2024届陕西省西安中学高三上学期模拟考试（一）理综物理试题（含解析）

这是一份2024届陕西省西安中学高三上学期模拟考试（一）理综物理试题（含解析），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．铅球被水平推出后的运动过程中，不计空气阻力，下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t的变化关系中，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．磁悬浮列车与轨道间的摩擦力到底有多大？图片中，八个小孩用、斜向下的拉力，让质量为126t的列车从静止开始在30s内沿水平轨道前进了4.5m。已知拉力与水平方向的夹角为18°，不考虑空气阻力，则列车与轨道间的摩擦力的大小最接近（取，）（ ）

A．7NB．70NC．700ND．7000N
3．一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，速度变为原来的3倍。该质点的加速度为（ ）
A．B．C．D．
4．图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图（b）为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（ ）
A．P点电场强度大小比M点的大
B．M点电场强度方向沿z轴负方向
C．电子在P点比在M点的电势能小
D．沿x轴运动的带电粒子，电势能可能增加
5．木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为，则（ ）
A．木卫一轨道半径为B．木卫二轨道半径为
C．周期T与T0之比为D．木星质量与地球质量之比为
二、多选题
6．如图所示，质量分别为和的小物块，通过轻绳相连，并接在装有光滑定滑轮的小车上。如果按图甲所示，装置在水平力作用下做匀加速运动时，两个小物块恰好相对静止；如果互换两个小物块，如图乙所示，装置在水平力作用下做匀加速运动时，两个小物块也恰好相对静止，一切摩擦不计，则（ ）
A．
B．
C．两种情况下小车对质量为的小物块的作用力大小之比为
D．两种情况下小车对质量为的小物块的作用力大小之比为
7．如图，质量的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧，处于自然状态。质量的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量的关系为（）。则下列说法正确的是（ ）
A．木板刚接触弹簧时速度为1m/s
B．木板运动前右端距弹簧左端的距离0.125m
C．木板与弹簧接触后弹簧的最大压缩量为0.5m
D．木板与弹簧接触到弹簧再次恢复原长的过程中系统机械能守恒
8．如图，真空中区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，等腰直角三角形区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场。图中三点在同一直线上，与垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则
B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，则
C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则
三、实验题
9．某小组用图（a）所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有：绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下：
(1)用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示。该挡光片宽度 mm。
(2)调节并记录木板与水平面的夹角，让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门和的挡光时间和，求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得，则 （结果保留3位有效数字）
(3)推导滑块与线布间动摩擦因数的表达式，可得 （用、和重力加速度大小表示），利用所得实验数据计算出值；
（5）改变进行多次实验，获得与对应的，并在坐标纸上作出关系图像，如图（c）所示；
(4)根据上述实验，在误差允许范围内，可以得到的结论为 。
10．某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源（电动势恒定，内阻可忽略）；毫安表mA（量程，内阻可忽略）；电阻（阻值）、（阻值）、（阻值）和（阻值）；开关和；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。
（1）电路连接
图（a）为实验原理图．在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，只有一端的导线还未连接，该导线应接到的 （填“左”或“右”）端接线柱

（2）盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高．在样品池中注满待测盐水
②闭合开关， 开关，毫安表的示数为，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流为
③ 开关，毫安表的示数为，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流为
④断开开关，测量并记录盐水的温度
（3）根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 ，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
四、解答题
11．如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点的高度差；
（3）小物块在A点的初速度大小。
12．如图甲所示，间距为L=0.2m的平行金属导轨由上方水平区域、左侧竖直区域、下方倾斜区域依次对接组成。上方导轨右端连接电容C=0.1F的电容器，长度的倾斜金属导轨下端连接阻值R=1.8Ω的定值电阻。开关S断开时，电容器极板所带的电荷量q=0.08C质量m=1g的导体杆ab静止在水平导轨上。t=0时刻闭合开关S，导体杆ab受到安培力开始向左运动，经过一段时间导体杆达到匀速；此后，t1时刻导体杆无碰撞通过对接点CC′进入竖直导轨运动，竖直导轨上端DD′略错开CC′，t2时刻导体杆进入与水平方向成30°角的倾斜导轨匀速下滑。已知整个空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，其中B1=0.5T，B2=0.3T，t1、t2未知；与导轨始终垂直且接触良好的导体杆ab的电阻r=0.9Ω，与竖直导轨间的动摩擦因数μ=0.25；不计其余轨道摩擦阻力和电阻，导体杆ab通过轨道连接处无机械能损失。
（1）导体杆ab在上方水平导轨向左匀速运动时，a、b两端点的电势φa_____φb（选填“>”或“<”）；在下方倾斜导轨向下滑行时，a、b两端点的电势φa_____φb（选填“>”或“<”）；
（2）求导体杆ab在上方水平轨道匀速运动时，电容器极板所带的电荷量q′；
（3）求导体杆ab在下方倾斜导轨匀速下滑过程中，整个回路的热功率P；
（4）求导体杆ab在竖直导轨上运动的时间t。
五、多选题
13．下列说法正确的是（ ）
A．气体很容易被压缩是因为气体分子间有空隙，固体和液体很难压缩是因为固体和液体分子间没有空隙
B．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
C．若两个分子除相互作用的分子力外不受其它的力，则从相距无穷远由静止释放两分子，分子势能先减小后增大
D．有规则几何形状的物体都是晶体
E．液体的表面张力是由于液体表面层分子间相互作用的分子引力产生的
六、解答题
14．在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像，气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态，然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为．已知和．求：

（1）的表达式；
（2）的表达式；
（3）到过程，气泡内气体的内能变化了多少？
七、多选题
15．甲、乙两列同种性质的波在同种介质中沿轴传播，时刻的波形及两列波的传播方向和波长如图所示，若乙波的振动周期，则下列说法正确的（ ）
A．甲波的振动周期
B．甲波的波速为
C．再过甲波的波谷与乙波的波峰第一次相遇
D．坐标原点点始终是一个减弱点
E．在两列波叠加后，叠加区域内不能产生稳定的干涉条纹
八、解答题
16．某光学仪器所用三棱镜的横截面如图所示，平行光管P可绕D点转动，发出一细束平行单色光射向三棱镜AB面上的D点，当平行光管P转到D点的法线及其右侧时，BC面上无光线射出。取真空中光速，求：
（1）此单色光在棱镜中的传播速率（保留三位有效数字）；
（2）当光线沿法线射入三棱镜时，第一次从棱镜中射出的折射角。
参考答案：
1．D
【详解】A．由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变，故A错误；
B．铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有
则抛出后速度大小为
可知速度大小与时间不是一次函数关系，故B错误；
C．铅球抛出后的动能
可知动能与时间不是一次函数关系，故C错误；
D．铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后铅球机械能守恒，故D正确。
故选D。
【点睛】
2．B
【详解】列车匀加速
列车受力
得
，
故选B。
3．A
【详解】设初速度为v0，末速度为3v0，则位移为
解得
由加速度公式得
故选A。
4．C
【详解】A．由图（b）可知，M点所在的等差等势面密集，则M点场强较P点大，即P点电场强度大小比M点的小，故A错误；
B．场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点电场强度方向沿z轴正方向，故B错误；
C．因P点所在的等势面高于M点所在的等势面，可知P点电势比M点的高，则电子在P点比在M点的电势能小，故C正确；
D．因x轴上个点电势相等，则沿x轴运动的带电粒子，则电势能不变，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】根据题意可得，木卫3的轨道半径为
AB．根据万有引力提供向心力
可得
木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为,可得木卫一轨道半径为
木卫二轨道半径为
故AB错误；
C．木卫三围绕的中心天体是木星，月球的围绕的中心天体是地球，根据题意无法求出周期T与T0之比，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力，分别有
联立可得
故D正确。
故选D。
6．AC
【详解】AB．一切摩擦不考虑，则题图甲中小车的加速度为
题图乙中小车的加速度为
所以两题图中小车的加速度之比为
因为题图甲和题图乙装置的整体质量是一样的，所以
A正确，B错误；
CD．题图甲中，小车对质量为的小物块的作用力为
题图乙中，小车对质量为的小物块的支持力大小等于其所受的重力大小，即
所以
C正确，D错误。
故选AC。
7．AB
【详解】A．根据题意，设木板刚接触弹簧时速度为，由动量守恒定律有
解得
故A正确；
B．对木板，由牛顿第二定律有
解得
则木板运动前右端距弹簧左端的距离
故B正确；
CD．木板与弹簧接触以后，对木板和小物块组成的系统有
小物块的最大加速度为
当时，小物块与木板发生先对滑动，解得
设此时木板和小物块速度为，由能量守恒定律有
解得
即木板与弹簧接触到弹簧再次恢复原长的过程中，小物块与木板发生相对滑动，系统机械能不守恒，若小物块与木板的动能全部转化为弹簧的弹性势能，木板与弹簧接触后弹簧的压缩量最大，则有
解得
由于木板运动到最远的过程中，由摩擦力做功，则小物块与木板的动能未全部转化为弹簧的弹性势能，则木板与弹簧接触后弹簧压缩量的最大值一定小于，故CD错误。
故选AB。
8．ABC
【详解】由题知粒子在AC做直线运动，则有
解得
区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从CF的中点射出，设CF的长度为，则粒子转过的圆心角为，则有
，，
解得
，，
可知，粒子从边射出的最大半径为
AB．若仅将区域I中磁感应强度大小变为，则能进入区域Ⅱ中的粒子速度为
粒子在区域Ⅱ中运动的半径为
粒子扔从飞出，则粒子转过的圆心角仍为，且周期不变，则运动时间不变，即
若仅将区域I中电场强度大小变为，则能进入区域Ⅱ中的粒子速度为
粒子在区域Ⅱ中运动的半径为
恰好从点飞出，则粒子转过的圆心角仍为，且周期不变，则运动时间不变，即
故AB正确；
C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则粒子在区域Ⅱ中运动的半径和周期为
，
粒子从上点飞出，如图所示
由几何关系有
解得
则有
故C正确；
D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则粒子在区域Ⅱ中运动的半径和周期为
，
同理有
解得
则有
故D错误。
故选ABC。
9．(1)5.25
(2)1.00
(3)
(4)斜面倾角对动摩擦因数没有影响
【详解】（1）游标卡尺的精度为0.05mm，该挡光片宽度d=5mm+5×0.05mm=5.25mm。
（2）根据时间极短的平均速度近似等于瞬时速度，挡光片经过光电门A的速度
m/s=1.00m/s
（3）挡光片依次经过光电门A和B，由动能定理可得
解得
（4）根据图像可知，动摩擦因数并不随角度的变化而发生变化，所以可以得到的结论为斜面倾角对动摩擦因数没有影响。
10． 右 断开 40.0 闭合 60.0 100
【详解】（1）[1]根据图（a）为电路可知，一端的导线应接到的右端接线柱；
（2）②[2][3]闭合开关，断开开关，毫安表的示数为， 则通过电阻的电流为
根据电路构造可知，流过样品池的电流为
③[4][5]闭合开关，毫安表的示数为，则流过的电流为
流过样品池的电流为
（3）[6]设待测盐水的电阻为，根据闭合电路欧姆定律，开关断开时
开关闭合时
代入数据解得
11．（1）；（2）0；（3）
【详解】（1）由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点D，则在D点有
解得

（2）由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在C点有
小物块从C到D的过程中，根据动能定理有
则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有
联立解得
，HBD = 0
（3）小物块从A到B的过程中，根据动能定理有
S = π∙2R
解得
12．（1）>，<；（2）0.04C；（3）0.025W；（4）
【详解】（1）导体杆ab在上方水平导轨向左匀速运动时，根据左手定则可知，电流方向由a流向b，所以a点的电势φa大于b点电势φb；在下方倾斜导轨向下滑行时，导体杆为电源，根据右手定则可知，a点的电势φa小于b点电势φb；
（2）导体杆ab在上方水平轨道匀速运动时，流过导体杆的电流为零，则
联立解得
（3）导体杆ab在下方倾斜导轨匀速下滑过程中，有
整个回路的热功率为
联立解得
（4）t1~t2时间内，由于穿过倾斜导轨的磁通量发生变化，从而产生感应电流，根据左手定则可知，导体杆ab受到水平向左的安培力，水平向右的支持力，竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，所以
联立解得
13．BCE
【详解】A．任何状态下物质分子间都存在空隙，只是固体和液体分子间空隙很小，压缩时分子力立即呈斥力，使压缩非常困难，A错误；
B．热平衡就是系统内热量不会从一个物体传递向另一个物体，或者不会从系统的一部分传递到另一部分，只有系统温度相同才能满足这一要求，B正确；
C．若两个分子除相互作用的分子力外不受其它的力，则从相距无穷远由静止释放两分子，分子力先呈现为引力，在分子引力作用下两分子相互靠近，分子力做功，分子势能减小，两分子间距离达到平衡距离时分子速度最大，继续靠近克服分子力做功，分子势能增大，C正确；
D．天然具有规则几何形状的物体才是晶体，D错误；
E．液体的表面张力是由于液体表面层分子稀疏，分子间距离大于而呈现出分子引力的宏观体现，E正确。
故选BCE。
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题可知，根据玻意耳定律可得
解得
（2）根据理想气体状态方程可知
解得
（3）根据热力学第一定律可知
其中，故气体内能增加
15．BCE
【详解】AB．由图可知两波的波长
，
由，，甲、乙两列同种性质的波在同种介质中沿轴传播的速度相同，所以甲波的振动周期
波速为
故A错误，B正确；
C．波的传播也是波形的传播，图示乙波最右边的波峰在-1.5m处，甲波最左边波谷的位置在1.5m处，所以甲波的波谷与乙波的波峰第一次相遇的时间
故C正确；
DE．两列波的频率不同，在两列波叠加后，叠加区域内不能产生稳定的干涉条纹，坐标原点点不能始终是一个减弱点；故D错误，E正确。
故选BCE。
16．（1）；（2）45°
【详解】（1）当BC面无光线射出时，说明光线在此面上发生全反射，且沿法线射入时光线在BC面上的入射角等于全反射的临界角C，即C=45°，有
由折射定律得
解得光在棱镜中传播的速率
（2）沿法线射入的光线在BC面上发生全反射，由图可知，光线以角射向AC面而在AC面上第一次从棱镜中射出，由折射定律得
解得