2024白银靖远县四中高三上学期9月月考物理试题含解析

靖远四中2024届高三第二次模拟考试物理试卷

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，只有一个选项符合题目要求。

1. 如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用长为l的轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳与墙的夹角为θ，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则下列说法正确的是（     ）

A.  B.

C. 减小绳长l，墙壁的支持力FN变大 D. 减小绳长l，轻绳的拉力FT变小

【答案】C

【解析】

【详解】AB．足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图

根据几何知识得,悬绳对球的拉力

墙壁对足球的支持力

故AB错误；

CD．减小绳长l，角增大，减小，悬绳的拉力增大；增大，墙壁对足球的支持力增大，故C正确，D错误。

故选C。

2. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（    ）

A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B. 谷粒2在最高点的速度小于

C. 两谷粒从到的运动时间相等 D. 两谷粒从到的平均速度相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A错误；

C．谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长，C错误；

B．谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒1比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于，B正确；

D．两谷粒从O点运动到P点的位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D错误。

故选B。

3. 两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知两节动车分别有

当将它们编组后有

联立可得

故选D。

4. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将专用弹性橡皮绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（　　）

A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速

B. 整个下落过程中，运动员的机械能保持不变

C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功

D. 弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．弹性绳刚伸直时，此时运动员的重力大于弹性绳的弹力，加速度向下，运动员仍加速运动，故A错误；

B．整个下落过程中，运动员连同弹性绳的机械能总和不变，但是整个下落过程中随着弹性绳的弹性势能增大，运动员的机械能在减小，故B错误；

C．整个下落过程中，初末状态运动员的速度均为零，重力对运动员所做的功为，运动员克服弹性绳弹力所做的功为，由动能定理有

可知

故C错误；

D．根据前面分析可知运动员连同弹性绳的机械能总和不变，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的速度先增大后减小，动能先增大后减小，故运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。

故选D。

5. 在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕О做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得О点到球心的距离为R。下列说法正确的是（     ）

A. 圆周运动轨道只能处于水平面内

B. 小球的质量为

C. 若误将1到5圈的时间记作5圈，则所得质量偏小

D. 若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小

【答案】C

【解析】

【详解】A．在太空实验室中，物体处于完全失重状态，小球没有重力效果，圆周运动轨道可以处于任意平面内，故A错误；

B．小球做匀速圆周运动，小球所受合力为绳上的拉力F，该拉力充当向心力，则由牛顿第二定律有

根据题意小球做匀速圆周运动的周期

联立解得

故B错误；

C．若误将1到5圈时间记作5圈，则圈数n变大，由

可知，质量偏小，故C正确；

D．若测R时未计入小球半径，则变小，由

可知，质量偏大，故D错误。

故选C。

6. 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设光线在OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知，则有折射定律

光线射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中

光线在AB两点发生全反射，有全反射定律

即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，由几何关系可知

故选C。

7. 随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其它星球成为可能。假设未来的某一天，P1、P2两星球各自有一艘飞船绕其表面附近做匀速圆周运动，测得飞船的向心加速度a与轨道半径的图像如图所示。根据图像可判定出（     ）

A. 星球P1的质量大于星球P2

B. 星球P2的密度大于星球P1

C. 飞船绕星球P2表面飞行的动能大于绕星球P1的表面飞行的动能

D. 脱离星球P2需要飞船提供的能量更多

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律

可得

由图像可知，故A错误；

B．根据密度公式有

由图像可知,则有

故B正确；

C．根据牛顿第二定律有

根据动能表达式

绕星球表面飞行时轨道半径相同，，飞船的质量无法确定，故C错误；

D．根据万有引力

可知当半径相同时，飞船的质量无法确定，所以无法确定能量关系，故D错误。

故选B。

二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

8. 主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波。生活中某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，已知声音在空气中的传播速度为340m/s。为取得最好降噪效果，关于抵消声波的下列说法正确的是（    ）

A. 频率为 100Hz B. 振幅为2A

C. 波长为34m D. 在耳膜中产生的振动与图中所示的振动的相位相反既相差

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．噪声信号的频率为

则抵消声波频率应该等于噪声信号的频率，即为 100Hz，抵消声波振幅应该等于噪声信号的振幅，即为A，选项A正确，B错误；

C．波长为

选项C错误；

D．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动的相位相反既相差，发生干涉现象，使振动减弱，从而实现降噪的目的，故D正确。

故选AD。

9. 大量处于n=6的高能级的氢原子向低能级跃迁，其中跃迁到n=2的能级时产生的四条可见光光谐线如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（     ）

A. 该跃迁能产生的光谱线总数为15条

B. 图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ

C. 可见光Ⅱ的光子动量大于可见光I的光子动量

D. P向a移动，电流表示数为零时可见光I对应的电压表示数比可见光Ⅱ的大

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．该跃迁能产生光谱线总数为

A正确；

B．根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得

氢原子从能级6跃迁到能级2，辐射出的能量较大，及可见光I的频率大，波长小，故图1中的对应的是可见光Ⅱ，双缝干涉条纹间距可表示为

由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ，B正确；

C．光子动量可表示为

可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，C错误；

D．根据光电效应方程及动能定理可得

可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，D正确。

故选ABD。

10. 图示装置为革命战争年代常用的手摇交流发电机模型。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为2：1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（     ）

A. 线圈转动的角速度为

B. 灯泡两端电压有效值为

C. 若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为

D. 仅适当减小小轮半径，灯泡会变得更亮

【答案】CD

【解析】

【详解】A．大轮与小轮通过皮带传动，线速度相同，小轮与线圈固定在同一转轴上，角速度相等，根据题意知大轮与小轮半径之比为2：1，根据

大轮以角速度匀速转动时，线圈转动的角速度为，故A错误；

B．线圈转动产生感应电动势的最大值为

故感应电动势有效值为

则灯泡两端电压有效值为

故B错误；

C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈匝数变为原来的2倍，根据电阻定律知，线圈电阻变为,线圈转动产生感应电动势的最大值变为

故感应电动势的有效值为

则灯泡两端电压有效值为

故C正确；

D．仅适当减小小轮半径，则根据

判断知，线圈转动角速度增大，根据

知线圈转动产生感应电动势的有效值变大，故灯泡会变得更亮，故D正确。

故选CD

三、实险题，本题共﹖小题，其中第11小题，第12小题10分，共1。

11. 如图所示，某同学把A、B两根不同的轻弹簧串接竖直悬挂，探究A、B弹簧弹力与伸长量的关系。在B弹簧下端依次挂上质量为m=0.15kg的钩码，静止时指针所指刻度xA、xB的数据如表，取当地重力加速度g=9.8m/s2。

挂上第二个钩码，弹簧A的长度变化=_______cm，弹簧B的长度变化=________cm，弹簧B的劲度系数=________N/m。（结果保留三位有效数字）

【答案】    ①. 1.78    ②. 1.40    ③. 105

【解析】

【详解】[1] 挂上第二个钩码时，弹簧A的长度变化

[2]弹簧B的长度变化

[3]弹簧B的劲度系数

12. 卡塔尔世界杯开幕前一个月，由中国电建承建的阿尔卡萨兆瓦光伏电站顺利投产，为卡塔尔世界杯提供强劲的绿色能源。某物理小组对光伏发电很感兴趣，利用图所示电路对光伏电池的伏安特性进行了探究，图中定值电阻，设相同光照强度下光伏电池的电动势不变，电压表、电流表均可视为理想电表。

（1）实验一：用一定强度的光照射该电池，闭合电键，调节滑动变阻器的阻值。通过测量得到该电池两端电压随电流变化如图（b）中曲线所示。可知该电池内阻随电流增大而________选填“增大”“减小”或“不变”，电池的电动势大小为________结果保留三位有效数字。某时刻电压表示数如图（C）所示，读数为________，由图像可知，此时电池的内阻为________；

（2）实验二：换另一光源照射，重复上述实验，测得关系如图中曲线所示。若在“实验一”中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为，则在“实验二”中滑动变阻器仍为该值时，滑动变阻器消耗的电功率为________计算结果保留两位有效数字。

【答案】    ①. 增大    ②.     ③.     ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1][2][3][4]由图像可知，因图像的斜率等于电源的内阻，斜率在不断增大，可知电池内阻在不断增大；由图像可知，图像与纵轴的截距值为电池的电动势，可得

由图（C）可读数得

由图中读出，此时电路中的电流为

可得此时电源的内阻

（2）[1]由图像可知，当

时，

由欧姆定律得

代入数据得

解得 

则在实验二中，滑动变阻器仍为该值时，此时外电路电阻为

将此电阻的线画在此电源的图像中，直线与的交点为电路的工作点，如图：

此时

则滑动变阻器消耗的电功率为

四、计算题：本题共3小题，其中第13小题12分，第14小题14分，第15小题18分，共44分。

13. 一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像如图所示.已知气体在状态A时的压强为.求：

（1）状态A的温度；

（2）状态C的压强。

【答案】（1）200 K；（2）

【解析】

【详解】（1）从状态A到状态B，气体发生等压变化，压强保持不变，即

根据盖—吕萨克定律有

解得

（2）从状态B到状态C，气体发生等容变化，根据查理定律有

代入数据解得

14. 如图所示，在0≤x≤2d，0≤y≤2d的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m，电量为q的带正电粒子从OP中点A无初速度进入电场（不计粒子重力），粒子从上边界垂直QN第一次离开电场后，垂直NP再次进入电场。问：

（1）粒子第一次离开电场的速度大小；

（2）磁场的磁感应强度B的大小；

（3）粒子第二次离开电场时的坐标。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设粒子第一次离开电场的速度大小为，根据动能定理

解得

（2）粒子从上边界垂直QN第一次离开电场后，垂直NP再次进入电场，故可知粒子在磁场中运动轨迹半径为d，粒子在磁场中做圆周运动有

，

解得

（3）粒子第二次在电场中做类平抛运动，时间为

沿y轴方向位移为

故第二次离开电场时的坐标为。

15. 如图所示，质量为m=0.2kg的小车静止在租糙的水平地上，小车与水平面间的动摩擦因数，固定挡板P靠在小车左侧，质量为的物块P1静止于小车的上表面A点，A点左侧是一半径R=0.45m的光滑四分之一圆弧，右侧水平且粗糙。现将质量也为m=0.2kg的小物块P2由圆弧顶端无初速度释放，沿圆弧下滑至A点与P1发生弹性碰撞，碰撞时间极短，P1、P2与小车间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，最终两物块均未从小车上滑落，二小物块均可看成质点，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）物块P2下滑至A点还没有发生碰撞前对小车的压力；

（2）P1、P2发生弹性碰撞后各自的速度；

（3）最终P1、P2间的距离。（此问保留3位有效数字）

【答案】（1），竖直向下；（2），；（3）2.37m

【解析】

【详解】（1）P2由圆弧顶端滑至A点，由机械能守恒得

解得

由牛顿第二定律可得

解得

由牛顿第三定律可知，物块P2下滑至A点还没有发生碰撞前对小车的压力大小为6N，方向竖直向下。

（2）设碰后P1、P2的速度分别为、，根据动量守恒、机械能守恒可得

联立解得

，

（3）P1、P2碰撞后均做匀减速运动，加速度大小均为

小车的加速度为

设经时间P2和小车相对静止，此时速度为

解得

，

之后P1继续做匀减速运动，加速度大小仍为，以小车和P2整体，根据牛顿第二定律可得

解得

小车和P2整体以加速度做匀减速运动，小车和P2停下所用时间为

此时P1的速度为

之后P1也停下所用时间为

系统静止，画出速度—时间图像如图所示

小车的位移为

最终P1、P2间的距离为