2024届四川省绵阳中学高三下学期一模物理试题 (解析版)
展开考试时间:150分钟,试卷满分300分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、班级、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,考生考试条码由监考老师粘贴在答题卡上的“条码粘贴处”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
第Ⅱ卷
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1~5题只有一项符合题目要求,第6~8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0分。
1. 如图所示的电路中,、和是三个阻值恒为R的相同小灯泡,L是自感系数相当大的线圈,其直流电阻也为R。下列说法正确的是( )
A. S接通瞬间,最亮,稳定后、和亮度相同
B. S接通瞬间,最亮,稳定后比、亮
C. 电路稳定后断开S时,和亮一下后一起熄灭
D. 电路稳定后断开S时,L产生的自感电动势等于两端电压
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由于S接通时,线圈阻碍电流的增加,相当于断路,流经的电流大,故最亮,稳定后因线圈直流电阻也为R,流经三灯泡的电流相同,故亮度相同,故A正确,B错误;
CD.如图所示
电路稳定后断开S时,L和形成闭合回路,因流经线圈电流与断开S前流过的电流相同,故不会闪亮一下再熄灭,而是慢慢熄灭,和立即熄灭,此时
故CD错误。
故选A
2. 如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面,光滑挡板与水平方向的夹角为,挡板可绕转轴在竖直平面内转动。现将重为的圆球放在斜面与挡板之间。下列说法错误的是( )
A. 若,球对斜面的压力大小为
B. 若挡板从位置沿逆时针方向缓慢转动到过程中,则球对斜面的压力逐浙增大
C. 若,使小车水平向左做变加速运动,则小车对地面的压力增大
D. 若,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.若,球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,如图所示
为邻边作平行四边形,根据几何关系可知,
由牛顿第三定律知,球对斜面的压力大小为G,A正确;
B.若挡板从位置沿逆时针方向缓慢转动到过程中,的方向始终不变,根据图象可知,都增大,根据牛顿第三定律可知,球对斜面的压力增大,B正确;
C.整体在水平方向有加速度,但是竖直方向没有运动,即竖直方向的合力为零,根据平衡条件可知地面对小车整体的支持力等于小车整体的重力,根据牛顿第三定律可知,小车整体对地面的压力大小等于小车整体的重力,C错误;
D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,当和重力G的合力正好提供产生加速度时的力时,球对挡板的压力为零,D正确。
本题选说法错误项,故选C。
3. 如图是内燃机中一种传动装置,车轮和滑块上分别设置可以绕轴A、B转动的轻杆,O轴固定。工作时高压气体驱动活塞在汽缸中做往复运动,再通过连杆驱动滑块在斜槽中做往复运动,最终驱动车轮做角速度为ω的匀速圆周运动。已知轻杆OA长度为L,运动到图示位置时AB、BC垂直,那么此时活塞的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A点的线速度为
A点的线速度沿AB水平杆的分速度为
滑块在斜槽中的速度分解为沿BC向上和沿AB水平向左的分速度,滑块沿AB方向的分速度与A点线速度沿AB方向的分速度相等,即
结合图可知活塞的速度等于滑块在斜槽中沿竖直向上的分速度,所以滑块在斜槽中竖直向上的分速度为
故选B。
4. 有研究表明,当兴奋情绪传播时,在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势,、、、为等势面上的点,该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场,、为两电荷连线上对称的两点,、为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是( )
A. 点的电势大于点的电势
B. 、两点的电场强度大小相等,方向相反
C. 负电荷在点的电势能小于在点的电势能
D. 将带正电的试探电荷从点移到点,电场力做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A.c、d两点位于同一条等势线上,则c点的电势等于d点的电势,故A错误;
B.该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的,a、b为两电荷连线上对称的两点,根据等量异种电荷的电场的特点,可以判断、这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同,故B错误;
C.负电荷在电势低的地方电势能大,所以负电荷在电势低的c点的电势能大于在电势高的a点的电势能,故C错误;
D.正电荷在电势高的地方电势能大,所以将带正电的试探电荷从电势低b点移到电势高d点,电场力做负功,电势能增加,故D正确。
故选D。
5. 北京时间2023年2月23日19时49分,我国首颗超百Gbps容量的高通量卫星——中星26号搭乘长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心起飞,随后卫星进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。假设该卫星发射后先绕地球表面做匀速圆周运动,之后通过转移轨道I进入离地较远的圆轨道,在圆轨道上绕行一段时间后,再通过地球同步转移轨道Ⅱ转移到目标轨道,同时定点于东经,下列说法正确的是( )
A. 卫星在转移轨道I远地点的加速度小于转移轨道Ⅱ近地点的加速度
B. 卫星在地球同步转移轨道Ⅱ运动的过程中,万有引力不做功
C. 该卫星在不同圆轨道上与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同
D. 卫星整个运动过程中,速度的最大值大于第一宇宙速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力公式
转移轨道I远地点距离地球的距离等于转移轨道Ⅱ近地点距离地球的距离,即卫星在转移轨道I远地点的加速度等于转移轨道Ⅱ近地点的加速度,故A错误;
B.卫星变轨运动过程中,卫星逐渐远离地球,万有引力指向地心,知万有引力做负功,故B错误;
C.根据开普勒第二定律,该卫星在相同圆轨道上与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同,故C错误;
D.在地球表面附近运行时,线速度近似等于第一宇宙速度,但在近地点处要加速变轨,所以此时速度大于第一宇宙速度,故D正确。
故选D。
6. 放射性同位素钍经一系列,衰变后生成氡,以下说法正确的是( )
A. 每经过一次衰变原子核的质量数会减少2个
B. 的半衰期约为1分钟,所以2分钟后1000个原子核就只剩250个
C. 放射性元素钍的原子核比氡原子核的中子数多8个
D. 钍衰变成氡一共经过3次衰变和2次衰变
【答案】CD
【解析】
【详解】A.每经过一次衰变原子核的质量数会减少4个,故A错误;
B.半衰期是大量原子核的一个统计规律,少数原子核不成立,故B错误;
C.放射性元素钍的原子核的中子数
氡原子核的中子数
所以放射性元素钍的原子核比氡原子核的中子数多8个,故C正确;
D.钍衰变成氡,可知质量数少12,电荷数少4,因为经过一次衰变,电荷数少2,质量数少4;经过一次衰变,电荷数多1,质量数不变,可知经过3次衰变,2次衰变,故D正确。
故选CD。
7. 如图所示,一带正电的点电荷固定在绝缘斜面上方D点,A、B、C是斜面上间距相等的三个点,D、B连线垂直于斜面,在A点由静止释放一带电小物块(可视为质点),小物块运动到C点时停下。下列说法正确的是( )
A. 小物块可能带正电
B. 小物块运动过程中,电势能先减小后增大
C. 小物块运动过程中,经过B点时所受的滑动摩擦力最大
D. 小物块从A点运动到C点的过程中,摩擦产生的热量等于其重力势能的减少量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小物块能在点停下,说明小物块受到引力,所以小物块带负电,故A错误;
B.由A分析可知,点电荷和小物块之间为引力,小物块运动过程中,小物块先靠近点电荷,再远离点电荷,则电场力先做正功后做负功,电势能先减小后增大,故B正确;
C.由于点电荷和小物块之间为引力,经过B点时距离最近,引力最大,斜面对小物块的支持力最小,则经过B点时所受的滑动摩擦力最小,故C错误;
D.小物块从A点运动到C点的过程中,电场力做功为零,由能量守恒定律可知,摩擦产生的热量等于其重力势能的减少量,故D正确。
故选BD。
8. 如图所示,光滑圆形轨道固定在竖直面内,质量为m的小球A从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的小球B发生第一次碰撞,若A、B两球第一次碰撞和第二次碰撞发生在同一位置,且两小球始终在圆形轨道水平直径的下方运动,A、B间的碰撞均为弹性碰撞,重力加速度为g,则( )
A. B球的质量可能为2m
B. 第一次碰撞结束后的瞬间,B球对轨道的压力大小可能为
C. 第一次碰撞结束后,B球到达右侧轨道最高点时对轨道的压力大小可能为
D. 第二次碰撞结束后瞬间,A球对轨道的压力大小一定为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.小球A碰前速度
若A、B两球第一次碰撞和第二次碰撞发生在同一位置,且两小球始终在圆形轨道水平直径的下方运动,则两球碰后速度大小相同,对碰撞过程
,
解得
,
或者,碰后小球A静止,则
,
解得
,
故A错误;
B.当
,
B受到的支持力
根据牛顿第三定律B球对轨道的压力大小
故B正确;
C.如果
,
B球到达右侧轨道最高点时,上升高度
解得
根据牛顿第三定律,对轨道的压力大小
故C正确;
D.二次碰撞过程,根据动量守恒和机械能守恒或根据运动可逆性,以上两种情况碰后A球速度均为,B球均静止,根据牛顿第三定律,A球对轨道的压力大小
一定为,故D正确。
故选BCD。
二、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第9~12题为必考题,每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共129分。
9. 某实验小组应用下图装置探究动量守恒定律,光滑斜面与水平面间平滑连接,质量为M的小球A从斜面上高h处滑下,小球A与质量为m的静止滑块B对心碰撞并一起向前运动距离s后停下来。A、B与水平地面间的动摩擦因数均为,重力加速度为g。
(1)A物体到达地面瞬间的速度为______;
(2)A、B碰后瞬间的速度为______;
(3)若A、B碰撞的过程中动量守恒,应满足的关系式为______。(应用题目中所给字母进行表示)
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]由动能定理可知
得
(2)[2]由动能定理可知
经计算得
(3)[3]A、B碰撞的过程中动量守恒应满足
10. 如图甲所示,P是一根表面均匀地镀有薄层的电阻膜的PVC管,其电阻约20Ω,长度为L,直径为D,镀膜材料电阻率为(已知),管的两端有导电金属圈M、N。某同学根据提供的实验器材,设计了一个测定膜层厚度d的实验方案。实验器材如下:
电流表:量程3.0A,内阻约为0.1Ω;
电流表:量程0.6A,内阻约为0.2Ω;
电压表V:量程2.0V,内阻;
定值电阻:阻值20Ω;
定值电阻R:阻值1.0kΩ;
定值电阻:阻值4.0kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω;
电源E:电动势6.0V,内阻不计;
毫米刻度尺、开关S及导线若干。
(1)为了测定膜层厚度d,该同学用刻度尺测出镀膜部分长度L,用游标卡尺测得PVC管的直径如图乙所示,则直径D为______cm(游标卡尺主尺上最小刻度为1mm)
(2)该同学先测量出电阻膜的电阻,电流表应选择______(选填“”或“”)。
(3)设计实验电路时要求在测量电阻时通过电阻的电流从零开始,且电表读指针应偏转达到一半以上,请在方框中画出测量电路图。并在图中标明选用器材的符号。______
(4)所测膜层电阻为______(用电压表、电流表读数U、I、内阻和所用定值电阻代号表示),计算膜层厚度____________(用L、D、、等符号表示)。
【答案】10. 10.355
11.
12. 13. ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
题中主尺读数10.3cm,游标尺读数
故最终读数为
【小问2详解】
通过待测电阻的最大电流约为
故电流表应选择。
【小问3详解】
电源电动势6.0V,电压表V量程2.0V,可以把定值电阻与电压表串联扩大电压表量程,待测电阻阻值约20Ω,最大电流约0.3A,可以把定值电阻与并联,放大待电流,题中要求在测量电阻时通过电阻的电流从零开始,滑动变阻器应采用分压式接法,电压表内阻远大于待测电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图
【小问4详解】
[1]电压表
解得
[2]由电阻定律可知
故膜的厚度为
11. 某设计团队给一生态公园设计人造瀑布景观。如景观侧面示意图所示,人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处,作为瀑布上游水源;龙头喷出的水流入高处的水平槽道内,然后从槽道的另一端水平流出,恰好落入步道边的水池中,形成瀑布景观。在实际瀑布景观中,水池的水面距离地面为H(不会随着水被抽走而改变水位),龙头离地面高为h,龙头喷水管的半径为r,龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道,龙头喷出的水直接落地(如图中虚线所示),其落地的位置到龙头管口的水平距离为。已知水的密度为,重力加速度为g,不计空气阻力。完成以下问题:
(1)求单位时间内从龙头管口流出的水的质量;
(2)不计额外功的损失,求水泵输出的功率P。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由题意可知龙头喷水管的半径为r,可知横截面积为
单位时间内从龙头管口流出的水的体积为
由平抛运动规律得
联立解得体积为
单位时间内从龙头管口流出的水的质量为
(2)t时间内从管口喷出水质量为
那么设t时间内水泵对水做的功为W,则由动能定理可得
得水泵输出的功率为
12. 如图所示的xOy坐标系中,y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里。P点的坐标为(-L,0),M1、M2两点的坐标分别为(0,L)、(0,-L)。质量为m1电荷量为q的带负电粒子A1,靠近极板经过加速电压为U的电场从静止加速后,沿PM1方向运动。有一质量也为m、不带电的粒子A2静止在M1点,粒子A1经过M1点时与A2发生碰撞,碰后粘在一起成为一个新粒子A3进入磁场(碰撞前后质量守恒、电荷量守恒),通过磁场后直接到达M2,在坐标为(-L,0)处的C点固定一平行于y轴放置绝缘弹性挡板,C为挡板中点。假设带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿y方向分速度不变,沿x方向分速度大小不变、方向相反。不计所有粒子的重力及粒子间的相互作用力。
(1)粒子A1与A2碰后瞬间的速度大小;
(2)磁感应强度的大小;
(3)若粒子A2带负电,且电荷量为q',发现粒子A3与挡板碰撞两次,能返回到P点,求粒子A2的电荷量q'。
【答案】(1);(2);(3) q
【解析】
【详解】(1)粒子A1经电压U加速,根据动量定理得
Uq=mv2
与静止的A2发生碰撞,由动量守恒定律得
mv=2mv3
联立可得
v3=
(2)粒子A3在磁场中做匀速圆周运动,画出运动轨迹如图所示
由几何关系可知粒子A3做匀速圆周运动的半径
r3=O3M1=L
对粒子A3,洛伦兹力提供向心力
qv3B=2m
解得
B=
(3)若让A2带上负电q',由于总的电荷量变大,则A3粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径减小,设为r4,由题设画出粒子的运动轨迹如图所示,进入磁场的方向与PM1平行
每次在磁场中偏转一次,沿y轴的负方向下移距离
Δy1=2r4cs45°=r4
离开磁场的方向与M2P平行,从磁场出来与C板碰撞再进入磁场时。粒子沿y轴正方向上移的距离
Δy2=2tan45°=L
由题意经过两次与C板碰撞后回到P点,则有
3Δy1-2Δy2=2L
联立以上两式可得
r4= L
而对粒子A3做匀速圆周运动时有
(q+q')Bv3=2m
联立以上可得
q'=q
(二)选考题:共45分。请考生从4道物理题中每科任选两题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
33.【选修3—3】
13. 下列说法中正确的是( )
A. 布朗运动反映的是液体分子的无规则运动
B. 根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体
C. 气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的
D. 运送沙子的卡车停于水平地面,在缓慢卸沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体从外界吸热
E. 晶体的物理性质都是各向异性的
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中得固体颗粒得运动,反映的是液体分子的无规则运动,A正确;
B.根据热力学第二定律可知,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,B错误;
C.气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的,C正确;
D.在缓慢卸沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体的压强减小,温度不变,根据气态方程分析知气体的体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,胎内气体从外界吸热,D正确;
E.晶体有单晶体和多晶体两种,单晶体各向异性,而多晶体各向同性,E错误。
故选ACD。
14. 如图所示,竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀,内壁光滑,横截面积分别为S、2S,由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭,右侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连,初始时,两汽缸内封闭气柱的高度均为H,弹簧长度恰好为原长。现往左侧活塞上表面缓慢添加质量为m的沙子,直至左侧活塞下降。已知大气压强为,重力加速度大小为g,沙子的质量,汽缸足够长,汽缸内气体温度始终不变,弹簧始终在弹性限度内,求
(1)最终右侧活塞上升的距离h;
(2)弹簧的劲度系数k。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对左右气缸中密封的气体,初态压强为
初态的体积为
末态压强p2,对左侧活塞受力分析得
解得
末态体积为V2,左侧气体高度为,右侧气体的高度为,总体积为
根据玻意耳定律可得
解得
最终右侧活塞上升的距离
(2)对右侧活塞进行受力分析
解得
34.【选修3—4】
15. 如图1所示,等腰为一棱镜的横截面,;一平行于BC边的细光束从AB边射入棱镜,在BC边经过一次反射后从AC边射出,出射光分成了不同颜色的a、b两束光。如图甲所示将一矩形玻璃板水平固定,另一矩形玻璃板一端放在水平玻璃板M端上,另一端与水平玻璃板N端之间插入两张纸片。现将a、b两束光分别从上方竖直射入图甲,从上方可以观察到明暗相间的条纹如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A. a光对应丙图条纹,b光对应乙图条纹
B. 乙、丙图条纹是由两块玻璃板上表面反射的光干涉形成的
C. 少垫一张纸片,条纹间距变大
D. 在同一介质中发生全反射时,b光比a光的临界角要大
E. 相邻亮条纹对应位置下方的空气膜厚度差相同
【答案】ACE
【解析】
【详解】A.由折射定律可得,b光的偏折程度大,折射率大,所以b光的频率大,波长小,条纹间距小,说明a光对应丙图,b光对应乙图,故A正确;
B.条纹是由空气膜的上下表面反射的两列光干涉形成的,故B错误;
C.发生干涉现象的两列光对应的光程差为空气膜厚度的2倍,少垫一张纸片,空气膜厚度变小,条纹间距变大,故C正确;
D.在同一介质中,频率大的光折射率大,b光的折射率大于光a的折射率,根据全反射临界角公式
可知b光比a光的临界角要小,故D错误;
E.发生薄膜干涉时,相邻两条纹的两列光对应的光程差为一个波长,所以相邻亮条纹对应位置下方的空气膜厚度差为半波长,故E正确。
故选ACE
16. 如图,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距L=12.0m,b点在a点的右方。一列简谐横波沿此长绳向右传播。在t=0时刻,a点的位移cm(4cm为质点振动的振幅),b点的位移,且向下运动,T=2s。
(1)求质点a的振动方程;
(2)若这一列简谐波的波长,求波可能的传播速度。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【详解】(1)设质点a的振动方程为
依题意,A=4cm,T=2s,可得
由t=0时刻,a点的位移cm,可知
解得
可得
(2)依题意,设该波的波长为,则有
又
解得
根据
联立,解得
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