[物理]四川省学考大联盟2023_2024学年高三下学期模拟考试试题(解析版)

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2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，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
1. 将一实心球水平抛出，忽略空气阻力，则实心球抛出后的运动过程中不变的物理量是（ ）
A. 速度B. 加速度C. 动量D. 动能
【答案】B
【解析】实心球做平抛运动，加速度为重力加速度；根据
，，
可知实心球抛出后的运动过程中不变的物理量是加速度。
故选B。
2. 2023年 8月 24日，日本核污染水排海，“核危机”再次引起了全球的瞩目。重水堆核电站在发电的同时还可以生产钚239（），钚239（）可由铀239（）经过n次衰变而产生，则n等于（ ）
A. 2B. 3C. 4D. 5
【答案】A
【解析】根据电荷数守恒可得
解得
故选A。
3. 无人驾驶汽车制动过程分为制动起作用阶段和持续制动阶段，制动起作用阶段，汽车的加速度大小随时间均匀增大，持续制动阶段，汽车的加速度大小恒定。如图为某次试验中，无人驾驶汽车制动全过程的加速度随时间的变化关系图像，若汽车的初速度v0=12.9m/s，则持续制动阶段的位移为（ ）
A. 13.9mB. 12.9mC. 12mD. 11m
【答案】C
【解析】图像与横轴围成的面积表示速度变化量，则内有
可知时的速度为
此后以加速度减速到零，则持续制动阶段的位移为
故选C。
4. 光滑绝缘斜面ABC 处于水平向右的匀强电场中，如图所示，斜面AB的长度为2m，倾角θ=37°，电荷量为+q、质量为m的小球（可视为质点）以4m/s的初速度v0沿斜面匀速上滑。g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列选项中分析正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度为
B. 小球在 B点的电势能大于在A 点的电势能
C. 仅将电场强度变为原来的2倍，则小球加速度大小为4m/s2
D. 仅将电场强度变为原来的一半，则小球运动到B点时的速度为
【答案】D
【解析】A．根据受力平衡可得
解得匀强电场的电场强度为
故A错误；
B．电场力做正功，小球的电势能减少，则小球在 B点的电势能小于在A 点的电势能，故B错误；
C．仅将电场强度变为原来的2倍，根据牛顿第二定律可得
故C错误；
D．仅将电场强度变为原来的一半，小球向上减速运动，根据牛顿第二定律可得
根据运动学公式可得
解得
故D正确。故选D。
5. 一物体在合外力作用下做变速直线运动，在相等位移内速度的变化量相等，则其图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】一物体在合外力作用下做变速直线运动，在相等位移内速度的变化量相等，根据图像与横轴围成的面积表示位移，在轴任取两端相邻相等间距，对应的时间内面积要相等；如图所示
可知只有D选项中图像满足题意要求。
故选D。
6. 如甲图所示，固定斜面与水平面平滑连接，可视为质点的滑块由静止从斜面上 A 点滑下，经斜面底端B点时速度大小不变，在水平面上继续滑行一段距离后停在C点。以A点为坐标原点，滑块从 A 点运动到C 过程中速率的平方（v2）随路程（x）变化的图像如乙图所示，若已知AB 段和BC 段对应图像斜率绝对值分别为k1、k2，，重力加速度 g 已知，滑块与接触面间的动摩擦因数处处相等，不计空气阻力，则根据题中条件可以求得（ ）
A. 滑块的质量B. 斜面的倾角
C. 滑块与接触面间的动摩擦因数D. 滑块运动到B点时的速度
【答案】BC
【解析】C．从B到C过程，根据运动学公式可得
则有
根据牛顿第二定律可得
所以可得滑块与接触面间的动摩擦因数，故C正确；
B．从A到B过程中，根据运动学公式可得
则有
根据牛顿第二定律可得
由于可求得，所以可求得斜面的倾角，故B正确；
AD．由于滑块的质量被约去，所以无法求得滑块的质量；由于位移未知，所以滑块运动到B点时的速度无法求得，故AD错误。故选BC。
7. 如图所示，质量为2kg的凹槽静置于光滑水平面，高为2m，底边长为4m 并且末端与水平面相切。现将质量为1kg的小球，从凹槽的最顶端由静止释放，小球将自由下滑到凹槽底端，并与凹槽分离。若重力加速度g 取10m/s2，忽略空气阻力，则当小球与凹槽刚好分离时（ ）
A. 小球的速度大小为B. 凹槽的速度大小为
C. 小球向右移动的水平距离为D. 凹槽向左移动的水平距离为
【答案】AD
【解析】AB．设凹槽高为，底边长为，小球与凹槽的质量分布为和；小球与凹槽组成的系统满足水平方向动量守恒和机械能守恒，则有
联立解得，
故A正确，B错误；
CD．设小球与凹槽的水平位移分别为和，则有
又
联立解得，
故C错误，D正确。故选AD
8. 如图所示，空间中有一个方向垂直纸面向里匀强磁场，其边界是一个半径为R 的圆环，现让一个不计重力的带电粒子以一定速度从 A 点沿直径AOB 方向射入磁场，当入射速度为v时，粒子经过t1时间从C点射出磁场（OC 与OB 成（60°角），对应的轨道半径为r1；当入射速度为，粒子经过t2时间从 D点射出磁场（图中未画出），对应的轨道半径为r2，下列选项正确的是（ ）
A. r1：r2=3：1B. r1：r2=1：3
C. t1：t2=1：2D. t1：t2=2：1
【答案】AC
【解析】当入射速度为v时，设粒子在磁场中的轨道半径为，根据几何关系可得
可得
由洛伦兹力提供向心力可得
可得
当入射速度，则有
则有
由几何关系可知，两次粒子的运动轨迹对应的圆心角分别为和，则有
故选AC。
二、非选择题
9. 用如图所示的实验装置来验证“动能定理”。实验操作步骤如下：
（1）用游标卡尺测得遮光条宽度为L；
（2）本实验中，__________（选填“需要”或“不需要”）滑块和遮光条的总质量 M远大于悬挂重物质量m；
（3）将气垫导轨调水平，在不挂重物时开通气源，将滑块轻放在气垫导轨上，如果滑块向右滑动，应调节底座旋钮，使导轨左端适当__________（选填“升高”或“降低”），直至滑块放在气垫导轨上不同位置均能处于静止为止；
（4）让滑块从A 点由静止释放，记录力传感器的示数F，滑块通过光电门时遮光条的遮光时间T，滑块和遮光条的总质量为M，将刻度尺紧贴导轨右端（0刻度线与右端齐平），从刻度尺上读取开始位置遮光条中心和光电门中心对应的刻度分别X1、X2，如果表达式__________（用L、F、T、M、X1、X2表示）成立，则动能定理得到验证。
【答案】（2）不需要 （3）降低 （4）
【解析】（2）[1]由实验装置图可知，细线拉力可以通过力传感器得到，所以细线拉力不需要用悬挂重物的重力代替，则有本实验中，不需要滑块和遮光条的总质量 M远大于悬挂重物质量m。
（3）[2]滑块向右滑动，说明气垫导轨左侧高右侧低，所以应调节底座旋钮，使导轨左端适当降低，直至滑块放在气垫导轨上不同位置均能处于静止为止。
（4）[3]选择以滑块和遮光条为研究对象，其所受合外力为，通过的位移为，滑块和遮光条的初速度为0，过光电门时的速度为
根据动能定理可得
联立可得
10. 干电池在长期使用后，电动势和内阻会发生改变。某实验小组为测量旧干电池的电动势 E和内阻r，准备了同规格的一节新电池，已知该新干电池电动势为E0=1.5V，内阻很小可忽略不计。设计电路如图所示，主要实验步骤如下：
①先将新电池接入电路，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流表满偏，示数为Im，标记滑动变阻器R 滑片的位置为1；
②再次调节滑动变阻器R使电流表半偏，标记滑动变阻器R滑片的位置为 2；
③断开开关S，仅将电路中新电池换为旧电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R滑片的位置分别为1和2，对应电流表的示数分别为 I1和I2。
回答下列问题：
（1）在步骤①中，闭合开关S前，应将滑动变阻器R的滑片置于最_________（选填“左”或“右”）端；
（2）实验中，电流表的量程为0~300mA，则滑动变阻器选择下列选项中的 （选填序号）最合理；
A. 0~10ΩB. 0~50ΩC. 0~100ΩD. 0~200Ω
（3）通过该实验测得旧电池的电动势E=_________，内阻r=_________（用E0、Im、I1、I2表达）。
（4）步骤③中，因为学生粗心将滑动变阻器R的滑片滑到了标记2 偏左一些的位置，那么此操作使得旧电池的电动势E测量结果_________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）左 （2）A （3） （4）偏小
【解析】【小问1详解】
为了保护电流表应让电路中的电阻最大，则滑动变阻器的滑片置于最左端；
【小问2详解】
电流表的量程为0~300mA，则变阻器的最小阻值为
为了安全且调节方便，选择最大阻值为10的滑动变阻器比较合适，故选A。
【小问3详解】
[1][2]设滑动变阻器两次的阻值为、，连接新电池根据闭合电路的欧姆定律有
，
连接旧电池时，有，
联立可得，
【小问4详解】
若粗心将滑动变阻器R的滑片滑到了标记2 偏左一些的位置，则实际的偏大，接入旧电池后的偏小，根据可知电动势的计算值偏小。
11. 如图所示，长木板C静置于足够大的光滑水平地面上，C最左端放置一小物块A，小物块B在A右侧L0=4.5m处，B与C右端的距离足够长。在t=0时刻，一大小为20N、方向水平向右的恒定推力F作用于A，经过一段时间后撤去推力，此时A与B恰好发生弹性正碰，碰撞时间极短。已知A的质量mA=4kg、B的质量mB=2kg、C的质量mC=2kg，A与C动摩擦因数。B 与C间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s2，A、B均可视为质点。求：
（1）t=0时A的加速度大小；
（2）碰前瞬间A、B的速度大小。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）假设A、B、C相对静止，且此种情况下共同加速度大小为，根据牛顿第二定律得
解得
对A有
解得
则假设不成立；因此施加推力时，设A的加速度大小为，则有
解得
（2）由于
可知A、B碰撞前，BC一起运动，对BC整体有
解得
设从A开始运动到A与B碰撞所经历的施加为，对A有
，
对BC整体有
，
又
联立解得
，
12. 如图所示，在离地高为H的绝缘水平桌面上，固定有两根间距为d的平行光滑金属导轨，导轨在桌面上的部分是水平的，其左侧与水平桌面的边沿平齐，桌面以外的部分向上弯曲，其上端连接有定值电阻R，桌面上水平导轨与桌面外的弯曲导轨平滑相连。水平桌面存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属杆ab从导轨上距桌面高h 处由静止释放，金属杆沿导轨滑下，穿过磁场后最终落在水平地面上，落地点距轨道左边沿的水平距离为s。金属杆与导轨接触良好，且始终垂直于金属导轨，忽略空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）金属杆在穿过磁场的过程中，金属杆和定值电阻R上产生的总热量Q；
（2）金属杆在穿过磁场的过程中，通过金属杆的电荷量q；
（3）若金属杆从距桌面高处由静止释放，最终也能够落在水平地面上，则先后两次落地点间的水平距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）金属杆在穿过磁场过程中，安培力做负功，将部分机械能最终转化为金属杆和定值电阻的焦耳热；设金属杆刚进入磁场时的速度为，根据动能定理可得
解得
设金属杆刚离开水平桌面时的速度为，根据平抛运动规律有，
解得
根据能量守恒可得
解得
（2）设金属杆穿过磁场时的平均感应电流为，通过磁场所用时间为，根据动量定理可得
又
联立解得
（3）当金属杆从高处静止释放，进入磁场速度为，则有
解得
金属杆从桌面边缘飞出时速度为，金属杆穿过磁场所用时间为，平均电流为，根据动量定理可得
金属杆先后两次穿过磁场区域，磁通量改变量相同，所以通过金属杆的电荷量相同，则有
可以推导出，金属杆先后两次穿过磁场区域，动量改变量相同，则有
金属杆做平抛运动下落高度不变，所用时间不变，则有
则先后两次落地点间的水平距离为
联立解得
13. 对于一定质量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，分析正确的是（ ）
A. 等容升温，一定要从外界吸收热量
B. 等容升温，作用在气缸内壁单位面积的平均作用力减小
C. 等温膨胀，不需要从外界吸收热量
D. 等温膨胀，作用在气缸内壁单位面积的平均作用力减小
E. 等压膨胀，气体的内能增加
【答案】ADE
【解析】A．等容升温，气体体积不变，说明做功为0；温度升高，则气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体一定要从外界吸收热量，故A正确；
B．等容升温，根据
可知气体压强增大，则作用在气缸内壁单位面积平均作用力增大，故B错误；
C．等温膨胀，气体体积变大，外界对气体做负功；温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体一定要从外界吸收热量，故C错误；
D．等温膨胀，根据
可知气体压强减小，则作用在气缸内壁单位面积的平均作用力减小，故D正确；
E．等压膨胀，根据
可知气体温度升高，则气体的内能增加，故E正确。
故选ADE。
14. 一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B→C→A回到初始状态A，其图像如图所示，已知TA=300K。求：
（1）C→A过程外界对气体做的功WCA的值；
（2）A→B→C→A一个循环过程，气体从外界吸收热量Q。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由图像可知，过程是等压压缩，体积变化量为
则过程外界对气体做的功为
（2）根据图像与横轴围成面积表示功的大小，可知一个循环过程，气体对外界做功等于所围的面积，则有
根据热力学第一定律可得
可得气体从外界吸收热量
15. 一列简谐波沿x轴传播，在t=0时的波形图如图甲所示，x=12m处质点的振动图像如图乙所示，则下列分析正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的传播速度为2m/s
C. t=0.5s时，平衡位置在x=4m处的质点到达波峰
D. t=6s时，平衡位置在x=20m处的质点到达波谷
E. 0~3s内，平衡位置在x=4m处的质点通过的路程为8cm
【答案】BCE
【解析】A．由图乙可知，x=12m处质点在t=0时从平衡位置沿y轴负方向振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图甲、乙可知
，
则波速为
故B正确；
C．t=0.5s时，波传播的距离为
该波沿x轴正方向传播，由图甲结合波形平移法可知，t=0.5s时，平衡位置在x=4m处的质点到达波峰，故C正确；
D．t=6s时，波传播的距离为
由图甲结合波形平移法可知，t=6s时平衡位置在x=20m处的质点所处位置等于t=0s时平衡位置在x=8m处的质点所处位置，故D错误；
E．0~3s内，由于
平衡位置在x=4m处的质点通过的路程为
故E正确。
故选BCE。
16. 如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖的横截面示意图，其中O点是玻璃砖的圆心，直线MN是其中心轴线。当平行于MN的光线从距离O点0.5R处射入玻璃砖，最终出射光线与中心轴线MN交于F点，且F到O的距离为，求：
（1）该玻璃砖的折射率n；
（2）将入射光线水平向左平行移动，当玻璃砖下表面恰好没有出射光线时，入射光线与中心轴线MN之间的距离d。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）光在玻璃砖中的折射光路如图所示

由图可知
，
可得
则有
由折射定律可得
解得
（2）将入射光线水平向左平行移动，当玻璃砖下表面恰好没有出射光线，即光在A点发生全反射，有
解得