2024届黑龙江省高三下学期第四次模拟联考（三模）物理试题（原卷版+解析版）

这是一份2024届黑龙江省高三下学期第四次模拟联考（三模）物理试题（原卷版+解析版），文件包含2024届黑龙江省高三下学期第四次模拟联考三模物理试题原卷版docx、2024届黑龙江省高三下学期第四次模拟联考三模物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1.本卷满分100分，考试时间75分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 在研究甲、乙两种金属的光电效应现象实验中，光电子的最大初动能Eₖ与入射光频率ν的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲金属逸出功大于乙金属的逸出功
B. 两条图线与横轴的夹角α和β可能不相等
C. 若增大入射光的频率，则所需遏止电压随之增大
D. 若增大入射光的强度，但不改变入射光的频率，则光电子的最大初动能将增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据爱因斯坦光电效应方程
可知光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像的斜率为普朗克常量h，横轴截距为
所以两条图线的斜率一定相等，和一定相等，甲金属的逸出功小于乙金属的逸出功，A、B错误；
C．根据
可知，增大入射光的频率，产生的光电子的最大初动能增大，再由
可知，所需遏止电压随之增大，C正确；
D．根据光电效应规律可知，不改变入射光频率，只增大入射光的强度，则光电子的最大初动能不变，D错误。
故选C。
2. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和状态c、下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，气体温度降低
B. 从a到b，气体从外界吸热
C. 从b到c，气体内能减小
D. 从b到c，气体对外界做功
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由图可知，从状态a到状态b，气体发生等压变化，体积减小，根据盖—吕萨克定律
可知气体温度降低，则气体内能减小，因气体体积减小，故外界对气体做功，再根据热力学第一定律
可知气体向外界放热，故A正确、B错误；
CD．从状态b到状态c，气体发生等容变化，压强增大，根据查理定律
可知气体温度升高，内能增大，因气体体积不变，故气体对外界不做功，故CD错误。
故选A。
3. 在一次消防演习中，消防员从高的地方通过缓降器由静止开始下落，其下落过程的图像如图所示，落地瞬间速度恰好减为零。消防员的质量为60kg，加速和减速过程的加速度大小相等，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A. 0~2s内，消防员处于超重状态B. 消防员匀速下落的位移大小为10m
C. 全程缓降器对消防员所做的功为1.5×10⁴JD. 消防员整个下降过程所用的时间为4.5s
【答案】D
【解析】
【详解】A．内，消防员加速下降，加速度方向向下，故处于失重状态，A错误；
B．消防员加速阶段的位移大小为
因加速和减速过程的加速度大小相等，故减速阶段的位移也为，则消防员匀速下落的位移大小为
B错误；
C．整个过程，由动能定理有
解得
C错误；
D．消防员整个下降过程所用的时间为
D正确。
故选D。
4. 一列简谐横波在t=0时的波形如图中实线所示，t=1s时的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波长为8m
B. 平衡位置分别为A、B的两个质点，振动方向始终相同
C. 若波向右传播，则波的最大频率为0.25Hz
D. 若波向左传播，则波的传播速度大小为6m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，这列波的波长为，A正确；
B．A、B两个质点的平衡位置相距
故振动方向始终相反，B错误；
C．若波向右传播，有
解得
则波的最小频率为
C错误；
D．若波向左传播，有
解得
则波的传播速度大小为
D错误。
故选A。
5. 如图所示，三角形abc是直角三角形，其中∠a=30°，在a点固定一个电荷量大小为Q₁的点电荷，在b点固定一个电荷量大小为Q₂的点电荷。若c点处的电场强度方向与bc垂直，则的值为（ ）
A. 2B. 4C. 8D. 16
【答案】C
【解析】
【详解】设bc边长度为r，则AC边长度为2r，根据库仑定律可知，a处点电荷在c点产生的电场强度大小为
b处点电荷在c点产生的电场强度大小为
由几何关系有
解得
故选C。
6. 华为mate60实现了手机卫星通信，只要有卫星信号覆盖的地方，就可以实现通话。如图所示，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星的离地高度均为h，地球的半径为R，地球同步卫星的离地高度为6R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 三颗通信卫星受到地球的万有引力大小相等
B. 三颗通信卫星的线速度大小为
C. 通信卫星和地球自转周期之比为
D. 能实现全球通信时，卫星离地面高度至少2R
【答案】B
【解析】
【详解】A．通信卫星受到地球的万有引力大小为
因三颗通信卫星的质量未知，故三颗通信卫星受到地球的万有引力大小不一定相等，A错误；
B．对通信卫星，由万有引力提供向心力，有
在地球表面有
联立解得三颗通信卫星的线速度大小为
B正确；
C．由万有引力提供向心力，有
故通信卫星和地球自转周期之比为
C错误；
D．三颗通信卫星若要全面覆盖，由几何关系有
解得
所以通信卫星离地高度至少为R，D错误。
故选B。
7. 如图所示，长为L的轻质细绳一端与带孔小球P连接，另一端与木块Q连接，小球P穿在光滑的固定水平杆（足够长）上，小球P与木块Q的质量均为。t=0时刻，给木块Q一水平向右的瞬时冲量，使其获得的初速度，则从t=0时刻至Q再次运动到P正下方的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 绳对P先做正功后做负功
B. 绳对P的冲量大小为
C. 木块Q运动到最右侧时的速度大小为0
D. 木块Q再次运动到P正下方时，P的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．从时刻至Q再次运动到P正下方的过程中，细绳一直处于向右倾斜状态，故绳对P一直做正功，A错误
BD．从时刻至Q再次运动到P正下方的过程中，由动量守恒有
由能量守恒有
联立解得
对P由动量定理可得
由受力分析可知重力与支持力不相等，故
B错误；D正确；
C．木块Q运动到最右侧时，具有和P相同的水平速度，由动量守恒有
解得
C错误。
故选D。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 液晶具有流动性，其光学性质具有各向异性的特点
B. 布朗运动说明了悬浮的颗粒分子在做无规则运动
C. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D. 往杯中注水时，水面稍高出杯口，水仍不会流出来，这是水表面张力的作用
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构的特征，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A正确；
B．布朗运动说明了液体分子在做永不停息的无规则运动，故B错误；
C．当分子间的距离从到，随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大，故C正确；
D．往杯中注水时，水面稍高出杯口，水仍不会流出来，这是由于水的表面张力可以使液面具有收缩的趋势，故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，倾角为（的斜面末端连接一段水平轨道后与竖直的光滑绝缘半圆轨道平滑连接，O为圆心，A、B为竖直直径的上、下两端点。现有一质量为、带电荷量为的小球（可视为质点），以大小为的初速度从斜面上某点以垂直斜面方向向上抛出，小球恰好从半圆轨道的最高点A无碰撞飞入半圆轨道。已知整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为，重力加速度g取10m/s²，，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在A点的速度大小为2.25m/s
B. 小球从抛出到A点的运动是类平抛运动
C. 小球第一次在半圆轨道上滑行过程中，可能会在某处脱离半圆轨道
D. 小球第一次在半圆轨道上滑行过程中对轨道最大压力大小为24N
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．小球受重力和电场力的作用，则合力大小为
设F与水平方向夹角为，则
解得
即F与垂直，故小球做类平抛运动，有几何关系有
故A错误，B正确；
C．如图所示
根据受力情况可知小球运动过程中的等效最低点为C点，小球到C点时对轨道的压力最大，因在A点小球恰好能无碰撞飞入半圆轨道，故小球在A点对轨道的压力为零，小球在从A到C的过程其小球对轨道的压力逐渐增加，所以小球第一次在半圆轨道上滑行过程中不会脱离半圆轨道，故C项错误；
D．在A点，根据牛顿第二定律得
解得
从A到C，对小球由动能定理有
根据牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律得小球对轨道的最大压力大小为24N，故D项正确。
故选BD。
10. 如图所示，质量，长L=1m、（电阻的水平导体棒ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为电阻不计。阻值为R=1Ω的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。导体棒ab在外力F作用下以速率v=2m/s绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab在圆环最低点时记为t=0时刻，重力加速度取10m/s²，电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为1A
B. 定值电阻两端的电压为
C. 从t=0到0.5s的过程中，通过导体棒ab的电量为0.5C
D. 从t=0到0.5s的过程中，外力F做的功为3J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．导体棒ab在圆环最低点时，速度v与磁感线垂直，有效切割速度最大，经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为
导体棒的有效切割速度为
则感应电动势随时间的变化规律为
电动势最大值为
感应电流最大值为
电流表示数为电流有效值，故电流表示数为
A正确；
B．导体棒ab两端的电压为
B错误；
C．导体棒ab做圆周运动的周期为
因，故在时间内，通过导体棒ab电量为
C错误；
D．从到的过程中，由能量守恒有
D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量相等且已知的钩码做“探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”实验，重力加速度g取。
（1）实验中还需要的测量工具是___________。
（2）根据实验数据绘图，如图乙所示，纵轴是钩码的质量m，横轴是弹簧的形变量 x。由图乙可知，弹簧的劲度系数___________N/m；图线不通过坐标原点的原因是___________
（3）实验中用两根不同的弹簧a和b得到的弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图像，如图丙所示，下列说法正确的是___________。
A. a的原长比b的长
B. a的劲度系数比b的小
C. a的劲度系数比b的大
D. 弹力与弹簧长度成正比
【答案】（1）刻度尺 （2） ①. 100 ②. 弹簧的自身重力 （3）C
【解析】
【小问1详解】
本实验需要测量弹簧的长度以及形变量，故还需要的测量工具是刻度尺。
【小问2详解】
[1]由图乙可知，图像的斜率表示弹簧的劲度系数k，有
[2]由图乙可知，当时，x大于零，说明没有挂钩码时弹簧伸长，其原因是由于弹簧自身重力造成的。
【小问3详解】
A．其图像，当图像与横轴的交点为弹簧的原长，由题图可知，其a的原长比b的短，故A项错误；
BC．图像的斜率表示弹簧的劲度系数k，由题图可知，a的劲度系数比b的大，故B错误，C正确；
D．弹簧的弹力有胡克定律有
即弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D项错误。
故选C。
12. 某研究性学习小组，计划将毫安表的表盘改装成可直接读取重力数值的表盘，设计的电路图如图甲所示。实验器材如下：电源（电动势1.5 V，内阻1 Ω），灵敏毫安表（满偏电流1mA，内阻2Ω），电阻箱（最大阻值999.9Ω），拉力敏感电阻丝RL，开关S、导线若干。已知拉力敏感电阻丝的阻值RL 随拉力 F变化的规律如图乙所示。
（1）未悬挂重物时，调节电阻箱，使灵敏毫安表满偏，此时电阻箱的阻值为R=___________Ω，改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的___________（填“左”或“右”）端。
（2）若毫安表指针指向表盘正中间刻度，此时拉力敏感电阻丝的阻值RL=___________Ω。
（3）若所挂重物的重力为G=800N，此时电阻丝与竖直方向的夹角（θ=37°，则拉力敏感电阻丝的阻值RL'=___________Ω，，通过毫安表的电流为I=___________m A（sin37°=0.6， cs37°=0.8）。
【答案】（1） ①. 297 ②. 右
（2）2700 （3） ①. 2200 ②. 0.60##0.6
【解析】
【小问1详解】
[1] 由图乙可知，没有悬挂重物时
根据闭合电路欧姆定律有
解得
[2] 由于电阻丝的阻值随拉力F的增大而增大，因此电流随拉力的增大而减小，故重力为零时，电流最大，毫安表的示数最大，则改装后的表盘重力“0”刻度位于表盘的右端。
【小问2详解】
若毫安表指针指向表盘正中间刻度，根据闭合电路欧姆定律有
解得
【小问3详解】
若所挂重物的重力为，则拉力大小为
根据图乙可知
则拉力敏感电阻丝的阻值
根据闭合电路欧姆定律有
解得
13. 某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯，如图所示。如果彩灯为一个直径MN=a的圆形水平灯盘，放置在水池底部，灯盘到水面的距离为 h，水池面积足够大。已知灯盘发出的红光在水中的折射率为，真空中的光速为c，求：
（1）灯盘发出的红光能射出水面的最短时间；
（2）灯盘发出红光时，能直接射出水面的面积。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）从灯盘发出的竖直向上的光垂直穿出水面时，所用路程最短，即用时最短。红光在水中的传播速度为
则最短时间为
（2）设N端红光在水面上的A点恰好发生全反射，光路如图所示，则
解得
由几何关系，有
则总面积为
14. 如图所示，一半径为r=0.45m的光滑圆弧的底端B 与水平传送带相接，传送带的运行速度为，长为，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空细管，EF段被弯成以O为圆心、半径。的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传送带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直。一质量为的滑块（可视为质点）从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后被送入细管DEF。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计空气阻力，滑块横截面略小于细管中空部分的横截面。求：
（1）滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小；
（2）滑块与传送带间因摩擦产生的热量；
（3）滑块滑到F点后水平飞出，滑块的落地点到O点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设滑块到达B点的速度大小为
由机械能守恒定律有
解得
滑块在B点，由向心力公式有
解得
根据牛顿第三定律可知，滑块到达光滑圆弧底端B时对轨道的压力大小为；
（2）滑块在传送带上做匀加速运动，由牛顿第二定律有
由速度位移公式得
解得
滑块在传送带上运行的时间为
传送带运行的距离为
故滑块与传送带间因摩擦产生的热量为
（3）滑块从C至F，由机械能守恒有
滑块离开F点后做平抛运动，竖直方向有
联立解得滑块的落地点到O点的距离
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧存在沿x轴负方向的匀强电场，y轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，匀强磁场的右边界放一竖直的屏，屏与y轴平行，且与y轴间距为2L。质量为m、电量为的粒子从电场中的A点沿y轴正方向、以初速度射出，粒子从坐标原点O进入匀强磁场并恰好打在屏与x轴的交点P。已知A点坐标为，粒子重力不计，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小及粒子从A运动到P的时间；
（3）保持其它条件不变，仅改变匀强磁场的磁感应强度大小，让磁感应强度大小在到之间变化，则粒子打到屏上的范围。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，竖直方向有
解得
水平方向有
解得
水平方向由运动学公式，有
解得
（2）粒子射入匀强磁场中的速度大小为
速度方向与x轴正方向的夹角满足
解得
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系有
解得
由洛伦兹力提供向心力，有
解得
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为
由几何关系可知，粒子在匀强磁场中做圆周运动的圆弧对应的圆心角为
故粒子在匀强磁场中的运动时间为
则粒子从A运动到P总时间为
（3）当磁感应强度大小为
时，粒子做圆周运动的半径为
分析可知粒子将垂直打在屏上P点上方的某点，设为M点，由几何关系可得
当磁感应强度大小为
时，粒子做圆周运动的半径为
分析可知粒子轨迹恰好与屏相切，且切点在P点下方，设为N点，由几何关系可得
故粒子可打到屏上的范围为