2023年山西省朔州市应县第一中学高三物理第一学期期末检测模拟试题含解析

2023年山西省朔州市应县第一中学高三物理第一学期期末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、氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围是。则大量氢原子从高能级向低能级跃迁时可产生不同能量的可见光光子的种类有（）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种2、有一种灌浆机可以将某种涂料以速度v持续喷在墙壁上，假设涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上，涂料的密度为ρ，若涂料产生的压强为p，不计涂料重力的作用，则墙壁上涂料厚度增加的速度u为()A． B． C． D．3、如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略．现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（）A．a灯变亮，b灯和c灯变暗B．a灯和c灯变亮，b灯变暗C．a灯和c灯变暗，b灯变亮D．a灯和b灯变暗，c灯变亮4、如图所示，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆.随着细杆位置的不同，晾衣杆两侧床单间夹角（）将不同.设床单重力为，晾衣杆所受压力大小为，下列说法正确的是（）A．当时，B．当时，C．只有当时，才有D．无论取何值，都有5、关于光电效应，下列说法正确的是（）A．光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C．对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应D．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大6、如图所示，在水平匀强电场中，有一带电粒子（不计重力）以一定的初速度从M点运动到N点，则在此过程中，以下说法中正确的是（）A．电场力对该带电粒子一定做正功B．该带电粒子的运动速度一定减小C．M、N点的电势一定有φM＞φND．该带电粒子运动的轨迹一定是直线二、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，在地面上方水平向左的匀强电场中，两带电小球a、b以一定初速度射入电场中P点后的运动轨迹分别如图中虚线所示，b轨迹为直线。已知b球带电量大小为q，质量为m，其轨迹与电场夹角为θ，重力加速度大小为g，则（）A．a球带负电B．匀强电场的电场强度E=C．b球经P点后做匀加速直线运动D．a球经P点后的运动过程中电势能逐渐增大8、光滑平行导轨ab、cd水平放置，两导轨间距为L，两导轨分别与电容为C的电容器的两极板相连，两导轨的右端连接光滑绝缘的圆弧轨道bf、ce圆弧轨道的半径为R，水平导轨与圆弧轨道分别相切于b、c两点。把一质量为m，长度为L的金属杆置于bc位置，如图所示。闭合电键S，金属杆恰能滑到ef。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁场分布如图所示，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，下列各种说法中正确的是（）A．金属杆刚滑上圆弧轨道时，对轨道的压力为3mgB．从左向右看，电容器的左极板带负电，右极板带正电C．电容器两极板间的电势差减小了D．若磁场方向改为水平向右，则闭合电键S后，金属杆仍能上升R的高度9、如图甲，间距L=lm且足够长的光滑平行金属导轨cd、ef固定在水平面（纸面）上，右侧cf间接有R=2Ω的电阻．垂直于导轨跨接一根长l=2m、质量m=0.8kg的金属杆，金属杆每米长度的电阻为2Ω．t=0时刻，宽度a=1.5m的匀强磁场左边界紧邻金属杆，磁场方向竖直向下、磁感应强度大小B=2T．从t=0时刻起，金属杆（在方向平行于导轨的水平外力F作用下）和磁场向左运动的速度一时间图像分别如图乙中的①和②．若金属杆与导轨接触良好，不计导轨电阻，则）（）A．t=0时刻，R两端的电压为B．t=0.5s时刻，金属杆所受安培力的大小为1N、方向水平向左C．t=l.5s时刻，金属杆所受外力F做功的功率为4.8WD．金属杆和磁场分离前的过程中，从c到f通过电阻R的电荷量为0.5C10、如图所示，半径为a的圆形区域内，有垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，EF、MN为两平行金属板，板长和板距均为2a，一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度从A点沿半径方向射入磁场，若金属板接电源，则粒子沿平行于金属板的方向射出，若金属板不接电源，则粒子离开磁场时速度方向偏转，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．粒子带负电B．粒子两次通过磁场区域所用的时间相等C．速度的大小为D．两金属板间的电压为三、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）在利用电磁打点计时器（所用电源频率为50Hz）“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用如甲图所示装置进行实验，得到如乙图所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，在中间适当位置选5个点A、B、C、D、E，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.80m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为_______J，重力势能的减少量为________JJ。导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是_______。（结果精确到小数点后两位）(2)用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到点O的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出－h的图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理量是____________。12．（12分）某同学用图甲所示装置测量木块与木板间动摩擦因数。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小木块相连，另一端可悬挂钩码。实验中可用的钩码共有N个，将(依次取=1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳左端，其余个钩码放在木块的凹槽中，释放小木块，利用打点计时器打出的纸带测量木块的加速度。(1)正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示。已知打点周期T=0.02s，则木块的加速度=____m／s2。(2)改变悬挂钩码的个数n，测得相应的加速度a，将获得数据在坐标纸中描出(仅给出了其中一部分)如图丙所示。取重力加速度g=10m／s2，则木块与木板间动摩擦因数______(保留2位有效数字)(3)实验中______(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。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，S1、S2为两波源，产生的连续机械波可沿两波源的连线传播，传播速度v=100m/s，M为两波源连线上的质点，M离S1较近。0时刻两波源同时开始振动，得到质点M的振动图象如图乙所示，求：(1)两波源S1、S2间的距离；(2)在图中画出t=6s时两波源S1、S2间的波形图，并简要说明作图理由。14．（16分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。15．（12分）如图所示，长度为l=2m的水平传送带左右两端与光滑的水平面等高，且平滑连接。传送带始终以2m/s的速率逆时针转动。传送带左端水平面上有一轻质弹簧，弹簧左端固定，右端与质量为mB物块B相连，B处于静止状态。传送带右端水平面与一光滑曲面平滑连接。现将质量mA、可视为质点的物块A从曲面上距水平面h=1.2m处由静止释放。已知物块"与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，mB=3mA，物块A与B发生的是弹性正撞。重力加速度g取10m/s2。(1)求物块A与物块B第一次碰撞前瞬间的速度大小；(2)通过计算说明物块A与物块B第一次碰撞后能否回到右边曲面上；(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块B再回到最初静止的位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前瞬间锁定被解除，求出物块A第3次碰撞后瞬间的速度大小。

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【解析】

大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都大于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都小于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于不可见光；可知只有4种可见光，故ABC错误，D正确。故选D。2、B【解析】

涂料持续飞向墙壁并不断附着在墙壁上的过程，速度从v变为0，其动量的变化源于墙壁对它的冲量，以极短时间Δt内喷到墙壁上面积为ΔS、质量为Δm的涂料(微元)为研究对象，设墙壁对它的作用力为F，涂料增加的厚度为h。由动量定理得F·Δt＝Δm·v又有Δm＝ρ·ΔSh所以涂料厚度增加的速度为u＝联立解得u＝故选B。3、B【解析】

变阻器R的滑片稍向上滑动一些，滑动变阻器电阻减小，根据“串反并同”与其串联的灯泡C电流增大，变亮，与其并联的灯泡b电流减小，变暗，与其间接串联的灯泡a电流增大，变亮，B对；4、D【解析】

以床单和细杆整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力，由平衡条件知，与取何值无关，由牛顿第三定律知床单对晾衣杆的压力大小，与无关，ABC错误，D正确。

故选D。5、C【解析】

A．单位时间经过电路的电子数越多，电流越大，而光电子的动能越大，光电子形成的电流强度不一定越大，A错误；B．由爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不成正比，B错误；C．入射光的频率大于金属板的极限频率或入射光的波长小于金属板的极限波长，才能产生光电效应，C正确；D．不可见光的频率不一定比可见光的频率大，因此用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大，D错误．故选C。6、C【解析】

AB．粒子的带电性质不知道，所以受到的电场力方向不确定，电场力可能做正功也可能做负功，则粒子的速度可能增加也可能减小，故AB错误；C．沿着电场线的方向电势一定降低，所以φM＞φN，故C正确；D．粒子只受电场力作用，电场力的方向在水平方向，而粒子的运动方向和水平方向有一夹角，所以粒子不会做直线运动，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、BC【解析】

A．a球最后做直线运动，电场力和重力的合力在这条直线上，可知，a球受到的电场力必定水平向左，与电场方向一致，则a球带正电，A错误；BC．b球做直线运动，切受到的电场力水平向左，所以电场力和重力的合力与初速度方向相同，故做匀加速直线运动，轨迹与电场方向夹角为，则解得BC正确；D．b球受到的电场力方向和位移方向夹角为锐角，则电场力做正功，所以电势能减小，D错误。故选BC。8、AC【解析】

A．金属杆由bc滑到ef过程，由机械能守恒有mv2=mgR金属杆刚滑上圆弧轨道时，由牛顿第二定律有FN－mg=m两式联立解得FN=3mg所以金属杆对轨道的压力为3mg，故A正确B．闭合电键后金属杆获得向右的速度，说明其所受的安培力向右，由左手定则知电流方向由b到c，所以从左向右看，电容器左端为正极板，右端为负极板，故B错误；C．金属杆受安培力作用，由牛顿第二定律有由运动学公式有v=t，流过金属杆的电荷量Δq=t，电容器两极板间电势差的减小量ΔU=，联立解得ΔU=故C正确；D．若磁场方向改为水平向右，金属杆所受安培力为竖直向上，由于还受到重力作用，金属杆所获得的速度将小于v，所以上升的高度将小于R，故D错误。故选AC。9、BD【解析】

A、t=0时刻，棒的速度为零，磁场向左运动的速度为2m/s，等效为棒切割的速度为2m/s，，棒的内阻为，故电阻R的电压为：，故A错误；B、t=0.5s时，棒的切割速度为2-1=1m/s，方向向右，，，方向由左手定则可知水平向左，故B正确；C、金属杆做匀加速直线运动，故，由图象可知，金属杆所受安培力的大小为：，可得，则金属杆做功的功率为：，故C错误．D、金属杆和磁场分离前的过程中，在0-1s内，金属杆相对于磁场向右运动，产生的感应电流由c到f。在0-1s内，金属杆相对于磁场通过的位移大小为：，从c到f通过电阻R的电荷量为：，故D正确。故选BD。10、CD【解析】

A．由于磁场方向不确定，故带电粒子的电性不确定，A错误；B．当金属板接电源时，由题意可知，带电粒子匀速穿过平行板，粒子通过磁场区域所用的时间当金属板不接电源时，粒子只在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为R，由几何关系有解得则粒子在磁场中的运动时间所以B错误；C．当金属板不接电源时，粒子只在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有解得C正确；D．当金属板接电源时，两金属板间存在匀强电场，设电场强度大小为E，则有得则两金属板间的电压D正确。故选CD。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、8.008.25纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的影响当地重力加速度g【解析】

(1)[1]根据匀变速直线运动的规律，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点的速度为重锤动能的增加量为[2]重力势能的减少量为[3]导致动能的增加量小于重力势能减少量的原因是实验时存在空气阻力、纸带与打点计时器的限位孔有摩擦阻力等影响；(2)[4]利用图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒即所以以为纵轴，以为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线；那么图线的斜率就等于当地重力加速度12、不需要【解析】

（1）木块的加速度：.（2）对N个砝码的整体，根据牛顿第二定律：，解得；画出a-n图像如图；由图可知μg=1.6，解得μ=0.16.（3）实验中是对N个砝码的整体进行研究，则不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。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)800m；(2)见解析【解析】

(1)由乙图知，M点2s时开始振动，6s时振动出现变化，所以可知，波源的振动经2s传到M点，波源S2的振动经6s传到M点，所以两波源间的距离x=(100×2+100×6)m=800m(2)2s时M点的起振方向沿y轴负方向，所以波源S1的起振方向沿y轴负方向，6s时波源S1引起的M点的振动方向沿y轴负方向，而实际M点的振动方向沿y轴正方向，所以波源S2引起的M点的振动方向沿y轴正方向，波源S1引起的振动位移为5cm，所以波源S2引起的振动位移为10m，波长波源S1引起的波形图为波源S2引起的波形图为两波源S1、S2间的波形图为14、(1)(2)ε0，证明见解析【解析】

本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求解。（1）在电容器两端电压达到击穿电压前，设任意时刻t，流过金属棒的电流为i，由牛顿第二定律知，此时金属棒的加速度a满足mg－BiL＝ma设在t到t＋Δt的时间内，金属棒的速度由v变为v＋Δv，电容器两