陕西省安康市2024届高三下学期一模考试理科综合物理试卷(含答案)

这是一份陕西省安康市2024届高三下学期一模考试理科综合物理试卷(含答案)，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．图甲为演示光电效应的实验装置，用红、绿光分别照射阴极K，得到两条电流表与电压表读数之间的关系曲线a、b（如图乙所示），下列说法正确的是( )
A.曲线a对应红光
B.红光的遏止电压较大
C.单位时间内照射到阴极K上的红光子数较少
D.单位时间内照射到阴极K上的红、绿光子数相等
2．如图所示，粗糙水平地面上放有横截面为圆的柱状物体A，A与墙面之间放有表面光滑的圆柱形物体B，A、B均保持静止。若将A向左移动少许，下列说法正确的是( )
A.B对A的作用力不变B.墙对B的作用力不变
C.地面对A的摩擦力不变D.地面对A的支持力不变
3．地球可看作半径为R的均质球体，已知地球同步卫星距地面的高度为h，地球表面的重力加速度大小为g（不考虑地球自转造成的影响），则地球同步卫星绕地球做圆周运动的环绕速度为( )
A.B.C.D.
4．在国庆节阅兵仪式中，某直升机静止在地面上空的O点处于待命状态，接到命令后，该直升机由静止开始做匀加速直线运动，先后经过A、B、C三点，如图所示。已知直升机通过、的时间相等，，，则O、A间的距离为( )
A.B.C.D.
5．如图所示，足够大的水平地面上静置一木板，两个均可视为质点的滑块分别放在木板两端，现使两滑块同时以的速度相向滑动，两滑块恰好在木板的正中间相遇，相遇前木板做匀加速直线运动，相遇后木板做匀减速直线运动。已知滑块A的质量为，与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块B的质量为，与木板间的动摩擦因数为0.4，木板与地面间的动摩擦因数为0.05，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A.木板的长度为B.木板的质量为
C.木板运动的最大距离为D.整个过程中滑块B的位移为0
二、多选题
6．如图甲所示，理想降压变压器原、副线圈的匝数比，定值电阻，定值电阻，图中电表均为理想交流电表，已知通过定值电阻的电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为B.电流表的示数为
C.原线圈两端的电压为D.原线圈的输入功率为
7．如图所示，放在光滑绝缘水平面上的轻质单匝矩形线框长、宽之比为，线框在外力作用下以相同的速度匀速离开匀强磁场区，离开磁场区时始终有两边与边界平行，则在1、2两种情况下( )
A.所用拉力大小之比为B.通过线框的电荷量之比为
C.线框中的感应电流之比为D.线框中产生的热量之比为
8．如图所示，质量为m、高为h、倾角为θ的光滑斜面体A放在足够大的光滑水平地面上，斜面顶端正上方有一固定的光滑套管C，用手提着质量为m的细长直杆B的上端，将直杆穿过套管，使直杆下端恰好与斜面体顶端接触，突然松手，直杆在套管的约束下只能沿竖直方向运动，斜面体随即向右加速，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A.直杆的最大速度为
B.斜面体的最大速度为
C.斜面体的加速时间为
D.斜面体在加速过程中受到地面的支持力大小为
9．关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A.布朗运动不是液体或者气体分子的无规则运动
B.分子势能随着分子间的距离增大可能先增大后减小
C.分子间相互作用的引力和斥力均随分子间的距离增大而减小
D.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
E.热量既能从高温物体传递到低温物体，也能从低温物体传递到高温物体
10．一列沿x轴正方向传播的简谐波在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示。由此可知( )
A.该简谐波的波长为2m
B.该简谐波的最大周期为
C.该简谐波的最小频率为18.75Hz
D.该简谐波传播的最小速度为17.5m/s
E.该简谐波传播的速度可能为27.5m/s
三、实验题
11．某同学利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。
（1）由静止释放重物后得到如图乙所示的纸带，O点为计时起点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，已知打点计时器的打点频率为50Hz，则打B点时重物的速度大小为______m/s。
（2）若该过程中重物的机械能守恒，根据图乙中的数据可知，当地的重力加速度大小为______，O、B两点间的距离为______m。（结果均保留两位小数）
12．某同学欲测量量程为10mA的毫安表内阻（内阻大约为几欧），可供选择的器材有：
A.滑动变阻器（最大阻值为50Ω）；
B.滑动变阻器（最大阻值为1000Ω）；
C.电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）；
D.电源E（电动势为6V，内阻不计）；
E.开关、导线若干。
利用如图所示的电路图进行实验，实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调为最大，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值位置，闭合开关；
②调节滑动变阻器，使毫安表满偏；
③闭合开关，保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱，使毫安表半偏，电阻箱的阻值为7.9Ω。
回答下列问题：
（1）图中滑动变阻器应选用_______（填“”或“”）；
（2）考虑到干路电流的增加，该毫安表的内阻约为_______Ω（保留两位有效数字）；
（3）该同学拆开此毫安表，发现该毫安表是由一个微安表头和一个阻值为8.04Ω的定值电阻并联构成的，利用（2）中结果可知，该微安表头的满偏电压为_______mV、内阻为_______Ω。
四、计算题
13．如图所示，质量为m的小球A与质量为7m的小球B通过长为L的轻质柔软细绳连接，现用手提着小球A，使小球B距地面的高度也为L。松手后两球由静止开始自由下落，小球B与地面碰后速度大小不变、方向相反，两小球的碰撞为弹性正碰。细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，碰撞时间均极短，重力加速度大小为g。求：
（1）从松手到两小球第一次碰撞的时间t；
（2）细绳绷直后小球A距地面的最大距离d。
14．如图所示，竖直平面内的直角坐标系第一象限内存在沿x轴正方向、电场强度大小为（未知）的匀强电场，x轴下方存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为（未知）、方向沿y轴正方向，磁场方向垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量为的小球从点处沿x轴负方向以一定的速度水平抛出，恰好沿y轴负方向经过原点点是x轴上的一点，Q点到原点O的距离为，从Q点向下引一足够长、与x轴负方向的夹角的绝缘光滑挡板，小球离开O点后恰好做圆周运动并垂直撞到挡板上，已知小球每次与挡板碰撞后垂直反弹，速率变为碰撞前的，当小球运动到距Q点最远时撤去电场，同时使磁场反向而磁感应强度大小不变，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）小球的初速度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小的比值k；
（3）磁场反向后小球到x轴的最远距离d。
15．某实验小组受酒店烟雾报警器原理启发，设计了如图所示的温度报警装置，在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，整个装置倒贴在水平天花板上，开始时房间的热力学温度，活塞与容器顶部的距离，在活塞下方处有一压力传感器制成的卡口，环境温度缓慢升高时容器内气体温度也随之升高，当传感器受到的压力大于5N时，就会启动报警装置。已知大气压强恒为，取重力加速度大小，求：
(1)封闭气体开始的压强p；
(2)触发报警装置的热力学温度T。
16．某种透明材料制成的“n”形光学元件截面，内部半圆柱槽的半径为R，其他尺寸如图所示。一束激光（纸面内）从P点由空气中射入光学元件，入射角度，光束经折射后恰好与内圆柱面相切于Q点。已知P点在直径的延长线上，真空中的光速为c。
（1）求此材料对该激光的折射率n和该激光从P到Q经历的时间t；
（2）若仅改变入射光的入射角，使折射光线恰好在内圆柱面上发生全反射，求对应的入射角α。
参考答案
1．答案：A
解析：A.根据爱因斯坦光电效应方程可知
可知a光对应的遏止电压较小，即光的频率较小，则a对应红光，故A正确；
B.由可知，绿光的遏止电压较大，故B错误；
CD.由图像可读出，加正向电压时a对应的饱和电流较大，由可知单位时间内照射到阴极K上的红光子数较多，故CD错误。
故选A。
2．答案：D
解析：B.对物体B受力分析，受到重力mg、A对B的支持力和墙壁对B的支持力N，如图
当A向左移动后，A对B的支持力的方向不断变化，根据平衡条件结合合成法可以知道A对B的支持力和墙壁对B的支持力N都在不断减小。由牛顿第三定律可知B对A的作用力在不断减小。故AB错误；
CD.对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力，地面的摩擦力f和墙壁的弹力N，如图
根据平衡条件，有
，
故地面的支持力不变，地面的摩擦力f随着墙壁对B的支持力N的不断减小而不断减小。故C错误；D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：在地球表面，根据
可得
同步卫星绕地球做匀速圆周运动，有万有引力提供向心力可得
可得地球同步卫星绕地球做圆周运动的环绕速度为
故选C。
4．答案：B
解析：直升机通过、的时间相等，令为，则通过、、AC段的平均速度分别为
，，
匀变速直线运动中，全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有
根据速度与位移的关系式有
解得
故选B。
5．答案：D
解析：B.对两滑块受力分析，根据牛顿第二定律可得
，
依题意，相遇前木板匀加速，由牛顿第二定律，有
相遇后木板匀减速，有
解得
可知相遇时三者共速，取向右为正方向，设三者经t时间共速，由速度与时间关系可得
联立，解得
故B错误；
ACD.根据B选项分析，三者一起匀减速过程，有
解得
做出它们运动的图像如图
由图可知，木板的长度为
木板运动的最大距离为
分析滑块B，减速时间设为，则有
解得
整个过程中滑块B的位移为
故AC错误；D正确。
故选D。
6．答案：AD
解析：A.由图乙可得流经电流的有效值为
可得电压表的示数为
故A正确；
B.根据
可得电流表的示数为
故B错误；
C.副线圈两端的电压
根据
可得原线圈两端的电压为
故C错误；
D.原线圈的输入功率为
故D正确。
故选AD。
7．答案：CD
解析：在1、2两种情况下，感应电动势之比为
根据
可得线框中的感应电流之比为
根据受力平衡可得
可得所用拉力大小之比为
根据
可得通过线框的电荷量之比为
根据
可得线框中产生的热量之比为
故选CD。
8．答案：CD
解析：AB.杆竖直向下运动，接触点沿斜面滑动，同时由于杆向下运动使斜面向右运动，故将杆竖直向下的速度分解为平行斜面的速度和水平方向的速度，如图
杆一直向下加速，故可知到达斜面底端时速度最大，在到达底端过程中斜面体向右的速度与杆沿水平方向的速度相等，设到达底端时杆的速度为，斜面体的速度为，从开始到到达底端时对杆和斜面体由机械能守恒得
其中有
联立解得
，
AB错误；
C.设杆加速度为，斜面体加速度为，根据前面分析可知
设斜面对杆垂直于斜面方向的弹力为，杆对斜面垂直斜面向下的弹力为，可知
对杆和斜面体由牛顿第二定律
求得
故斜面体的加速时间为
C正确；
D.斜面体在加速过程中竖直方向受力平衡
求得
D正确。
故选CD。
9．答案：ACE
解析：A.布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体或气体分子的无规则运动，故A正确；
B.若分子间距小于平衡距离，则随着分子间的距离增大，分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大。若分子间距大于平衡距离，则随着分子间的距离增大，分子力一直做负功，故分子势能一直增大，故B错误；
C.分子间相互作用的引力和斥力均随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C正确；
D.由于气体分子的间距远大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故D错误；
E.热量既能从高温物体传递到低温物体，也能从低温物体传递到高温物体，故E正确。
故选ACE。
10．答案：ABE
解析：A.由图可知，该简谐波的波长为，选项A正确；
BC.因为
（、1、2、3……）
当时可得该简谐波的最大周期为
最小频率为
选项B正确，C错误；
DE.该简谐波传播的速度为
（、1、2、3……）
则最小速度为
当时
选项D错误，E正确。
故选ABE。
11．答案：（1）3.60（2）9.75；0.66
解析：（1）根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可知
（2）根据逐差法可知
根据机械能守恒定律有
解得
12．答案：（1）（2）8.0（3）80；1608
解析：（1）在该实验中闭合开关时，认为电路总电流不变，实际上闭合开关时电路总电阻变小，电路电流增大，而电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，所以为减小实验误差，滑动变阻器应选择阻值较大的；
（2）考虑到干路电流的增加，未闭合时,根据闭合电路欧姆定律有
闭合时,根据闭合电路欧姆定律有
联立求得
（3）该微安表头的满偏电压为
设该微安表内阻为，则有
求得
13．答案：（1）（2）
解析：（1）B球落地所需时间为
此时AB两球的速度为
设还需时间相遇，则有
解得
从松手到两小球第一次碰撞的时间为
此时距离地面的高度为
（2）根据速度—时间公式可知两球碰前的速度分别为
，
两小球的碰撞为弹性正碰，规定向下为正方向，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
解得
，（舍去）
，
设经绳子绷直，则有
此时两球的速度分别为
细绳绷直后两小球以相同的速度继续运动，根据动量守恒定律有
AB小球一起上升过程中，根据运动学规律有
解得
则细绳绷直后小球A距地面的最大距离为
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）线圈恰好沿y轴负方向经过原点，则小球沿负方向做匀减速直线运动的末速度为零，则有
沿y轴负方向有
联立可得
则小球的初速度大小
（2）由题意可知有
可得
所以匀强电场的电场强度大小的比值
（3）小球刚进入x轴下方的速度为
则由几何关系可得第一个圆周运动的半径为
由
可得
则磁感应强度为
则根据题意可知，小球之后做圆周运动的半径为
所以小球运动到Q点的最远距离为
磁场反向后，小球先沿挡板做匀加速直线运动，加速度为
当
时，小球距离x轴的最远，则可得
则小球沿挡板移动的距离为
小球到x轴的最远距离
15．答案：(1)(2)400K
解析：(1)设气体的初始压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有
得
(2)设报警时的压强为，对活塞受力分析，由平衡条件有
得
由理想气体状态方程得
得
16．答案：（1），（2）30°
解析：（1）光束经折射后恰好与内圆柱面相切于Q点，由题意可知，折射角为
根据
由几何关系可得
根据
从P到Q经历的时间
（2）如图所示
光束以入射角α由P点进入光学元件内折射到内圆面的C点，如果在C点发生全反射，则光束在球面上的入射角等于临界角C
由正弦定理有
即
解得
根据
解得