2024届四川省乐山市高三下学期三模考试理综试题-高中物理（解析版）

这是一份2024届四川省乐山市高三下学期三模考试理综试题-高中物理（解析版），共19页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号码写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。
二、选择题：本题包括8小题，每小题6分，共48分。每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求，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，有选错的得0分。
1. 2017年中国科学院召开发布会正式向社会发布118号元素中文名“鿫（à）”，其元素符号为Og。鿫是一种人工合成的稀有气体元素，具有放射性，人工制取方程式为。则下列说法正确的是（ ）
A. 制取方程式中Z代表质子B. 制取方程式中Z代表中子
C. 制取过程中遵循质量守恒D. 温度降低会增大的半衰期
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．根据质量数守恒和核电荷数守恒可得，该人工制取方程式为
故制取方程式中Z代表中子，故B正确，AC错误；
D．半衰期由原子核本身决定的，与温度、压强等外界因素无关，所以温度降低不会改变鿫的半衰期，故D错误。
故选B。
2. 某同学在做家务时发现自家燃气灶的支架有五爪且均匀分布在圆周上如图1所示。当质量为m的球形铁锅置于支架上，接触点到铁锅球心的连线与竖直方向的夹角均为如图2所示，忽略爪与锅之间的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 每个爪与锅之间的弹力大小等于B. 每个爪与锅之间的弹力大小小于
C. 角越大每个爪与锅之间的弹力就越大D. 角越大每个爪与锅之间的弹力就越小
【答案】C
【解析】
【详解】对锅受力分析，由平衡条件
可得每个爪与锅之间的弹力大小为
角越大，越小，故每个爪与锅之间的弹力就越大。
故选C。
3. 成都地铁18号线连通成都市区和成都天府国际机场，其中从世纪城站到海昌路站可看做一段直线轨道，轨道总长为x。一列地铁（可视为质点）从世纪城站由静止出发经过匀加速、匀速、匀减速三个阶段后停在了海昌路站。已知地铁运行的最大速度为v，加速与减速阶段的加速度大小相同，加速阶段用时为t。则下列说法正确的是（ ）
A. 地铁匀速运行的时间为B. 地铁匀速运行的时间为
C. 地铁运行全程平均速度为D. 地铁运行全程平均速度为
【答案】C
【解析】
【详解】列车从静止加速至最大速度过程所用时间为，运动位移为
列车加速与减速阶段的加速度大小相同，则所用时间与运动位移相同，可得匀速阶段有
解得地铁匀速运行的时间为
从世纪城站到海昌路站需要的时间为
则地铁运行全程平均速度为
故选C。
4. 我国某品牌手机利用“天通一号”地球同步卫星通信系统实现了卫星通话功能。同步卫星的发射过程可简化为卫星首先进入近地圆轨道Ⅰ，再进入椭圆转移轨道Ⅱ，最后进入离地球表面约为6R的地球同步轨道Ⅲ上。已知R为地球半径，M为地球质量，G为引力常量，不考虑在发射与变轨过程中卫星质量的变化。下列说法正确的是（ ）
A. 赤道上物体随地球自转的线速度约为
B. 卫星在同步轨道上的运行周期为
C. 由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要在B点点火减速
D. 卫星在轨道I上运行时的机械能最大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．卫星在同步轨道上运动时
解得
赤道上物体随地球自转的周期等于同步卫星的周期，则线速度约为
选项A错误，B正确；
CD．卫星从轨道I进入轨道Ⅱ要在A点点火加速，则机械能要增加，由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要在B点点火加速，机械能也要增加，则卫星在轨道I上运行时的机械能最小，选项CD错误。
故选B。
5. 如图所示，质量相同的小球A、B位于同一竖直线上，将A、B两小球以不同的初速度、水平抛出后，都直接落在水平面上的同一位置。已知，落地时重力的功率分别为、。不计一切阻力，则与、与的大小关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由
由题可知A、B两小球下落时间比为
两球水平位移相同，由
得
即
故AB错误；
CD．小球在竖直方向的落地速度为
可见A、B两小球在竖直方向的落地速度之比为
落地时重力的功率为
所以A、B两小球落地时重力功率比为
即
故C正确，D错误。
故选C。
6. 电子透镜是通过静电场来使电子束聚焦的装置。电子透镜两极间的电场线分布如图中带箭头的实线。现有一电子仅在电场力作用下从M运动到N，运动轨迹如图虚线所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 电子在M点的加速度最大B. P点的电势高于M点的电势
C. 从M点到N点电子的动能一直增大D. 从M点到N点电子的电势能先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电场线的疏密程度反映电场的强弱，由图可知M点的电场线最稀疏，电场强度最弱，电场力最小，加速度最小，故A错误；
B．沿电场线的方向电势降低，则P点的电势高于M点的电势，故B正确；
CD．电场方向沿电场线的切线方向，可知电场力一直做正功，电子的动能一直增加，电势能一直减小，故C正确，D错误。
故选BC。
7. 如图所示，在一个半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，O为区域磁场圆心。现有一质量为m，带电量为-q（）的粒子从距直径MON为的P点平行于直径MON方向射入磁场，其运动轨迹通过磁场圆心O。不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）

A. 粒子运动的轨道半径为RB. 粒子射入磁场的速率为
C. 粒子在磁场中运动时间为D. 粒子会从O点正下方射出磁场
【答案】AD
【解析】
【详解】AD．作出粒子的运动轨迹，如图所示

由几何关系可得
可得
由几何关系
可得粒子运动轨道半径为
由图可知，粒子会从O点正下方射出磁场，故AD正确；
B．由洛伦兹力提供向心力
可得粒子射入磁场的速率为
故B错误；
C．由几何关系可得，粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为
所以粒子在磁场中运动时间为
故C错误。
故选AD。
8. 如图，两光滑平行且电阻不计的长直金属导轨水平固定放置，所在空间内存在竖直向下磁感应强度为2T的匀强磁场。两根完全相同的金属棒MN、PQ垂直放置在导轨上，处于静止状态。某时刻开始对PQ棒施加一个水平向右大小恒为4N的力，当PQ棒速度变为3m/s时系统达到稳定。已知两金属棒的质量均为1kg，有效电阻均为，导轨间距为1m，运动过程中导轨与金属棒接触良好，则下列说法正确的是（ ）
A. 系统达到稳定后，两根金属棒均做匀速直线运动
B. 当PQ棒速度变为3m/s时，MN棒速度变为2m/s
C. 当PQ棒速度变为3m/s时，回路中的电流大小为2A
D. 系统达到稳定后的4s内，通过金属棒横截面积的电荷量为4C
【答案】BD
【解析】
【详解】A．对两根金属棒构成的系统进行分析，稳定运动后，对系统，根据牛顿第二定律有
解得
即系统达到稳定后，两根金属棒均做匀加速直线运动，故A错误；
BC．系统达到稳定时，PQ棒速度变为3m/s，回路感应电流一定，则有
其中
对MN棒进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
，I=1A
故B正确，C错误；
D．结合上述，系统刚刚稳定时，PQ棒速度变为3m/s，MN棒速度变为2m/s，之后以加速度2m/s2向右做匀加速直线运动，在系统达到稳定后的4s内，对MN、PQ棒进行分析，根据速度公式有
根据动量定理有
其中
解得
故D正确。
故选BD。
二、非选择题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 某同学设计了如图所示的装置测量弹性势能的大小：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一带遮光片的小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至B点，由静止释放。已知小球（带遮光片）质量为m，请回答以下问题：
（1）为测量除了题干提供的已知量外，至少还需要测量________；
A. 弹簧的原长B. 弹簧的压缩量
C. 遮光片的宽度dD. 光电门的遮光时间t
（2）用已知量和所选取的测量量表示出弹性势能________；
（3）由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）
【答案】（1）CD （2）
（3）偏小
【解析】
【小问1详解】
根据能量守恒可知弹簧的弹性势能转化为小球的动能，故
根据
小球离开弹簧的速度可以测量小球通过光电门的时间t和遮光片的宽度d测得。
故选CD
【小问2详解】
用已知量和所选取的测量量表示出弹性势能为
【小问3详解】
由于水平面不是绝对光滑，则小球在水平面运动的过程中因摩擦而产生的热量Q，根据能量守恒
通过比较可得
故测得的弹性势能与真实值相比偏小。
10. 某高中开展项目式学习，研究测量一节干电池的电动势和内阻。
（1）甲同学利用图1所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S，移动滑动变阻器滑片得到多组电流和电压值，在坐标纸上画出图像，如图2所示可得电源电动势________V，电源内阻________；（结果均保留三位有效数字），
（2）①乙同学在没有电流表的情况下，设计了如图3所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S，改变电阻箱的阻值，记录多组电压表示数U和电阻箱示数R，并画出的图像，如图4所示可得电源电动势________V，电源内阻________；（结果均保留三位有效数字）
②乙同学继续对实验误差进行分析，若实线代表理想电压表测得的情况，虚线代表电压表内阻不可忽略时测得的情况，下列图中能正确反映相关物理量之间关系的是________。
【答案】（1） ①. 1.40 ②. 1.00
（2） ①. 1.43 ②. 1.14 ③. D
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律
化简可得
结合图2可知
所以电源电动势为1.40V，电源内阻为。
【小问2详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律
化简可得
结合图4可知
所以电源电动势为
电源内阻为
[3]若电压表内阻不可忽略时，由欧姆定律
化简可得
对比
可得，考虑电压表的内阻和不考虑电压表内阻的斜率不变，但考虑电压表的内阻的纵截距大于不考虑电压表的内阻的纵截距。
故选D。
11. 如图所示，一质量为3kg的滑块套在水平放置的长直光滑细杆上可自由滑动，两个完全相同的小球A、B（可视为质点）分别用轻质细线悬挂于细杆和滑块下方，悬挂点等高。整个系统静止时细线均处于竖直方向，小球刚好接触且不发生挤压，球心位于同一水平线上。在竖直面内将A球拉到细线水平伸直后由静止释放，在最低点处与B球发生弹性正碰（碰撞时间极短）。已知小球质量均为1kg，细线长为0.8m，重力加速度大小取。求：
（1）A球摆到最低点与B球碰前所受到的细线拉力F；
（2）相碰后B球能上升的最大高度H。
【答案】（1）30N，竖直向上；（2）0.6m
【解析】
【详解】（1）A球从最高点摆到最低点的过程中，由动能定理
在最低点时，对A球受力分析，由牛顿第二定律
联立可得
方向竖直向上。
（2）由题意可知，A、B碰撞过程中由动量守恒定律
由机械能守恒定律
联立可得
，
碰后B球摆到最高点的过程中与滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，则
代入解得
对B球与滑块组成的系统，由能量守恒定律得
代入数据解得
12. 如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向下大小未知的匀强电场，虚线上方有以O为圆心、R为半径的圆形区域且与虚线MN相切于P点，该区域中存在垂直纸面向里磁感应强度大小为B的匀强磁场和水平方向大小未知的匀强电场E。P点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种负粒子，经过一段时间粒子由P点进入圆形区域，粒子在圆形区域的轨迹为直线且运动的时间为，粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计，O、P、S三点在同一竖直线上。
（1）求圆形区域内匀强电场场强E的大小和方向；
（2）若仅将圆形区域内的磁场撤去，结果粒子在圆形区域中运动的时间变为t02，求粒子的比荷以及S、P两点间电势差的绝对值U；
（3）若将圆形区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度增大到原来的4倍，求粒子在圆形区域内运动的时间。
【答案】（1），水平向右；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）由力与运动的关系可得，粒子在圆形区域内在电场力和洛伦兹力作用下做匀速直线运动，有
qE=qvB
联立可得圆形区域内匀强电场场强E的大小为
方向水平向右。
（2）若圆形区域内只存在匀强电场，粒子会在电场力作用下做类平抛运动，竖直方向的匀速直线运动
所以水平方向的匀加速直线运动的位移为
由运动学公式
由牛顿第二定律
联立可得粒子的比荷为
粒子在场中从S运动到P，由动能定理可得
可得S、P两点间电势差的绝对值为
（3）变为原来的4倍，则
由动能定理
联立可得
在圆形区域内粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则
可得
画出粒子运动轨迹可知
粒子在匀强磁场中运动一个圆弧，故粒子运动的时间为
由可得，粒子在圆形区域内运动的时间为
（二）选考题。
13. 下列说法中正确的是（ ）
A. 布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性
B. 压紧的铅块会“粘”在一起，说明分子间有引力
C. 气体难压缩，说明气体分子间存在斥力
D. 随着物体运动速度的增大，物体的分子动能也增大
E. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
【答案】ABE
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒受到液体分子的撞击做无规则运动，间接地反映了液体分子的无规则热运动，故A正确；
B．压紧的铅块会“粘”在一起，说明了分子间有引力，故B正确；
C．气体难压缩，是因为气体压强太大，此时气体分子距离仍相当大，分子间的相互作用力几乎为零，故C错误；
D．物体分子动能反映的是微观运动，而物体运动速度反映的是宏观运动，两者没有直接联系，故D错误；
E．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，温度没有变化，分子的平均动能不变，由于在这个过程中要吸收热量，内能增大，则其分子之间的势能增加，故E正确。
故选ABE。
14. 如图甲所示，导热性能良好的圆柱形汽缸放在水平地面上，开口向上，用横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞到汽缸底部的距离为h，此时环境温度为T。(热力学温度)。已知大气压强恒为p0，活塞的质量为m=现将一质量也为m的重物轻放在活塞上，同时缓慢升高环境温度，活塞静止后到汽缸底部的距离为h(如图乙所示)，该过程气体从外界吸收的热量为Q。重力加速度为g，不计活塞与汽缸之间的摩擦，求：
(i)最终气体的热力学温度T
(ii)上述过程中气体内能的变化量ΔU
【答案】(ⅰ) ；(ⅱ)
【解析】
【详解】(i)图甲中，汽缸内气体的压强
图乙中，汽缸内气体的压强
由理想气体状态方程得
联立解得
(ii)上述过程中外界对气体做功为
由热力学第一定律知
联立解得
15. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，零时刻的波形图如图中实线，经过（）该部分波形图如图中虚线，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点O的距离为12.5m。该波的波长为________m，波速为________m/s，内质点A运动的路程为________cm。
【答案】 ①. 20 ②. 25 ③.
【解析】
【详解】[1]由波形图可知，该波的波长为。
[2]波沿x轴正方向传播，且传播时间小于一个周期，可知波传播了，则该波的波速
[3]根据波形可知振幅，则零时刻的波动方程为
带入质点A的横坐标，得到质点A的纵坐标
由前两问可知，该波的周期为
0~0.7s内质点A振动了个周期，则质点A通过的路程为
16. 如图所示一棱镜的截面为等边三角形，一束光从D点垂直于AB边由真空射向棱镜，经AC边恰好发生全反射后从BC边射出。已知三角形的边长为a，，真空中的光速为c，求：
（1）棱镜的折射率n；
（2）光在棱镜中传播的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意画出棱镜中的光路图
由几何关系可知，在AC边上的入射角为
在AC边刚好发生全反射，由光折射定律
可得棱镜的折射率为
（2）由几何关系可知
在三角形ADE中
光在棱镜中传播的路程为
由光的折射定律
可得，光在棱镜中传播的速度为
所以光在棱镜中传播的时间为