福建省长泰县一中2023年物理高三第一学期期末统考模拟试题含解析

福建省长泰县一中2023年物理高三第一学期期末统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、如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力)，控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A保持原来的牵引力不变，玩具车B保持原来的输出功率不变，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，运动过程中受到的阻力仅与质量成正比，与速度无关，则正确的是（）A．在这段时间内两车的位移之比为6∶5B．玩具车A的功率变为原来的4倍C．两车克服阻力做功的比值为12∶11D．两车牵引力做功的比值为3∶12、有一变化的匀强磁场与图甲所示的圆形线圈平面垂直。规定磁场方向向里为正方向，从经流向为电流的正方向。已知中的感应电流随时间变化的图象如图乙，则磁场的变化规律可能与下图中一致的是（）A． B．C． D．3、空间某区域存在一方向垂直于纸面向外、大小随时间均匀变化的匀强磁场，磁场边界ef如图所示，现有一根粗细均匀金属丝围成的边长为L的正方形线框固定在纸面内，t=0时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示，则（）A．0~t1：e点电势高于f点电势B．0~t1：C．t1~t2：金属框中电流方向顺时针D．0~t2：ab所受安培力方向始终不变4、如图所示，在光滑绝缘的水平面上，虚线左侧无磁场，右侧有磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，质量、带电量的小球C静置于其中；虚线左侧有质量，不带电的绝缘小球A以速度进入磁场中与C球发生正碰，碰后C球对水平面压力刚好为零，碰撞时电荷不发生转移，g取10m/s

2，取向右为正方向．则下列说法正确的是（）

A．碰后A球速度为 B．C对A的冲量为C．A对C做功0.1J D．AC间的碰撞为弹性碰撞5、一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为（）A．2（M﹣）B．M﹣C．2M﹣D．g6、如图所示，一根均匀柔软的细绳质量为m。两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。挂钩对细绳拉力的大小为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、如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置，导轨间距为L且电阻不计，其顶端接有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端M点上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点N后，又返回底端M点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好，其接入电路中的电阻为r，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为B．整个过程中电阻R中的电流先从b到a后从a到bC．金属棒下滑时间大于上滑时间D．金属棒上滑时间为8、如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是（）A．金属棒b稳定时的速度大小为B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为9、如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，a为圆环的最低点，c为圆环的最高点，b点与圆心O等高，该空间存在与圆环平面平行的匀强电场。质量为m、带电量为+q的小球P套在圆环上，沿环做圆周运动，通过a、b、c三点时的速度大小分别为、、。下列说法正确的是（）A．匀强电场方向水平向右B．匀强电场场强大小为C．小球运动过程中对圆环的最大压力为7.5mgD．小球运动过程中对圆环的最小压力为1.25mg10、如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，当电阻箱R=0Ω时，杆的最大速度为2m/s，当电阻箱R=4Ω时，杆的最大速度为4m/s。已知轨距为L=2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计。以下说法正确的是（）A．杆ab的最大速度随电阻箱R的增大而均匀增大B．当R一定时，杆ab下滑时通过R的电流方向由P到MC．当R=4Ω时，杆ab从释放到获得最大速度的过程中，杆ab所受安培力的功率等于杆ab的热功率D．由已知条件可以求得，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）现有一电池,电动势E约为5V,内阻r约为50Ω,允许通过的最大电流为50mA．为测定该电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验．图中R为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R．为定值电阻V为理想电压表．（1）可供选用的R．有以下几种规格,本实验应选用的R．的规格为______(填选项序号字母)A．15Ω1.0WB．50Ω0.01WC．60Ω1.0WD．1500Ω6.0W（2）按照图甲所示的电路图,在答题卡上将图乙所示的实物连接成实验电路________．（3）连接好电路,闭合开关S,调节电阻箱的阻值,记录阻值R和相应的电压表示数U,测得多组实验数据,并作出如图丙所示的1/U-1/R关系图像,则电动势E=____V,内阻r=____Ω．(结果均保留两位有效数字)12．（12分）某同学在“探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，把按控制变量法做的两个实验的数据都记录在下表中。数据是按加速度的大小排列的。123456789F/N0.290.140.290.190.240.290.290.290.34m/kg0.860.360.610.360.360.410.360.310.36a/（m·s-2）0.340.390.480.530.670.710.810.930.94若利用表中数据探究物体运动的加速度与物体受力的关系，则选用物体的质量为m=___________，请在本题给出的坐标纸中作出a－F图像________。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，真空中有以O1为圆心，R为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端与y轴相切于坐标原点D，圆的最上端与平行于x轴的虚线MN相切于P点，磁场方向垂直纸面向里，第一象限内在虚线MN上方沿v轴负方向有平行于y轴的有界匀强电场（上边界平行于x轴，图中未画出）。现从坐标原点O在纸面内向坐标系的第一象限和第四象限内的不同方向发射速率均为v0的质子。己知沿x轴正方向发射的质子恰好从P点离开磁场进入电场，能到达电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度E和磁感应强度B大小未知，但满足关系，不计质子的重力、质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。(1)求匀强电场上边界与虚线MN的间距d；(2)在第四象限内沿与x轴正方向成角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终离开磁场区域的过程质子运动的时间t；(3)若电场方向改为沿x轴的负方向，场强大小不变，如图所示，电场上边界位置也不变，y0=4R处有一平行于x轴的荧光屏，与y轴相交于Q点，由O点发射的所有质子最终均能打在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。14．（16分）如图所示，两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正、负方向传播，波速均为v=2.5m/s。已知在t=0时刻两列波的波峰正好在x=2.5m处重合。①求t=0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的x坐标；②从t=0时刻开始，至少要经过多长时间才会使x=1.0m处的质点到达波峰且为振动加强点？15．（12分）如图所示，竖直放置的U形玻璃管与容积为V0＝15cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝15cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0＝9cm.现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好(已知大气压p0＝75cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S＝1cm2)．求：(1)此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？(2)需要加入的水银体积．

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、C【解析】

B．设玩具车、货车质量都为m，动摩擦因数为μ，那么两车的挂钩断开与货车分离，玩具车的速度为v0，牵引力F=2μmg，加速度为a=μg，电机输出功率P=Fv0=2μmgv0变为原来的2倍，则B错误；

A．玩具车A保持原来的牵引力不变前进，那么加速度不变，那么当玩具车A的速度为2v0时，位移功率PA′=F•2v0=2PA克服摩擦力做的功牵引力做的功：WFA=FsA=3mv02；玩具车B保持原来的输出功率不变前进，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，由动能定理可得：所以位移所以sA：sB=12：11；则A错误

CD．克服摩擦力做的功：所以WfA：WfB=12：11；牵引力做的功：所以WFA：WFB=3：2故C正确，D错误；

故选C。2、A【解析】

应用楞次定律定性分析知，内，电流为正方向，根据安培定则知磁场应正方向减小或负方向增大。内，电流为负方向，根据安培定则知磁场应正方向增大或负方向减小。设线圈面积为，则电动势①电流②解①②式得③由图象知两过程中电流大小关系为④解③④式得所以A正确，BCD错误。故选A。3、B【解析】

A．0~t1时间内垂直于纸面向外的磁场减弱，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知感应电流为逆时针方向，在电源内部，电流从负极流向正极，故f电势高于e的电势，A错误；B．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势：B正确；C．根据楞次定律，0~t2金属框中电流方向为逆时针，C错误；D．根据左手定则，0~t1安培力水平向左，t1~t2安培力水平向右，D错误。故选B。4、A【解析】

A．设碰后A球的速度为v1，C球速度为v2。

碰撞后C球对水平面压力刚好为零，说明C受到的洛伦兹力等于其重力，则有Bqcv2=mcg代入数据解得v2=20m/s在A、C两球碰撞过程中，取向右为正方向，根据动量守恒定律得mAv0=mAv1+mcv2代入数据解得v1=15m/s故A正确。

B．对A球，根据动量定理，C对A的冲量为I=mAv1-mAv0=（0.004×15-0.004×20）N•s=-0.02N•s故B错误。

C．对A球，根据动能定理可知A对C做的功为故C错误；

D．碰撞前系统的总动能为碰撞后的总动能为因Ek′＜Ek，说明碰撞有机械能损失，为非弹性碰撞，故D错误。

故选A。5、A【解析】

分别对气球匀速上升和匀速下降过程进行受力分析，根据共点力平衡条件列式求解即可。【详解】匀速下降时，受到重力Mg，向上的浮力F，向上的阻力f，根据共点力平衡条件有：气球匀速上升时，受到重力，向上的浮力F，向下的阻力f，根据共点力平衡条件有：解得：故A正确，BCD错误。故选A。【点睛】本题关键对气球受力分析，要注意空气阻力与速度方向相反，然后根据共点力平衡条件列式求解。6、A【解析】

先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力和绳子对挂钩的拉力相等：对绳子受力分析如右图，正交分解：解得：，A正确，BCD错误。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、ACD【解析】

A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为故A正确；B．由楞次定律，金属棒上滑过程电阻R中电流从a到b，下滑过程电阻R中电流从b到a，故B错误；C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置上，上滑到此位置的速度大于下滑到此位置的速度，则上滑的平均速度大于下滑的平均速度，所以t上<t下故C正确；D．上滑过程，以向上为正方向，由动量定理得两边求和又解得故D正确。故选ACD。8、BCD【解析】

A．对金属棒a、b分别由动量定理可得，联立解得两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则即则，A错误；B．在金属棒b加速运动的过程中，有即解得B正确；C．根据法拉第电磁感应定律可得解得C正确；D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热则金属棒a产生的焦耳热D正确。故选BCD。9、AC【解析】

A．从最低点到最高点：解得：故ac连线为等势线，从a到b，有解得：电场线垂直于等势线，且沿电场线方向电势逐渐降低，故匀强电场方向水平向右，故A正确；B．匀强电场场强大小故B错误；C．电场力当电场力与重力合力与圆心在一条直线上时，对圆环的压力达到最大和最小，根据几何关系可知，最大速度根据牛顿第二定律解得最大支持力为：根据牛顿第三定律可知，最大压力为1．5mg；根据几何关系可知，最小速度根据牛顿第二定律解得最小支持力为：故C正确D错误。故选AC。10、AD【解析】

A．设杆的最大速度为，根据平衡条件可得解得所以杆的最大速度随电阻箱的增大而均匀增大，故A正确；B．当一定时，杆下滑时根据右手定则可知通过的电流方向由到，则通过的电流方向由到，故B错误；C．当时，杆从释放到获得最大速度的过程中，杆所受安培力的功率等于杆的热功率与电阻箱产生的热功率之和，故C错误；D．由于，根据题意可知，当电阻箱时，杆的最大速度为2m/s，代入则有当电阻箱时，杆的最大速度为4m/s，代入则有联立可得，故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、C5.053【解析】

（1）定值电阻起保护作用，电动势为5V，允许通过的电流为：50mA；由欧姆定律可得：；需要的保护电阻约为：100-50=50Ω；故电阻数值上BC均可以，但由于B中额定功率太小，所以额定电流过小，故应选择C（60Ω，1.0W）；（2）根据原理图图，连接实物图如图所示：（3）由闭合电路欧姆定律得，可整理为，根据图象可知，解得E=5.0V；，解得．【点睛】题考查测量电动势和内电阻的实验，注意只用电压表和变阻箱测电动势和内电阻的方法叫“伏欧法”，若用图象解时，基本思路是：用学过的物理定律列出表达式，再结合数学整理表达出有关一次函数式的形式，再求出k和b即可．12、0.36kg【解析】

[1]根据按控制变量法可知，探究物体运动的加速度与物体受力的关系，需要保证质量不变，故由表中数据可知选用物体的质量为0.36kg；[2]根据表中质量为0.36kg的数据描点作图如图所示四、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）3R;（2）;（3）【解析】

(1)经分析，质子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径为R，进入电场后做匀减速直线运动，到达上边界时速度刚好减为零，在电场中