山东省济南市实验中学2023-2024学年物理高三第一学期期末考试模拟试题含解析

山东省济南市实验中学2023-2024学年物理高三第一学期期末考试模拟试题注意事项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、如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，偏角为θ，电源的内阻不能忽略，则下列判断正确的是（　　）A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变小C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从下向上D．当滑动头停在b处时，电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率2、如图所示为四分之一圆柱体OAB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60°，则C点到B点的距离为(　　)A．RB．C．D．3、“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为D．在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒4、某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电压C．电容器的电容D．电源的内电阻5、如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（　　）A．通过电阻的交流电频率为100HzB．电压表的示数为250VC．电流表的示数为0.25AD．每个电阻R两端电压最大值为6、2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地内的冯卡门撞击坑内，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。“嫦娥四号”初期绕地球做椭圆运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆周运动的卫星，设“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的轨道半径为r、周期为T，已知月球半径为R，不计其他天体的影响。若在距月球表面高度为h处（）将一质量为m的小球以一定的初速度水平抛出，则小球落到月球表面的瞬间月球引力对小球做功的功率P为（　　）A．B．C．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、以下说法正确的是_______A．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同B．空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递C．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度.不能估算出气体分子的大小D．一定质量的理想气体，经等容升温，气体的压强増大，用分子动理论的观点分析，这是因为气体分子数密度增大E.一定量的理想气体在某过程中从外界吸热2.5×104J，并对外界做功1.0×104J，则气体的温度升高，密度减小8、如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为C．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为9、质量为m的物块在t＝0时刻受沿固定斜面向上的恒力F1作用，从足够长的倾角为θ的光滑斜面底端由静止向上滑行，在t0时刻撤去恒力F1加上反向恒力F2(F1、F2大小未知)，物块的速度－时间(v－t)图象如图乙所示，2t0时刻物块恰好返回到斜面底端，已知物体在t0时刻的速度为v0，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．物块从t＝0时刻开始到返回斜面底端的过程中重力的冲量大小为2mgt0sinθB．物块从t0时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量大小为3mv0C．F1的冲量大小为mgt0sinθ＋mv0D．F2的冲量大小为3mgt0sinθ－3mv010、如图所示，匀强磁场垂直铜环所在的平面向里，磁感应强度大小为B．导体棒A的一端固定在铜环的圆心O处，可绕O匀速转动，与半径分别为r1、r2的铜环有良好接触。通过电刷把大小铜环与两竖直平行正对金属板P、Q连接成电路。R1、R2是定值电阻，R1=R0，R2=2R0，质量为m、电荷量为Q的带正电小球通过绝缘细线挂在P、Q两板间，细线能承受的最大拉力为2mg，已知导体棒与铜环电阻不计，P、Q两板间距为d，重力加速度大小为g。现闭合开关，则（　　）A．当小球向右偏时，导体棒A沿逆时针方向转动B．当细线与竖直方向夹角为45°时，平行板电容器两端电压为C．当细线与竖直方向夹角为45°时，电路消耗的电功率为D．当细线恰好断裂时（此时小球的加速度为零），导体棒A转动的角速度为三、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）从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到M点，x=1m的质点P的位移为10cm，再经，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标x=-81m（图中未画出），则__________________．A．波源的振动周期为1.2sB．波源的起振方向向下C．波速为8m/sD．若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动，则观察者接受到波的频率变大E．从t=0时刻起，当质点N第一次到达波峰位置时，质点P通过的路程为5.2m12．（12分）图甲是某同学在做“探究加速度与力、质量的关系”实验初始时刻的装置状态图，图乙是该同学得到一条用打点计时器打下的纸带。(1)写出图甲中错误的地方__________________________。（至少写出两点）(2)图甲中所示打点计时器应该用以下哪种电源___________。A．交流4~6VB．交流220VC．直流4~6VD．直流220V(3)为完成“探究加速度与力、质量的关系”实验，除了图甲中装置外，还需要用到以下哪些装置___________。A．B．C．D．(4)该装置还可用于以下哪些实验_____________。A．探究小车速度随时间变化的规律实验B．用打点计时器测速度实验C．研究平抛运动的实验D．探究做功与物体速度变化的关系实验(5)图乙是打点计时器打出的点，请读出C点对应的刻度为___________cm，已知打点计时器的频率为50Hz，打点计时器在打C点时物体的瞬时速度vC=_______m/s，由此纸带测得小车的加速度为a=______m/s2（最后两空计算结果均保留到小数点后面两位数字）。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，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（－l，0），MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）。现有一质量为m、电荷量大小为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5l）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点（，－l）射出，速度沿x轴负方向。不计电子重力。求：(1)匀强电场的电场强度E的大小？(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？14．（16分）如图所示，一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为mA=2kg的小物块A，小物块A静止在斜面上的O点，距O点为x0=0.75m的P处有一质量为mB=1kg的小物块B，由静止开始下滑，与小物块A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后当小物块B第一次上滑至最高点时，小物块A恰好回到O点。小物块A、B都可视为质点，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）碰后小物块B的速度大小；（2）从碰后到小物块A第一次回到O点的过程中，弹簧对小物块A的冲量大小。15．（12分）如图，导热性能良好的水平放置的圆筒形气缸与一装有水银的U形管相连，U形管左侧上端封闭一段长度为15cm的空气柱，U形管右侧用活塞封闭一定质量的理想气体．开始时U形管两臂中水银面齐平，活塞处于静止状态，此时U形管右侧用活塞封闭的气体体积为490mL，若用力F缓慢向左推动活塞，使活塞从A位置移动到B位置，此时U形管两臂中的液面高度差为10cm，已知外界大气压强为75cmHg，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，求活塞移动到B位置时U形管右侧用活塞封闭的气体体积．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】A．根据题图电路可知A板电势高于B板电势，A、B间电场强度方向水平向右。小球受力平衡，故受电场力也水平向右，即小球带正电，所以A项错误；B．当滑动头从a向b滑动时，电阻值减小，路端电压减小，故R1两端的电压减小，极板间电场强度随之减小，小球所受电场力减小，故细线的偏角变小，所以B项正确；C．当极板间电压减小时，极板所带电荷量将减小而放电，又由于A板原来带正电，故放电电流从上向下流过电流表，所以C项错误；D．由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定，所以无法判断电源的输出功率的变化规律，所以D项错误。故选B。2、D【解析】由几何知识求解水平射程．根据平抛运动的速度与水平方向夹角的正切值得到初速度与小球通过D点时竖直分速度的关系，再由水平和竖直两个方向分位移列式，求出竖直方向上的位移，即可得到C点到B点的距离．【详解】设小球平抛运动的初速度为v0，将小球在D点的速度沿竖直方向和水平方向分解，则有，解得：，小球平抛运动的水平位移：x＝Rsin60°，x＝v0t，解得：，，设平抛运动的竖直位移为y，，解得：，则BC＝y－(R－Rcos60°)=，故D正确，ABC错误．【点睛】本题对平抛运动规律的直接的应用，根据几何关系分析得出平抛运动的水平位移的大小，并求CB间的距离是关键．3、B【解析】火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动。【详解】A、火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A错误；B、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有，解得火箭的速度大小为，故B正确；C、喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为，故C错误；D、在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误；故选B。【点睛】关键是、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒。4、D【解析】A.根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故选项A可求；B.电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故选项B可求；C.根据可知电容器的电容为，故选项C可求；D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即，但内电阻没法求出，故选项D不可求。5、C【解析】A．由图乙知T= 0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；B．由可知，电压表的示数125VB错误；C．由于电压表0.5A又，则电流表的示数0.25AC正确；D．每个电阻R两端电压最大值为UmR=0.5×125×=VD错误。故选C.6、C【解析】ABCD．设月球的质量为M，卫星的质量为，卫星绕月球做匀速圆周运动，有卫星在月球表面时有联立以上两式解得小球在月球表面做平抛运动，在竖直方向上有则小球落到月球表面瞬间月球引力对小球做功的功率故选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、BCE【解析】A．温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能一定相同，故A错误；B．空调既能制热又能制冷，说明在外界的影响下，热量可以从低温物体向高温物体传递，故B正确；C．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出摩尔体积，将气体分子占据的空间看成立方体形，立方体的边长等于气体分子间的平均距离，由摩尔体积除以阿伏加德罗常数可求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出分子间的平均距离。不能估算出气体分子大小，故C正确；D．一定质量的理想气体，经等容升温，气体的压强增大，因体积不变，则气体分子数密度不变，气体的平均动能变大，用分子动理论的观点分析，这是因为气体分子对器壁的碰撞力变大，故D错误；E．由热力学第一定律可知，一定量的理想气体在某过程中从外界吸热2.5×104J，并对外界做功1.0×104J，则气体的内能增加，温度升高，体积变大，密度减小，故E正确。故选BCE。8、AC【解析】A.把看成是一个整体进行受力分析，有:在轻绳被烧断的瞬间，之间的绳子拉力为零，对，由牛顿第二定律得：解得：故A正确；B.对于，由牛顿第二定律得：弹在轻绳被烧断的瞬间，对于，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：弹解得：故B错误；C.剪断弹簧的瞬间，对于整体，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：解得：的加速度大小：故C正确；D.突然撤去外力的瞬间，对于整体，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律：弹解得：的加速度大小：故D错误。9、BC【解析】A．根据冲量的定义式可知物块从时刻开始到返回斜面底端的过程中重力的冲量大小为故A错误；B．由于在时撤去恒力加上反向恒力，物块在时恰好回到斜面的底端，所以在沿固定斜面向上的恒力的时间与撤去恒力加上反向恒力后回到底端的时间相等，设物体在沿固定斜面向上的恒力作用下的位移为，加速度为，取沿斜面向上为正；根据位移时间关系可得根据速度时间关系可得撤去沿固定斜面向上的恒力时的速度为撤去恒力加上反向恒力作用时的加速度为，则有联立解得物块在时的速度为物块从时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量为即物块从时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量大小为，故B正确；C．物体在沿固定斜面向上的恒力作用下，根据动量定理可得解得的冲量大小为故C正确；D．撤去恒力加上反向恒力作用时，根据动量定理可得解得故D错误；故选BC。10、AD【解析】A．当小球向右偏时，P板带正电，通过R2的电流向上，则由右手定则可知，导体棒A沿逆时针方向转动，选项A正确；BC．当细线与竖直方向夹角为45°时，则解得平行板电容器两端电压为此时电路中的电流电路消耗的电功率为选项BC错误；D．当细线恰好断裂时，此时电动势解得导体棒A转动的角速度为选项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、ABE【解析】AC、由函数关系可得本题说对应的数学函数为：，由题条件可知当x=1时，y=10cm,代入解得，P点在经过第一次回到平衡位置，所以在波的传播方向0.1s前进了1m，所以波速为周期，故A正确；C错误；B、t=0时刻波刚好传播到M点，则M点的振动方向即为波源的起振方向，结合波振动方向的判断方法知波源的起振方向向下，故B正确；D、若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动，由多普勒效应知观察者接受到波的频率变小，故D错误；E、波传播到N需要，刚传到N点时N的振动方向向下，那么再经过，所以质点P一共振动了所以,在此过程中质点P运动的路程为: 故E正确；综上所述本题答案是:ABE点睛：根据波的传播方向得到质点P的振动方向,进而得到振动方程,从而根据振动时间得到周期; 由P的坐标得到波的波长,进而得到波速;根据N点位置得到波峰传播距离,从而求得波的运动时间,即可根据时间求得质点P的运动路程.12、小车释放时距打点计时器过远；细线没有放在滑轮上；细线没有与木板平行BBCABD11.000.60（0.59〜0.63均可）1.35（1.30〜1.40均可）【解析】（1）[1]小车释放时距打点计时器过远、细线没有放在滑轮上、细线没有与木板平行均为错误操作；（2）[2]图甲中是电火花计时器，电源应用交流电压220V，故选B；（3）[3]题图甲中已经有了电火花计时器，故不再需要电磁打点计时器，故A错误；实验中需要测量小车质量及纸带点间距离，故要用到天平和刻度尺，故BC正确；题图甲中已经有钩码，不需要质量较大的砝码，故D错误，故选BC；（4）[4]本装置不能做平拋运动实验，其他均可，故选ABD；（5）[5][6][7]刻度尺分度值为1mm，故读数为11.00cm；选C点前后点数据可得瞬时速度前面的点抖动明显存在误差，选择后面的点计算四、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)；(2)，；(3)【解析】(1)设电子在电场中运动的加速度为a，时间为t，离开电场时，沿y轴方向的速度大小为vy，则，vy＝at，l＝v0t，vy＝v0cot30°解得(2)设轨迹与x轴的交点为D，OD距离为xD，则xD＝0.5ltan30°，xD＝所以，DQ平行于y轴，电子在磁场中做匀速圆周运动的轨道的圆心在DQ上，电子运动轨迹如图所示。设电子离开电场时速度为v，在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r，则v０＝vsin30°（有）（或）解得，(3)以切点F、Q为直径的圆形有界匀强磁场区域的半径最小，设为r1，则14、（1）-1m/s（2）10N∙s【解析】（1）B下滑x0获得的速度为v0，则，解得：v0=3m/sA、B发生弹性正碰，有：，解得：vA=2m/s，vB=-1m/s（2）碰后，对B由动量定理：解得：对A由动量定理：解得：15、300mL【解析】对左侧密闭气体，设管横截面积为S，初态：P1=P0=75cmHg，由等温变化可得：P1V1=P′1V′1对右侧气体，末态：P′2=P′1+10由等温变化可得：P2V2=P′2V′2解得：V′2=300mL