2024届陕西省咸阳市永寿县中学高三下学期模拟测试（一）理综物理试卷（含解析）

这是一份2024届陕西省咸阳市永寿县中学高三下学期模拟测试（一）理综物理试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．为碳元素的多种同位素之一。在自然界里，平流层和对流层之间的过渡地带由二次宇宙射线的慢中子轰击氮原子而生成。具有放射性，能够发生衰变，放出电子后的原子核中多了一个（ ）
A．质子B．中子C．电子D．核子
2．哈雷彗星每76.1年环绕太阳一周，是人一生中唯一以裸眼可能看见两次的彗星。哈雷彗星的轨道是一个很扁的椭圆，因英国物理学家爱德蒙·哈雷首先测定其轨道数据并成功预言回归时间而得名。用r表示哈雷彗星轨道半长轴，用R表示地球轨道半径，则以下关系成立的是（ ）
A．B．
C．D．
3．汽车在平直公路上以恒定功率P启动，在运动过程中受到的阻力不变，如图所示是汽车受到的合外力F与发动机的牵引力之间的关系图像，图像与纵轴的截距为，则这辆汽车行驶的最大速度的大小为（ ）

A．B．C．PbD．
4．如图所示，等量异种点电荷之间的距离为2L，O是两电荷连线中点，在两电荷连线的垂直平分线上有两点A、B，其中，则A、B两点的电场强度之比为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（ ）
A．电源的输出功率一定变小
B．电压表的读数变小，电流表的读数变小
C．电压表的读数变大，电流表的读数变小
D．电压表的读数变小，电流表的读数变小
二、多选题
6．如图所示，长为0.1m的轻杆一端固定一小球质量为0.1kg的小球，小球绕圆心O在竖直面内做圆周运动。P是圆周上的最高点，重力加速度，下面说法正确的时（ ）
A．当小球运动到与O相平的水平位置时，杆对小球作用力为零
B．若小球经过P点时速度为1m/s，杆对小球作用力为零
C．若小球经过P点时杆对小球作用力等于0.36N，小球的速度一定等于0.8m/s
D．若小球经过Q点时杆对小球作用力等于5N，小球速度一定等于2m/s
7．如图所示，质量为的物块放在质量为、倾角为的斜面体上，物块在沿斜面向上的推力的作用下沿斜面向上匀速运动，该过程中斜面保持静止。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，斜面足够长，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）

A．推力B．地面对斜面的静摩擦力
C．地面对斜面体的支持力D．若撤去推力，物块最终会沿斜面滑下
8．如图，有理想边界的正方形匀强磁场区域abcd边长为L，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B．一群质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），在纸面内从b点沿各个方向以大小为的速率射入磁场，不考虑粒子间的相互作用，下列判断正确的是
A．从a点射出的粒子在磁场中运动的时间最短
B．从d点射出的粒子在磁场中运动的时间最长
C．从cd边射出的粒子与c的最小距离为
D．从cd边射出的粒子在磁场中运动的最短时间为
三、实验题
9．如图甲所示，是某一电路中的一部分，由于其中的一个电阻发生了断路，导致整个电路不能正常工作，小明和小亮两位同学利用多用电表进行了以下实验操作，请根据他们的测量情况，回答相应的问题。
（1）小明首先在间接上一直流电源，P接电源正极，多用电表的选择开关置于“直流电压”挡位，红表笔接P，黑表笔接Q，稳定后电表指针在表盘上的位置如图乙所示，则之间的电压是 V；
（2）小明仍然用““直流电压”挡位”又将红表笔接P，黑表笔接M，若电压表示数与之间的电压完全相同，则可以确定必定是 发生了断路；
（3）小亮同学在该部分电路不接电源的情况下，将多用电表选择开关置于欧姆表倍率“”的挡位，调零后红表笔接P，黑表笔接Q，发现电表指针迅速指向某一确定的值，之后并保持不动，考虑到电容器充放电的时间间隔，则由此可以判定必定是 发生了断路。
10．如图所示的实验装置可以用来研究加速度与合外力之间的关系，长木板一端放在水平面上，另一端用铁架台架起形成一个斜面，长木板最左端固定一个力传感器，细绳一端与力传感器相连另一端与小车相连，细绳与长木板平行，小车连同小车上固定的遮光片总质量为M，光电门固定在靠近长木板右端位置。
主要实验步骤如下：
①按照装置图把实验器材安放到位；
②用刻度尺测量小车到遮光片中心到光电门的距离x；
③读出小车静止时力传感器的示数，然后剪断系着小车的细绳，让小车从静止开始运动，记录小车位移为x时它上面的遮光片通过光电门的遮光时间；
(1)用游标卡尺测出滑块上遮光片的宽度d如图所示，则 cm；
(2)小车静止时力传感器示数为，细绳被剪断后，不计小车受到的摩擦阻力、空气阻力，则小车在长木板上运动时合外力 ；小车经过光电门时的瞬时速度 （用d、表示）。
(3)在本实验中，改变x的数据，遮光时间随之变化，做出图像如图，根据图像可求出加速度 （保留2位小数）。
(4)调整斜面倾角，测量多组以及对应的加速度a的数据，以力传感器示数为横坐标，以加速度a为纵坐标，如果所得的图像近似为一条 则表明在误差允许范围内，“在质量不变的情况下，物体的加速度与合外力成正比”是正确的。
四、解答题
11．如图所示，一倾角为的斜面固定在水平面上，质量为物块静止于斜面上处。在距离点高处的斜面顶端从静止开始释放一个质量为的小球，小球沿斜面下落过程中只与物块发生了一次弹性碰撞，一段时间后两者同时到达斜面底端。物块与斜面间的动摩擦因数等于，小球与斜面间摩擦忽略不计，重力加速度大小为。求：
（1）小球与物块刚碰撞后它们的速度；
（2）斜面的高度。
12．如图甲所示，极板A、B间是加速电场，从A板O处的放射源连续无初速度地释放质量为m、电荷量为e的电子，经电场加速后射向偏转极板C、D的中心线。C、D两板长度为L、间距为d，两板之间加有如图乙所示的交变电压，时间段内极板C的电势高于极板D的电势。电子被加速后离开加速电场的速度，电子不会打到偏转极板上。
（1）极板A、B间的加速电压；
（2）对于时刻进入偏转电场的电子，离开偏转电场时的侧移距离；
（3）对于时刻进入偏转电场的电子，离开偏转电场时的侧移距离。
五、多选题
13．下列说法正确的是（ ）
A．能够从单一热库吸收热量，使之完全变成功
B．零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大
C．漂浮在水面上的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动反而越不明显
D．受潮后粘在一起的蔗糖没有固定的形状，所以蔗糖是非晶体
E．气体的温度越高，每个气体分子的动能都越大
六、解答题
14．为了监测电梯内的温度和电梯的运动状态，某同学将一开口向上且灌有水银的均匀长直细玻璃管竖直粘贴在电梯壁上，如图所示。已知电梯静止且内部温度为℃时，玻璃管内高cm的水银柱封闭着一段长cm的空气柱，大气压强cmHg，绝对零度取-273℃，重力加速度大小m/s2。
（1）电梯静止时，若空气柱的长度为cm，则此时电梯内的温度为多少摄氏度；
（2）温度恒为27℃时，若空气柱的长度为cm，求此时电梯的加速度。
七、多选题
15．两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（ ）
A．在相遇区域会发生干涉现象
B．实线波和虚线波的频率之比为3:2
C．平衡位置为x＝6m处的质点此刻速度为零
D．平衡位置为x＝8.5m处的质点此刻位移y＞20cm
E．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为x＝5m处的质点的位移y＜0
八、解答题
16．一个半球形玻璃砖，其正视图是半径为的半圆，为半圆的直径，O为圆心，如图所示。一束宽为的平行光线垂直下表面从射向玻璃砖，光线到达上表面后，可以从上表面射出的区域在平行于方向上的宽度为。
（1）玻璃的折射率n为多少？
（2）一束细光线在O点左侧与O相距处垂直于从下方入射，不考虑面的反射光，真空中光速为，求此光线从射入玻璃砖到射出玻璃砖所经历的时间（结果可以用根式表示）。
参考答案：
1．A
【详解】
原子核发生核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应时放出一个电子，原因是原子核内的中子变成了质子。
故选A。
2．D
【详解】
哈雷彗星周期，地球绕太阳运动的周期，根据开普勒第三定律得
解得
故选D。
3．A
【详解】
根据合外力与分力关系有
所以图像是一条直线，其中图像的纵轴截距为
这辆汽车行驶的速度最大时，牵引力等于阻力，因此
解得
故选A。
4．B
【详解】
正、负电荷在点形成的电场大小相等，互成120°，因此在点的合场强等于正或负电荷在点单独形成的的场强，因此
正、负电荷在点形成的电场大小相等，互成90°，因此
则
故选B。
5．C
【详解】A．当内外电阻相等时输出功率最大，由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故A错误；
B．当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表读数增大。电压表读数
I增大，其他量不变，则减小，故B错误；
CD．滑片P向右端移动时，外电阻减小，干路电流增大，电源的内电压和的电压增大，所以的两端电压减小，的读数为
则减小，因总电流增大，则通过的电流增大，则变大，故C正确，D错误。
故选C。
6．BD
【详解】
A．小球做圆周运动过程中要有向心力，因此，当小球运动到与相平的水平位置时杆对小球提供一个指向圆心的拉力，故A错误；
B．在最高点，当只有重力提供向心力时有
代入数据解得
故B正确；
C．在最高点，杆对小球的作用力可能向上，也可能向下，因此有
或
解得
故C错误；
D．当小球运动到最低点时，小球受杆的拉力为，有
代入数据解得
故D正确。
故选BD。
7．AB
【详解】
A．由题意可知，物块沿斜面方向受力平衡，则有
A正确；
B．对物块、斜面体组成的整体受力分析，可知地面对斜面体的静摩擦力大小为
B正确；
C．地面对斜面体的支持力大小为
C错误；
D．由于动摩擦因数，满足物块刚好能静止在斜面上的条件，若撤去推力，物块最终会静止在斜面上，D错误。
故选AB。
8．BD
【详解】A、b点发射初速度指向a时的粒子在磁场中运动的时间才是最短，该粒子从b点射出，其时间最短为0，并不是所有从a点射出的都是时间最短的，故A错误；
B、因为各个方向的粒子运动半径均相同：，周期也均相同：，当粒子在磁场中运动的轨迹圆弧所对的弦越长，其圆心角也越大，根据，可知时间越长，分析可知最长的弦即为bd的连线，所以从d点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，故B正确；
C、如图所示，沿bc方向发射的粒子，从cd点射出时与c的最小距离最小，根据几何关系可得：，解得：，故C错误；
D、分析可知，从cd边射出的粒子中，沿bc方向发射的粒子在磁场中运动的时间最短，根据周期公式，粒子转过的圆心角为，可求该粒子在磁场中运动的时间为，故D正确．
9． 1.80 R2 R2
【详解】（1）[1]多用电表直流电压2.5V挡分度值为0.05V，需要估读到0.01V，所以PQ之间的电压为
（2）[2]将红表笔接P，黑表笔接M，若电压表示数与之间的电压完全相同，即从P到M不存在电势降低，说明通过R2的电流为零，则可以确定必定是R2发生了断路。
（3）[3]若考虑电容器充放电的时间间隔，如果电容器接入电路，则在表笔接P、Q的瞬间，电容器充电，相当于导线，电表指针应先迅速指向0刻度，再返回至某一确定值保持不动，所以可以确定电容器未接入电路，由此可以判断必定是R2发生了断路。
10．(1)
(2)
(3)1.64
(4)过原点的直线
【详解】（1）游标卡尺测得宽度
（2）[1]小车静止时，绳子拉力与重力沿斜面分力平衡，因此，小车在长木板上运动时合外力
[2]小车通过光电门的瞬时速度为
（3）根据速度位移公式得
有
整理得
根据图像知图线的斜率为
根据
得
（4）在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比，所以图像是一条过原点的直线。
11．（1） ，小球方向沿斜面向上； ，物块速度沿斜面向下；（2）
【详解】（1）设刚要碰撞时小球的速度为，根据机械能守恒有
在小球与物块的碰撞过程中，取沿斜面向下为正方向，根据动量守恒有
根据动能守恒有
联立解得
小球方向沿斜面向上，物块速度沿斜面向下。
（2）小球与物块碰撞后先沿斜面向上匀减速运动后沿斜面向下做匀加速运动，设加速度为，经时间运动到斜面底端，取沿斜面向下为正方向，根据牛顿运动定律有
根据运动学公式
设碰撞后物块的加速度为，根据牛顿运动定律有
将代入上式得
即物块碰撞后沿斜面向下做匀速运动，于是有
联立解得
12．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）粒子在板间，有
根据已知条件，解得加速电压
（2）电子在水平方向上做匀速直线运动
解得
时刻进入偏转电场的电子加速度
电子离开电场时距中心线的距离
解得
（3）时刻射入偏转电场的电子，在的时间内加速度
此过程的侧移量
在时刻竖直方向的分速度为
在时间内电子加速度大小为
此过程的侧移量为
离开偏转电场时的偏转距离为
13．ABC
【详解】
A．能够从单一热库吸收热量，使之完全变成功，只是会产生其他影响，A正确；
B．零摄氏度的水只有放热才会变为零摄氏度的冰，则内能减小，分子势能减小，说明零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大，B正确；
C．漂浮在水面上的花粉颗粒越大，所受撞击的作用力越趋于平衡，布朗运动越不明显，C正确；
D．是否有固定的几何形状不是判定晶体的唯一标准，蔗糖是多晶体，D错误；
E．气体温度越高，气体分子的平均动能越大，无法确定每个分子的动能变化，E错误。
故选ABC。
14．（1）℃；（2）m/s2，方向竖直向上
【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，空气柱长度由变为的过程为等压过程由盖·吕萨克定律有
其中
代入数据解得
℃
（2）设电梯的加速度为a，水银的密度为，空气柱长度由变为的过程为等温过程，由玻义耳定律得
其中
代入数据得
cmHg
设向上方向为正方向，对水银柱由牛顿第二定律有
即
解得
m/s2
方向竖直向上。
15．BDE
【详解】A．两列波波速相同，波长不同，根据v＝λf，频率不同，不能干涉，故A错误；
B．两列波波速相同，波长分别为4m、6m，比值为2:3，根据v＝λf可得，频率比为3:2，故B正确；
C．平衡位置为x＝6m处的质点此时刻位移为零，两列波单独引起的速度方向均向上，故合速度不为零，故C错误；
D．平衡位置为x＝8.5m处的质点，两列波单独引起的位移分别为
故合位移大于振幅A，故D正确；
E．传播速度大小相同。实线波的频率为2Hz，其周期为0.5s，虚线波的周期为0.75s；从图示时刻起再经过0.25s，实线波在平衡位置为x＝5m处于波谷，而虚线波也处于y轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜0，故E正确。
故选BDE。
16．（1）；（2）
【详解】（1）设在O点左侧从E点射入的光线，进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角，则区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示
由全反射条件有
由几何关系有
由对称性可知
解得
（2）设该细光线从P点入射，第一次射到圆弧面上时入射角为，由几何关系有
解得
因为
所以会发生全反射，由全反射知识及对称性，作出该细光线在玻璃砖中传播的光路图如图所示
光从P点入射至点出射所走的光程
光在玻璃砖中传播的速度
所以光从入射玻璃砖到出射所经历的时间为