统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第三部分模拟综合练3

这是一份统考版2024届高考物理二轮专项分层特训卷第三部分模拟综合练3，共6页。试卷主要包含了选择题，实验题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
14．氢原子的能级图如图所示，用能量为12.3eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子照射后，下列关于氢原子跃迁的说法正确的是( )
A．原子能跃迁到n＝2能级B．原子能跃迁到n＝3能级
C．原子能跃迁到n＝4能级D．原子不能跃迁到其他能级上
15．如图甲、乙是两个有趣的实验，第一个实验叫“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体(例如盐水)，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，见图甲．第二个实验叫“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，见图乙．关于这两个趣味实验，下列说法正确的是( )
A．图甲中，如果从上往下看，液体旋转方向为逆时针方向
B．图甲中，仅改变液体中电流的方向，液体的旋转方向不变
C．图乙中，仅将水银换成纯酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D．图乙中，仅改变弹簧中电流的方向，将观察不到弹簧不断上下振动
16．[2023·湖南卷]如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q1、Q2和Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°和30°.若P点处的电场强度为零，q>0，则三个点电荷的电荷量可能为( )
A．Q1＝q，Q2＝eq \r(2)q，Q3＝qB．Q1＝－q，Q2＝－eq \f(4\r(3),3)q，Q3＝－4q
C．Q1＝－q，Q2＝eq \r(2)q，Q3＝－qD．Q1＝q，Q2＝－eq \f(4\r(3),3)q，Q3＝4q
17．[2023·广东深圳调研]甲、乙两个台球从同一位置沿同一直线被先后击出，运动位移—时间图象如图所示，则( )
A．2.5t0时甲的速度大于乙的速度
B．5t0时甲的加速度大于乙的加速度
C．6t0时乙恰好与甲相碰
D．3t0～6t0内两球的平均速度相等
18．[2023·辽宁卷]原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂．某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则( )
A．①和③的能量相等
B．②的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
19．如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的M、、N两点做圆周运动，此时M点的角速度为ω，ON＝2OM＝2L，则下列正确的是( )
A．M点的速度方向垂直于吊臂B．N点的角速度为ω
C．两点的线速度大小关系为vN＝4vMD．N点的向心加速度大小为2ω2L
20．某野外考察小组晚上利用应急发电机给营地供电，电路图如图所示．发电机输出的电压有效值U保持不变，输电线电阻为r，一路经过自耦变压器供电炉做饭，另一路供电灯照明．假设电灯及电炉丝电阻都是定值，变压器为理想变压器．当滑片P由1向2滑动时，下列说法正确的是( )
A．电灯变暗B．发电机输出功率变小
C．输电线消耗功率变大D．电炉丝功率变大
21．质量为m＝1.0kg的小球从一定高度处由静止释放，与地面发生短暂作用后又弹起一定高度，该过程小球在空中运动的v­t图象如图所示．已知小球从开始下落到上升到最高点过程的平均速度为13m/s，重力加速度g取10m/s2，小球与地面作用的时间忽略不计，小球在空中运动时所受空气阻力恒定，则( )
A．小球在空中运动时受到的空气阻力恒为5N
B．小球上升过程所用的时间为4s
C．整个过程中小球克服空气阻力做的功为950J
D．整个过程中小球重力做功的平均功率为130W
二、实验题(本题共2小题，共15分)
22．(5分)某同学利用如图所示的装置做“验证碰撞中的动量守恒”实验．具体操作如下：
A．把带有斜槽的长木板调整水平后固定，用天平称出甲、乙两玩具小车的质量，记为m1、m2
B．将小车甲从斜槽上的某点P由静止释放，最终甲车停在长木板上的M点，在长木板靠近斜槽的位置选一点O，用直尺测量出OM间的距离为L
C．把小车乙静止放在O点，将小车甲再次从P点由静止释放，两车在O点相碰后，最终停在长木板上的N，S位置，测量出ON和OS间的距离分别为L1、L2
D．改变P点的位置，重复步骤B、C，多次实验
回答下列问题：
(1)本实验的实验条件：要求两小车与长木板间的动摩擦因数μ甲________μ乙．
(2)满足上述实验条件后，要验证碰撞中的动量守恒，只要验证____________成立即可．(用测量的物理量写出关系式).
(3)某同学根据获得的实验数据，得到m1L0＞m1L1＋m2L2的关系式，你认为两车的碰撞属于________碰撞．
23．(10分)某实验小组欲采用伏安法测量未知电阻Rx(阻值约为10Ω)的阻值，实验室提供了电源E(电动势为12V)，电压表V(量程为3V，内阻约为几千欧姆)，电流表A1(量程为600mA，内阻约为几欧姆)，电流表A2(量程为300mA，内阻约为几欧姆)，滑动变阻器R，开关及导线若干．
(1)实验小组选用图________(选填“甲”或“乙”)所示电路图测量出的电阻阻值误差较小，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．
(2)为使测量结果更加准确，实验小组在现有器材的基础上，找到电阻箱R0，设计了图丙所示的电路图，则a处应该接电流表________，b处应该接电流表________．(选填“A1”或“A2”)
(3)根据第(2)问中设计出的电路图进行操作，先断开开关S2，闭合开关S1，电路稳定后，b处电流表的示数为I1，a处电流表的示数为I2，调节电阻箱的阻值为R01，使得I2＝eq \f(I1,2)，再闭合开关S2，电路稳定后，a处电流表的示数为I3，电压表的示数为U，则待测电阻Rx＝________，a处电流表的内阻RA＝________．(均用题目中给出的物理量符号表示)
模拟小卷练3 （8＋2实验）
14．解析：本题易错之处是误认为只要光子能量大于氢原子的两个能级之间的能量之差即可使氢原子跃迁而错选A、B.因为E3－E1＝12.09eV＜12.3eV，E4－E1＝12.75eV＞12.3eV，根据用光子照射氢原子并使氢原子跃迁，光子的能量必须等于跃迁前后两能级之间的能量之差可知，选项D正确．
答案：D
15．解析：根据图甲中电池的正、负极知，在导电液体中形成的电流方向由圆环形电极指向圆柱形电极，穿过导电液体的磁场方向从下向上，根据左手定则可知，从上往下看，液体沿逆时针方向旋转，A正确．图甲中仅改变液体中电流的方向，磁场方向不变，则导电液体所受安培力方向改变，所以液体的旋转方向改变，B错误．图乙中给弹簧通电，弹簧的每一圈的电流方向均相同，因为同向电流相互吸引，所以弹簧缩短，弹簧下端脱离水银后，弹簧中无电流，在重力作用下弹簧下端向下运动与水银再次接触，弹簧中又有了电流，然后重复上述过程，从而使弹簧上下振动；纯酒精不导电，所以通电后，弹簧中无电流，不会上下振动，C错误．图乙中仅改变弹簧中电流的方向，根据C选项分析可知依然可以观察到弹簧不断上下振动，D错误．
答案：A
16．解析：选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，A、B错误；
设P、Q1间的距离为r，P点场强为零，故Q2、Q3在P点产生场强的水平分场强等大反向，即
keq \f(Q2,（\f(r,sin60°)）2)·cs60°＝keq \f(Q3,（\f(r,sin30°)）2)·cs30°
解得：eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(Q2,Q3)))＝eq \f(\r(3),3)，C错误，D正确．
答案：D
17．解析：根据运动位移—时间图象可知，图象的斜率表示台球的速度，则2.5t0时甲的速度为v1＝eq \f(2x0,3t0)，2.5t0时乙的速度为v2＝eq \f(－2x0,3t0－2t0)＝eq \f(－2x0,t0)，则有|v1|＜|v2|，选项A错误；根据运动位移—时间图象可知，3t0～6t0内两台球做匀速直线运动，则加速度都为0，选项B错误；根据运动位移—时间图象可知，图象的交点表示两台球相遇，选项C正确；3t0～6t0内甲球的平均速度为v1＝eq \f(4x0－2x0,6t0－3t0)＝eq \f(2x0,3t0)，3t0～6t0内乙球的平均速度为v2＝eq \f(4x0－（－2x0）,6t0－3t0)＝eq \f(2x0,t0)，则有v1＜v2，选项D错误．
答案：C
18．解析：由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ekm＝hν－W逸出功，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误．故选A.
答案：A
19．解析：吊臂绕固定转轴O顺时针转动，故M点的速度方向垂直于吊臂，A正确；M、N两点在吊臂上绕同一固定转轴O转动，有相同的角速度，即N点的角速度为ω，B正确；根据线速度与角速度关系v＝ωr，由于ON＝2OM＝2L，可得vN＝2vM，C错误；根据向心加速度与角速度关系a＝ω2r，可得aN＝2ω2L，D正确；故选A、B、D.
答案：ABD
20．解析：设自耦变压器线圈总匝数为n1，电炉一侧接入线圈的匝数为n2，电炉丝电阻为R＝eq \f(U2,I2)，对理想变压器有eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，把变压器和电炉丝电阻等效为电阻R′，R′＝eq \f(U1,I1)＝eq \f(\f(n1,n2)U2,\f(n2,n1)I2)＝eq \f(n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) U2,n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) I2)＝eq \f(n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) )R，U一定，当滑片P由1向2滑动时，n2变大，R′变小，R′和电灯并联的总电阻变小，电路总电流变大，电灯两端电压变小，电灯变暗，A正确；输电线电流变大，输电线消耗功率变大，C正确；由P＝UI知发电机输出功率变大，B错误；由上述分析可知PR′＝（eq \f(U,r＋\f(R′R灯,R′＋R灯))）2R′，R′减小时无法判断功率如何变化，D错误．
答案：AC
21．解析：设小球反弹后上升到最高点过程所用的时间为t，由图可知，小球下落的时间为4t，小球下落过程中有mg－f＝ma1，上升过程有mg＋f＝ma2，又因为a1＝eq \f(v1,4t)，a2＝eq \f(v2,t)，由图可知v2＝eq \f(3,4)v1，以上各式联立并代入数据求解可得f＝5N，A正确；小球下落的高度为h1＝eq \f(1,2)v1·4t＝2v1t，小球上升的高度为h2＝eq \f(1,2)v2t，故其全程的平均速度为eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(h1－h2,5t)，以上各式联立并代入数据求解可得v1＝40m/s，由v2＝eq \f(3,4)v1可得v2＝30m/s，由mg＋f＝ma2可解得a2＝15m/s2，故小球上升过程所用的时间为t＝eq \f(v2,a2)＝2s，B错误；由h1＝2v1t可解得小球下落的高度为h1＝160m，由h2＝eq \f(1,2)v2t可解得小球反弹后上升的高度为h2＝30m，故整个过程中小球克服空气阻力做的功为Wf＝f（h1＋h2）＝950J，C正确；整个过程中小球重力做的功为WG＝mg（h1－h2）＝1300J，故整个过程中重力做功的平均功率为eq \x\t(P)G＝eq \f(WG,5t)＝130W，D正确．
答案：ACD
22．解析：（1）因为实验只测量了小车在长木板上移动的距离，所以只有两小车在长木板上的加速度一样，两车的初速度之比才等于位移的二次方根之比．故二车与长木板的动摩擦因数应相同．
（2）设小车在O点的速度为v，则根据运动学公式得v2＝2as
所以，验证动量守恒需满足
m1eq \r(2aL0)＝m1eq \r(2aL1)＋m2eq \r(2aL2)
化简得m1eq \r(L0)＝m1eq \r(L1)＋m2eq \r(L2).
（3）根据m1L0＞m1L1＋m2L2得eq \f(1,2)m1v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ＞eq \f(1,2)m1v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ＋eq \f(1,2)m2v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2))
所以碰撞动能有损失，属于非弹性碰撞．
答案：（1）等于 （2）m1eq \r(L0)＝m1eq \r(L1)＋m2eq \r(L2) （3）非弹性
23．解析：（1）Rx的阻值约为10Ω，与电流表的内阻接近，电流表分压大，应采用电流表外接法，则选用图甲所示电路图测量出的电阻阻值误差较小，由于电流测量值比流过Rx的电流真实值大，故Rx阻值的测量值小于真实值．（2）根据图丙所示电路图可知，通过b处电流表的电流大于通过a处电流表的电流，所以a处应该接小量程电流表，b处应该接大量程电流表，即a处应该接电流表A2，b处应该接电流表A1.（3）调节电阻箱的阻值使I2＝eq \f(I1,2)，则流过Rx的电流也为eq \f(I1,2)，a处电流表内阻与电阻箱串联后的总电阻与Rx的阻值相同，可知闭合S2后，流过Rx的电流也为I3，则Rx＝eq \f(U,I3)，a处电流表的内阻为RA＝Rx－R01＝eq \f(U,I3)－R01.
答案：（1）甲 小于 （2）A2 A1 （3）eq \f(U,I3) eq \f(U,I3)－R01