精品解析：2023届辽宁省大连市第二十四中学高三下学期第六次模拟考试物理试题（解析版）

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2023年大连市第二十四中学高三年级第六次模拟考试物理科试卷说明：1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。2.全卷共100分，考试时间75分钟。3.试题全部答在“答题纸”上，答在试卷上无效。第I卷（选择题，共46分）一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1. 下列说法正确的是（　　）A. 玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子的发光现象B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大C. 若入射到金属表面的光没有达到一定的强度就不可能发生光电效应D. 在光电效应中，光电子的最大初动能和入射光的频率成正比，与入射光的强度无关【答案】B【解析】【详解】A．玻尔建立的量子理论成功解释了氢原子的发光现象，但无法解释其他原子的发光现象，故A错误；B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据可知，变大，则变小，所以电子的动能减少，且电子从低轨道到高轨道需要吸收能量，所以原子的总能量增大，故B正确；C．若入射到金属表面光的频率没有达到该金属的极限频率，就不可能使该金属发生光电效应现象，与入射光的强度无光，故C错误；D．根据爱因斯坦光电效应方程，得可知在光电效应中，光电子的最大初动能和入射光的频率成一次函数关系，而不是正比关系，故D错误。故选B。2. 如图所示，在离地面一定高度处把4个物体以不同的初速度v0竖直上抛，不计空气阻力，若1s后4个物体均未着地，则1s后速率最大的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】以向上为正方向，根据代入解得同理解得由于即A的速率最大，故A正确，BCD错误。故选A。3. 用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）（  ）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在两个分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图绳子与竖直方向的夹角为θ=60°绳子长为L0=1m则有mg=2Fcosθ两个挂钉的间距离L＝解得L=m故选A。 4. 北京时间2022年11月29日23：08，航天员费俊龙、邓清明、张陆搭乘“神舟十五号”载人飞船前往中国“T”字基本构型空间站（如题图所示），于11月30日07：33打开舱门入驻。空间站内航天员一天可以观测到16次日出，空间站绕地球运行的轨道近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　）A. 空间站定点于我国上空某高度处，相对地面静止B. 空间站内航天员不受地球引力作用而处于失重状态C. 空间站与地球同步卫星的轨道半径之比约为1：16D.  “神舟十五号”载人飞船由低轨道加速，与高轨道的空间站完成对接后，飞船的动能比之前处于低轨道时要小【答案】D【解析】【详解】A．空间站不是地球同步卫星，不能相对地面静止，故A错误；B．空间站内航天员受地球引力作用，故B错误；C．由开普勒第三定律空间站与地球同步卫星的轨道半径之比为故C错误；D．由解得则由低轨道加速，与高轨道的空间站完成对接后，由于r增大，则v减小，故飞船的动能比之前处于低轨道时要小，故D正确。故选D。5. 如图所示，纸面内有一直角三角形abc区域，∠=30°，abc区域中存在着磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。一带电粒子自ab中点P沿Pb方向射入磁场后，恰好从c点射出磁场。已知bc长为l，带电粒子的质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力，以下判断正确的是（　　）A. 粒子带正电B. 粒子速度的大小为C. 带电粒子的速度只要小于，粒子就将从ac边射出磁场区域D. 带电粒子由P到c过程中运动的时间为【答案】D【解析】【详解】A．粒子向左下偏转，由左手定则知粒子带负电，故A错误；B．粒子运动轨迹如图由几何关系知粒子的轨迹半径根据得故B错误；C．当速度时，粒子圆周半径变小，可能从边射出磁场；速度小于一定值后，粒子圆周半径小于轨迹与ac相切的半径，粒子会在abc区域内做完整的圆周运动，不会从ac边射出，故C错误；D．由几何关系知粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为，所以运动的时间为故D正确。故选D。6. 如图所示，在架子上吊着一根带绝缘层的导线，右侧导线下部某处装有一个铅坠，使导线保持竖直状态，下端连接着一个铝箔刷子，刷子下方放置一张铝箔，调整刷子的高度使之下端刚好与铝箔接触．将左侧导线接到电源的正极上，电源的负极连接铝箔，用可移动的夹子水平地夹住一根强磁铁，右端N极正对右侧导线，接通电源，发现右侧导线在摆动，下列判断正确的是（　　）A. 右侧导线开始时垂直纸面向里摆动B. 右侧导线在摆动过程中受到恒定的安培力C. 右侧导线在整个摆动过程中安培力始终对其做正功D. 同时改变电流方向及磁铁的磁极方向，右侧导线开始摆动方向与原来相同【答案】D【解析】【详解】A．根据左手定则可判断得，右侧导线开始时，受到垂直纸面向外的安培力作用，所以导线垂直纸面向外摆动，故A错误；B．右侧导线在摆动过程中，当铝箔刷子与下端铝箔分开时，导线中无电流通过，不受安培力作用，故B错误；C．右侧导线在整个摆动过程中安培力的方向既有与导线运动方向相同的情况，也有与导线运动方向相反的情况，所以安培力对导线有做正功，也有做负功，故C错误；D．根据左手定则可判断得，同时改变电流方向及磁铁的磁极方向，右侧导线所受安培力方向不变，所以开始摆动方向与原来相同，故D正确。故选D。7. 气压式升降椅通过气缸上下运动来控制椅子升降，其简易结构如图（a）所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的气体，气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，气体可视为理想气体。设气体的初始状态为A，接着某人虚坐在椅面上，开始时此人的脚在地上，后逐渐减少对地面的压力直至脚完全离开地面，此过程中（温度不变）椅子缓慢下降一段距离后，气体达到稳定状态B。然后打开空调降低室温，一段时间后，室内温度缓慢降低到设定温度，稳定后气体状态为C。最后人将脚缓慢放在地面上并逐渐增大对地面的压力直至人离开椅面，气体最终达到另一个稳定状态D。该过程中气体的压强和体积倒数的关系如图（b）所示，已知气缸的横截面积为S，重力加速度大小为g，外界大气压强不变，则（　　）A. 由图（b）数据可算得人的质量为B. 与状态B相比，气体处于状态C时单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数较多C. 由图（b）数据可算得从状态C到状态D气体对外界做的功大小为D. 从状态A到状态D，气体向外放出的热量小于外界对气体做的功【答案】B【解析】【详解】设外界大气压强为，人的质量为M，对椅面和气缸分析，初始时人坐上椅面脚全部离开地面时解得人的质量为故A错误；B．因为，而，故状态C单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数多，故B正确；C．C到D为等温过程，故该过程做功小于，故C错误；D．由题意可得，A到B，C到D，气体都做等温变化，但B到C温度降低，故，所以从状态A到状态D，气体的内能减少，而，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体向外放热，且放出的热量大于外界对气体做的功，故D错误。故选B。8. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为m的小车，小车的半径四分之一光滑圆弧轨道在最低点与水平轨道相切于A点。在水平轨道的右端固定一个轻弹簧，弹簧处于自然长度时左端位于水平轨道的B点正上方，B点右侧轨道光滑，A、B的距离为，一个质量也为m的可视为质点的小物块从圆弧轨道最高点以的速度开始滑下，则在以后的运动过程中（重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内，空气阻力不计。）（　　）A. 若A、B间轨道也光滑，小车的最大速度为B. 若A、B间的轨道也光滑，物块运动到最高点时到水平轨道的距离为1.8mC. 若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，弹簧的最大弹性势能等于因摩擦产生的总热量D. 若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，小车运动的总位移大小为0.35m【答案】AD【解析】【详解】A．若A、B间的轨道也光滑，则小物块和小车相互作用过程能量守恒，水平方向动量守恒，经分析知小物块第一次下滑到圆弧轨道最低点时小车速度最大，设小车的最大速度为，此时小物块的速度为，则有联立并代入数据解得选项A正确；B．若A、B间的轨道也光滑，根据动量守恒和能量守恒可知物块运动到圆弧轨道最高点时的速度为此后小物块做竖直上抛运动，高度则物块运动到最高点时到水平轨道的距离为选项B错误；C．若物块与A、B间轨道的动摩擦因数为0.5，设小物块与小车的相对位移为s，根据能量守恒有解得可知小物块滑行到水平轨道压缩一次弹簧后恰停在A点。全过程根据能量守恒可得因摩擦产生的总热量物块与小车的速度相同时弹簧弹性势能最大，设共同速度为v，由动量守恒定律得解得v=0此过程根据能量守恒知弹簧的最大弹性势能因此弹簧的最大弹性势能不等于因摩擦产生的总热量，选项C错误；D．小物块沿圆弧轨道下滑过程中，设运动时间为t，小车运动的位移为，根据系统水平动量守恒得解得分析之后的运动过程可知小车的位移为0，所以小车运动的总位移大小为0.35m，选项D正确。故选AD。9. 静电植绒技术于3000多年前在中国首先起步。如图所示为植绒流程示意图，将绒毛放在带负电荷的容器中，使绒毛带负电，容器与带电极板之间加恒定电压，绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布料表面上。已知绒毛到达布料表面时速率越大，植绒效果越好。带电极板与布料间距忽略不计，下列判断正确的是（　　）A. 带电极板带负电B. 绒毛在飞往需要植绒的物体的过程中，电势能不断减少C. 带电量相同，质量大的绒毛，植绒效果越好D. 若减小容器与带电极板之间的距离，植绒效果不变【答案】BD【解析】【详解】A．绒毛成垂直状加速飞到需要植绒的布料表面上，所以电场力向下，带电极板带正电，故A错误；B．绒毛成垂直状加速飞到植绒的布料表面上，电场力做正功，电势能不断减小，故B正确；C．根据动能定理可得可知带电量相同，容器与带电极板之间加恒定电压，质量大的绒毛，到达植绒表面的速度越小，植绒效果越不好，故C错误；D．由可知减小容器与带电极板之间的距离，而容器与带电极板之间加恒定电压，所以到达植绒物体表面的速度不变，所以植绒效果不变，故D正确。故选BD。10. 光纤主要由折射率不同的纤芯与外套组成，在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况会降低信号传输质量。引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在两种介质界面多次全反射的光线用时较长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为，外套折射率为。在入射端，光脉冲宽度（即光持续时间）为t，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）为，（　　）A. 外套材料折射率变小，与t的差值不变B. 内芯材料的折射率越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出C. 入射光波长变短，与t的差值不变D. 光纤的直径变小，与t的差值不变【答案】BD【解析】【详解】B. 根据可知内芯材料的折射率越大，全反射的临界角C越小，越容易发生全反射，则光脉冲将越不容易从外套“漏”出，故B正确；ACD. 设光纤的长度为L，则光通过光纤轴线传输用时最短，光在光纤中的速度则最短时间有设光从左端面以入射，折射角为，在侧面发生全反射时的入射角和反射角为，如图所示：如果就是光在光导纤维全反射的临界角C，则光在介质中的传播时间为最长，则所以光通过光导纤维所用的最长时间为故所以外套材料的折射率变小，与t的差值变大，选用波长更短的光时，频率越大，折射半越大，越大，与t的差值变大，而的表达式与光纤的直径无关，AC错误，D正确。故选BD第II卷非选择题（共54分）二、非选择题：本题共5小题，共54分11. 如图（a）所示为验证机械能守恒定律的实验装置，轻绳跨过光滑轻质的定滑轮，其两端系着质量均为M的重物A（含挡光片）、B，物块B上放一质量为m的金属片C，系统由静止释放。（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图（b）所示，则d=__________mm。（2）为验证机械能守恒定律，多次改变物块A的初始位置，进行实验，使物块A从不同的位置由静止释放，记录每次挡光片到光电门的竖直距离h以及挡光片穿过光电门的时间Δt。通过描点作图，为了得到一条过原点的直线，则应该绘制的图像是__________（选填，），该直线的斜率k__________（用字母m、g、M、d表示）。【答案】    ①. 10.60    ②.     ③. 【解析】【详解】（1）[1]由图b可知（2）[2][3]由机械能守恒定律整理得故应绘制图像，且图像的斜率为12. 某实验小组要测量一定值电阻的阻值、电源的电动势和内阻。实验器材如下：A．待测电源B．电压表、C．电流表AD．定值电阻E．滑动变阻器开关和导线若干实验步骤如下：①按如图甲所示电路连接好实验器材；②闭合开关，读出电压表和以及电流表的示数、、；③移动滑动变阻器触头，重复②，得到多组数据；④描绘出、图像如图乙所示。回答下列问题：（1）由图乙可得，定值电阻的阻值________。（结果保留两位有效数字）（2）由图中数据可求得电源电动势________，电源内阻________。（结果均保留两位有效数字）（3）若考虑电流表、电压表内阻的影响，则定值电阻________，电源电动势________，________。（均选填“等于”“大于”或“小于”）【答案】    ①. 2.0    ②. 3.0    ③. 2.0    ④. 小于    ⑤. 等于    ⑥. 大于【解析】【详解】（1）[1]图乙中a图线的斜率即为Rx的阻值（2）[2][3]由闭合电路欧姆定律可得将图乙中b图线的数据代入，解得，（3）[4]该实验采用了外接法测量Rx的阻值，由于电压表内阻的分流作用，导致所以[5][6]测量电源电动势与内阻时，由于电流表内阻的分压作用，由闭合电路欧姆定律结合可得，而，故。13. 如图所示，圆形区域内有方向平行于纸面的匀强电场，其半径为R，AB为圆的直径。质量为m、电荷量为q的带正电粒子自A点由静止释放，粒子从圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。现将该种粒子在纸面内从A点先后以不同的速率垂直于电场线方向射入电场，只考虑电场力的作用。（1）求电场强度大小及方向；（2）为使粒子从B点离开电场，粒子进入电场时的速率v应是多大？【答案】（1），从A指向C；（2）【解析】【分析】【详解】（1）依题意，由动能定理有解得方向从A指向C（2）依题意可知粒子在电场中做类平抛运动，设粒子从A运动到B所用时间为t，粒子在垂直电场方向的位移平行电场方向的位移由牛顿第二定律有联立方程，解得14. 传送带以恒定速率v＝4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°.现将质量m＝1 kg的小物块轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝10 N拉小物块，经过一段时间物块被拉到离地高为H＝1.8m的平台上，如图所示．已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)物块在传送带上运动的时间；(2)若在物块与传送带速度相等的瞬间撤去恒力F，则物块还需多少时间才能脱离传送带？【答案】（1）1s（2） 【解析】【详解】（1）物体在达到与传送带速度v＝4 m/s相等前，做匀加速直线运动，有：F＋μmgcos37°－mgsin37°＝ma1                解得a1＝8 m/s2      由v＝a1t1                                            得t1＝0.5s  位移x1＝a1t12＝1m 物体与传送带达到共同速度后，因F－mgsinθ＝4 N＝μmgcos37°                     故物体在静摩擦力作用下随传送带一起匀速上升．位移x2＝－x1＝2m   t2＝＝0.5s    总时间为t＝t1＋t2＝1s         （2）在物体与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，因为μ＜tan37°，故有：mgsin37°－μmgcos37°＝ma2                  解得：a2＝2m/s2  假设物体能向上匀减速运动到速度为零，则通过的位移为x＝＝4 m＞x2故物体向上匀减速运动达到速度为零前已经滑上平台．故x2＝vt3-a2t32 解得t3＝（2-）s或t3＝（2+）s（舍去）【点睛】本题关键是受力分析后判断物体的运动状态，再根据牛顿第二定律求解出加速度，然后根据运动学公式列式求解时间．15. 图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场和同时以恒定速度沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的ab边长、总电阻，实验车与线框的总质量，磁感应强度，磁场运动速度。已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力，求：（1）设时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向；（2）求实验车的最大速率；（3）实验车以最大速度做匀速运动时，为维持实验车运动，外界需提供的总功率是多少？【答案】（1）水平向右；4N；（2）5m/s；（3）20W【解析】【详解】（1）当实验车速度为0时，根据楞次定律“来拒去留”可知，金属框受到水平向右的磁场力，两个磁场以恒定速度沿导轨方向向右运动，相当于两根导体棒向左切割磁感线，根据动生电动势的计算，有回路中的电流为金属框受到的磁场力的大小为（2）试验车的速度最大时满足解得实验车的最大速率（3）线圈以最大速度行驶时，克服阻力的功率为P1＝fvm＝10W当实验车以最大速度vm匀速运动时金属框中感应电流金属框中的热功率为 P2＝I2R＝10W外界需提供的总功率是P＝P1+P2＝20W