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福建省三明市宁化市第一中学2023-2024学年高三下学期第一次质检模拟物理试题
一、单选题（30分）
1．下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（　　）
A．透镜上方看到牛顿环
B．相机镜头涂有增透膜
C． 光经过大头针尖时产生条纹
D．检查平面的平整程度
2．自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ）
A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数
C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈
3．如图所示，某人在河谷堤岸上以一定初速度水平抛出一小石块，抛出的小石块可能落在抛出点左侧的任何位置，落地速度与水平方向的夹角成为偏向角，下列说法正确的是（　　）
A．初速度越大，落地时间越长
B．初速度越大，落地时间越短
C．初速度越大，偏向角越小
D．初速度不同，偏向角可能相等
4．玉米是我国重要的农作物。收割后脱粒玉米用如图甲所示的传送带装置。如图乙所示，将收割晒干的玉米投入脱粒机后，玉米粒从静止开始被传送到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上，一段时间后和传送带保持相对静止，直至从传送带的顶端飞出，最后落在水平地面上，玉米被迅速装袋转运，提升了加工转运的效率。已知传送带与水平方向的夹角为θ、顶端的高度为h，玉米粒相对于传送带顶端的最大高度也是h，若不计风力、空气阻力和玉米粒之间的相互作用力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．玉米粒在传送带上时，所受摩擦力始终不变
B．玉米粒落地点与传送带底端的水平距离为
C．传送带的速度大小为
D．玉米粒飞出后到落地所用的时间为
二、多选题（15分）
5．2024年，我国探月计划第六个探测器嫦娥六号将于上半年出征月球，并且飞往月球背面采集土壤并返回地球。如图所示，为地球的球心、为月球的球心，图中的P点为地一月系统的一个拉格朗日点，在该点的物体能够保持和地球、月球相对位置关系不变，以和月球相同的角速度绕地球匀速圆周运动。地球上的人总是只能看到月球的正面，嫦娥六号将要达到的却是月球背面的M点，为了保持和地球的联系，我国还将发射鹊桥二号中继通信卫星，让其在以P点为圆心、垂直于地月连线的圆轨道上运动。下列说法正确的是（ ）
A．我们无法看到月球的背面，是因为月球的自转周期和公转周期相同
B．发射嫦娥六号时，发射速度要超过第二宇宙速度，让其摆脱地球引力的束缚
C．以地球球心为参考系，鹊桥二号中继卫星做匀速圆周运动
D．鹊桥二号中继卫星受到地球和月球引力的共同作用
6．发电机的工作原理可以简化为如图所示的情景。质量为的导体棒垂直于光滑导轨放管，导轨间距为，导轨间分布着垂直于导轨平面、磁感应强度大小为的匀强磁场。将负载（电阻为的电热毯）接入导轨中形成闭合回路，导体棒在恒力的作用下由静止开始沿光滑导轨运动。时刻，导体棒速度达到。导轨和导体棒电阻忽略不计，导轨无限长，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，导体棒运动速度
B．时间内发电机电动势随时间先增大后不变
C．时刻，电热毯的功率为
D．电热毯的功率最终将达到
7．如图所示为某弹跳玩具，底部是一个质量为m的底座，通过弹簧与顶部一质量的小球相连，同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接，稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放，小球运动到初始位置处时，瞬间绷紧细绳，带动底座离开地面，一起向上运动，底座离开地面后能上升的最大高度为h，则（　　）
A．用手将小球按下一段距离后，弹簧的弹性势能为
B．绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为
C．绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为
D．玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功为
8．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为
B．粒子质量为
C．管道内的等效电流为
D．粒子束对管道的平均作用力大小为
三、填空题（20分）
9．请将下列核反应方程补充完整。
A． ；
B． ；
C． 。
10．有一列振幅为的简谐横波沿x轴正方向传播，时刻位于0点的波源开始振动。时的波形如图所示，此时波传播到处，波源的坐标为，则该简谐波传播的速度 ；周期 ；波长 。
11．如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为和）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。
（1）整个过程，理想气体的分子平均动能 ；
（2）整个过程，外力F做功等于 ；
（3）左端活塞到达B位置时，外力 。
四、实验题（15分）
12．某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中为水平段，在水平段取一点。选择相同材质的一元硬币和一角硬币进行实验。
测量硬币的质量，得到一元硬币和一角硬币的质量分别为和。将硬币a放置在斜面上某一位置，标记此位置为。由静止释放a，当a停在水平面上某处时，测量a右侧到点的距离，如图甲所示；将硬币b放置在处，左侧与点重合，再将a从点由静止释放，当两枚硬币发生碰撞后，a、b分别停在水平面上时，测量a右侧到点的距离、b左侧到点的距离，如图乙所示。保持释放位置不变，重复实验若干次，得到的平均值分别为。
(1)在本实验中，b选用的是 （选填“一元”或“一角”）硬币。
(2)若a、b碰撞前后动量守恒，则应满足的表达式为 （用、和表示）；若碰撞前后动量守恒且机械能相等，则应满足的表达式为 （用和表示）。
13．李华同学查阅资料：某金属在内电阻值与摄氏温度的关系为，其中为该金属在0℃时的阻值，为温度系数（为正值）。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻和值。可提供的实验器材有：
A．干电池（电动势约为，内阻不计）
B．定值电阻（阻值为）
C．定值电阻阻值为）
D．滑动变阻器（阻值范围）
E．滑动变阻器（阻值范围）
F．电流计（量程，内阻约）
G．电阻箱（最大阻值为）
H．摄氏温度计
I．沸水和冷水各一杯
J．开关两个及导线若干
请回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选用 （选填“”或“”），开关闭合前，滑动变阻器的滑片移到 （选填“”或“”）端。
（2）将电阻箱的阻值调为，闭合开关，读出电流计的示数，再闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合前、后电流计的示数没有变化，此时电阻箱的示数为，则电流计的内阻为 。
（3）利用上述电流计及电路测量该金属的电阻和值的步骤如下：
①断开开关、，将取下换成该金属电阻，并置于沸水中；
②闭合开关，读出电流计的示数；闭合开关，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关前、后电流计的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数和温度；
③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数和温度的多组数据．
（4）以电阻箱的示数为纵轴，温度为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为 ，温度系数为 。（结果用表示）
五、解答题（20分）
14．如图所示， Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为在h和0.25h，将另一个可以看作点电荷的带正电的粒子从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零。该粒子在A点处的加速度大小为重力加速度的，已知重力加速度为g。求：
(1)该粒子的加速度为零时距离Q的高度；
(2)若取A点的电势为零，求该粒子在B点的电势能(用Q和h， g表示)。
15．如图甲所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，为轨道的最低点，光滑水平面上有一静止的、足够长、上表面粗 的平板车紧挨圆弧轨道右侧放置，平板车质量，其上表面与点等高。质量的滑块（可视为质点）从圆弧轨道最高点由静止释放。取，求：
（1）滑块滑到圆弧轨道的最低点时的速度大小；
（2）滑块在平板车上运动的过程中，系统因摩擦转化的内能；
（3）若平板车上表面铺着特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，滑块运动全过程接触位置动摩擦因数变化情况如图乙所示，经过二者达到共同速度，在此过程中平板车移动的距离，请在图丙中定性画出达到共速之前平板车和物块的速度—时间关系图像，并求出图乙中的（结果可用分数表示）和。
16．如图所示，以长方体abcd-a′b′c′d′的ad边中点O为坐标原点、ad方向为x轴正方向、a′a方向为y轴正方向、ab方向为z轴正方向建立Oxyz坐标系，已知Oa=ab=aa′=L。长方体中存在沿y轴负方向的匀强磁场，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中，恰好从a点射出磁场。
（1）求磁场的磁感应强度B的大小；
（2）若在长方体中加上沿y轴负方向的匀强电场，让粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射磁场中，为使粒子能从a′点射出磁场，求电场强度E1的大小；
（3）若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿z轴负方向的匀强电场，该粒子仍从O点沿z轴正方向以初速度v射入磁场中，求粒子射出磁场时与O点的距离s。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B D B AD CD CD BD
9．
【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知，质量数
电荷数
由此可知产生的元素X是，该方程为
此核反应方程式是重核裂变方程；
B．同理，质量数
电荷数
由此可知产生的元素X是氦核，该方程为
此核反应方程式是衰变；
C．同理，质量数
电荷数
由此可知产生的元素X是，该方程为
此核反应方程式是人工转变方程。
10． 11m/s 4.8m
【详解】[1]该简谐波传播的速度为
[2]由波形平移法可知，质点的起振方向沿轴负方向，设波源的振动方程为
由题意可知
可得
解得周期为
[3]波长为
11． 不变 0
【详解】（1）[1]汽缸导热，整个过程，理想气体温度不变，分子平均动能不变。
（2）[2]外力F作用在右端活塞上，活塞位置不变，可知在F作用下没有位移，可知外力F做功为0。
（3）[3]左端活塞到达B位置时，对左边活塞有
对于右边活塞有
联立两式得
12．(1)一角
(2)
【详解】（1）根据图乙可知，a碰撞b后，a的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知a的质量大一些，即在本实验中，a选用的是一元硬币，b选用的是一角硬币。
（2）[1]设硬币与纸板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，a从O点到P点，根据动能定理
解得碰撞前，a到O点时速度的大小
同理可得，碰撞后a的速度和b的速度分别为
，
若动量守恒，则满足
整理可得
[2]若碰撞前后动量守恒且机械能相等，则由机械能守恒定律得
联立解得
13． 450
【详解】（1）[1][2]闭合、断开时，干路中的最大电流约
滑动变阻器两端的电压最小值约为
滑动变阻器的最小电阻约为
滑动变阻器应选用。
为了保护电流计不被损坏，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片向下移动到端。
（2）[3]闭合前、后电流计的示数没有变化，则电流计中的电流与的电流相等，中的电流与中的电流相等，与两端的电压相等，电流计与两端的电压相等，可得电流计的内阻
（4）[4] [5]将取下换成该金属电阻的情况下，同理可得
由图乙得
即
又
则
，
解得
14．(1) ；(2)
【详解】(1)设该粒子加速度为零时距离Q的高度为x，由牛顿第二定律和平衡条件得
解得
(2)由能量守恒定律，该粒子在B点的电势能为
15．（1）；（2）；（3）见解析，，
【详解】（1）从A点到点，由动能定理有
解得
（2）水平面光滑，平板车与滑块组成的系统动量守恒，有
解得
从滑块滑上平板车到二者共速过程中，根据能量守恒有
解得
（3）由图乙知，随着相对位移的增加，加速度逐渐减小，可以得到平板车与滑块速度—时间关系图像如图1所示：
由滑块在平板车上滑行过程中动量守恒可知，任意时刻都有
从开始到达到共速，对时间累积可得
由，可得
二者的相对位移大小为
作出摩擦力随距离的变化关系如图2所示，由图像可知
解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在平面内做匀速圆周运动，如图中轨迹1所示
由洛伦兹力提供向心力可得
由几何关系可得
解得
（2）粒子在长方体中运动的时间为
在轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则有
又
解得
（3）将初速度分解为、，使对应的洛伦兹力恰好与电场力平衡，即
其中
解得
，
易知与轴正方向的夹角为
若仅在对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即
则轨道半径
解得
该分运动的情况如图中轨迹2所示。粒子在磁场中运动的时间为
由于粒子也参与速度大小为、方向沿轴正方向的匀速运动，粒子射出磁场时与点的距离
解得

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