2024届安徽高三下学期三模物理试卷

这是一份2024届安徽高三下学期三模物理试卷，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.智能手机带有光线传感功能，可以自动调整亮度，光线传感器的工作原理是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的是( )
A. 发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B. 在研究光电效应饱和电流时，由I=nesv可知，光电管所加电压越大，电子获得的速度v越大，饱和电流越大
C. 入射光频率为ν时，刚好发生光电效应现象，将入射光频率变为3ν时，此时光电流的遏止电压为2hνe
D. 用一束单色光分别照射A、B两种金属，若照射A得到光电子的最大初动能比照射B得到光电子的最大初动能大，则金属A的截止频率比金属B的截止频率高
2.为测定某一质量为4.5×10-3kg的带电小球所带的电荷量，某同学将该电荷用长为2m的绝缘细线悬挂在两竖直放置的平行金属板间，调整两板间距为10cm，给两板加1.5×103V的电压时，测得小球偏离竖直方向的距离为2cm，重力加速度取10m/s2，则小球所带的电荷量为( )
A. -3×10-8CB. -3×10-9CC. -3×10-10CD. -3×10-11C
3.如图所示，小木块A用细线吊在O点，此刻小物块的重力势能为零．一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中，并立即与A有共同的速度，然后一起摆动到最大摆角α.如果保持子弹质量和入射的速度大小不变，而使小木块的质量稍微增大，关于最大摆角α、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差△E，有( )
A. α角增大，△E也增大B. α角增大，△E也减少
C. α角减少，△E也增大D. α角减少，△E减少
4.在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中
( )
A. 先作匀加速运动，后作匀减速运动
B. 先从高电势到低电势，后从低电势到高电势
C. 电势能与机械能之和先增大，后减小
D. 电势能先减小，后增大
5.如图所示，横截面为四分之一圆的柱状透明介质放在水平地面上，半径为R，介质折射率为 3。一束水平光线垂直界面由A点射入介质，经介质折射后射到水平地面上的B点。已知O、A间距为R2，则O、B之间的距离为( )
A. 2RB. 3RC. 2RD. 5R
6.如图所示，在水平地面上固定一倾角为30∘的光滑斜面，一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧，其下端固定在斜面底端，整根弹簧足够长且处于自然状态。质量为m=2.0kg的滑块从距离弹簧上端x0=0.35m处由静止释放。设滑块与弹簧接触过程系统没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，取重力加速度大小为g=10m/s2。规定滑块释放处为坐标原点O、沿斜面向下为位移x正方向。则
A. 滑块下滑到距离O点0.45m处时，速度达最大值
B. 滑块从静止下滑到最低点过程中，滑块的机械能守恒
C. 当滑块下滑位移x≤x0时，其加速度大小为a=10m/s2
D. 当滑块下滑位移x>x0时，其加速度大小为a=(25-50x)m/s2
7.北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是( )
A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
B. 在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速
C. 分别由轨道1与轨道2经过P点时，加速度大小相等
D. 在轨道2上经过Q点时的速度小于经过轨道1上P点时的速度
8.10月6日，杭州第19届亚运会艺术体操个人全能资格赛暨个人团体决赛在黄龙体育中心体育馆举行。中国队以总分313.400获团体铜牌。下图为中国队选手赵樾进行带操比赛。某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，t=1.0s时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿x轴负方向传播B. 该时刻P点的位移为5 3cm
C. 再经过0.25s，P点到达平衡位置D. 质点Q的振动方程为y=10sin(πt)cm
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25 m，人体弹射装置可以使运动员在4.5 s内由静止达到入弯速度18 m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度g=10m/s2，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是
A. 运动员匀加速运动的距离为81mB. 匀加速过程中，绳子的平均弹力为200 N
C. 运动员入弯时的向心力为648ND. 入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°
10.如图所示，质最为m、长为L的金属杆ab，以一定的初速度v0从一光滑平行金属轨道的底端向上滑行，轨道平面与水平面成θ角，轨道平面处于磁感应强度为B、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中，两导轨上端用一阻值为R的电阻相连，轨道与金属杆ab的电阻均不计，金属杆向上滑行到某一高度后又返回到底端，则金属杆( )
A. 在上滑和下滑过程中的平均速度均小于v02
B. 在上滑过程中克服安培力做的功等于下滑过程中克服安培力做的功
C. 在上滑过程中电阻R上产生的焦耳热等于金属杆ab减少的动能
D. 在上滑过程中通过电阻R的电荷量等于下滑过程中通过电阻R的电荷量
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图所示为某同学利用插针法测定半圆形玻璃砖折射率实验，在一半圆形玻璃砖外面插上P1、P2、P3、P4四枚大头针时，P3、P4恰可挡住P1、P2所成的像。
(1)以下说法正确的是______；
A.入射角θ越大越好
B.入射角θ越小越好
C.P1、P2及P3、P4之间的距离越小越好
D.P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
(2)该玻璃砖的折射率n=______，另一同学将大头针P1和P2插在圆弧侧某半径延长线位置时，在另一侧任何方向看不到大头针的像，可能的原因是______。
12.为了测定一电压表的内阻，给定以下器材：
A.电压表(0-3V，内阻约为几千欧) B.电流表(0-1mA)
C.电流表(0-1A) D.滑动变阻器(0-50欧)
E.电源(1.5V的干电池2节) F.开关及导线若干
(1)为了获得多组测量数据，请设计电路图并画在虚线框内
(2)实验中电流表应选用B，不应该选用C，其理由是______
(3)下表是此次实验中测得的6组数据
请在坐标纸上描点作出U-I图线．
(4)根据U-I图线，计算得到电压表的内阻为______kΩ
四、计算题：本大题共1小题，共14分。
13.在滑雪比赛中，某运动员从跳台上的A点以速度v0=15m/s与水平方向成α=37∘角斜向上起跳，落在倾角θ=37∘的斜坡上的B点，着陆时速度方向与斜坡的夹角β=16∘，如图所示。已知运动员和装备(均可视为质点)总质量m=60 kg，着陆缓冲的时间Δt=0.5s，着陆缓冲过程运动员不反弹、沿斜坡方向的速度不变，重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，sin16∘=0.28，cs16∘=0.96。求
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员着陆缓冲过程受到的平均支持力大小。
五、简答题：本大题共2小题，共28分。
14.如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的缸内。缸壁不可导热，缸底导热，缸底到开口处高h。轻质活塞不可导热，厚度可忽略，横截面积S=100cm2，初始处于汽缸顶部。若在活塞上缓慢倾倒一定质量的沙子，活塞下移h5时再次平衡。已知室温为T1=300K，大气压强p=1.0×105Pa，不计一切摩擦，g=10m/s2。
(1)求倾倒的沙子的质量m；
(2)若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度T2为多大？
15.我国的东方超环(EAST)是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装置需要将高速运动的离子变成中性粒子，没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用，因此需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行，极板右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动，到达接收器。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，速度为v，两极板间距为d。离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用。
(1)两极板间不加电压，只利用磁场使离子发生偏转，若恰好所有离子均被如图1中的吞噬板吞噬，求磁场的磁感应强度的大小B。
(2)以下极板左端点为坐标原点建立坐标系，沿板建立x轴，垂直板建立y轴，如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的，单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U，恰好所有离子均被吸附在下极板。
a.求极板的长度L，并分析落在x轴上坐标为x～x+Δx范围内的离子，进入电场时通过y轴的坐标范围。
b.离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律，若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为nx，求nx随x变化的规律，在如图2中作出nx-x图像，说明图线与横轴所围面积的物理意义。(若Δx远小于x，则(x+Δx)2≈x2+2xΔx)
1.C
2.A
3.C
4.D
5.B
6.A
7.C
8.C
9.BC
10.AD
11.(1)D；(2) 3，发生全反射。
12.待测电压表的满偏电流在1mA左右，远小于电流表C的额定电流；4.0
13.解：(1)运动员在空中做斜抛运动，根据斜抛运动规律：v0csα=vcs(β+θ)
vsin(β+θ)-(-v0sinα)=gt
解得：t=2.5s。
(2)运动员着陆时，由动量定理：(N–mgcsθ)·Δt = 0-(-mvsinβ)
解得：N=1152N。
14.解：(1)以活塞为研究的对象，倒上沙子后：p1S=p0S+mg
以气体为研究的对象，活塞下移的过程中温度不变，则：p0hS=p1h'S
其中：h'=h-h5=45h，S=100cm2=0.01m2
联立解得：m=25kg；
(2)对缸底缓慢加热的过程中气体的压强不变温度升高，物体增大，初状态：T1=300K，h1=h'=45h
末状态：h2=h
由查理定律可得：h1ST1=h2ST2
解得：T2=375K。
答：(1)倾倒的沙子的质量为25kg；
(2)若对缸底缓慢加热，当活塞回到缸顶时被封闭气体的温度T2为375K。
15.解：(1)离子恰好被全部吞噬时，从上极板右端射入磁场的离子恰好打在吞噬板上端(即下极板的右端)，粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹为半个圆周，易知离子的运动半径为：R=d2
由洛伦兹力提供向心力得：qvB=mv2R
解得：B=2mvqd
(2)a.离子在极板间做类平抛运动，恰好全部落在下极板，则从上极板边缘进入电场中的离子恰好落在了下极板的右端。对此粒子有：
沿板方向做匀速直线运动有：L=vt
离子受到电场力为：F=qUd
根据牛顿第二定律有：a=Fm=qUmd
垂直板方向做匀变速直线运动有：d=12at2=12×qUmd×(Lv)2
解得：L=vd 2mqU
落在下极板x位置的离子，在电场中的运动时间为：t'=xv
进入电场时的纵坐标为：y1=12at'2=qU2dm(xv)2
同理，落在下极板x+Δx位置的离子，进入电场时纵坐标为：y2=qU2dm(x+Δxv)2
离子从qU2dm(xv)2～qU2dm(x+Δxv)2区间进入电场。
b.单位时间从y1～y2范围内进入电场的离子，落在x-x+Δx区间，根据离子数量相等有：
n(y2-y1)=nxΔx
解得：nx=nqUdmv2x
图像如下图所示，图线下的面积代表单位时间内落在下极板的离子数。

答：(1)磁场的磁感应强度的大小B为2mvqd。
(2)a.极板的长度L为vd 2mqU，并分析落在x轴上坐标为x～x+Δx范围内的离子，进入电场时通过y轴的坐标范围为qU2dm(xv)2～qU2dm(x+Δxv)2。
b.nx随x变化的规律为nx=nqUdmv2x，作出nx-x图像见解答，图线与横轴所围面积的物理意义是单位时间内落在下极板的离子数。 试验次数
1
2
3
4
5
6
电压/V
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
电流/mA
0.41
0.45
0.54
0.55
0.61
0.65