03，2024届东北三省四校高三下学期第四次模拟考试物理试卷

这是一份03，2024届东北三省四校高三下学期第四次模拟考试物理试卷，共17页。试卷主要包含了66eV等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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，每题6分，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. 下列关于物理思想与方法的说法不正确的是（ ）
A. 通过观察平面镜反射光线的偏移演示桌面微小形变的实验，使用了极限思维法
B. 探究加速度与力、质量的关系实验，使用了控制变量法
C. 验证力的平行四边形定则实验，使用了等效替代思想
D. 根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体的瞬时速度，使用了极限思维法
【答案】A
【解析】
【详解】A．通过观察平面镜反射光线的偏移演示桌面微小形变的实验，使用了光学放大法，故A错误，符合题意；
B．探究加速度与力、质量的关系实验时，在研究其中 物理量的关系时，需要确保其它物理量一定，可知，该实验使用了控制变量法，故B正确，不符合题意；
C．验证力的平行四边形定则实验过程中，使两个力共同作用的效果与一个力作用的效果相同，实验使用了等效替代思想，故C正确，不符合题意；
D．根据速度定义式，当非常小时，即趋近于0时，就可以表示物体的瞬时速度，使用了极限思维法，故D正确，不符合题意。
故选A。
2. 北斗二期导航系统“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的。如图为氢原子能级图，则下列说法正确的是（ ）试卷源自 试卷上新，欢迎访问。
A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线
C. 大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV
D. 用大量能量为3.6eV的光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时需要吸收光子，故A错误；
B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有6条亮线，分别是、、、、、能级之间跃迁产生的。故B错误；
C．大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为能级产生的，能量大小为0.66eV。故C正确；
D．若想使处于基态的氢原子电离，光子的能量最小需要，故D错误。
故选C。
3. 甲、乙两物体从同一地点出发且在同一条直线上运动，它们的位移－时间（x-t）图像如图所示，由图像可以看出在0-5s内（ ）
A. 甲、乙两物体始终同向运动
B. 4s时甲、乙两物体间的距离最大
C. 甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度
D. 甲物体的速率始终大于乙物体的速率
【答案】D
【解析】
【详解】A．位移时间图像斜率表示速度，由图像可知乙物体始终沿正方向运动，甲物体沿正向运动，沿负向运动，故甲乙两物体不是始终同向运动，A错误；
B．位移时间图像交点代表相遇，故4s时甲、乙两物体相遇，B错误；
C．图像可以看出在内乙的位移大于甲的位移，故乙的平均速度大于甲的平均速度，C错误；
D．甲物体速度为
速度为
乙物体速度为
故甲物体的速率始终大于乙物体的速率，D正确。
故选D。
4. x轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于、处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E与该点位置的关系如图所示。选取x轴正方向为场强的正方向，无限远处电势为零。以下说法正确的是（ ）
A. 点电荷A、B均带正电
B. 点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1：9
C. 处电势为零
D. 将电子从处无初速度释放，其电势能一直增加
【答案】B
【解析】
【详解】A．x轴正方向为场强的正方向，根据E﹣x图像可知，在区域，场强方向为负，在区域，场强方向为正，在区域，场强方向为负，可知两点电荷均带负电，故A错误；
B．在处，场强为零，则有
解得
故点电荷A、B所带电荷量的绝对值之比为1：9，故B正确；
C．沿电场线方向电势降低，故在区域处电势最高，但比无限远处电势低，即电势小于零，故C错误；
D．电子从5d处无初速度释放，将在电场力作用下一直向无限远处运动，电场力做正功，其电势能一直减小，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，两个质量相等可视为质点的小球a、b通过铰链用长为的刚性轻杆连接，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，最初刚性轻杆与细杆M的夹角为45°。两根足够长的细杆M、N不接触（a、b球均可无碰撞通过O点），且两杆间的距离忽略不计，将两小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A. a、b两球组成系统机械能不守恒
B. a球到达与b球等高位置时速度大小为
C. a球运动到最低点时，b球速度最大
D. a球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对a球的弹力一直做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A．a球和b球所组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，故A错误；
B．根据系统机械能守恒，则a球到达与b球等高位置时，b球速度为零，则
解得
故B错误；
C．当a球运动到两杆的交点后再往下运动，此时b球到达两杆的交点处，a球的速度为0，b球的速度达到最大，则
所以
故C正确；
D．由于系统机械能守恒，a球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对a球的弹力先做负功后做正功再做负功，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，“鹊桥”中继星处于地月拉格朗日点上时，可以和月球保持同步绕地球做匀速圆周运动。地球、月球和“鹊桥”中继星均可视为质点，忽略地球、月球以外的天体对”鹊桥”中继星的引力，忽略“鹊桥”中继星对月球的影响，则当“鹊桥”中继星处于拉格朗日点上时，下列选项正确的是（ ）
A. 中继星绕地球做圆周运动所需的向心力仅来源于地球对它的引力
B. 中继星绕地球做圆周运动的周期大于月球绕地球做圆周运动的周期
C. 中继星绕地球做圆周运动向心加速度小于月球绕地球做圆周运动的向心加速度
D. 中继星绕地球做圆周运动的线速度大于月球绕地球做圆周运动的线速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．中继星绕地球做圆周运动所需的向心力来源于地球和月球对它的引力的合力，故A错误；
B．由于中继卫星与月球具有相同的角速度，所以中继星绕地球做圆周运动的周期等于月球绕地球做圆周运动的周期，故B错误；
C．由于中继卫星与月球具有相同的角速度，根据
可知，中继星绕地球做圆周运动的向心加速度大于月球绕地球做圆周运动的向心加速度，故C错误；
D．由于中继卫星与月球具有相同的角速度，根据
可知，中继星绕地球做圆周运动的线速度大于月球绕地球做圆周运动的线速度，故D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，一粮食储备仓库工人正利用传送带运送货物，以恒定速率v0逆时针运行的传送带与水平面的夹角θ=37°，转轴间距L=3.5m。工人将货物（可视为质点）沿传送方向以速度v1=1.5m/s从传送带顶端推下，t=4.5s时货物运动到传送带底端，货物在传送带上运动的v-t图像如图乙所示。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（ ）
A. t=2.5s时，货物所受摩擦力方向改变
B. 货物与传送带间的动摩擦因数为0.4
C. 传送带运行的速度大小为0.5m/s
D. 货物向下运动过程中所具有的机械能先减小后不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图乙可知，在0~2.5s内，货物的速度大于传动带的速度，则货物受沿斜面向上的滑动摩擦力，在2.5s~4.5s内，货物匀速下滑，根据平衡条件可知，货物受沿斜面向上的静摩擦力，所以2.5s时货物所受摩擦力方向不变，故A错误；
C．图线与坐标轴围成的区域的面积表示位移的大小，根据题意可得
解得
故C正确；
B．由图乙和C分析可知，货物在0~2.5s内的对物块由牛顿第二定律
由图像可知货物的加速度大小为
联立解得
故B错误；
D．由于货物向下运动过程中所受到的摩擦力一直沿斜面向上，摩擦力一直做负功，根据功能关系可知，货物所具有的机械能一直减小，故D错误。
故选C。
8. 有一列沿水平方向传播的简谐横波，在波的传播方向上有平衡位置相距4m的A、B两质点，已知波的传播方向由B指向A，图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像。则这列波的波速可能为（ ）
A. B. 12m/sC. 40m/sD. 60m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】根据题意可得
（n=0，1，2，3……）
所以
（n=0，1，2，3……）
所以
（n=0，1，2，3……）
当n=0时，有
当n=1时，有
当n=2时，有
故选AC。
9. 如图所示，A、B为水平放置的两平行正对金属板，在板中央分别开有小孔M、N。小孔对平行板之间的电场无影响，其中R为滑动变阻器，电源内阻不可忽略。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的可视为质点的小球从小孔M、N正上方的P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处，每次都将小球在P点由静止释放，忽略板外电场对小球运动的影响，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 若仅将A板上移少许，则带电小球将无法运动至B板的小孔N处
B. 若仅将B板上移少许，则带电小球将无法运动至B板的小孔N处
C. 若仅将R的滑片上移，则带电小球能从B板的小孔N处穿出
D. 若仅将R的滑片下移，则带电小球能从B板的小孔N处穿出
【答案】BC
【解析】
【详解】A．小球从小孔M、N正上方的P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处，则
由于开关闭合，电容器两极板的电压不变，所以若仅将A板上移少许，则带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处，故A错误；
B．若仅将B板上移少许，则h减小，根据动能定理可知，带电小球将无法运动至B板的小孔N处，故B正确；
C．若仅将R的滑片上移，R两端的电压减小，则带电小球能从B板的小孔N处穿出，故C正确；
D．若仅将R的滑片下移，R两端的电压增大，则带电小球不能到达B板的小孔N处，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场，其中第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向外，第三象限内的磁场方向垂直纸面向里，P（-L，0）、Q（0，-L）为坐标轴上的两个点。现有一电量大小为q、质量为m的带正电粒子（不计重力），以与x轴正向成45°的速度从P点射出，恰好经原点O并能到达Q点，则下列对PQ段运动描述正确的是（ ）
A. 粒子运动的最短时间为
B. 粒子运动的总路程一定为
C. 粒子在Q点的速度方向可能与y轴垂直
D. 粒子从P点到O点的时间与从O点到Q点的时间之比可能为1:3
【答案】AD
【解析】
【详解】C．若粒子从P点出发恰好经原点O到达Q点，运动轨迹可能如图所示
第一种情况粒子在Q点速度方向与y轴负向的夹角为45°；第二种情况粒子在Q点速度方向与y轴正向的夹角为45°，故C错误；
A．根据粒子的运动轨迹图可知第一种情况粒子运动的时间最短，则
故A正确；
B．第一种情况粒子运动的总路程为
第二种情况粒子运动的总路程为
故B错误；
D．由于粒子在磁场中运动的周期相同，则粒子运动的时间之比等于圆心角之比，根据粒子的运动轨迹图可知第一种情况粒子从P到O的时间与从O到Q的时间之比为1:1；第二种情况粒子从P到O的时间为粒子与从O到Q的时间为1:3，故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 小明同学在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止。摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸和酒精混合溶液；
②用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内体积达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在浅水盘内注入约2cm深的水，将细痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取混合溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在每小格边长为2.0cm的方格纸上。
（1）利用上述具体操作中有关数据可知，油膜的面积是__________cm2，估测出油酸分子的直径是__________m（此空保留一位有效数字）。
（2）小明同学通过实验得到的油酸分子的直径和大多数同学相比，测量结果偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于（ ）
A. 在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
B. 计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
D. 油膜中含有大量未溶解的酒精
【答案】（1） ①. 432 ②. 2×10-10 （2）AC
【解析】
【小问1详解】
[1]由图中油膜轮廓可知，油膜大约有108个小方格，则油酸膜的面积为
[2]一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为
所以油酸分子直径为
【小问2详解】
A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴，使得一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积计算值偏大，根据
可知，直径测量值偏大，故A正确；
B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，使得油膜面积计算值偏大，则直径测量值偏小，故B错误；
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使得油膜面积计算值偏小，直径测量值偏大，故C正确；
D．油膜中含有大量未溶解的酒精，使得油膜面积计算值偏大，直径测量值偏小，故D错误。
故选AC。
12. 物理兴趣小组的同学为了测量某个量程为3V电压表的内阻，设计了如图甲所示的电路。实验器材如下：
A.待测电压表V（量程为3V，内阻约为几千欧姆）
B.滑动变阻器R（阻值范围）
C.电阻箱（阻值范围）
D.直流电源E（电动势6V，内阻不计）
E.开关一个，导线若干
（1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑动头P滑动至__________端（填“a”或“b”）。
（2）将电阻箱电阻调到，闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表的示数为满偏电压3V。保持电路的其它部分不变，只调节电阻箱的电阻，使电压表示数变为1V时，电阻箱示数如图乙所示，此时电阻箱接入电路的电阻为__________，经计算得电压表的内阻为__________。
（3）由以上方法测量并计算的电压表内阻比其真实内阻__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
【答案】（1）a （2） ①. 7048 ②. 2024
（3）偏大
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S前，为使测量部分起始电压较小，最好将滑动变阻器的滑动头P移到a端。
【小问2详解】
[1]根据电阻箱的读法可知，电阻箱接入电路中的电阻
[2]由于滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻，故可以简化为电压表和电阻箱两端的电压保持不变，则有
解得
【小问3详解】
实际上，当电阻箱的阻值增大时，其它部分电路结果不变，电路的总阻值变大，干路中的电流减小，导致滑动变阻器右边部分分担的电压减小，并联部分的电压变大，则有
故电压表内阻的真实值应小于
13. 如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中，，bc的长度为3L，某种颜色的细光束从ac边上的d点垂直射入三棱镜，，折射光线射到ab边上的e点，出射光线与ab的夹角，反射光线射到bc边上的f点，已知光在真空中的传播速度为c，求：
（1）三棱镜对此单色光的折射率，并通过计算判断bc边是否有光线射出；
（2）光线从d点经e点到f点的传播时间。
【答案】（1）；没有；（2）
【解析】
【详解】（1）光线在e点的入射角为，折射角，则折射率
为因为临界角满足
可知
C=45°
光线射到f点的入射角为60°>C，可知光线bc边发生全反射，无光线射出；
（2）由几何关系ac=6L，ad=4L，则
则光线从d点经e点到f点的传播路程
根据
则时间
14. 如图所示，倾角θ=37°的固定粗糙斜面上存在匀强磁场区域MNPQ，磁场方向垂直斜面向上，磁感应强度大小B=5T，MN、PQ均与斜面底边平行。有一边长L=0.4m、质量m=1kg、电阻R=2Ω的正方形均匀导体线框abcd，导体线框abcd与斜面间的动摩擦因数为µ=0.5，将线框从图示位置由静止释放，线框底边始终与斜面底边平行，当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，并能匀速通过整个磁场区域，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力，求：
（1）线框abcd由静止释放时，线框的ab边与磁场边界线MN的距离；
（2）从线框abcd到达磁场边界线MN开始至全部进入磁场的过程中通过线框的电量；
（3）线框abcd穿过整个磁场的过程中ab边产生的总焦耳热Q。
【答案】（1）0.25m；（2）0.4C；（3）0.4J
【解析】
【详解】（1）当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，则
解得
线框未进入磁场下滑过程中，根据牛顿第二定律可得
解得线框的ab边与磁场边界线MN的距离为
（2）从线框abcd到达磁场边界线MN开始至全部进入磁场的过程中通过线框的电量为
所以
（3）线框abcd穿过整个磁场的过程中ab边产生的总焦耳热为
15. 如图所示，半径为R的光滑圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上，圆弧底端与水平面相切，其最低点的右侧相距为R处有厚度不计、上表面粗糙程度处处相同的薄木板，薄木板的最左端放置一小滑块，薄木板右端固定一竖直挡板，挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽最高点正上方的一定高度处由静止释放，小球落入圆弧槽后从圆弧槽最低点滑离；然后以大小为的速度与小滑块发生对心弹性碰撞，碰撞时间极短；随后小滑块相对薄木板向右滑动，压缩弹簧后反弹，且恰好能回到薄木板的最左端而不滑落。已知小球和圆弧槽的质量均为m，小滑块的质量为2m，薄木板以及固定挡板的总质量为4m，小球和小滑块均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。求：
（1）小球开始下落时距离水平地面的高度h；
（2）小球与滑块碰撞的瞬间，小球与圆弧槽底端的距离x；
（3）弹簧的最大弹性势能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球滑离圆弧槽时，圆弧槽的反冲速度大小为，方向水平向左由动量守恒定得
解得
从小球开始下落至球、槽第一次分离过程，系统机械能守恒。由机械能守恒定律得
解得
（2）设小球从开始下落至刚好滑离圆弧槽，相对地面向右滑过，圆弧槽反冲相对地面后退，由平均动量守恒可得
解得
小球要继续向右滑过，历时，则
圆弧槽在时间内向左继续滑行的距离为
小球与滑块碰撞的瞬间，小球与圆弧槽底端的距离
（3）规定向右为正方向，小球与滑块发生弹性碰撞，动量守恒，机械能守恒
解得
方向向左
方向向右。滑块与薄木板共速时弹簧的弹性势能最大，由动量守恒定律得
解得
因滑块恰好回到薄木板的最左端，故薄木板与滑块间一定有摩擦，且相对薄木板向右运动和返回向左运动的摩擦生热相同，设为，则
滑块恰好回到薄木板的最左端时仍共速，速度仍为，故
解得