2024届湖南省嘉禾一中、临武一中物理高三上期末联考模拟试题含解析

2024届湖南省嘉禾一中、临武一中物理高三上期末联考模拟试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、下列说法正确的是（ ）
A ．一定量的理想气体，当气体体积增大时，气体一定对外界做功
B ．物体放出热量，其内能一定减少
C ．温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，
D ．压缩气体需要用力，这是因为气体分子间存在斥力
2、如图所示，纸面为竖直面，MN 为竖直线段，空间存在平行于纸面的足够宽广的水平方向匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M 点在纸面内以0v 的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为02v v = 的
速度通过N 点．已知重力加速度g ,不计空气阻力．则下列正确的是（ ）
A ．小球从M 到N 的过程经历的时间0v t g
=
B ．可以判断出电场强度的方向水平向左
C ．从M 点到N 点的过程中小球的机械能先增大后减小
D ．从M 到N 的运动过程中速度大小一直增大
3、下列说法正确的是（ ）
A ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构
B ．在一根长为0.2m 的直导线中通入2A 的电流将导线放在匀强磁场中，受到的安培力为0.2N ，则匀强磁场的磁感应强度的大小可能是0.8T
C ．伽利略利用理想斜面实验得出物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动的状态，开创了物理史实验加合理
外推的先河
D．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，电流强度I的定义式是
U I
R =
4、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征,认识正确的是( )
A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应
B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光
C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV 5、如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点，然后随跳板反弹，则( )
A．运动员与跳板接触的全过程中只有超重状态
B．运动员把跳板压到最低点时，他所受外力的合力为零
C．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他的重力
D．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他对跳板的作用力
6、氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（）
A．大量氢原子从高能级向3
n=能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应
B．大量氢原子从3
n=能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光
C ．大量氢原子从3n =能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应
D ．若入射光子的能量为1.6eV ，不能使3n =能级的氢原子电离
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，光滑轻质细杆AB 、BC 处在同一竖直平面内，A 、C 处用铰链铰于水平地面上，B 处用铰链连接，AB 杆竖直，BC 杆与水平面夹角为37°。

一个质量为3.2kg 的小球（可视为质点）穿在BC 杆上，现对小球施加一个水平向左的恒力F 使其静止在BC 杆中点处（不计一切摩擦，取g=10m/s 2）。

则
A ．F 的大小为40N
B ．小球对B
C 杆的作用力大小为40N C ．AB 杆对BC 杆的作用力大小为25N
D ．地面对BC 杆的作用力大小为25N
8、固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。

O 点为圆心，OO '为直径MN 的垂线。

足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN 。

由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO '夹角θ较小时，光屏出现三个光斑。

逐渐增大θ角，当θα=时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当=θβ时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则________。

A ．玻璃砖对A 光的折射率比对
B 光的小
B ．A 光在玻璃砖中的传播速度比B 光速小
C ．光屏上出现三个光斑时，NQ 区域A 光的光斑离N 点更近
D ．αθβ<<时，光屏上只有1个光斑 E.2π
βθ<<时，光屏上只有1个光斑
9、如图所示，a 、b 、c 、d 、e 、f 是以O 为球心的球面上的点，平面aecf 与平面bedf 垂直，分别在a 、c 两个点处放等量异种电荷＋Q 和－Q ，取无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（ ）
A．b、f两点电场强度大小相等，方向相同
B．e、d两点电势不同
→→运动过程中，电场力做正功
C．电子沿曲线b e d
D．若将＋Q从a点移动到b点，移动前后球心O处的电势不变
10、如图所示，正方形ABCD位于竖直平面内，E、F、G、H分别为四条边的中点,且GH连线水平，O为正方形的
v水平向左射出一带正电粒子，中心。

竖直平面内分布有一匀强电场、电场方向与水平面成45°角。

现自O点以初速度
粒子恰能到达G点。

若不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A．电场方向一定由O指向D
B．粒子从O到G，电势能逐渐减小
C．粒子返回至H点时速率也为0v
D．若仅将初速度方向改为竖直向上，粒子一定经过DE间某点
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）用分度为0.05 mm的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图，此示数为_______mm。

12．（12分）测定一节电池的电动势和内阻，电路如图甲所示，MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0=1.0Ω。

调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制了U-I图像如图乙所示。

(1)由图乙求得电池的电动势E ＝_______V ，内阻r =_______Ω。

(2)实验中由于电表内阻的影响，电动势测量值_______其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

(3)根据实验数据可绘出U I
-x 图像，如图丙所示。

图像斜率为k ，电阻丝横截面积为S ，可求得电阻丝的电阻率ρ＝_______， 电表内阻对电阻率的测量_______（选填“有”或“没有”）影响。

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，虚线MN 的右侧空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，一质量为m 的带电粒子以速度v 垂直电场和磁场方向从O 点射入场中，恰好沿纸面做匀速直线运动。

已知匀强磁场的磁感应强度为B ，粒子的电荷量为+q ，不计粒子的重力。

(1)求匀强电场的电场强度E ；
(2)当粒子运动到某点时撤去电场，如图乙所示，粒子将在磁场中做匀速圆周运动。

求∶
a.带电粒子在磁场中运动的轨道半径R ；
b.带电粒子在磁场中运动的周期T 。

14．（16分）如图所示，半径0.2m R =的光滑四分之一圆轨道MN 竖直固定放置，末端N 与一长0.8m L =的水平传送
带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v 0运动。

传送带离地面的高度 1.25m h =，其右侧地面上有一直径0.5m D =的圆形洞，洞口最左端的A 点离传送带右端的水平距离1m s =，B 点在洞口的最右端。

现使质量为0.5kg m =的小物块从M 点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数0.5μ=，g 取10m/s 2，求：
(1)小物块到达圆轨道末端N 时对轨道的压力；
(2)若03m/s v =，求小物块在传送带上运动的时间；
(3)若要使小物块能落入洞中，求v 0应满足的条件。

15．（12分）如图所示，两内壁光滑、长为2L 的圆筒形气缸A 、B 放在水平面上，A 气缸内接有一电阻丝，A 气缸壁绝热，B 气缸壁导热．两气缸正中间均有一个横截面积为S 的轻活塞，分别封闭一定质量的理想气体于气缸中，两活塞用一轻杆相连．B 气缸质量为m ，A 气缸固定在地面上，B 气缸与水平面间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．开始两气缸内气体与外界环境温度均为T 0，两气缸内压强均等于大气压强P 0，环境温度不变，重力加速度为g ，不计活塞厚度．现给电阻丝通电对A 气缸内气体加热，求：
(1)B 气缸开始移动时，求A 气缸内气体的长度；
(2)A 气缸内活塞缓慢移动到气缸最右端时，A 气缸内气体的温度T A ．
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
【解题分析】
A ．一定量的理想气体，当气体由于自由扩散而体积增大时，气体对外界不做功，故A 错误；
B ．物体放出热量，若同时外界对物体做功，物体的内能不一定减少，故B 错误；
C ．内能取决于物体的温度、体积和物质的量，温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大，故C 正确；
D ．气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部压强产生的阻力造成的，并非由于分子之间的斥力造成，故D 错误。

故选C 。

2、A
【解题分析】
小球受水平方向的电场力作用向左先减速后反向加速，竖直方向做自由落体运动，结合运动公式和动能定理解答.
【题目详解】
水平方向，小球受水平方向的电场力作用向左先减速后反向加速，到达N 点时，水平速度仍为v 0，则竖直速度
0v y v ==；因小球竖直方向在重力作用下做自由落体运动，则由v y =gt 可知小球从M 到N 的过程经历的时间0v t g
=，选项A 正确；带正电的小球所受的电场力水平向右，可以判断出电场强度的方向水平向右，选项B 错误；从M 点到N 点的过程中，电场力先做负功后做正功，可知小球的机械能先减小后增大，选项C 错误；因电场力水平向右，重力竖直向下，可知电场力和重力的合力方向斜向右下方，则从M 到N 的运动过程中，合力先做负功，后做正功，则动能先减小后增加，即速度先减小后增加，选项D 错误；故选A.
3、B
【解题分析】
A ．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，故A 错误；
B ．长为0.2m 的直导线中通入2A 的电流，将导线放在匀强磁场中,受到的安培力为0.2N ，故有
0.20.5sin 20.2sin sin F B IL θθθ
===⨯⨯ 因为
0sin 1θ<≤
故可得0.5T B ≥，即大小可能是0.8T ，故B 正确；
C ．物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动的状态，是牛顿在伽利略、笛卡尔的研究基础上得到的牛顿第一定律，故C 错误；
D ．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，电流强度I 的定义式是
q
I
t
=
故D错误。

故选B。

4、D
【解题分析】
A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；
B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据2
33
C=可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；
C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV才能跃迁，故C错误；
D、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-1.51+13.6=12.09eV，因锌的逸出功是
3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为E Km=12.09-3.34=8.75eV，故D正确；
故选D.
5、C
【解题分析】
A.运动员与跳板接触的下降过程中，先向下加速，然后向下减速，最后速度为零，则加速度先向下，然后向上，所以下降过程中既有失重状态也有超重状态，同理上升过程中也存在超重和失重状态，故A错误；
B.运动员把跳板压到最低点时，跳板给其的弹力大于其重力，合外力不为零，故B错误；
C.从最低点到最高过程中，跳板给运动员的支撑力做正功，重力做负功，位移一样，运运动员动能增加，因此跳板对他的作用力大于他的重力，故C正确；
D.跳板对运动员的作用力与他对跳板的作用力是作用力与反作用力，大小相等，故D错误．
故选C.
6、C
【解题分析】
A．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光，其光子的能量值最大为1.51eV，小于3.34eV ，不能使锌发生光电效应，故A错误。

B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，故B错误。

C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，其中有2种大于3.34ev能使锌板发生光电效应，故C正确。

D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去。

若入射光子的能量为1.6eV，能
使n =3能级的氢原子电离，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、BCD
【解题分析】
AB ．对小球受力分析，受重力、推力和支持力，如图所示
根据平衡条件，得到：
337 3.21024N 4
F mgtan =︒=⨯⨯＝ 3.21040N 370.8
mg N cos ⨯=︒＝＝ 故A 错误，B 正确；
C ．对杆BC 和球整体分析，以C 点为支点，设AB 对杆的作用力为F′，AB 杆没有绕A 点转动，说明AB 对BC 的作用力的方向沿AB 的方向。

根据力矩平衡条件，有：
F •0.6h =F′•1.6h -mg •0.8h
解得：
F ′=25N
故C 正确；
D ．对杆BC 和球整体分析，整体在竖直方向受到小球的重力和杆的重力、AB 杆的作用力以及地面的作用力，设该力与水平方向之间的夹角为θ，则：
竖直方向：
Mg +mg -F ′-F C sinθ=0
水平方向：
F C cosθ=F
联立得：
F C =25N
故D 正确。

故选BCD 。

8、BCE
【解题分析】
A ．根据题干描述“当θ=α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ 区域
B 光的光斑消失”，说明A 光先发生了全反射，A 光的临界角小于B 光的临界角，而发生全反射的临界角
C 满足：1sin C n =，可知玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大，故A 错误；
B ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大，由c n v
=知，A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的小。

故B 正确； C ．由玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大，即A 光偏折大，所以NQ 区域A 光的光斑离N 点更近，故C 正确； D ．当α＜θ＜β 时，B 光尚未发生全反射现象，故光屏上应该看到2个亮斑，其中包含NP 侧的反射光斑（A 、B 重合）以及NQ 一侧的B 光的折射光线形成的光斑。

故D 错误；
E ．当2πβθ<<
时，A 、B 两光均发生了全反射，故仅能看到NP 侧的反射光斑（A 、B 重合）。

故E 正确。

故选BCE 。

9、AD
【解题分析】
AB ．等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef 所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直，由于b 、c 、d 、e 各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O 的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b 、c 、d 、e 各点的场强大小也相等，由以上的分析可知，b 、d 、e 、f 各点的电势相等且均为零，电场强度大小相等，方向相同，故A 正确，B 错误；
C ．由于b 、e 、d 各点的电势相同，故电子移动过程中，电场力不做功，故C 错误；
D ．将+Q 从a 点移动到b 点，球心O 仍位于等量异种电荷的中垂线位置，电势为零，故其电势不变，故D 正确。

故选AD 。

10、AD
【解题分析】
A ．自O 点以初速度0v 水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G 点，可知粒子沿OG 方向做匀减速运动，粒子受
到的合外力沿GO 方向水平向右，因重力竖直向下，则电场力斜向右上方，即电场方向一定由O 指向D ，选项A 正确；
B ．粒子从O 到G ，电场力做负功，则电势能逐渐增加，选项B 错误；
C ．粒子返回至O 点时速率为0v ，则到达H 点的速度大于v 0，选项C 错误；
D ．设正方形边长为2L ，粒子速度方向向左时，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于mg,加速度为向右的g ，因粒子恰能到达G 点，则
202v L g
= 仅将初速度方向改为竖直向上，粒子的加速度水平向右，大小为g ，则当粒子水平位移为L 时，则：
212
L gt = 竖直位移
02h v t v L === 则粒子一定经过DE 间某点，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、61.70
【解题分析】
游标卡尺的主尺读数为61mm ，游标尺上第14个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为
0.05×14mm=0.70mm
所以最终读数为：
61mm+0.70mm=61.70mm
12、1.49 0.45 小于 kS 没有
【解题分析】
(1)[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
U =E -I (r +R 0)
则可知图2中的图象与纵坐标间的交点表示电动势，故E =1.49V ；
图象的斜率表示(r +R 0)，则
0 1.49 1.2 1.45Ω0.20
r R -+=
= 解得 r =1.45-1.0=0.45Ω
(2)[3]由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U -I 图象如图所示
由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。

(3)[4][5]根据欧姆定律可知，电阻 U x R I S ρ== 则可知
k S ρ
=
解得
ρ=kS 若考虑电流表的内阻，则-A U x R I S
ρ=，则图象的斜率不变，所以得出的电阻率没有影响。

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)E vB =；(2)a.mv R qB =
；b.2m T qB
π= 【解题分析】
(1)粒子的受力示意图如图所示
根据物体的平衡条件
qvB =qE
得
E =vB
(2)a.粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿运动定律
2
v qvB m R
= 得
mv R qB
= b.粒子在磁场中运动的周期2πR T v
=，得 2πm T qB
⋅= 14、 (1)大小为15N ，方向竖直向下；(2)0.3s ；(3)02m/s 3m/s v <<
【解题分析】
(1)设物块滑到圆轨道末端速度1v ，根据机械能守恒定律得
2112
mgR mv = 12m/s v =
设物块在轨道末端所受支持力的大小为F ，根据牛顿第二定律得
21v F mg m R
-= 联立以上两式代入数据得
15N F =
根据牛顿第三定律，对轨道压力大小为15N ，方向竖直向下。

(2)若
03m/s v =
则
10v v <
物块在传送带上加速运动时，由
mg ma μ=
得
25m/s a g μ==
加速到与传送带达到共速所需要的时间
0110.2s v v t a
-== 位移
10110.5m 2
v v s t =+= 匀速时间
120
0.1s L s t v -=
= 故 120.3s T t t +==
(3)物块由传送带右端平抛
212
h gt = 恰好落到A 点
2s v t =
得
22m/s v =
恰好落到B 点
3D s v t +=
得
33m/s v =
当物块在传送带上一直加速运动时，做平抛运动的速度最大，假设物块在传送带上达到的最大速度为v ，由动能定理 2211122
mgL mv mv μ-=
得 2222212m /s 9m /s v >=
所以物块在传送带上达到的最大速度大于能进入洞口的最大速度，所以0v 应满足的条件是
02m/s 3m/s v <<
15、（i ）L A =（2-
00P S P S mg μ+）L （ii ）T A =2（1+0mg P S
μ）T 0 【解题分析】
（i ）B 气缸将要移动时，对B 气缸:P B S =P 0S+μmg
对B 气缸内气体由波意耳得:P B LS =P B L B S
A 气缸内气体的长度L A =2L -L B
解得：L A =（2-00P S P S mg
μ+）L （ii ）B 气缸运动后，A 、B 气缸内的压强不再变化P A =P B 对A 气缸内气体由理想气体状态方程:
002A A
P LS P LS T T = 解得:T A =2（1+
0mg P S μ）T 0。