2024届广东省中山市华侨中学高三下学期第六次模拟考试物理试题

这是一份2024届广东省中山市华侨中学高三下学期第六次模拟考试物理试题，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．每次看到五星红旗冉冉升起，我们都会感到无比的自豪和骄傲，在两次升旗仪式的训练中，第一次国旗运动的图像如图中实线所示，第二次国旗在开始阶段加速度较小，但跟第一次一样，仍能在歌声结束时到达旗杆顶端，其运动的图像如图中虚线所示，下列图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
2．随着生活水平的提高，人们通常喜欢用绿植来装点房屋，如图所示为一盆悬挂的吊兰，若绿植和盆的总重力为60N，三根可认为轻质的链条完全对称悬挂且每根链条与竖直方向夹角均为45°，则每根链条所承受的拉力大小是（ ）
A．60NB．C．20ND．
3．如图所示，在一次投弹演习中，战机释放的炸弹（近似于平抛运动）未能击中山坡上的目标S，你认为飞行员应如何调整才可能准确命中目标（ ）
A．保持原航速和飞行高度，稍微提前投弹
B．保持原航速和飞行高度，稍微延后投弹
C．保持原航速、降低飞行高度，提前投弹
D．保持原航速，到S正上方投弹投弹
4．2023年10月26日17时46分神州十七号载人飞船成功与中国空间站“天和一号”核心舱精准对接，形成三舱三船组合体，这是中国速度和中国力量的生动写照，这标志着中国空间站应用与发展阶段2023年度发射任务完美收官。对接后组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动，飞行高度为393km。已知地球半径R，引力常量G，地球表面重力加速度g，根据题中所给条件，下列说法正确的是（ ）
A．组合体的周期大于24小时
B．可以估算出完成对接后组合体的质量
C．组合体的向心加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度
D．若实验舱内有一单摆装置，将摆球拉开一个小角度静止释放会做简谐运动
5．取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后连续周期性地向上、向下抖动，可以看到在绳上产生一列波，a、b、c为绳上的质点，某时刻波刚好传播到质点c，绳上形成的波形如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．手开始抖动时运动方向向上
B．之后质点a比质点b先回到平衡位置
C．该时刻质点a的速度比质点b的速度大
D．图中为波源开始振动后1.5周期时刻的波形
6．如图所示，用高压水枪喷水洗车时，水喷到车身后顺车身流下。若水枪单位时间内射出水的体积为Q，水枪喷口的截面积为S，水的密度为，则车受到水的平均作用力大小为（ ）
A．B．C．D．
7．地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大盘处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子能量范围是1.62eV～3.11eV，下列说法正确的是（ ）

A．光线发射器中发出的光有两种为可见光
B．题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV
C．题述a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光
D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小
二、多选题
8．潜水员在水中呼出的CO2气泡，从水下几米深处快速上升到水面，这一过程中气体与外界未实现热交换。将气泡内的CO2气体视为理想气体，则在这一过程中，下列说法正确的是（ ）

A．CO2分子的平均动能保持不变
B．单位时间内与气泡壁碰撞的CO2分子数减少
C．气泡内CO2分子的密度减少
D．CO2气体对外做功，压强减少
9．英国物理学家卢瑟福用粒子轰击厚度为微米的金箔，发现少数粒子发生较大偏转。如图所示，甲、乙两个粒子从较远处（规定电势为零）分别以相同的初速度轰击金箔，实线为两个粒子在某一金原子核附近电场中的运动轨迹，两轨迹的交点为a，虚线表示以金原子核为圆心的圆，两轨迹与该圆的交点分别为b、c。忽略其他原子核及粒子之间的作用，两粒子从较远处运动到b、c两点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电场力对甲、乙两个粒子做的功一定相同
B．两个粒子经过a点时加速度一定不同
C．乙粒子在a点的电势能一定大于在c点时的电势能
D．电场力对甲粒子冲量的大小一定等于对乙粒子冲量的大小
10．如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R，电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒MN水平放置，质量为m，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．只闭合开关，金属棒MN做匀加速直线运动
B．只闭合开关，金属棒MN做匀加速直线运动
C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为，则所用时间
D．只闭合开关，通过金属棒MN的电流
三、实验题
11．一同学利用图甲所示装置来测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，弧长为l（R远大于l），B为圆弧轨道最低点，A、C关于B点所在的竖直线对称。小钢球的半径为r（r远小于l），当小钢球经过圆弧轨道最低点B时，光传感器发出的光，恰好能过小钢球的球心。现将小钢球从A点由静止释放，沿凹槽ABC自由往复运动，光传感器接收端接收到一段时间内的光信号强度变化情况如图乙所示（只有已知）。
（1）该同学在分析光信号变化情况时，发现与相比，非常小，可以忽略不计。由此可得出，小钢球往复运动的周期为 。
（2）小钢球在圆弧轨道上的运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度g表达式为 。
（3）由于在计算周期时忽略了，由此测得重力加速度值与真实值相比是 。（选填“偏大”或者“偏小”）
12．根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。
（1）实验小组用多用电表直接粗糙人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至 （填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为 ；
（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：
①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择 ，
②请把实验电路图补充完整 ；
③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻 （用题中所给的物理量符号表达）。
四、解答题
13．如图所示，某研究小组通过检测宝石颗粒的折射率以检验宝石的真伪。利用激光照射一长方体宝石。长方形为激光在宝石中的光路所在截面。入射光线PO从AB的中点O射入，从C点射出，PO与法线之间的夹角为。，。经查阅，该宝石的绝对折射率为2.4。
（1）请通过计算判断该宝石是否为伪造产品；
（2）若该宝石AB边和CD边足够长，入射光线PO与法线之间的夹角调整为60°，请问折射光线能否透过CD界面?
14．“太空粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化为如图所示。辐射状的加速电场区域I边界为两个同心平行的网状金属扇形弧面，O1为圆心，圆心角θ为120°，外圆弧面AB与内圆弧面CD间的电势差为U0，M为外圆弧的中点。在紧靠O1右侧有一圆形匀强磁场区域Ⅱ，圆心为O2，半径为L，磁场方向垂直于纸面向外且大小为。在磁场区域下方相距L处有一足够长的收集板PNQ。已知MO1O2和FNQ为两条平行线，且与O2N连线垂直。假设太空中漂浮着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB弧面并经电场从静止开始加速，然后从O1进入磁场，并最终到达PNQ板被收集，忽略一切万有引力和粒子之间作用力。求：
（1）粒子经电场加速后，进入磁场时的速度v的大小；
（2）粒子在磁场中运动的半径R；
（3）粒子到达收集板沿PQ方向的宽度。
15．如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右侧有一质量M=0.10kg、半径R=0.20m的四分之一光滑圆弧轨道CED（厚度不计）静置于水平地面上，圆弧轨道底端C与水平面上的B点平滑相接，O为圆弧轨道圆心。用质量为m=0.20kg的物块把弹簧的右端压缩到A点由静止释放（物块与弹簧不拴接），物块到达B点时的速度为。已知B点左侧地面粗糙，物块与地面之间的动摩擦因数为，A、B之间的距离为x=1m，B点右侧地面光滑，g取。
（1）求物块在A点时弹簧具有的弹性势能；
（2）求物块上升的最大高度；
（3）使该物块质量变为，仍由A点静止释放，物块离开圆弧轨道D点时受到一垂直纸面向里的瞬时冲量，并同时利用锁定装置让圆弧轨道瞬间停下，求物块离开轨道后运动轨迹的最高点到D点的距离。
参考答案：
1．C
【详解】A．两次训练，国旗上升的高度相等，所以图像围成的面积相等，A错误；
B．两次训练，升旗时间相等，B错误；
CD．第二次开始阶段加速度较小，虚线刚开始斜率较小，C正确，D错误。
故选C。
2．B
【详解】三根链条的竖直分力平衡重力，故每根链条的竖直分力为20N，再考虑45°的矢量合成， 即可知每根链条拉力为
N
故选B。
3．B
【详解】AB．根据题意，炸弹近似做平抛运动，由图可知，炸弹未能击中目标，原因在水平方向的位移不够，根据平抛运动规律判断可知，若要炸弹正好击中山坡上的目标，在保持原航速和飞行高度不变的情况下，稍微延后投弹，即可击中目标，故A错误，B正确；
C．若保持原航速不变，降低飞行高度，下落时间变短，则会打到更靠近山脚的位置，不会命中目标，故C错误；
D．保持原航速，到S正上方投弹投弹，炸弹则会打目标的右面，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】A．根据万有引力提供向心力，有
解得
由于组合体的轨道高度小于同步卫星的轨道高度，所以组合体的周期小于同步卫星的周期，即组合体的周期小于24h，故A错误；
B．根据万有引力与重力的关系，近似成
地球的质量
无法估算出完成对接后组合体的质量，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，有
解得向心加速度为
组合体的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，但由于同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度，而同步卫星的半径大于赤道上物体的半径，根据公式
所以同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，则组合体的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，故C正确；
D．静止释放小球，小球将无法做简谐运动，小球处于完全失重状态，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．根据波的传播方向，结合“同侧法”可知，波刚传播到c点时，质点c将向下振动，而在波的传播方向上任何质点的起振方向都和波源的起振方向相同，则可知手开始抖动时运动方向向下，故A错误；
B．分析可知，之后质点a先向下振动到波谷再经历周期从波谷回到平衡位置，而之后质点b先直接向上振动回到平衡位置，可知质点a回到平衡位置的时间大于，而质点b回到平衡位置的时间小于，即之后质点a比质点b晚回到平衡位置，故B错误；
C．距离平衡位置越近质点的速度越大，根据a、b质点距平衡位置的距离可知，质点a离平衡位置更近，因此该时刻质点a的速度比质点b的速度大，故C正确；
D．一个周期内波传播的距离为一个波长，根据波形图可知，此时刻的波形为个波长，则对应的时间应为个周期，即图中为波源开始振动后1.75周期时刻的波形，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】在时间∆t内射出水枪的水的质量为
根据动量定理可得
解得
故选B。
7．B
【详解】A．光线发射器中发出的三种光子的能量分别为：
E1=-1.51eV-（-13.6）eV=12.09eV
E2=-3.40eV-（-13.6）eV=10.2eV
E3=-1.51eV-（-3.40）eV=1.89eV
可知光线发射器中发出的光只有一种为可见光，故A错误；
B．根据光电效应方程可知
E1=W0+Ekm
光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为
Ekm =12.09eV-2.55eV=9.54eV
故B正确；
C．a光遏止电压小于b光遏止电压，由
E=W0+Ekm，
得a光子能量小于b光子能量，则题述a光子能量等于E2，为氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光，故C错误；
D．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，故D错误。
故选B。
8．BCD
【详解】AD．设CO2气泡在水下深度为h，则气泡压强为
可见从水下几米深处快速上升到水面的过程中，压强变小，假设气体温度不变，则由玻意耳定律知
则随着气泡压强变小，气泡体积会增大，则气体对外做功
W<0
又因为这一过程中气体与外界未实现热交换，由热力学第一定律知
其中
Q=0
则
即气体内能减少，又因为将气泡内的CO2气体视为理想气体，则内能减小温度会降低，与假设矛盾，即气体温度会降低，则CO2分子的平均动能变小，故A错误，D正确；
BC．因为气体平均动能减小且气体体积增大，则气泡内CO2分子的密度减少，单位时间内与气泡壁碰撞的CO2分子数减少，故BC正确。
故选BCD。
9．AC
【详解】A．两粒子从较远处运动到b、c两点的过程中，由于b、c两点在以场源电荷为圆心的圆上，而以场源电荷为圆心的圆都属于等势面，即b、c两点的电势相等，因此可得两粒子在b、c两点的电势能
由题意较远处（规定电势为零），设两粒子的初速度为，达到b、c两点时的速度大小分别为、，则由能量守恒有
可得
设电场力对甲乙两粒子所做的功分别为、，则根据动能定理有
可得
故A正确；
B．两个粒子经过a点时所受电场力相同，由牛顿第二定律可知，两个粒子在a点时的加速度相同，故B错误；
C．沿着电场线的方向电势降低，则可知离正的点电荷越近电势越高，因此有
而乙离子带正电，带正电的离子在电势越高的地方电势能越大，由此可知乙粒子在a点的电势能一定大于在c点时的电势能，故C正确；
D．根据以上分析可知，甲乙两离子在b、c两点处的速度大小相等，但方向不同，而根据动量定理
该式为矢量式，甲乙两粒子速度变化量为两粒子初末速度的矢量变化量，根据矢量运算法则可知，两粒子速度变化量的大小、方向均不同，因此电场力对甲粒子冲量的大小一定不等于对乙粒子冲量的大小，故D错误。
故选AC。
10．BCD
【详解】A．只闭合开关，金属棒MN刚释放时有
之后导体棒受重力和安培力共同作用，根据牛顿第二定律有
又
其中导体棒速度在增大，则导体棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，故A错误；
C．只闭合开关，金属棒MN下降高度为时速度为，在这个过程中对导体棒用动量定理有
又
联立解得
故C正确；
BD．只闭合开关，金属棒MN运动过程中取一段时间，且趋近于零，设导体棒加速度为a，则有
对导体棒，根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
可知导体棒做匀加速直线运动，故BD正确。
故选BCD。
11． 偏大
【详解】（1）[1]根据图乙可知
由于与相比，非常小，可以忽略不计，解得小钢球往复运动的周期为
（2）[2]单摆的摆长
根据
结合上述解得
（3）[3]由于在计算周期时忽略了，即测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大
12． 100
【详解】（1）[1]由题图可知，当选择开关调至“”挡时，欧姆表指针偏角过小，可知选择量程过小，应把选择开关调至挡；
[2]由图b可知，人体电阻为
（2）[3]流过人体的最大电流约为
则电流表的量程太大，可以用电压表代替电流表，其量程为
（3）[4]由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作用，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下图所示
（4）[5]流过人体电阻的电流
人体电阻两端的电压
根据欧姆定律可得人体电阻
13．（1）是伪造产品；（2）可以透过CD边界。
【详解】（1）由几何关系可知
故
根据折射定律有
解得
而宝石折射率为2.4，因此是伪造产品；
（2）当OP光线与法线的夹角
时，经界面AB折射后，射到CD边点假设可以从CD边射出，折射定律
又根据几何关系
得
因此可以透过CD边界
14．（1）；（2）L；（3）
【详解】（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，根据动能定理有
解得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
（3）所有粒子从AB弧面射入的粒子，速度大小相等，在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，且与磁场的半径相同，根据对称性可知，它们经过磁场旋转后都从磁场边界垂直于PNQ线射出，最终到达PNQ板被收集，轨迹如图所示
AC从各个粒子的运动轨迹可以看出，轨迹1在磁场中转动的角度最小，所以从A点射入的粒子到达收集板的最左端，根据几何知识可知，该粒子转动了30°，轨迹1、2的距离为
根据对称性可得，粒子到达收集板的范围为
15．（1）；（2）h=0.15m；（3）
【详解】（1）设弹簧的弹性势能为，物块从A到B的过程由动能定理得
代入数据得
（2）物块和圆弧轨道相互作用的过程水平方向动量守恒，机械能守恒，则
解得
h=0.15m
（3）设质量为的物块到达B点时的速度为，物块从A到B的过程由动能定理得
物块到达D点时在水平方向上与M共速
解得
设物块到达D点时在竖直方向上的速度为，由机械能守恒定律得
⑧
解得
物块飞出后在竖直方向上做匀减速运动，设从D点飞出到最高点所用时间为t
当物块上升到D点时受到一个垂直于纸面的冲量，设获得的速度为，由
以物块飞出时D点所在的位置为坐标原点，以水平向右为x轴，竖直向上为y轴，垂直于纸面向里为z轴，则在时间t内各方向的位移分别为
则最高点到D点的距离
代入数据得