2024届辽宁省协作校高三下学期一模大联考物理试题及答案

这是一份2024届辽宁省协作校高三下学期一模大联考物理试题及答案，共22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．近年来，中国军力发展很快，即直19和直20等直升机以及歼20等战斗机入列，大大提高中国空军的综合作战能力。如图为直20直升飞机吊装全地形车的情景，飞机水平匀速飞行的同时把全地形车往上提升，在此过程中绳始终保持竖直，让全地形车竖直向上做匀加速直线运动，若全地形车刚开始向上运动的位置为坐标原点，则全地形车的运动轨迹为（ ）
A．B．
C．D．
2．某校物理学科后活动中，出现了不少新颖灵巧的作品。如图所示为高二某班同学制作的《液压工程类作业升降机模型》，通过针筒管活塞的伸缩推动针筒内的水，进而推动支撑架的展开与折叠，完成货物平台的升降。在某次实验中，针筒连接管的水中封闭了一段空气柱（空气可视为理想气体），该同学先缓慢推动注射器活塞将针筒内气体进行压缩，若压缩气体过程中针筒内气体温度不变，装置不漏气，则下列说法中正确的是（ ）
A．针筒内气体压强减小
B．针筒内气体吸热
C．单位时间、单位面积撞击针筒内壁的气体分子数减少
D．用国际单位制单位表示的状态参量在图中图线可能如图中
3．如图所示为一物体做直线运动时的图像，横坐标表示时间，然坐标表示的物理量未标出。物体从静止开始运动，则以下判断正确的是（ ）
A．若纵坐标表示位移，则物体在到时间内做加速运动
B．若纵坐标表示速度，则物体在时刻速度方向改变
C．若纵坐标表示加速度，则物体在时刻速度方向改变
D．若纵坐标表示加速度，则物体在时刻回到出发点
4．紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，A为阳极，K为阴极，只有当明火中的紫外线照射到阴极K时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中紫外线频率主要在，而明火中紫外线电源频率主要在。下列说法正确的是（ ）
A．为避免太阳光中紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于
B．电压表的示数与明火中紫外线的强度大小无关
C．电源左边为负极有利于提高报警装置的灵敏度
D．只有明火照射到K极的时间足够长，电压表才会有示数
5．翡翠文化在我国源远流长，翡翠手镯一直以来都备受人们的喜爱。翡翠的折射率是鉴定翡翠的重要依据之一，某位同学想亲自鉴定一下家里的一块环形翡翠手镯，他将手镯平放在水平桌面上，过环心的横截面如图所示（俯视图），内圆的半径为r。图中AB是过环心O的一条直线，该同学用激光笔发出一细光束平行于AB射入手镯，调整光束与AB的距离d，使光束折射后在内环面上恰好发生全反射（不考虑多次折射和反射）。则下列说法正确的是（ ）
A．光线由空气进入翡翠手镯后，传播速度变大
B．光束与AB的距离d与内圆的半径为r大小相等
C．减小光束与AB的距离d，光束折射后在内环面上仍能发生全反射
D．增大光束与AB的距离d，光束折射后不经过内环面，直接照射到外环面，则有可能在外环面发生全反射
6．空间机械臂作为在轨支持、服务的一项关键技术，对空间科学的应用和发展起到了很大的带动作用。空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件，还可以发射、抓捕卫星。如图所示，空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星，空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．空间站所在轨道处的重力加速度为
B．微型卫星的向心力由地球对微型卫星的万有引力提供
C．空间站的线速度大于微型卫星的线速度
D．空间站的向心加速度大于微型卫星的向心加速度
7．自耦变压器是一种初、次级间无需绝缘的特种变压器，其输出和输入共用同一组线圈。如图甲所示的自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个匝数的线圈，通过滑动触头P可以改变负载端线圈的匝数。已知输入端a与线圈触点M间的线圈匝数为50匝，定值电阻，，滑动变阻器的总阻值足够大，交流电压表为理想电表，线圈电阻不计、忽略漏磁。当在a、b端输入如图乙所示的交变电流时，则下列说法正确的是（ ）
A．通过定值电阻的电流方向每秒改变50次
B．当P滑至M、K旋至c时，电压表的示数为208V
C．当P滑至M、K旋至c时，定值电阻消耗的功率为169W
D．若P滑至M、K旋至d，当滑动变阻器消耗的功率最大时，接入的阻值为
二、多选题
8．声呐是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理对水下目标进行探测和通讯的电子设备，现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
B．舰艇靠近静止的障碍物时，障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率
C．超声波沿x轴负方向传播，波速为1500
D．坐标为原点处质点在时相对平衡位置的位移为
9．如图，xOy平面内有两个相邻的带状匀强磁场I和匀强磁场Ⅱ，方向垂直xOy平面向下，磁场强度大小分别为B和2B，磁场区域宽度分别为和，一电荷量为、质量为m的带点粒子从y轴P点以与y轴夹角的方向进入磁场I，经过磁场I和磁场Ⅱ后从磁场Ⅱ右边界以与边界夹角的方向离开磁场Ⅱ，若不计重力，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子在匀强磁场I运动的轨迹半径是在匀强磁强Ⅱ运动轨迹半径的2倍
B．粒子在匀强磁场Ⅱ运动的轨迹半径是在匀强磁强I运动轨迹半径的2倍
C．粒子的入射速度为
D．粒子的入射速度为
10．如图所示，xOy为竖直平面内的直角坐标系，该空间存在平行xOy平面但方向未知的匀强电场，将一质量为、带电量为的小球从O点抛出，抛出的初速度大小均为，抛出的方向可沿xOy平面内的任意方向。将小球沿某一方向抛出，一段时间后小球通过点时速度大小为；若将小球向另一方向抛出，一段时间后小球通过点时速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．O、B两点间的电势差
B．匀强电场强度的大小为，方向与x轴正方向夹斜向下
C．若将小球沿y轴正方向抛出，小球运动过程中的最小速度为，方向与x轴正方向成斜向上
D．若小球初速度方向与x轴正向夹斜向上抛出，到达x轴的时间为
三、实验题
11．用图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m1、m2用轻绳连接跨过定滑轮，接通电源让m2从高处由静止开始下落，在m1上拖着的纸带打出一系列的点迹，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知电源频率为50Hz，m1=50g、m2=150g，g取，则：
(1)在打点0~5过程中系统动能的增加量 J，系统势能的减少量 J。（结果均保留三位有效数字）
(2)本实验产生误差的原因 。（写出一条即可）
12．某同学在实验室发现一电流表G，表盘有刻度线但无数值，又不知其内阻，该同学用以下实验器材测量该电流表的参数：
A．待测电流表G；
B．电阻箱R（）；
C．定值电阻；
D．滑动变阻器（）；
E．3V的直流电源，内阻不计；
F．双量程电压表V；
G．开关、导线若干
（1）合理选择电压表量程，按如图甲所示的电路图连接好电路，将电阻箱R的阻值调为，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表G满偏，此时电压表V的指针恰好半偏，如图丙所示，电压表V的示数 V。
（2）保持电压表V的示数不变，反复调整电阻箱R的阻值和滑动变阻器滑片的位置，使电流表G的指针指到，此时电阻箱R的阻值为。
（3）由上可知电流表G的内阻 ，满偏电流 。
（4）将电流表G改装成量程为3V的电压表，需将电阻箱R的阻值调为 ，然后与电流表G串联。
四、解答题
13．如图所示，餐桌中心是一个可以匀速转动、半径为的圆盘，圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可以忽略不计。服务员一边转动圆盘，一边把餐盘放在圆盘边缘。餐盘的质量为m，与圆盘之间的动摩擦因数为，与餐桌之间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g（）。
（1）为使餐盘不滑到餐桌上，求圆盘的角速度的最大值。
（2）摆放好餐盘后缓慢增大圆盘的角速度，餐盘同时从圆盘上甩出，为使餐盘不滑落到地面，求餐桌半径的最小值。
14．航天回收舱实现软着陆时，回收舱接触地面前经过喷火反冲减速，瞬间速度减少至向下7m/s，大于要求的软着陆速度设计速度；为此科学家设计了一种电阻尼缓冲装置，其原理如图所示，主要部件为缓冲滑块K和绝缘光滑的缓冲轨道MN和PQ；回收舱主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场B＝4T，导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有n＝10匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为，ab边长为L＝2m，当回收舱接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使回收舱主体做减速运动，从而实现缓冲；已知装置中除缓冲滑块（含线圈）外的质量为m＝200kg，缓冲滑块（含线圈）K的质量M＝50kg，重力加速度为，不考虑运动磁场产生的电场；
（1）达到回收舱软着陆要求的速度时缓冲滑块K对地面的压力
（2）回收舱主体可以实现软着陆，若从7ms减速到3m/s的过缓冲程中，通过线圈横截面的电荷量为，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。
15．如图所示，在倾角为且足够长的粗糙斜面上放一长为、质量为m、上下挡板厚度不计的U形盒子P（盒子内底面与斜面平行），盒子P与斜面间的动摩擦因数。在盒子的上端放一质量等于2m的物块Q（可看作质点），Q与盒子内表面无摩擦，放开物块后即在盒内滑下与下面挡板碰撞，设碰撞时间极短且碰撞中没有机械能损失，重力加速度g取，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）物块Q与盒子P发生第一次碰撞后各自的速度大小；
（2）物块Q与盒子P发生第一次碰撞后至第二次碰撞前Q与盒子下挡板间的最大距离以及第一次碰撞后再经过多长时间与P发生第二次碰撞（结果可用根式表示）。
参考答案：
1．C
【详解】因为全地形车水平方向做匀速直线运动，速度为，竖直方向上做匀加速直线运动，加速度为，可得
，
所以图像是一个运动轨迹弯向合力方向的抛物线图。
故选C。
2．D
【详解】A．压缩气体过程中针筒内气体温度不变，空气柱体积变小，则压强变大，故A错误；
B．压缩气体过程中针筒内气体温度不变，则气体内能不变，即有
压缩过程中，气体体积变小，外界对气体做功，即有，则根据热力学第一定律
可知，即针筒内气体放热，故B错误；
C．由于压缩气体过程中针筒内气体温度不变，空气柱体积变小，压强变大，则单位时间、单位面积撞击针筒内壁的气体分子数增大，故C错误；
D．由于压缩气体过程中针筒内气体温度不变，空气柱体积变小，压强变大。则根据理想气体状态方程
整理可得
可知用国际单位制单位表示的状态参量在图中图线可能如图中，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．若纵坐标表示位移，则图像斜率表示速度，由此可知物体在到时间内做减速运动，故A错误；
B．若纵坐标表示速度，则图像正负表示速度方向，由此可知物体在时刻速度方向改变，故B正确；
CD．若纵坐标表示加速度，则图像与横轴围成得面积表示速度变化量，由此可知物体在时刻速度达到最大值，物体在时刻速度减为零，位移达到最大值，没有回到出发点，故CD错误。
故选B。
4．C
【详解】A．太阳光中的紫外线频率主要在，为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材料的截止频率应大于，A错误；
B．明火中紫外线的强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故电压表的示数与明火中紫外线的强度大小有关，故B错误；
C．电源左边接负极时，光电管上被施加正向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数增加，因此会提高报警装置的灵敏度，C正确；
D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要明火中的紫外线照射到K极，就会发生光电效应，跟明火照射时间无关，D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．光线由空气进入翡翠手镯后，传播速度变小，选项A错误；
B．设外圆半径为R，光线在E点的入射角为α，折射角为β，光线在D点发生全反射，临界角为C，则在∆ODE中由正弦定理
在E点
在D点时
由几何关系可知
联立解得
r=d
选项B正确；
C．减小光束与AB的距离d，光线在E点的入射角减小，折射角也减小，则射到内环面的入射角减小，则光束折射后在内环面上不能发生全反射，选项C错误；
D．增大光束与AB的距离d，光束折射后不经过内环面，直接照射到外环面，此时光线在外环面上的入射角等于射入时在外环面的折射角，则光线不可能在外环面发生全反射，选项D错误。
故选B。
6．A
【详解】A．根据
可得
空间站所在轨道处的重力加速度为
选项A正确；
B．微型卫星的向心力由地球对微型卫星的万有引力以及机械臂对微型卫星的拉力的合力提供，选项B错误；
CD．空间站和微型卫星具有相同的角速度，空间站的轨道半径小于微型卫星的轨道半径，根据v=ωr可知，空间站的线速度小于微型卫星的线速度，根据a=ω2r可知，空间站的向心加速度小于微型卫星的向心加速度，选项CD错误；
故选A。
7．C
【详解】A．由乙图知，交流电频率
通过定值电阻的电流方向每秒改变100次，故A错误；
B．当P滑至M、K旋至c时
根据
得
故B错误；
C．两端电压
定值电阻消耗的功率为
故C正确；
D．若P滑至M、K旋至d，等效电路如图
当
时，即
=
时，滑动变阻器消耗的功率最大，故D错误。
故选C。
8．BD
【详解】A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象。超声波的波长为，所以遇到大尺寸障碍物不可以发生明显的衍射现象，故A错误；
B．根据多普勒效应，舰艇靠近静止的障碍物时，两者之间距离减小，则障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率，故B正确；
C．由乙图可知时，质点P沿y轴负方向振动，根据 “同侧法”可得，超声波沿x轴正方向传播。由图甲可得，超速波的波长为
由图乙可得，超速波的周期为
则超速波的波速为
故C错误；
D．坐标原点处质点与质点P相距半个波长，振动相反，故时，坐标原点处质点沿y轴正方向振动，根据
坐标原点处质点的振动方程为
将代入，解得
故D正确。
故选BD。
9．AC
【详解】AB．离子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，则有
解得
所以粒子在匀强磁场I运动的轨迹半径是在匀强磁强Ⅱ运动轨迹半径的2倍，故A正确，B错误；
CD．设带电粒子在磁场I中做匀速圆周运动的半径为r1，在磁场II中做匀速圆周运动的半径为r2，过P点作入射速度的垂线，设圆心为O1，以O1为圆心、r1为半径作圆弧交于两磁场分界线的M点，连接MO1，设MO1与磁场分界线的夹角为，过Q点作出射速度的垂线交MO1于O2点，如图：
由几何关系可知
由于
联立解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
故C正确，D错误；
故选AC。
10．CD
【详解】A．从O到B，据动能定理可得
解得，O、B两点间的电势差为
故A错误；
B．从O到A，据动能定理可得
解得，O、A两点间的电势差为
取OA的中点C，可知B、C为等势点，可得电场强度垂直BC连线斜向下，即与x轴正方向夹角为角斜向下，如下图所示
取从O到B的过程有
故B错误；
C．将重力与电场力合成，可得它们的合力与x轴正方向成角斜向下。将初速度沿方向和垂直方向分解，垂直合外力方向的速度即为运动过程中的最小速度，如下图所示
即有
，方向与x轴正方向成角斜向上
故C正确；
D．若小球初速度方向与x轴正向夹斜向上抛出，在竖直y轴方向上，根据牛顿第二定律有
可得，竖直方向上的加速度为
小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动规律可得
故D正确。
故选CD。
11．(1) 0.576 0.600
(2)纸带与打点计时器之间有摩擦
【详解】（1）[1] 每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），则计数点之间时间间隔为
T=0.1s
打第5个计数点速度为
则动能增加量为
[2]系统势能减少量为
（2）造成误差的原因可能是：①纸带与打点计时器之间有摩擦；②绳子与滑轮之间的摩擦；
12． 1.50 200 2.5 1000.0
【详解】（1）[1]由题意可知，电源的电压为3V，则电压表使用小量程，故电压表的读数为1.50V；
（3）[2][3]由欧姆定律得
代入数据得
解得
（4）[4]要将电流表G改装成量程为的电压表，需串联一个电阻，阻值为
13．（1）；（2）
【详解】（1）餐盘不滑到餐桌上，当圆盘的角速度达到最大值时，恰好由圆盘对餐盘的最大静摩擦力提供圆周运动的向心力，则有
解得
（2）当餐盘从圆盘上甩出时，餐盘的速度
随后，餐盘在餐桌上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
餐盘速度减为0过程，利用逆向思维，根据速度与位移关系式有
当餐桌半径取最小值时，根据几何关系有
解得
14．（1）5300N；（2）4400J
【详解】（1）滑块K立即停止运动，ab边切割磁感线产生的感应电动势为
线圈中的感应电流为
安培力
地面对缓冲滑块K的支持力为
根据牛顿第三定律可知缓冲滑块K对地面的压力为
（2）根据电流的定义式，闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律得
解得
根据能量转化和守恒定律得
15．（1）；；（2）；
【详解】（1）对盒子P有
故盒子P不动，Q在盒子中加速下滑，物块Q下滑，第一次碰撞前做匀加速运动，根据牛顿第二定律
物块Q与盒子P发生第一次碰撞前的速度为
物块Q与盒子P发生第一次碰撞满足动量守恒和机械能守恒，则有
解得
（2）第一次碰撞后盒子P做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
解得
物块Q与盒子P速度相等时有
解得
在时，有
故共速前二者不会相碰，且此时为最大距离，第一次碰后盒子P经过时间减速至0，则
第一次碰后盒子P减速至0过程中经过的位移为
物块Q在时间内的位移为
所以盒子P停止运动之前两者未相碰，第一次碰后物块Q只要经过t时间，下滑位移就会与盒子P发生二次碰撞，根据运动学公式
解得时间