2024沧州部分示范性高中高三下学期三模试题物理含解析

这是一份2024沧州部分示范性高中高三下学期三模试题物理含解析，共17页。

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．大量处在激发态的氢原子向基态跃迁时能向外辐射三种不同波长的光子，三种光子的波长分别为，且有，波长为的光能使某种金属发生光电效应现象．则下列说法正确的是（ ）
A．
B．波长为的光一定能使该金属发生光电效应现象
C．
D．跃迁后的氢原子电势能不变
2．如图甲、乙所示的交流电分别加在两定值电阻两端，已知，若两图中的横、纵坐标均为已知量，图甲为正弦曲线．则下列说法正确的是（ ）
A．甲图中交流电压的有效值为
B．乙图中交流电压的有效值为
C．时间内两定值电阻上产生的热量之比为
D．时间内两定值电阻上产生的热量之比为
3．如图所示为某透明介质制成的棱镜截面，该截面由扇形和直角三角形构成，已知，，一细光束由平面上的点斜射入棱镜，细光束在点刚好发生全反射，已知弧长等于弧长的3倍，光在真空中的速度为．下列说法正确的是（ ）
A．该透明介质的折射率为
B．光束在点入射角的正弦值为
C．光线第一次射出棱镜时从边射出
D．光束从点射入到第一次从棱镜中射出的时间为
4．甲、乙两小球在光滑的水平面上沿同一直线相向运动，已知小球甲的质量小于小球乙的质量，两小球碰撞前后的位移随时间的变化规律如图所示．则下列说法正确的是（ ）
A．图线A为碰前乙的位移—时间图像B．图线C为碰后甲的位移—时间图像
C．小球甲、乙的质量之比为1∶2D．两小球的碰撞为非弹性碰撞
5．如图所示，两人用两根轻绳拴接一重物于点，跨过两侧的定滑轮用外力缓慢地提升重物，使重物沿竖直虚线运动，已知，左、右两侧施加的外力大小分别为，两定滑轮处在同一高度．则重物上升到与定滑轮等高之前，下列说法正确的是（ ）
A．B．一直减小，也一直减小
C．为定值D．的合力大于重物的重力
6．如图甲所示为一列水平向右传播的简谐横波上的两质点，两质点之间的距离为，两质点的振动图像分别如图乙、丙所示，已知波长．下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长可能为
B．该波的波速为
C．从时刻起内，质点通过的路程为
D．从时刻起内，质点通过的路程为
7．6G通信能力将达到5G的10倍以上，5G向6G的发展是从万物互联向“万物智联，数字李生”的一个过程，只要有卫星信号就能够实现6G通讯．假设如图所示的四颗卫星刚好覆盖全球通讯，四颗卫星到地面的高度相等，已知地球的半径为R，同步卫星到地面的高度为地球半径的6倍，公转周期为T，引力常量为G，忽略四颗卫星间的万有引力，下列说法正确的是（ ）
A．地球的密度为
B．地球表面的重力加速度为
C．四颗卫星到地球表面的高度为
D．四颗卫星的环绕周期为
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，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．
8．如图甲所示，一导体棒与导线构成闭合回路，然后用绝缘轻绳悬挂在天花板上，空间存在一圆形磁场区域，导体棒刚好与圆的水平直径重合，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示．已知圆形磁场区域的半径为，导体棒的质量为、长度为、电阻，当时绝缘轻绳的张力刚好为零，忽略导线以及轻绳的重力，重力加速度．则下列说法正确的是（ ）
A．内，流过导体棒的电流方向向右B．
C．流过导体棒的电流为D．时，轻绳的张力为
9．一带正电的物体仅在电场力作用下沿轴正方向运动，物体的动能随位移的变化规律如图所示，已知物体所带的电荷量为，坐标原点为电势零点．则下列说法正确的是（ ）
A．区域电场方向沿轴正方向
B．与区域电场强度大小之比为
C．处的电势为
D．0与处的电势差为
10．如图所示，半径为的圆弧轨迹沿竖直方向固定，倾角为的光滑斜面与弧形轨道相切于点，点为轨迹的最低点，为圆心，其中，质量为可视为质点的物体由点静止释放，经过一段时间运动到点，由于物体与圆弧轨道不同位置之间的动摩擦因数不相同，物体在段做匀速圆周运动．已知点到点的距离为，物体在段与段克服摩擦力做的功分别为，重力加速度，忽略空气阻力．则下列说法正确的是（ ）
A．物体从到的过程，合力的冲量等于零
B．
C．物体在两点重力的瞬时功率之比为
D．物体在两点对轨道的压力大小之比为
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）某实验小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，在铁架台上固定一角度测量仪，用一长度为的细线拴接一小球，自然下垂时小球刚好位于光电门处．首先用游标卡尺测量了小球的直径，然后将小球拉离平衡位置一个角度，使小球由静止释放，记录小球经过光电门时的挡光时间，多次改变角度，并记录每次所对应的挡光时间，已知重力加速度为．
（1）用50分度的游标卡尺测量小球的直径时，游标卡尺的读数如图乙所示，该小球的直径______mm；
（2）实验时______（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量；
（3）通过记录的实验数据，以为横轴，欲将图线拟合成一条直线应以______（填“”“””或“”）为纵轴，若该过程小球的机械能守恒，则图线的斜率______（用题中所给字母表示）．
12．（8分）某实验小组的同学利用实验室提供的实验器材制成了简易欧姆表，电路图如图所示，已知电源的电动势为，内阻为，电流表的是程为，内阻为，两滑动变阻器的调节范围足够大．
（1）用笔画线代替导线完成电路连接；
（2）该简易欧姆表有两个倍率，开关断开时，欧姆表的倍率为“”，滑动变阻器接入电路的电阻值为______，在红黑两表笔间接一未知电阻，电流表的指针指在处，则______；如果开关闭合，欧姆表的倍率为“”，滑动变阻器接入电路的电阻值为______（保留三位有效数字），两表笔短接，欧姆调零时，滑动变阻器接入电路的电阻值为______；
（3）如果该欧姆表的电池使用时间太长，电动势减小，内阻略微变大，但该欧姆表仍能进行欧姆调零，在测量电阻时，测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
13．（10分）如图所示，倾角为的斜面体固定，下端封闭长为的玻璃管，用两段长度均为的水银柱将气柱1、2封闭，将玻璃管开口向上静置在斜面上，稳定时气柱1、2的长度分别为，已知环境温度为，大气压强恒为．（以下结果均保留两位有效数字）
（1）仅将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过，稳定时空气柱1、2的长度分别为多少？
（2）仅将环境的温度缓慢升高到77℃，通过分析计算是否有水银溢出．
14．（14分）如图所示，倾角为的斜面体固定，质量为的滑块（可视为质点）由斜面体上的点以的初速度沿斜面体下滑，质量为、长为的长木板放在水平面上，左端与斜面体的底端衔接，长木板的上表面与斜面体的底端相平齐．已知，滑块与以及长木板上表面的动摩擦因数分别为、，长木板与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度，假设滑块经过点时的速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：
（1）滑块滑上长木板时的速度大小；
（2）整个过程中长木板的位移．
15．（16分）如图所示，空间存在正方体区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个区域的侧面竖直，中轴线在同一水平线上．区域Ⅰ中存在水平向右的加速电压；区域Ⅱ中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，区域Ⅱ中前后表面为两带电金属板，后表面带正电，前表面带负电，电势差的大小为，间距；区域Ⅲ中的平面将该区域分成两个三棱柱，三棱柱中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为（大小未知），三棱柱中存在与平面平行由指向的匀强电场，电场强度大小为．一比荷为的带正电的粒子由区域Ⅰ左侧面的中心点静止释放，经区域Ⅰ中的电场加速后沿直线穿过区域Ⅱ，最终由区域Ⅲ左侧表面的中心垂直该侧面进入区域正，粒子经时间第一次运动到面，且此时的速度与边平行．已知区域Ⅲ的边界足够大，忽略粒子的重力．求：
（1）区域Ⅰ中的电压；
（2）三棱柱中磁感应强度的大小；
（3）粒子从射入区域Ⅲ到第四次通过面的时间以及第二次与第四次通过面上位置的间距．
参考答案、提示及评分细则
1．【答案】B
【解析】由可知，A错误；由公式可知，又，则，光电效应的产生条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当波长为的光能使某种金属发生光电效应现象，波长为的光一定能使该金属发生光电效应现象，B正确；由光子能量，根据跃迁规律可得，则，C错误；当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，半径减小，则氢原子的电势能减小，D错误．
2．【答案】C
【解析】图甲中交流电电压的有效值为，A错误，设图乙中交流电电压的有效值为，则有，解得，B错误；时间内，图甲中交流电电压的有效值为，定值电阻上产生的热量为，图乙中交流电电压的有效值为，定值电阻上产生的热量为，解得，C正确；时间内，定值电阻上产生的热量为，定值电阻上产生的热量为，解得，D错误．
3．【答案】D
【解析】由题意，弧等于弧的2倍，则弧所对应的圆心角为，所以为正三角形，光束在棱镜中的临界角为，由临界角公式得，解得，A错误；设光束在点的入射角为，光束由点射入棱镜的折射角为，由折射定律得，解得，B错误；光线在点的反射光线与垂直，光在面的入射角为，即光线在面发生全反射，光线射到面时的入射角为，小于临界角，光线第一次射出棱镜时从边射出，C错误；作出光束在棱镜中的光路图，如图所示，由以上分析可知，光线在点的反射光线与垂直，假设垂足为，由几何关系，则，又，又由几何关系得，光在棱镜中传播的距离为，光在棱镜中的速度为，光束从点射入到第一次从棱镜中射出的时间，D正确．
4．【答案】A
【解析】由图像可知图线对应的小球的速度大小分别为，由题意小球甲的质量小于小球乙的质量，即碰前小球乙的动量大于小球甲的动量，又由于碰撞过程两小球组成的系统动量守恒，碰后系统的动量方向与碰前小球乙的动是方向相同，结合实际分析可知碰后小球乙静止，小球甲反弹，所以图线为碰前小球乙的图线，图线为碰后小球乙的图线，A正确，B错误；由碰撞过程动量守恒定律得，由以上解得，C错误；碰前系统的动能为，碰后系统的动能为，显然，所以该碰撞为弹性碰撞，D错误．
5．【答案】A
【解析】对重物受力分析，如图甲所示，重物缓慢地提升，则重物处于动态平衡，由力的平衡条件可知，的合力与重物的重力大小相等，方向相反，D错误；设，由几何光系得，因为，所以，由受力分析根据正弦定理得，则，A正确；由受力分析并根据余弦定理得，解得，重物上升之和增大，由于重力不变，所以一直增大，也一直增大，B错误；由得，由于变化，则变化，C错误．
6．【答案】C
【解析】由图丙可知该机械波的周期为，振幅为时刻质点向下振动，且，质点正在平衡位置向上振动，则两质点的平衡位置的间距为，又，当时时（舍掉），错误；由公式得，B错误；从时刻起内质点通过的路程为，C正确；从时刻起内质点通过的路程等于一个振幅，即，D错误．
7．【答案】D
【解析】对地球的同步卫星有，又由，整理得，扡球的体积为，地球的密度为，由以上整理得，A错误，对于处在地球表面的物体，则有得，解得，B错误；由题意四颗卫星刚好覆盖全球通讯，如图所示，由图中的几何关系可知卫星到地面的高度为，C错误；对四颗卫星和同步卫星，由开普勒第三定律得，则，解得，D正确．
8．【答案】BC
【解析】由题意可知，的时间内穿过闭合回路的磁场向外均匀增加，由楞次定律可知回路中的电流顺时针，即流过导体棒的电流方向向左，A错误，由法拉第电磁感应定律得，流过导体棒的电流为，导体棒所受的安培力为，又时绝缘轻绳的张力为零，则由，联立以上解得，BC正确；时，导体棒所受的安培力大小为，对导体框由力的平衡条件得，D错误．
9．【答案】BD
【解析】动能一直增加，该区域的电场力向右，又电荷带正电，则电场方向向右；动能一直减小，则电场方向向左，A错误；物体仅在电场力作用下运动，由动能定理得，整理得，图线的斜率表示电场力，区域区域，所以与区域电场力之比为，由可知电场强度大小之比为1∶2，B正确；物体在整个运动过程中，只有电场力做功，则只有电势能和动能的转化，由于原点处电势为零，则电势能为零，由能量守恒定律得，又，解得，C错误；同理处的电势能为处的电势为，0与处的电势差为，D正确．
10．【答案】CD
【解析】物体由到做匀速圆周运动，在两点动量大小相等，方向不同，故，合外力冲量不为错误；物体从到的过程，由动能定理得，解得，同理物体从到的过程，由动能定理得，解得，所以有，B错误；物体由到，由得，物体在点时，重力的瞬时功率为，物体在点时，重力的瞬时功率为，解得，C正确；物体在点时，由牛顿第二定律得，解得，物体在点时，由牛顿第二定律得，解得，物体在两点对轨道的压力分别为，因此物体在两点对轨道的压力大小之比为，D正确．
11．【答案】（6分）
（1）4.20
（2）不需要
（3）
【解析】（1）由游标卡尺的读数规则可知，游标卡尺是50分度，精确到，因此该遮光条的宽度为；
（2）（3）由于小球经过光电门时挡光时间极短，则挡光时间内小球的平均速度近似等于瞬时速度，则小球经过光电门时的速度为；若该过程小球的机械能守恒，则小球减少的重力势能等于动能的增加量，，由以上整理得，显然若小球的机械能守恒，处理实验数据时不需要测量小球的质量，此时图线的斜率为．
12．【答案】（8分）
（1）如图所示
（2）98.5 50 5.56 8.5
（3）大于
【解析】（1）根据欧姆表的内部构造可知，电流的方向从红表笔流入、黑表笔流出，电路图如图所示；
（2）电流表满偏时，欧姆表的内阻为，此时，测量电阻时指针处，则有，得；并联电阻的阻值应调为，两个倍率共用同一表盘刻度，中值电阻等于该倍率下欧姆表的内阻，当倍率为“”时，欧姆表内阻为为流过电源的最大电流，解得，需要把电流表的量程扩大为原来的10倍，改装电表总内阻，则；
（3）欧姆表内的电池使用时间太长，电动势减小，内电阻增大，欧姆调零时，由于满偏电流不变，由公式，电动势减小，欧姆表内阻得调小，待测电阻的测量值是通过电流的示数体现出来的，由，可知当变小时，变小，指针跟原来的位置相比偏左，欧姆表的示数偏大．
13．【解析】（1）开始，对水银柱甲由力的平衡条件得
则空气柱2的压强为
对水银柱乙由力的平衡条件得
则空气柱1的压强为
将玻璃管沿顺时针方向缓慢转过，稳定时，空气柱1、2的压强分别为
对空气柱2由玻意耳定律得
代入数据解得
对空气柱1由玻意耳定律得
代入数据解得
（2）假设环境的温度缓慢升高到时没有水银溢出，则空气柱1、2均做等压变化．
对空气柱1由盖・吕萨克定律得
解得
空气柱2由盖·吕萨克定律得
解得
由，所以没有水银溢出
14．【解析】（1）滑块在段下滑时，由牛顿第二定律得
解得，说明滑块在段做匀减速直线运动
设滑块到达点的速度为，则由
解得
滑块在段下滑时，由牛顿第二定律得
解得，说明滑块在段做匀加速直线运动
设滑块到达点的速度为，则由
解得
（2）滑块滑上长木板后，间的摩擦力为
长木板与水平面间的最大静摩擦力为
则滑块滑上长木板后，滑块开始减速，长木板开始加速，
对滑块由牛顿第二定律得
解得
对长木板由牛顿第二定律得
解得
设经时间，滑块和长木板达到共同速度，则由
解得
此时二者的速度为
二者的相对位移为
因此二者共速后，一起在水平面上做减速运动，直到速度减为零，二者减速时的加速度为
二者共同减速的时间为
整个过程木板的位移为
代入数据解得
15．【解析】（1）设粒子离开区域Ⅰ的速度为，粒子在区域Ⅰ中，由动化定理得
粒子在区域Ⅱ中做匀速直线运动，则粒子在区域Ⅱ中所受的电场力与洛伦兹力大小相等，即
在区域Ⅱ中，又有
解得
代入数据解得
（2）由题意可知粒子从射入区域Ⅲ到第一次通过面的时间为个周期，作出粒子在区域Ⅲ中的运动轨迹，俯视图如图所示．
设粒子在磁场中的轨道半径为，由得
粒子在磁场中的运动周期为
又
由以上解得
（3）由题意可知，粒子沿电场线的方向进入电场，粒子在电场中往复运动，沿平行于的方向第二次通过面由图中的点进入磁场，由牛顿第二定律得
则
粒子在电场中运动的时间为
粒子第二次进入磁场后的速度仍为，轨道半径仍为，再次偏转个周期，由点第三次经过面，
粒子再次在磁场中运动的时间为
由几何关系
粒子离开面的速度方向平行于，该速度方向与电场方向垂直，此后粒子在电场中做类平抛运动，则
粒子沿速度方向有
粒子沿方向有
解得
由几何关系得
则粒子第二次与第四次通过面的间距为
粒子从射入区域四到第四次通过面的时间为
解得