2024届山西省临汾市高三下学期适应性训练考试（三）理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．本试题分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2．全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。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. 甲图为原、副线圈匝数比为44∶1的理想变压器的示意图，副线圈接有的灯泡。在原线圈接入图乙所示的正弦交流电压时，灯泡恰好正常发光，此时灯泡的功率为（ ）
A. 1WB. 5WC. 10WD. 25W
【答案】B
【解析】
【详解】由图乙可知，原线圈的输入电压有效值为
则副线圈的输出电压有效值为
灯泡的功率为
故选B。
2. 如图所示，物流运输过程中常用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品。假设袋内气体与外界无热交换，当充气袋四周被瞬间挤压时，袋内气体（ ）
A. 压强减小，内能增大B. 压强减小，内能减小
C. 压强增大，内能增大D. 压强增大，内能减小
【答案】C
【解析】
【详解】当充气袋四周被瞬间挤压时，外界对气体做功，由于袋内气体与外界无热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，则气体温度升高，根据
可知气体压强增大。
故选C。
3. 质量为m的物块静止在动摩擦因数为µ的水平地面上，0~3s内所受水平拉力与时间的关系如图甲所示，0~2s内加速度图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2，由图可知（ ）
A. m=1kg，µ=0.2B. m=1kg，µ=0.1
C. m=2kg，µ=0.2D. m=2kg，µ=0.1
【答案】A
【解析】
【详解】0~1s内，根据牛顿第二定律可得
1~2s内，有
联立可得
，
故选A。
4. 2024年，“嫦娥六号”将出征月球，它要飞往月球背面采样并返回地球。以下是嫦娥六号取样后，在P处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，准备返回地球的示意图。则嫦娥六号（ ）
A. 在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时均处于超重状态
B. 在轨道Ⅰ经过P处的速率大于在轨道Ⅱ经过P处的速率
C. 在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P处时加速度大小相等
D. 在轨道Ⅰ的机械能大于在轨道Ⅱ的机械能
【答案】C
【解析】
【详解】A．嫦娥六号在轨道Ⅰ和Ⅱ运行时，均只受万有引力作用，均处于失重状态，故A错误；
BD．嫦娥六号卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要在P处点火加速，则嫦娥六号在轨道Ⅰ经过P处的速率小于在轨道Ⅱ经过P处的速率；点火加速过程，卫星的机械能增大，则嫦娥六号在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能，故BD错误；
C．根据牛顿第二定律可得
可得
可知嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P处时加速度大小相等，故C正确。
故选C。
5. 如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则（ ）
A. 线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B. 线圈将逆时针转动，转速比磁铁小
C. 线圈将逆时针转动，转速比磁铁大D. 只有线圈位置与磁场垂直时，线圈才会转动
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．从上向下看，当磁铁逆时针转动时，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现安培力，根据楞次定律推论“来拒去留”，可知线圈将逆时针转动，但快慢不一，线圈的转速一定比磁铁转速小，故AC错误，B正确；
D．只要磁铁转动时，线圈的磁通量发生变化，线圈就会转动，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场，已知电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面。一电子从O点以一定初速度水平向右飞入其中，运动轨迹如图所示，其中O、Q和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点，不计电子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度方向垂直纸面向外B. 磁感应强度方向垂直纸面向里
C. 电子的初速度大于D. 由O点至P点的运动过程中，电子的速率在增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．电子进入正交场时，受向上的电场力，电子向下偏转，则洛伦兹力向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向垂直纸面向里，选项A错误，B正确；
C．进入正交场时电子受向下的洛伦兹力大于向上的电场力，可知
即电子的初速度
选项C正确；
D．由O点至P点的运动过程中，电场力做负功，洛伦兹力不做功，则电子的速率在减小，选项D错误。
故选BC。
7. 如图，A、O、C、B是真空中一条直线上的四点，其中，，O是AB的中点。在A、B两点分别放置点电荷+9Q和+Q，则可以判断（ ）
A. O点电场强度为零
B. C点电场强度为零
C. 带正电的检验电荷从A运动到O电势能持续减小，从O运动到B电势能持续增加
D. 若取O点电势为零，带正电的检验电荷在C点的电势能小于零
【答案】BD
【解析】
【详解】A．因为O是AB的中点，则
则O点的电场场强为
故A错误；
B．在C点，由场强叠加可得
故B正确；
C．AC之间场强方向向右，在CB之间场强方向向左，则带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电场力做正功，电势能不断减小，从O运动到B的过程中电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增加，故C错误；
D．因OC间的电场向右，则若取O点电势为零，则C点的电势小于零，则带正电的检验电荷在C点的电势能小于零，故D正确。
故选BD。
8. 如图所示为一种体重秤的原理图，它主要构成有：压力杠杆AB、固定在AB正中间的水平踏板、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻）、显示体重的仪表G（其实质是电流表，内阻）。已知压力传感器的电阻R与其所受压力F的关系为（均为国际单位），踏板和杠杆AB的质量不计，已知电源的电动势为6.0V，不计电源内阻，取，可知（ ）
A. 该体重秤的零刻度线应标在仪表G刻度盘的2mA处
B. 仪表G的示数为25mA时，静止在踏板上的人体重为48kg
C. 体重为80kg的人静止在踏板上时，仪表G的示数为60mA
D. 如果将仪表G的刻度盘换成体重的刻度盘，刻度是不均匀的
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意，电子秤空载时压力传感器感受到的压力为0，由表可知，此时压力传感器的电阻
由闭合电路的欧姆定律可得电路中的电流为
所以该电子秤零刻度线应标在电流表刻度盘的处，故A错误；
B．当电流表刻度盘的示数为
时，压力传感器的电阻
而由
可得
根据
解得
根据
可得
故B正确；
C．体重为80kg的人静止在踏板上时，可得压力为
由
可得
由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为
故C错误；
D．根据压力与重力之间的关系，即
可得
则根据欧姆定律可得
根据上式可知，该秤的刻度（体重刻度）不是均匀的，故D正确
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、非选择题：
9. 在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，提供以下器材：
A．电源（3V，内阻约为0.1Ω）
B．电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω）
C．电压表（量程0~1V，内阻1kΩ）
D．定值电阻（阻值为2kΩ）
E．滑动变阻器（0~20Ω，允许最大电流2A）
F．待测金属丝、螺旋测微器、米尺
G．开关、导线若干
（1）要求测量结果尽量准确，请把图甲实物连接成完整的实验电路______。
（2）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图乙所示，则读数为______mm。
（3）若用L表示金属丝的长度，d表示其直径；电压表读数为U，电流表读数为I。请写出计算金属丝电阻率的表达式______。
【答案】（1） （2）0.900
（3）
【解析】
【小问1详解】
电压表与定值电阻串联组成新的电压表，内阻为3kΩ，则电压表内阻已知，可知应该采用电流表外接电路；滑动变阻器（0~20Ω）接成限流电路，则电路连线如图：
【小问2详解】
用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数为0.5mm+0.01mm×40.0=0.900mm
【小问3详解】
电压表读数为U，则待测电阻两端电压为3U，根据
解得
10. 某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，所用器材包括：气垫导轨、两个滑块（上方安装有宽度均为mm的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门等。
实验步骤如下
（1）开动气泵，调节气垫导轨，放置一个滑块，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间______时，可认为气垫导轨水平；
（2）用天平测滑块A（含遮光片）的质量g滑块B（含遮光片）的质量g；
（3）开始时两个滑块静止，它们之间有一根被压缩的轻弹簧，滑块间用绳子连接；
（4）绳子烧断后，两个滑块向相反方向运动，记录两滑块遮光片经过光电门1、2两处的遮光时间、；
（5）重复步骤3、4，多次测量的结果如下表所示：
（6）根据表格数据可得，的平均值为______（保留2位有效数字）；
（7）若A、B相互作用的过程中动量守恒，理论上等于______（用和表示）；
（8）利用步骤（5）第1组实验数据计算两滑块遮光片经过光电门1、2两处的的速度______m/s，______m/s，同时测出被压缩弹簧的弹性势能的大小______J（均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. 相等 ②. 0.67 ③. ④. 4.0 ⑤. 2.7 ⑥. 2.7
【解析】
【详解】（1）[1]开动气泵，调节气垫导轨，放置一个滑块，轻推滑块，当滑块上遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，可认为气垫导轨水平；
（6）[2]根据表格数据可得，的平均值为
（7）[3]若A、B相互作用的过程中动量守恒，则应该满足
即
（8）[4][5][6]利用步骤（5）第1组实验数据计算两滑块遮光片经过光电门1、2两处的的速度
同时测出被压缩弹簧的弹性势能的大小
11. 如图所示，倾角的长度m的传送带以m/s速率逆时针匀速转动，将一大小可忽略的物块从传送带顶端无初速度释放。已知物块与传送带之间的动摩擦因数，物块的质量kg。取重力加速度m/s，，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）物块滑到传送带底端需要的时间；
（2）物块下滑过程中摩擦力对物块做的功。
【答案】（1）1.5s；（2）4.96J
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律，物块的加速度
m/s
经过时间物块与传送带共速
s
共速前物块加速的位移
m
共速后物块匀速运动的时间
s
物块滑到传送带底端需要的时间
s
（2）物块在与传送带相对运动过程中，动摩擦力做功为
物块在与传送带相对静止下滑过程中，静摩擦力做功为
J
所以物块下滑过程在摩擦力对物块做的功
J
【或根据动能定理】
所以物块下滑过程中摩擦力对物块做的功
J
12. 如图所示，一根L型轻质细杆abc可绕过b点水平转轴（垂直于纸面）在竖直面内转动，ab长度m，bc长度m，ab垂直于bc。a、c两端分别固定两个大小可忽略、质量均为kg的小球。不计空气阻力和转轴的摩擦，取重力加速度m/s。现将轻质细杆由图示位置（ac连线水平）无初速度的释放，当c端的小球到达最低点时，求：（结果均保留一位小数）
（1）c端小球的动能；
（2）此过程中杆ab对a端小球做的功及杆bc对c端小球做的功。
【答案】（1）2.8J；（2）0.4J，-0.4J
【解析】
【详解】（1）在转动过程中系统机械能守恒
其中
此时c端小球的动能
J
（2）对a端的小球，根据动能定理
解得
J
对c端的小球，根据动能定理
解得
J
或：根据系统机械能守恒
J
13. 如图所示，平面直角坐标系xOy中直线OM与x轴之间的夹角，OM与x轴之间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于坐标平面向里。直线OM与y轴之间存在匀强电场（图中没有画出）。一质量为m、电荷量为的带电粒子从OM上某点P垂直于磁场进入磁场区域，粒子速度方向与直线OM之间的夹角也是30°。粒子在磁场中偏转，恰好没有穿过x轴，再次经过直线OM时与坐标原点O的距离为L。不计粒子的重力。
（1）求该粒子进入磁场时速度v的大小；
（2）若电场方向沿y轴负方向，粒子再次从P点进入磁场区域，求电场强度的大小；
（3）若带电粒子恰能再次从P点以速度v返回磁场区域，求电场强度的大小和方向。

【答案】（1）；（2）；（3），方向垂直与OM向下
【解析】
【详解】（1）根据题意，粒子在磁场中做圆周运动，则有
解得
粒子的运动轨迹，如图所示

由几何关系可得，粒子做圆周运动的轨道半径
解得
（2）粒子进入电场时速度方向沿方向，若电场方向沿y轴负方向，粒子在电场中做类平抛运动，则有
，
其中
解得
（3）粒子恰能再次从P点以速度v返回磁场区域，则电场力对粒子做功为零，所以电场的方向垂直与OM向下，粒子从Q到P做类斜抛运动，则有
，
其中
解得
1
2
3
4
5
s
1.00
0.90
096
0.94
1.05
s
150
1.35
1.41
1.42
1.56
0.67
0.67
0.68
0.66
0.67