、板間距離為，板間電壓為。離子射出電場一段時間后又進入一個環(huán)狀區(qū)域的勻強磁場，磁場的外半徑為，寬度，磁場方向垂直于紙面向里，磁場的圓心與平行板電容器的中心重合，求：(1)該離子進入偏轉(zhuǎn)電場時速度的大??；(2)為使該離子不能從磁場外邊緣射出，磁場的磁感應(yīng)強度的最小值；(3)為保證該離子不從磁場外邊緣射出，離子在磁場中運動的最長時間。14．（16分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.4m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的局部勻強磁場，金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E=4.5V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源?，F(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計。（已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，局部勻強磁場全部覆蓋導(dǎo)體棒ab，但未覆蓋電源）（1）求靜止時導(dǎo)體棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大小；（2）若將導(dǎo)體棒質(zhì)量增加為原來兩倍，而磁場則以恒定速度v1=30m/s沿軌道向上運動，恰能使得導(dǎo)體棒勻速上滑，（局部勻強磁場向上運動過程中始終覆蓋導(dǎo)體棒ab，但未覆蓋電源）求導(dǎo)體棒上滑速度v2；（3）在問題（2）中導(dǎo)體棒勻速上滑的過程，求安培力的功率P安和全電路中的電功率P電。15．（12分）細管AB內(nèi)壁光滑、厚度不計，加工成如圖所示形狀。長L＝0.5m的BD段豎直，其B端與半徑R＝0.3m的光滑圓弧軌道平滑連接，P點為圓弧軌道的最高點。CD段是半徑R＝0.3m的四分之一圓弧，AC段在水平面上。管中有兩個可視為質(zhì)點的小球a、b，質(zhì)量分別為ma＝6kg、mb＝2kg。最初b球靜止在管內(nèi)AC段某一位置，a球以速度v0水平向右運動，與b球發(fā)生彈性碰撞。重力加速度g取10m/s2。（1）若v0＝4m/s，求碰后a、b兩球的速度大?。海?）若a球恰好能運動到B點，求v0的大小，并通過分析判斷此情況下b球能否通過P點。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解題分析】A、以豎直向上為正方向，在圖象中，斜率代表加速度，可知時間內(nèi)物體向上做加速運動，加速度的方向向上，處于超重狀態(tài)故A錯誤；B、由圖可知，時間內(nèi)物體向上做勻速直線運動，動能不變，重力勢能增大，所以機械能增大故B錯誤；C、由圖可知，時間內(nèi)物體向上做減速運動故C錯誤；D、時間內(nèi)物體向上做加速運動，動能增大，重力勢能也增大；時間內(nèi)物體向上做勻速直線運動，動能不變，重力勢能增大，所以時間內(nèi)物體機械能一直增大故D正確．故選：D2、C【解題分析】

AB．A、B、C三點到P點的距離相等，根據(jù)點電荷的場強公式分析可知，A、B、C三點的電場強度大小相等，但方向不同；A、B、C的三個點到場源電荷的距離相等，在同一等勢面，但其它點到場源電荷的距離與A、B、C三點到場源電荷的距離不等，故底面ABC所在平面不是等勢面，故A、B錯誤；C．將一正的試探電荷從B點沿直線BC經(jīng)過D點移到C點，電勢先升高后降低，電勢能先增大后減小，則靜電力對該試探電荷先做負功后做正功，故C正確；D．由于B、C的兩個點到場源電荷的距離相等，在同一等勢面，即，則有，故D錯誤；3、B【解題分析】

以導(dǎo)線為研究對象，由左手定則判斷可知導(dǎo)線所受安培力方向斜向右上方，根據(jù)牛頓第三定律可知，導(dǎo)線對磁鐵的反作用力方向斜向左下方，磁鐵有向左運動的趨勢，受到桌面水平向右的摩擦力；同時磁鐵對桌面的壓力增大，桌面對磁鐵的支持力也將增大。故選B。4、D【解題分析】

設(shè)P點到墻壁的距離為d，小球拋出的初速度為v0，運動時間豎直速度剛小球打到墻壁上時速度大小為v=根據(jù)數(shù)學(xué)知識：即。由此可見速度有最小值，則小球打在豎直墻壁上的速度大小可能先減小后增大。A．一定不斷增大。故A不符合題意。B．一定不斷減小。故B不符合題意。C．可能先增大后減小。故C不符合題意。D．可能先減小后增大。故D符合題意。5、C【解題分析】

ABC．以物體A、B及輕繩整體為硏究對象根據(jù)牛頓第二定律得解得再隔離對B分析，根據(jù)牛頓第二定律得解得則知繩子的拉力與斜面傾角無關(guān)，與動摩擦因數(shù)μ無關(guān)，與兩物體的質(zhì)量m1和m2有關(guān)，選項C正確，AB均錯誤；D．若改用F沿斜面向下拉連接體，以物體A、B及輕繩整體為硏究對象，根據(jù)牛頓第二定律得解得再隔離對A分析，根據(jù)牛頓第二定律得解得可知輕繩拉力的大小改變，選項D錯誤。故選C。6、D【解題分析】

A．氫原子從n=4能級向低能級躍遷時可以輻射出6種頻率的光子，其中只有從n=4能級向n=3能級躍遷時所輻射出的光子以及從n=3能級向n=2能級躍遷時所輻射出的光子的能量小于從n=4能級向n=2能級躍遷時所輻射出的光子的能量，不能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，故共有4種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤；B．因為從n=4能級向n=5能級躍遷時所需要的能量為不等于光子能量為0.32eV，故B錯誤；C．因為要使處于n=4能級的氫原子發(fā)生電離，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C錯誤；D．由題意可知，金屬A的逸出功為2.55eV，氫原子從n=4能級向n=1能級躍遷時所輻射出光子的能量為由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得最大初動能故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ABD【解題分析】

AB．分析金屬棒運動情況，由力的合成和牛頓第二定律可得合因為金屬棒從靜止出發(fā)，所以有且合即加速度，加速度方向水平向右；（1）若，則有加速度為定值，金屬棒水平向右做勻加速直線運動，則有說明速度與時間成正比，故A可能；(2)若，則有隨增大而增大，說明金屬棒做加速度增大的加速運動，速度-時間圖象的斜率增大；(3)若，則有隨增大而減小，說明金屬棒在做加速度減小的加速運動，速度-時間圖象的斜率減小，故B可能；CD．設(shè)金屬棒在某一時刻速度為，由題意可知感應(yīng)電動勢環(huán)路電流為則有感應(yīng)電流與速度成正比；感應(yīng)電流功率為則有感應(yīng)電流的功率與速度的平方成正比，故C錯誤，D正確。故選ABD。8、ABD【解題分析】

AB.小球做平拋運動的過程，根據(jù)機械能守恒定律得：Ek=mgh+由平拋運動的規(guī)律有h=聯(lián)立得Ek=+圖象在02.5之間是直線，由圖可求得直線的斜率k，由數(shù)學(xué)知識可得，g已知，則能求出小球的質(zhì)量m；由圖知t2=0時，Ek=5J，由Ek=，可求得小球的初速度v0，故AB正確；CD.小球剛落在斜面上時速度與斜面平行，設(shè)斜面的傾角為α，則有tanα=由題圖知，t2=2.5，可以求得t，小球的初速度v0也可求得，從而能求出斜面的傾角α；根據(jù)小球在斜面的運動情況，不能求出小球在斜面上滑行的時間，故C錯誤，D正確。故選ABD。9、AC【解題分析】

分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出各段時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的大小，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，通過安培力大小公式求出安培力的大小以及通過左手定則判斷安培力的方向．解答：解：A、0～2s內(nèi)，磁場的方向垂直紙面向里，且逐漸減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向為順時針方向，為正值．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，E==B0S為定值，則感應(yīng)電流為定值，I1=．在2～3s內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向為順時針方向，為正值，大小與0～2s內(nèi)相同．在3～4s內(nèi)，磁感應(yīng)強度垂直紙面向外，且逐漸減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向為逆時針方向，為負值，大小與0～2s內(nèi)相同．在4～6s內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里，且逐漸增大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向為逆時針方向，為負值，大小與0～2s內(nèi)相同．故A正確，B錯誤．C、在0～2s內(nèi)，磁場的方向垂直紙面向里，且逐漸減小，電流恒定不變，根據(jù)FA=BIL，則安培力逐漸減小，cd邊所受安培力方向向右，為負值．0時刻安培力大小為F=2B0I0L．在2s～3s內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，根據(jù)FA=BIL，則安培力逐漸增大，cd邊所受安培力方向向左，為正值，3s末安培力大小為B0I0L．在2～3s內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，且逐漸增大，則安培力大小逐漸增大，cd邊所受安培力方向向右，為負值，第4s初的安培力大小為B0I0L．在4～6s內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里，且逐漸增大，則安培力大小逐漸增大，cd邊所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故C正確，D錯誤．故選AC．10、BD【解題分析】

AB.物體在B點左邊運動時，做勻速直線運動，甲和乙的速度相同；物體在B點右邊運動時，對物體受力分析，據(jù)牛頓第二定律可得：則在B點右邊兩物體做初速度相同、加速度相同的勻減速直線運動，在B點右邊兩物體經(jīng)過相同的距離停下，所以無論M、m取何值，總是s=0；故A項錯誤，B項正確。CD.在B點左邊運動時，甲和乙做速度相同的勻速直線運動，乙比甲多運動的距離為L；在B點右邊兩物體做初速度相同、加速度相同的勻減速直線運動；則無論M、m取何值，乙運動的總時間大于甲運動的總時間；故C項錯誤，D項正確。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、1.84cm最低點67.5s2.25sAC9.86m/s2【解題分析】

(1)[1][2]．?dāng)[球直徑d=1.8cm+0.1mm×4=1.84cm；單擺擺長L=；(2)[3][4][5]．?dāng)[球擺動穩(wěn)定后，當(dāng)它到達最低點時啟動秒表開始計時，并記錄此后擺球再次經(jīng)過最低點的次數(shù)n（n=1、2、3……），當(dāng)n=60時剛好停表。停止計時的秒表讀數(shù)為67.5s，該單擺的周期為；(3)[6]．根據(jù)可得計算重力加速度測量值的表達式為A．將擺球經(jīng)過最低點的次數(shù)n計少了，則計算周期T偏大，則g測量值較小，選項A正確；B．計時開始時，秒表啟動稍晚，則周期測量值偏小，則g測量值偏大，選項B錯誤；C．將擺線長當(dāng)成了擺長，則L偏小，則g測量值偏小，選項C正確；D．將擺線長和球的直徑之和當(dāng)成了擺長,則L偏大，則g測量值偏大，選項D錯誤；故選AC。(4)[7]．根據(jù)可得由圖像可知解得g=9.86m/s212、0.450偏大【解題分析】

(1)[1]游標卡尺的主尺讀數(shù)為4mm，游標尺上第10個刻度與主尺上某一刻度對齊，故其讀數(shù)為0.05×10mm=0.50mm，所以最終讀數(shù)為4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm(2)[2]物體通過光電門時的速度為由動能定理，則有解得[3]再根據(jù)功能關(guān)系，彈射器對物塊做的功除到達光電門的動能外，還在滑行過程中產(chǎn)生內(nèi)能，則有解得(4)[4]考慮空氣阻力的影響，則有因此值的測量值與真實值相比偏大；四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)；(2)