陕西省西安市高新一中2023-2024学年物理高三第一学期期末质量跟踪监视试题含解析

陕西省西安市高新一中2023-2024学年物理高三第一学期期末

质量跟踪监视试题

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字

迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上

均无效。

2.答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、关于物理学中的思想或方法，以下说法错误的是（）

A.加速度的定义采用了比值定义法

B.研究物体的加速度跟力、质量的关系采用假设法

C.卡文迪许测定万有引力常量采用了放大法

D.电流元概念的提出采用了理想模型法

2、如图所示，在与磁感应强度为5的匀强磁场垂直的平面内，有一根长为s的导线，

量得导线的两个端点间的距离而",导线中通过的电流为/,则下列有关导线受安培

力大小和方向的正确表述是（）

A.大小为5/s,方向沿指向B.大小为5/s,方向垂直而

C.大小为Bld,方向沿面指向aD.大小为B/d,方向垂直“方

3、如图所示，物体A和小车用轻绳连接在一起,小车以速度％向右匀速运动。当小车

运动到图示位置时，轻绳与水平方向的夹角为凡关于此时物体A的运动情况的描述

正确的是（）

C.物体A的速度大小=%sin6D.物体A的速度大小=%cos6

4、下列说法中正确的是（）

A.物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大

B.气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的

C.物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大

D.分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小

5、研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电

源正极，K极接电源负极时，加反向电压时，反之.当有光照射K极时，下列说法正

确的是

A.K极中有无光电子射出与入射光频率无关

B.光电子的最大初动能与入射光频率有关

C.只有光电管加正向电压时，才会有光电流

D.光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大

6、对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（）

A.当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小

B.当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大

C.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大

D.当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大

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、如图甲所示，质量为机的物块从弹簧上方离地高4处由静止释放，其动能纥与离

地高度〃的关系如图乙所示，其中4~为阶段图像为直线，其余部分为曲线，为对应

图像的最高点，重力加速度为g,不计空气阻力，以下说法正确的是（）

A.弹簧的劲度系数上=产厂

B.当物块下落到丸=为高度时，重力势能与弹簧的弹性势能之和最小

C.当物块处于丸=丸4高度时，弹簧的弹性势能为耳=mg（4-也）

D.在物块从%下降到h5过程中，弹簧的最大弹性势能为Epmin=mg也5）

8、如图所示，光滑绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的

电场线与r轴平行,现有一个质量为0.1kg,电荷量为-2.0X10-8C的滑块P（可看做质点）,

仅在电场力作用下由静止沿x轴向左运动.电场力做的功W与物块坐标x的关系用图

中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.3,3）的切线.则下列说法正确的是（）

B.电场方向沿x轴的正方向

C.点x=0.3相处的场强大小为1.0X10-5N/C

D.%=0.3m与x=0.7相间的电势差是100V

9、如图所示，相距d、长为2d的两平行金属板a、b正对放置，其间有正交的匀强电

场（竖直向上）和匀强磁场（垂直纸面向外），一带正电的离子以初速度%从两金属板

中间（到。极板的距离为《）沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好在极板间沿直线

2

运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为3,离子的质量为切，所带电荷量为加鲁，

5dB

不计离子重力，则下列说法正确的是（）

b

A.a、b两极板的电势差为?

2

B.若撤去磁场，离子将打到〃极板上，且到b极板左端的距离为*

2

C.若撤去电场，离子将打到。极板上，且到。极板左端的距离为d

D.若撤去电场，离子恰好从。极板右端离开

10、物体是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是（）

A.布朗运动虽不是液体分子的运动，但它间接反映了液体分子的无规则运动

B.液体表面分子间距离小于液体内部分子间距离

C.扩散现象可以在液体、气体中发生，也能在固体中发生

D.随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力均减小

E.液体的饱和汽压随温度的升高而减小

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）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验

装置，通过加减小车中祛码改变小车和祛码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中

砂子改变砂桶和砂子的总质量m,用拉力传感器测出轻绳的拉力大小F。

拉力传感器小车打点计时器

t=[

（1）用此装置探究加速度与质量的关系时，（填“需要”或“不需要”）平衡摩

擦力。

（2）用此装置探究加速度与力的关系时，（填“需要”或“不需要”）满足

（3）用此装置探究加速度与质量的关系，保持机不变，且已平衡摩擦力，当小车和祛码

的总质量较小时，可能不满足M，"的情况，此时加速度。与‘的关系图像正确的

12.(12分)某同学用气垫导轨做验证动能定理实验装置如图甲所示，重力加速度为g,

按要求完成下列问题。

甲乙

(1)实验前先用游标卡尺测出遮光条的宽度测量示数如图乙所示，则遮光条的宽度

d=___________mmo

(2)实验中需要的操作是o

A.调节螺钉，使气垫导轨水平

B.调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行

C.滑块与遮光条的总质量M一定要远大于钩码的质量m

D.使滑块释放的位置离光电门适当远一些

⑶按图示安装并调节好装置，开通气源，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时

器读出遮光条通过光电门的时间为△t,则物块通过光电门时的速度为

v=(用测得的物理量字母表示)

(4)若保持钩码质量不变，改变滑块开始释放的位置，测出每次释放的位置到光电门的

距离x及每次实验时遮光条通过光电门的时间△t,通过描点作出线性图象来反映合力

的功与动能改变量的关系，则所作图象关系是时才能符合实验要求。

A.X—AtB.x—(At)2C.x—(At)-1D.x—(At)-2

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(a),一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨，导轨间距为L；

两根相同的导体棒M、N置于导轨上并与导轨垂直，长度均为L；棒与导轨间的动摩擦

因数为〃(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁

感应强度大小为瓦从f=0时开始，对导体棒M施加一平行于导轨的外力F,歹随时

间变化的规律如图(b)所示。已知在fo时刻导体棒M的加速度大小为时，导体棒

N开始运动。运动过程中两棒均与导轨接触良好，重力加速度大小为g,两棒的质量均

为“，电阻均为心导轨的电阻不计。求：

图(a)图(b)

(1)<0时刻导体棒M的速度VM；

(2)0~勿时间内外力F的冲量大小；

(3)0~的时间内导体棒M与导轨因摩擦产生的内能。

14.(16分)二十世纪初，卢瑟福进行e粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构

的认识。

(1)如图1所示，有两个c粒子均以速度v射向金原子，它们速度方向所在的直线都不

过金原子核中心。请在图1中分别画出两个a粒子此后的运动轨迹示意图；

(2)如图2所示，一个c粒子以速度n射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。

由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将a粒子与一个金原子核的作用等效为与

一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明a粒子与金原子核作用后

速度的大小和方向；

⑶实验发现，绝大多数&粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数a

粒子发生了大角度偏转(超过90。)。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模

型。为了研究问题的方便，可作如下假设：

①将a粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；

②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；

③各层原子核前后不互相遮蔽；

④大角度偏转是戊粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L,

金原子直径为。，大角度偏转的a粒子数占总戊粒子的比例为且。<<1。

请估算金原子核的直径d;

瓦上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径d的估算产生影响。已知

金箔的厚度约10-7根，金原子直径约i()T0m,金原子核直径约10*m。请对“可认为

各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。

。粒子.atif

・金原子核

•金原子核

图I图2

15.(12分)在某次的接力比赛项目中，项目组规划的路线如图所示，半径火=20m的

四分之一圆弧P。赛道与两条直线赛道分别相切于P和。点，圆弧P。为接力区，规定

离开接力区的接力无效。甲、乙两运动员在赛道上沿箭头方向训练交接棒的过程中发现:

甲经短距离加速后能保持9m/s的速率跑完全程，乙从起跑后的切向加速度大小是恒定

的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在

接力区前s=13.5m的A处作了标记，并以v=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起

跑口令，乙在接力区的P点听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相等时被甲追上,

完成交接棒。假设运动员与赛道间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

运动员(可视为质点)在直道上做直线运动，在弯道上做圆周运动，重力加速度g=10m/s2,

〃=3.14,求：

(1)为确保在弯道上能做圆周运动，允许运动员通过弯道PQ的最大速率;

(2)此次练习中乙在接棒前的切向加速度«o

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.加速度的定义式为a=——，知加速度等于速度变化量与所用时间的比值，采用了比

值定义法，故A正确，不符合题意；

B.研究物体的加速度跟力、质量的关系应采用控制变量法，故B错误，符合题意；

C.卡文迪许通过扭秤实验，测定了万有引力常量，采用了放大法，故C正确，不符合

题意；

D.电流元是理想化物理模型，电流元概念的提出采用了理想模型法，故D正确，不符

合题意。

故选B。

2、D

【解析】

导线的等效长度为乙则所受的安培力为尸=5〃，由左手定则可知方向垂直成。

故选D。

3、D

【解析】

小车的速度分解如图所示，由图得

=Vj=v0cos0

小车向右匀速运动，Vo不变，。变小，贝！Icos。变大，眩变大，即物体A加速上升，

故ABC错误，D正确。

4、B

【解析】

物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，并非每个分子热运动的动能都增大,

选项A错误；气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的，选项B

正确；宏观物体的机械能与微观分子的动能无关，选项C错误；分子间距离减小，分

子间的引力和斥力都增大，选项D错误；故选B.

5、B

【解析】

K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限

频率时才有光电子射出，选项A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与

入射光频率有关，选项B正确；光电管加反向电压时，只要反向电压小于截止电压，

就会有光电流产生，选项C错误；在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大,

光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，选项D错

误.

6、C

【解析】

气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子

平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且

分子平均距离变小时，气体压强一定变大。

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、AD

【解析】

A.结合后卜-立图像可知，丸=生时，物块刚好接触弹簧，物块动能最大时，加速度为

零，即

mg=-2

解得

k=^-

色-用

故A正确；

B.物块与弹簧组成的系统，机械能守恒，当丸=%时，物块的动能最大，则重力势能

与弹簧的弹性势能之和最小，故B错误；

C.物块由丸=%到九=%过程中，动能不变，物块减少的重力势能转化为弹簧的弹性

势能，即：

Ep=7"g（%-用）

故C错误；

D.整个过程中，弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大，由机械能守恒定律有

Epmin=〃吆（4一%）

故D正确。

故选ADo

8、BD

【解析】

根据W=Eqx可知，滑块B向左运动的过程中，随x的增加图线的斜率逐渐减小，则场

强逐渐减小，此电场一不是匀强电场，选项A错误；滑块B向左运动的过程中，电场

力对带负电的电荷做正功，则电场方向沿x轴的正方向，选项B正确；点x=0.3m处的

ax1

场强大小为F=Eq=k=----------=l.OxlO-5,贝！I

0.6-0.3

E=—=—10_区v/m=500V/m,选项C错误；x=0.3m与x=0.7m间，电场力做

q2.0x10—8

w2x10^

功为W=2xl0-6j,可知电势差是。=一=--------V=200V,选项D正确；故选

q2.0x10-8

BD.

9、BC

【解析】

A.因为离子恰好在极板间沿直线运动，所以离子在极板间受到的电场力与受到的洛伦

兹力大小相等，贝！I：

qv°B=Zq，

a

解得：

U-Bvod,

故A错误；

B.若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，贝！J:

片攻r=&,

22dm2

解得:

故B正确;

CD.若撤去电场，离子在磁场中做圆周运动，则半径为r=?，可得:

qB

5d

r=—,

4

由几何关系知：

可得：

x=d；

故C正确，D错误。

故选BC。

10、ACD

【解析】

A.布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故A

正确；

B.液体的蒸发导致液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，故B错误；

C.扩散现象可以在液体、气体中发生，也能够在固体中发生，故C正确

D.由于分子间作用力的实质是静电相互作用力，所以随着分子间距离的增大，分子之

间的引力和斥力均减小，故D正确；

E.液体的饱和汽压随温度的升高而变大，故E错误。

故选ACD»

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＞需要不需要D

【解析】

(1)[1].在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关

系时，需要平衡摩擦力，否则绳子的拉力大小就不等于小车的合力；

(2)[2].用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足M»m,因为绳子的拉力通过

力传感器来测量的；

(3)[3].用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持“不变，当小车和祛码的总质量较

小时，但仍不满足M»m的情况时，虽然控制F不变，但改变小车的质量过程中，绳

子的拉力会明显减小的，因此〃与上的图象斜率减小，故ABC错误，D正确。

M

12、5.45ABDD

【解析】

⑴游标卡尺的主尺读数为5mm,游标读数为JR匚二xp=在小二二-所以最终读数为

5.45mm；

(2)A项：调节螺钉，使气垫导轨水平，故A正确；

B项：为了使绳的拉力等于滑块的合外力，调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨

平行，故B正确；

C项：对系统来说，无需滑块与遮光条的总质量M远大于钩码的质量m,故C错误；

D项：使滑块释放的位置离光电门适当远一些，可以减小测量滑块运动位移的误关，故

D正确。

故选：ABD。

(3)滑块通过光电门的速度为：_；

口=

(4)由公式，解得：____一，故选D。

二二二*5二|+匚;，(三)：二=会三三

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。

⑵⑶赞德-露。

【解析】

⑴设4)时刻棒中的感应电流为加，由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势

E。=①丹

根据闭合电路欧姆定律

i=互

°2R

导体棒受到的安培力大小为

F安=6Lio

对导体棒N,由平衡条件得

F后Nmg

整理得的时刻导体棒M的速度

2/jmgR

~1TIT；

(2)设to时刻导体棒M受到的拉力大小为F0,根据牛顿第二定律得

Fg-F^-fjmg=ma

解得

Fo=3〃mg

0to时间内外力F的冲量大小为

F

/7=