2024届辽宁省沈阳市东北育才学校高中部高三下学期第六次模拟考试 物理 （解析版）

这是一份2024届辽宁省沈阳市东北育才学校高中部高三下学期第六次模拟考试 物理 （解析版），共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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，每小题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。
1．2021年12月20日，全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功。标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：，其中不稳定，衰变的半衰期为，下列说法正确的是（ ）
A．反应产物的中子数为50
B．上述核反应也称热核反应，由于质量亏损而释放出能量
C．反应产物的比结合能比的比结合能小
D．的原子核，经过后剩余的质量是开始时的
2．如图所示的一次函数图像，横轴与纵轴所表示的物理量并未标出，已知图像的横轴、纵轴的截距分别为，根据所学的匀变速直线运动的规律来分析，下列说法正确的是（ ）
A．若横轴表示时间，纵轴表示物体的速度，则时刻物体的速度为
B．若横轴表示位移，纵轴表示物体速度的平方，则物体的加速度为
C．若横轴表示时间，纵轴表示物体的平均速度，则物体的加速度为
D．当物体受到竖直向下的拉力在真空中下落，若横轴表示，纵轴表示物体加速度，则物体的质量为
3．如图甲所示，车辕是马车车身上伸出的两根直木，它是驾在马上拉车的把手。如图乙为马拉车时的简化模型，车辕前端距车轴的高度大约为，马拉车的力可视为沿车辕方向，马车的车轮与地面间的摩擦力大小是其对地面压力的，若想让马拉车在水平面上匀速前进且尽可能省力，则车辕的长度大约为（ ）
A．B．C．D．
4．四个物体通过轻绳和轻弹簧按如图所示方式连接，已知，重力加速度为，若突然剪断间的绳子，剪断绳子后的瞬间，下列有关表述正确的是（ ）
A．的加速度为零B．的加速度为
C．的加速度为D．的加速度为
5．如图所示，一束单色光以与三棱镜面成45°角的方向斜射到面上的点，折射光线照射到面恰好发生全反射，全反射后的光线直接照射到点，已知玻璃砖对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为，下列说法正确的是（ ）
A．该单色光在三棱镜中的全反射临界角为30°
B．三棱镜顶角
C．光从点传播到点经过的路程为
D．光从点传播到点所用的时间为
6．如图所示，两极板水平放置的平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计外壳接地。闭合电键S时，一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是（ ）
A．若将A极板向下平移一小段距离，则带电油滴向下运动
B．若将A极板向下平移一小段距离，P点电势将降低
C．若断开电键S，再将B极板向下平移一小段距离，静电计指针张角变大
D．若断开电键S，再将B极板向下平移一小段距离，P点电势将降低
7．如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响。对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器底部没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。下列说法正确的是（ ）
A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
8．如图所示，人造卫星围绕地球做圆周运动，和与地球相切，称为地球对卫星的张角。现有甲、乙两颗人造卫星，轨道平面相同，以相同方向绕地球公转。已知地球对甲、乙的张角分别为和，且，甲、乙公转角速度分别为和，万有引力常量为。则以下说法正确的是（ ）
A．由题目所给条件，可以算出地球的质量
B．由题目所给条件，可以算出地球的密度
C．每隔时间，两卫星可以恢复直接通信
D．每隔时间，两卫星可以恢复直接通信
9．某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4∶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的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。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．大轮转动的角速度不能超过
B．灯泡两端电压有效值为
C．若用总长为原来两倍的漆包线重新绕制边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡变得更亮
D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
10．如图所示，两条粗糙平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨间的距离为，导轨电阻忽略不计，磁感应强度为的匀强磁场与导轨所在平面垂直，将两根相同的导体棒置于导轨上不同位置，两者始终与导轨垂直且接触良好，两棒间的距离足够大，已经两棒的质量均为、电阻为，某时刻给棒沿导轨向下的瞬时冲量，已知两导棒与导轨间的动摩擦因数，在两棒达到稳定状态的过程中（ ）
A．两棒达到稳定状态后两棒间的距离均匀减小
B．回路中产生的热量
C．当导体棒的动量为时，导体棒的加速度大小
D．当导体棒的动量为的过程中，通过两导体棒间的距离减少了
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某实验小组探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量、单摆摆长的关系。
（1）小组内的两位同学各自组装了一套实验装置，分别如图甲、乙所示。为了保证小球在确定的竖直面内摆动，应选用图______（选填“甲”或“乙”）所示的实验装置。
（2）关于该实验，下列说法正确的是______。
A．该探究方法为控制变量法
B．实验所用小球的质量要尽量大，体积要尽量小
C．实验时细线的最大摆角约为45°
D．测量小球的摆动周期时，应该从小球处于最高点时开始计时
（3）当小球的质量一定，探究单摆做简谐运动的周期和摆长的关系时，该小组同学利用正确装置通过改变摆长进行了多次实验，画出的图像如图丙所示，由图丙可得小球的质量一定时，周期和摆长的关系为______（用表示）。
12．（8分）某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：电池组（四节干电池）、灵敏电流计（满偏电流，内阻）、定值电阻，定值电阻，变阻箱（阻值范围可调），开关，导线若干。同学们思考讨论后设计电路如图甲。
（1）若灵敏电流计（满偏电流，内阻）改装成量程为的电压表，则定值电阻的阻值为______。
（2）采集灵敏电流计和变阻箱的读数，作出了图像如图乙所示，已知图线的斜率为，纵截距为，则所测得电池组的电动势______，内阻______。（用题目中所给的字母表示，已知电源中的电流远大于电流计G中的电流）
（3）组长还组织大家进一步研究，图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与的定值电阻串联起来接在上述电池组上（若测得电池组的电动势，内阻），如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为______（保留2位有效数字）。
13．（10分）如图，一小汽车停在小山坡底部，突然司机发现山坡上距坡底处，因地震产生的小泥石流以的初速度、的加速度匀加速倾斜而下，泥石流到达坡底后以的加速度沿水平地面做匀减速直线运动，司机从发现险情到发动汽车共用了，设汽车启动后一直以的加速度，沿与泥石流的同一直线做匀加速直线运动。求：
（1）泥石流到达坡底速度的大小；
（2）泥石流与汽车相距的最近距离。
14．（12分）如图所示，小明用仪器测一质量为的生肖摆件的密度。已知密闭容器的容积为，抽气筒的容积为，把生肖摆件放入密闭容器，抽气筒与密闭容器通过单向阀门相连，活塞从抽气筒的左端向右移动到右端的过程中，阀门开启，密闭容器内的气体进入抽气筒，活塞从右端向左移动到左端过程中，阀门关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，完成一次抽气过程。开始时密闭容器内空气压强为，抽气一次后，密闭容器内气体压强为，抽气过程中气体的温度不变，气体可视为理想气体，求：
（1）生肖摆件的密度；
（2）抽气10次后，密闭容器内剩余气体和抽气前气体质量的比值。
15．（18分）《三体》动画的一开头就有这样的台词：“科学发展，突破口在哪儿？”、“粒子对撞实验”。如图所示，在的区域内存在一定高度范围的、沿轴正方向的匀强电场，在的区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场．在电场下边缘有一粒子源，某时刻，粒子源沿轴正方向发射出一质量为、带正电的粒子，已知粒子进入电场时的速度为，进入磁场时的速度方向与轴正方向的夹角为，在粒子进入磁场的同时，另一不带电粒子也经轴进入磁场，运动方向与粒子进入磁场的方向相同，在粒子没有离开磁场时，两粒子恰好发生正碰（碰撞前的瞬间，粒子、粒子的速度方向相反），不计两粒子的重力。求：
（1）电场力对粒子所做的功；
（2）碰撞前粒子的速度大小；
（3）若两粒子碰后结合成粒子，结合过程不损失质量和电荷量，且从粒子进入磁场的位置向左沿轴负方向放置有无限长的吸收板（粒子碰上吸收板后立即被吸收而不再运动），经过分析可知无论粒子的质量怎么取值，吸收板上都有两段区域总是粒子不能到达的，请你计算出这两段区域长度的比值大小，并分析出要能够使粒子到达吸收板，粒子的质量所要满足的条件。
参考答案
1．D 2．D 3．D 4．C 5．B 6．C 7．C 8．BD 9．BC 10．BCD
1．D 【详解】A．根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为
可知反应产物X的中子数为53，故A错误；
B．该核反应为重核裂变反应，B错误；
C．核反应中生成物比反应物稳定，比结合能大，C错误；
D．根据半衰期公式
可知时
所以的原子核，经过后剩余的质量是开始时的，D正确。
故选D。
2．D 【详解】A．若横轴表示时间t，纵轴表示物体的速度v，由对比图像可得
则时刻物体的速度为，A错误；B．若横轴表示位移x，纵轴表示物体速度的平方，由对比图像可得可得，B错误；C．若横轴表示时间t，纵轴表示物体的平均速度v，由，可得，结合可得，对比图像可得，可得，C错误；D．当物体受到竖直向下的拉力F在真空中下落，由牛顿第二定律可得，变形可得，对比图像可得，综合可得，D正确。
故选D。
3．D 【详解】根据题意，车匀速运动，则受力平衡，设马拉车的力为F，车辕与水平方向夹角为，可得，根据牛顿第三定律，可知车对地面的压力大小等于车所受支持力，即
又，联立，解得，当时，有，可得，车辕的长度为
故选D。
4．C 【详解】AB．突然剪断间的绳子，间绳的拉力突变为零，而间弹簧的弹力保持不变，将整体可得，解得，故AB错误；CD．初始时由平衡条件可得弹簧的弹力，突然剪断间的绳子，间绳的拉力突变为零，而间弹簧的弹力保持不变，可知的受力情况保持不变，则，对，解得，故C正确，D错误。
故选C。
5．B 【详解】A．设光在点的入射角为，折射角为，根据题意知，则
解得
光在面全反射时
解得
故A错误；
B．根据几何关系
解得
故B正确；
C．根据几何关系可知，光从点传播到点的路程，故C错误；
D．光传播的时间，故D错误。
故选B。
6．C 【详解】A．电容器与电源相连，电压不变，若将极板向下平移一小段距离，根据
电场强度增大，带电油滴向上运动，A错误。
B．根据
点电势将升高，B错误。
C．若断开电键，电容器带电荷量不变，将极板向下平移一小段距离，根据
电容减小，根据
电压增大，静电计指针张角变大，C正确。
D．电场强度
不变，根据
点电势将升高，D错误。
故选C。
7．C 【详解】AB．时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动，对整体分析，有一部分沙子有向下的加速度，则总重力大于支持力，合力向下，A项错误，B项错误；
CD．对时刻二分析，部分沙子做自由落体运动，设沙漏的总质量为，空中正在下落的沙子质量为，沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为，因细孔处速度很小，可视为零，故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度
沙子下落的时间
设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为，在极短时间内，撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为，由动量定理有
解得
空中的沙子质量则
对沙漏受力分析，可知桌面对沙漏的支持力
C项正确，D项错误。
故选C。
8．BD 【详解】AB．根据题意，由万有引力提供向心力有，由几何关系有，解得，由于不知道地球半径，也无法求出轨道半径，则无法求出地球质量，又有，联立解得，即地球的密度为，故A错误，B正确；CD．根据题述条件画出几何关系图，如图所示
可知当甲进入弧，则甲、乙无法直接通信，当甲的公转比乙多转，两者可恢复直接通信，则有，解得，故C错误，D正确。故选BD。
9．BC 【详解】AB．依题意，大轮和小轮通过皮带传动，线速度的大小相等，根据
由大轮和小轮的半径之比为4∶1，可知小轮转动的角速度为大轮转动角速度的4倍，即线圈转动的角速度为。根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势的最大值为
根据正弦式交流电峰值和有效值的关系可知，产生的电动势的有效值为
根据欧姆定律可得灯泡两端电压的有效值为
联立解得
发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，可得
解得
故A错误；B正确；
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的多匝正方形线圈，则线圈的匝数会变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值为
此时线圈产生感应电动势的有效值为
根据电阻定律可得
可知线圈的电阻也会变为原先的2倍，根据电路构造的分析和欧姆定律可得
联立解得
可知灯泡变得更亮。故C正确；
D．若将小轮半径变为原来的2倍，则根据线速度的计算公式可知线圈和小轮的角速度都会变小，根据前面选项分析可知灯泡两端电压有效值会随之减小，因此灯泡会变暗。故D错误。
故选BC。
10．BCD 【详解】A．因为
得两金属棒重力沿斜面向下的分力和摩擦力平衡
且两棒受的安培力等大反向，则系统所受外力之和为零，所以导体棒和组成的系统动量守恒。两棒达到稳定状态后，两棒做速度相同的匀速直线运动，两棒达到稳定状态后两棒间的距离不变。A错误；
B．某时刻给棒沿导轨向下的瞬时冲量，设此时棒为，两棒达到稳定状态后两棒速度为
由动量定理
得
由动量守恒定律得
得
由能量守恒定律得，回路中产生的热量
B正确；
C．当导体棒的动量为时，设导体棒速度为，导体速度为
则
由动量守恒定律
得
由法拉第电磁感应定律，当导体棒的动量为时，回路中的感应电动势
由闭合电路欧姆定律得
当导体棒的动量为时，对导体棒由牛顿第二定律得
解得
C正确；
D．当导体棒的动量为的过程中，设流经回路某截面的电荷量为，平均电流为，时间为，对导体棒由动量定理得
得
又
得
D正确。
故选BCD。
11．乙 AB/BA
【详解】（1）[1]为了保证小球在确定的竖直面内摆动，应选用图乙所示的实验装置；
（2）[2]A．探究单摆做简谐运动的周期和小球的质量关系时，应控制单摆摆长相同；探究单摆做简谐运动的周期单摆摆长的关系，应控制小球的质量相同，故该探究方法为控制变量法，故A正确；
B．为减小空气阻力的影响，实验所用小球的质量要尽量大，体积要尽量小，故B正确；
C．小球做单摆运动，实验时细线的最大摆角约为5°，故C错误；
D．测量小球的摆动周期时，应该从小球处于最低点时开始计时，故D错误。
故选AB。
（3）[3]根据图象可得
可得周期和摆长的关系为
12．5500 0.25
【详解】（1）[1]若想灵敏电流计改装成量程为的电压表，需要串联一个定值电阻，该定值电阻的阻值
（2）[2][3]由电路图可得
因已知电源中的电流远大于电流计中的电流，则可写成
即
则，
解得，
（3）[4]设灯泡两端电压为，每个灯泡的电流为，由闭合电路欧姆定律
将此关系图像画在丙图中，如图所示
两图形交点即为一个灯泡的工作电流与电压，每只灯泡的功率
13．（1）；（2）
【详解】（1）设泥石流到达坡底的时间为，速度为根据位移公式有
由速度公式有
代入数据得
（2）泥石流到达坡底时，汽车速度
汽车位移
当汽车的速度与泥石流速度相等时，泥石流与汽车相距最近
设泥石流到达坡底后汽车又加速时间为，故有
泥石流水平位移
汽车位移
相距最近的距离
由以上各式解得
14（1）；（2）
【详解】（1）设生肖摆件的体积为，第一次抽气过程，
由玻意耳定律有
其中解得
生肖摆件的密度
（2）设第二次抽气后，容器内气体压强为，有
设第三次抽气后，容器内气体压强为，有
依次类推可知
设剩余气体压强为时体积为，则有
则剩余气体与抽气前气体的质量的比值为
15．（1）；（2）；（3）或
【详解】（1）设粒子进入磁场时的速度为，则
解得
由动能定理得，电场力做的功
解得
（2）两粒子的运动轨迹大致如图所示（粒子的出发点不一定在坐标原点且对答案无影响），设粒子的圆周半径为，由等时性
解得
（3）设碰后粒子的速度，半径为，那么对粒子在磁场中匀速圆周运动
对粒子在磁场中匀速圆周运动
讨论：
①若沿粒子的方向，则
欲使粒子能到达吸收板，则必须
解得
粒子不可能到达的区域长度
②若沿粒子的方向，则
欲使粒子能到达吸收板，则必须
解得
粒子不可能到达的区域长度
综上所述：粒子所不能到达的两端区域长度之比
粒子能到达吸收板，粒子的质量须满足或