辽宁省沈阳市东北育才学校2024届高三上学期第三次模拟考试物理试题含答案

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答题时间：75分钟 满分：100分
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（ ）
A. 19世纪30年代，库仑提出一种观点。认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用
B. 月-地检验的结果表明地球表面的物体受到地球引力与月球受到地球的引力遵循同样的规律
C. 特斯拉在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了。这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
D. 法拉第受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说
2. “神舟十六号”返回舱载着三名航天员于10月31日返回地面，图甲是返回舱降落的场景，从引导伞、主伞依次打开到返回舱即将落地，返回舱的简化v-t图如图乙所示。舱内航天员的超重感觉最明显的时段是（ ）
A. 从到B. 从到C. 从到D. 从到
3. 如图为汽车的机械式手刹（驻车器）系统的结构示意图，结构对称，当向上拉动手刹拉杆时，手刹拉索（不可伸缩）就会拉紧，拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器，从而实现驻车的目的。则以下说法正确的是（ ）
A. 当OD、OC两拉索夹角为60°时，三根拉索的拉力大小相等
B. 拉动手刹拉杆时，拉索AO上拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大
C. 若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越大
D. 若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，拉动拉索AO越省力
4. 如图所示，已知地球半径 R=6 400 km，某资源探测卫星A沿半径为5R的圆轨道绕地球运行，回收时，启动点火装置在极短时间内让卫星减速，然后沿着与地球表面相切的椭圆轨道运行，运行时仅受地球引力，已知地球表面重力加速度 则卫星A制动后回到地球近地点B的最短时间约为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是（ ）
A. 杆对小环的作用力大于m1g+m2g
B. m1不变，则m2越大，β越小
C. θ=β，与m1、m2无关
D. 若杆不光滑，β可能大于θ
6. 2022年2月8日，谷爱凌夺得北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌。现有一质量为m的滑雪运动员从一定高度的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力恒定，斜面倾角为30°，运动员滑至坡底的过程中，其机械能和动能随下滑距离s变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员下滑过程中只有重力做功
B. 运动员下滑过程中受到阻力为240N
C. 运动员下滑时加速度的大小为4m/s2
D. 不能求出运动员质量m的数值
7. 如图甲所示，一正方形单匝金属线框放在光滑水平面上，水平面内两条平行直线MN、OP间存在垂直水平面的匀强磁场，t＝0时，线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动，外力F随时间t变化的图线如图乙实线所示，已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω，则（ ）
A. 磁场宽度为3 m
B. 匀强磁场的磁感应强度为2 T
C. 线框穿过OP的过程中产生的焦耳热等于4 J
D. 线框穿过MN的过程中通过导线内某一横截面的电荷量为C
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
8. 在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，二极管D、电流表和电压表均为理想器件。闭合开关S后，将R3的滑片向下滑动的过程中，电流表、电压表示数对应的变化量大小分别为、。关于这个过程下列说法正确的是（ ）
A. 电流表、电压表示数均减小B. 不变
C. 电容器C 所带电荷量减小D. 电源效率降低
9. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确的有（ ）
A. q1和q2带有异种电荷
B. x1处的电场强度为零
C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小
D. 负电荷从x1移到x2，受到电场力增大
10. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，一根劲度系数为k的轻质弹簧下端固定于斜面底部，上端放一个质量为m的小物块a，a与弹簧间不拴接，开始时a静止于P点。质量为的小物块b从斜面上Q点由静止释放，与a发生正碰后立即粘在一起成为组合体，组合体c在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为，重力加速度为g，弹簧始终未超出弹性限度。下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧弹力的最大值为B. 组合体c动能的最大值为
C. PQ间距离为D. a、b碰撞过程中机械能的损失为
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。
（1）关于实验条件的说法，正确的有___________；
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末段N端必须水平
C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
（2）该实验结果可表明___________；
A．两小球落地速度的大小相同
B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动
D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同
（3）在实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为l=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f=___________Hz，该小球平抛时的速度大小v0=___________m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）
12. 小南同学想用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻，同时研究某一热敏电阻Rt的性质。小南同学进行了如下操作：
①将滑动变阻器的滑片移到最左端，将热敏电阻放置在20℃的恒温槽中（保证电路的安全和连接完好），闭合开关；
②移动滑动变阻器的滑片，测量多组数据，记录下多组V1、V2、A的示数U1、U2、I；
③根据数据做出伏安特性曲线如图2，其中直线a为U1-I曲线，曲线b为U2-I曲线；
④小南又将热敏电阻放置在60℃的恒温槽中，重复实验，得到多组V2、A的数据U3、I，做出U3-I的伏安特性曲线c。

请你根据小南的实验回答下列问题：
（1）根据此实验得到的电源的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω（结果保留两位小数）；其中电动势的测量值__________（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值；
（2）热敏电阻阻值在某一电压时对应的测量值__________（选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值，同样的电压下，热敏电阻在__________℃时电阻大（选填“20”或“60”）；
（3）在20℃的恒温环境中，本次实验过程中热敏电阻消耗的电功率的最大值为______W（结果保留两位小数）。
四、计算题（本大题共3小题，共38分）
13. 如图所示，固定在水平地面上的半圆形凹槽轨道粗糙程度处处相同，圆弧半径为R，轨道底部固定一个力传感器。现将质量为m的小滑块从凹槽右侧上方2R处由静止释放，恰好能切入槽内，实验发现小滑块第一次滑至轨道最低点时传感器的示数为滑块重力的5倍。空气阻力忽略不计，重力加速度为g。
（1）求滑块第一次运动至轨道最低点时速度的大小v0；
（2）求滑块第一次下滑至轨道最低点过程中摩擦力做的功Wf；
（3）推理说明滑块能否从凹槽轨道左侧冲出轨道。
14. 游乐园中的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎。为了保证过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，将磁性很强的磁铁安装在轨道上，正方形导体框安装在过山车底部。磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型：质量m=5kg，边长L=2m、电阻R=1.8Ω的单匝导体框abcd沿着倾角为θ的光滑斜面由静止开始下滑=4.5m后，下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框ad进入磁场时，导体框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行，磁场的宽度也为L=2m，磁场方向垂直斜面向下﹑磁感应强度大小B=3T，sinθ=0.4，取重力加速度大小g=10m/s2，求：
（1）上边框ad进入磁场时，导体框的速度大小v；
（2）下边框bc刚进入磁场时，导体框的加速度大小；
（3）导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad进入磁场所用的时间t。

15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，x>0区域内存在着方向与x轴负向成45°角的匀强电场E2，电场强度大小E2=V/m，在区域内存在着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场E1，电场强度大小E1=20V/m，带正电粒子从电场E1中P（−2m，0.5m）点沿x轴正方向以初速度v0=2m/s射出，粒子恰好从坐标原点进入电场E2，该粒子的比荷，不计粒子重力，求：
（1）粒子进入磁场时速度的大小和方向；
（2）磁感应强度大小；
（3）粒子从P点射出到第三次经过y轴时时间。