[物理]辽宁省2024届名校联盟高考模拟信息试卷(五)(解析版)

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本试卷满分 100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题纸上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题纸对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题纸上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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.处于高能级的原子向低能级跃迁时会辐射出光子，根据玻尔原子理论可知，该光子的能量来自
A.原子核减少的核能
B.原子减小的机械能
C.核外电子减小的动能
D.原子核和核外电子组成的系统减少的电势能
2.如图所示，导体棒a被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平杆( 0O'上，另一根导体棒b平行固定在水平杆OO'的正下方，两导体棒中通入方向相反的电流，稳定后悬挂的导体棒a 偏离竖直方向一定角度。现缓慢减小导体棒b中的电流，则悬挂导体棒a的轻绳中的张力大小
A.逐渐减小 B.逐渐增大
C.保持不变 D.先减小后增大
3.如图所示，半径为R、圆心为O的圆形区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，距O点3R处固定着一个荧光屏MN，O'为其中心，连线( OO'与MN 垂直,MN长度为 23R。P 点有一粒子源，能不断射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子均沿 PO方向射入磁场，连线PO与MN平行。若不计粒子重力及粒子间的相互作用力，粒子均能打到荧光屏 MN上，则粒子的速度大小可能为
A.qRB3m BqRBm
C.2qRBm D.qRB2m
4.如图所示，一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈匝数之比为 n1n2=21,电路中灯泡L 的额定电压为100 V，额定功率为80 W。当输入端接有效值为220V的正弦交变电源时，灯泡L正常发光，则电路中定值电阻R 的阻值为
A.50 Ω B.45 Ω
C.25Ω Ω
5.如图所示，P、Q为x轴上关于原点O对称的两个点，两点各固定一个正点电荷，其中 P 点点电荷的电荷量大小为2q，Q点点电荷的电荷量大小为q。将一个带正电的粒子从x轴上的O点由静止释放，粒子仅在静电力的作用下沿x轴运动，则粒子的电势能Ep随位置坐标x的变化关系可能正确的是
6.如图所示，某同学站在篮筐正前方，将篮球以8m/s的速度斜向上投出，速度方向与水平方向成 53°角，结果篮球刚好落入篮筐，篮球入筐时速度方向与水平方向的夹角为 37°°斜向下。已知篮筐距离地面的高度为 3m ，重力加速度 g 取 10m/s²,不计空气阻力，篮球视为质点，则下列说法正确的是
A.篮球从出手到入筐用时0.8 s
B.篮球入筐时的速度大小为 4.8 m/s
C.篮球出手时距离地面的高度为1.6m
D.篮球出手时距离篮筐的水平距离为3.6m
7.光纤通信已经得到广泛应用，图(a)为光纤的纤芯，图(b)为光纤结构简图。一段通信光纤的长度为 L，光在真空中传播的速度为c，下列关于光纤通信传输的有关说法中正确的是
A.光纤通信利用的是光的直线传播原理，光信号从一端传输到另一端的时间为 Lc
B.光是从涂覆层折射进入包层，再从包层折射进入纤芯而在光纤内进行传播的
C.光纤纤芯和包层的折射率关系为 n₁D.光在光纤内传输时，在光纤弯折处可能会有光射入包层而发生漏光现象
8.物质的热学性质和规律是微观粒子热运动的宏观表现，下列说法正确的是
A.油酸分子的体积等于油酸的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值
B.悬浮在液体中的微粒体积越大，同一时刻跟它撞击的液体分子就越多，布朗运动也就越剧烈
C.等温压缩一定质量的空气，其压强变大，是因为单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数变多了
D.高速运动时物体分子的平均动能一定大于其静止时分子的平均动能
9.如图所示，在太阳与地球的连线上存在一个特殊位置 L₁ 叫作日地系统的拉格朗日点，在该位置的人造卫星可以在地球和太阳的共同引力下，跟地球同步绕太阳运动。我国发射的“夸父一号”人造卫星就在该位置与地球同步绕太阳做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A.“夸父一号”在位置L₁受到的太阳和地球引力之和为0
B.“夸父一号”绕太阳转动的线速度等于地球公转的线速度
C.“夸父一号”绕太阳转动的向心加速度小于地球公转的向心加速度
D.除位置L₁外，理论上在地球与太阳的连线及延长线上还有 2个日地系统的拉格朗日点，在这2个点的人造卫星也可以跟地球同步绕太阳运动
10.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R₁ 和 R₂为定值电阻，其阻值均为2r，R为滑动变阻器，电路中的电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片由b端缓慢向a 端滑动，电流表 A₁ 和 A₂ 的示数变化量分别用△I₁ 和 △I₂表示，电压表 V₁和 V₂的示数分别用 U₁和 U₂表示，示数的变化量分别用△U₁ 和△U₂ 表示，下列说法正确的是
A. U₁ 变大 B.|△U₁|=|△U₂|
C.U2I1=2r D.|ΔU2I2|=6r5
二、非选择题：本题共5 小题，共54分。
11.(6分)某实验小组利用如图(a)所示的装置来验证机械能守恒定律。将小铁球用细线悬挂在铁架台上，在悬挂点正下方安装光电门，小球自然下垂时能够实现遮光计时。
(1)用游标卡尺测量小球的直径如图(b)所示，则小球的直径 D= cm。
(2)将小球拉起一定的角度θ，记录角度θ后，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t，则小球该次通过光电门的速度大小v= (用题中所给的物理量符号表示)。已知当地的重力加速度为g，悬挂小球的细线长度为l，则 D2gt22l+D= 即可验证小球下摆过程中机械能守恒。
12.(8分)某同学欲利用半偏法测量量程为0~5.0 V的电压表V的内阻(内阻约为几千欧)，可供选择的器材如图(a)所示。
(1)请你为他设计半偏法测量电压表内阻的原理电路图，画在方框中。
(2)用笔画线代替导线将图(a)中器材连接成实验电路。
(3)调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏5 V；保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关S₂，调节电阻箱使电压表示数为2.5 V，此时电阻箱各个旋钮位置如图(b)所示，则待测电压表的内阻为 Ω。
(4)实际上在调节电阻箱时滑动变阻器上的分压会发生微小变化，如果要考虑其变化的影响，用半偏法测量的电压表内阻与其真实值相比，测量值 (填“小于”“等于”或“大于”)真实值。
(5)该同学进一步研究了该电压表的内部结构，发现它是由一个表头和电阻串联而成，由此可以推断该表头的满偏电流为 mA。
13.(10分)一辆公交车行驶在平直公路上，公交车接近站点前提前开始做匀减速运动，匀减速过程中车头依次经过M、N、Q三个点，MN间距为NQ 间距的1.25倍，公交车在MN间运行的平均速度 v₁=10m/s,在 NQ间运行的平均速度 v₂=8m/s,当公交车车头经过M点时，车后与车尾距离s=7 m处，一名中学生为了赶上公交车正在匀速向前奔跑。已知车长 L=12m,，乘客上车的车门位于车的最前端，忽略车门的宽度，公交车减速至零停靠后会在站点停车 △t=10s,之后开始启动，启动后乘客不能再上车，取公交车运行方向为正方向。
(1)求从公交车车头经过M点至车头经过Q点的过程中，公交车的速度变化量；
(2)若MQ间距离为14.4m，这名中学生恰好赶上公交车，求中学生匀速向前奔跑时速度的大小。
14.(13分)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，两导轨宽度为 d=0.4m,导轨左端接有一阻值为 R=3Ω的定值电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小 B随时间t 的变化关系为 B=2tT。一阻值 r=1Ω,、长度 d=0.4m的导体棒MN在水平外力的作用下以恒定的速度。 v=2m/s沿导轨向右运动， t=0时刻导体棒 MN距离导轨左端的距离为 L=1.0m,不计导轨电阻，导体棒MN运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，求：
1t=4s时，回路中的电流大小；
2t=4s时，水平外力对导体棒 MN做功的功率；
(3)0~4 s内,通过定值电阻R的电荷量。
15.(17分)如图所示，下表面光滑的木板 B静置在水平地面上，B 右侧静置着一物块C，物块A 以初速度 v₀=8m/s从左端滑上木板B，当物块A 与木板B 刚好共速的瞬间，木板B 与物块C 发生碰撞，碰撞时间忽略不计。已知木板 B 与物块C 之间的碰撞均为弹性碰撞.物块 A 的质量 m₁=0.3 kg,木板 B 的质量 m₂=0.1kg,物块 A 与木板 B 间的动摩擦因数 μ₁=0.2,物块 C 的质量 m₃=0.2kg,物块 C与地面间的动摩擦因数 μ₂=0.4,重力加速度 g 取 10m/s²,物块 A 始终未滑离木板B，求：
(1)初始时，木板 B 与物块C 之间的距离；
(2)木板 B与物块C 从第一碰撞后到第二次碰撞的过程中，木板B 与物块C 之间的最大距离；
(3)木板 B 与物块C 第二次碰撞前瞬间，木板 B 与物块C 的速度大小。
【参考答案】
1.D【解析】原子能级跃迁跟原子核的核能和原子的机械能无关，A、B项错误；根据玻尔原子理论可知，电子绕原子核做匀速圆周运动，静电力提供向心力有 kne2r2=mv2r,由高能级向低能级跃迁，电子离原子核距离更近，电子的动能增大，C项错误；电子和原子核互相靠近，静电力做正功，核外电子与原子核组成的系统电势能减小，D项正确。
2.C【解析】导体棒a受力平衡，受力分析如图所示，
由相似三角形可知 mgT=hl,轻绳中的张力大小不受安培力的影响，故选C项。
3.B【解析】如果粒子在磁场中偏转后能射到M点，其轨迹为 PD，圆心为E，如图所示，
由几何关系可知,∠POE=30°，PE=r₁=Rtan30°=33R,由 qv1B=mv12r1,联立解得 v1=3qRB3m,即能打到MN上的粒子的最小速度；如果粒子在磁场中偏转后能射到 N点，其轨迹为 PC，圆心为F，如图所示，由几何 关 系 可 知,∠POF = 60°, PF =r₂= Rtan60°=3R,由 qv2B=mv22r2,联立可得 v2=3qRBm,即能打到MN上的粒子的最大速度，则粒子均能打到 MN 上的速度为 3qRB3m≤v≤3qRBm,故选 B项。
4.A 【解析】灯泡 L正常发光时的电流为 I2=PU=0.8A,理想变压器有 U1U2=n1n2,解得变压器原线圈两端电压为 U1=n1n2U2=200 V,根据 I1I2=n2n1,解得原线圈回路中的电流大小为 I1=n2n1I2=0.4A,定值电阻两端的电压 U₃=U-U₁=20V,所以定值电阻R的阻值为 R=U3I1=50Ω,故选 A 项。
5. B【解析】由题意可知,沿 x轴从P 点到Q点之间的电场强度大小先减小后增大，电场方向先沿 x 轴正方向，后沿 x 轴负方向，在O点静止释放的带正电荷的粒子会沿x 轴正方向先加速后减速，在 En-x 图像中，斜率表示粒子受到的电场力，故选 B项。
6.C【解析】篮球做斜抛运动，沿水平方向匀速 运 动的速 度 大 小 为 vₓ=v₀cs53°=4.8 m/s,设入筐时的速度大小为v,则有v= vxcs37°=6m/s,B项错误；篮球抛出时竖直向上的分速度大小为 vy1=v0sin53°=6.4 m/s，入筐时的竖直向下的速度大小为 vy2=vsin37°=3.6m/s,所以篮球从出手到入筐用时 t=vy1+vy2g=1s,A项错误；篮球飞行的水平距离为 x=vₓt=4.8m,D项错误；篮球从出手到入筐竖直方向运动的高度差为 h=vy22-vyl22g=-1.4m,所以篮球出手时距离地面的高度为h=3 m-1.4m =1.6m ,C项正确。
7.D【解析】光纤通信利用的是光的全反射原理，纤芯为光密介质，包层为光疏介质，纤芯和包层的折射率关系为 n₁>n₂,，光在纤芯和包层的界面处发生全反射，光在纤芯中传播的速度小于真空中的速度，所以光从光纤的一端传到另一端的时间大于L/c，A、B、C项错误；光从光密介质(纤芯)到光疏介质(包层)发生全反射的条件是入射角大于临界角，在光纤的弯折处，由于弯折角度的原因，可能会使传播到该处的光的入射角小于全反射的临界角而不能发生全反射，这样就会有折射光线从纤芯进入包层而损失，D 项正确。
8.AC【解析】由于油酸分子间距较小，可忽略不计，油酸的摩尔体积除以阿伏加德罗常数就等于油酸分子的体积，A项正确；悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的分子数越多，各个方向的撞击作用接近平衡，这时就很难观察到布朗运动，B项错误；对一定质量的空气，体积减小，分子的数密度变大，由于分子平均速率不变，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多，平均作用力也会变大，压强变大，C项正确；物体分子的平均动能与物体的机械运动无关，D项错误。
9. CD 【解析】“夸父一号”在绕太阳做匀速圆周运动，太阳和地球对其引力之和提供其向心力，A项错误；“夸父一号”与地球同步绕太阳运动，由公式v=ωr可知，“夸父一号”与地球公转的角速度相同，“夸父一号”的轨道半径小于地球的公转半径，所以“夸父一号”的线速度小于地球的线速度，B项错误；由公式 aₙ=ω²r可知，“夸父一号”绕太阳转动的向心加速度小于地球公转的向心加速度，C项正确；受力分析可知在地球和太阳的连线及延长线上还有两个拉格朗日点，如图中 L₂ 和 L₃ 所示,D项正确。
10. AD 【解析】滑动变阻器的滑片由b端缓慢向a端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，回路的总电阻减小，回路的总电流变大，所以定值电阻R₁ 两端的电压U₁ 变大，A 项正确；回路总电流变大，所以路端电压变小，即 U=U₁+U₂变小，说明U₂ 减少量大于 U₁的增加量，B项错误；由闭合电路的欧姆定律可知 U₂=E-I₁R₁+r=E-I₁⋅3r所以 U2I1=3r,C项错误；由闭合电路欧姆定律可知E=U2+U2R2+I2⋅R1+r,整理得 U2=-R1+rR2R2+R1+r⋅I2+R2ER2+R1+r,所以 |ΔU2I2|=R1+rR2R2+R1+r=6r5,D项正确。
二、非选择题
11.(1)1.525(2 分)
(2) Dt (2分)1-csθ(2分)
【解析】(1)游标卡尺的读数为D=15 mm+5×0.05 mm=15.25 mm=1.525 cm。
(2)小球通过光电门的速度为 v=Dt,
若小球下摆过程中机械能守恒有 mgl+D2(1- csθ)=12mv2,
整理得 D2gt22l+D=1-csθ。
12.(1)电路图见解析(1分)
(2)实物连接图见解析(1分)
(3)4 000(2分)
(4)大于(2分)
(5)1.25(2分)
【解析】(1)根据半偏法测量电压表内阻实验原理，滑动变阻器需要设计成分压接法，设计的实验原理电路图如图所示。
(2)由于电压表满偏电压为5 V，因此电源电动势不能小于 5 V，因此电源选择 6 V 的电源，滑动变阻器设计成分压接法，滑动变阻器选择阻值范围为0~20 Ω，故实物连接图如图所示。
(3)调节滑动变阻器滑片，使电压表满偏5 V；保持滑动变阻器滑片位置不变，即待测电路电压不变，断开开关 S₂，调节电阻箱使电压表示数为2.5 V，电压表分压和电阻箱分压相等，根据串联电路规律可知，电阻箱阻值和电压表内阻相等，根据电阻箱读数规则,电阻箱读数为 4×1 000 Ω=4 000 Ω,则待测电压表的内阻为 4 000 Ω。
(4)根据设计的电路，实际上在调节电阻箱时电压表与电阻箱两端的电压变大，大于5 V，故电阻箱分得的电压大于 2.5 V，电阻箱的阻值大于电压表的真实阻值，测量值大于真实值。
(5)根据欧姆定律，该表头的满偏电流为 Iμ=54000A=1.25×10-3A=1.25mA。
13.(1)-4 m/s
(2)3 m/s
(1)设 MN 与 NQ 间距分别为 5d、4d，公交车在MN段的时间为 t1=5dv1(1分)
在 NQ段的时间为 t2=4dv2 (1分)
由加速度的定义式可知，公交车的加速度大小为 a=v1-v2t12+t22
车头经过M点的速度为 vM=v1+at12=11 m/s (1 分)
车头经过 Q点的速度为 vQ=v2-at22=7 m/s (1分)
公交车车头经过M点至车头经过Q点过程中的速度变化量 Δv=vQ-vM=-4m/s(1分)
(2)由运动学公式 LMQ=14.4m=vM2-vQ22a (1分)
代入数据解得 a=2.5m/s²
公交车经M点后至停下来经过的位移x= vM22a=24.2m (1分)
公交车减速的时间 t3=vMa=4.4s (1分)
中学生的速度 v=x+L+st3+Δt (1分)
解得v=3 m/s (1分)
14.(1)3.4 A
(2)21.76 W
(3)7.2 C
(1)在t=4 s时,导体棒切割磁感线产生的动生电动势为 E₁=Bdv=6.4V(1分)
回路中产生的感生电势为 E2=S⋅Bt=7.2 V (1分)
所以回路中感应电动势之和为 E=E₁+ E₂=13.6V (1分)
回路中的电流为 I=ER+r=3.4A (1分)
(2)在t=4 s时，导体棒受到的安培力大小为 F=BId=10.88 N (2分)
导体棒匀速运动，水平外力等于安培力大小,故水平外力的功率为P=Fv=21.76 W(1分)
(3)t=0时,B=0,所以回路的磁通量为0,t=4 s时，空间的磁感应强度大小为 B=8 T，回路的面积为S=d(L+vt)=3.6 m² (1分)
所以回路的磁通量为φ=BS=28.8 Wb (1分)
根据法拉第电磁感应定律可知 E=Φt (1分)
回路中的电流为 I=ER+r (1分)
通过电阻R的电荷量 q=It (1分)
解得q=7.2 C (1分)
15.(1)3 m
(2)1.8 m
(3)4 m/s 0
(1)A、B组成的系统动量守恒，有 m1v0=m1+m2v球1 (1分)
设B到碰撞前瞬间运动的位移为x₁，由动能定理可知 μ1m1gx1=12m2v球12(1分)
解得 x₁=3m (1分)
所以初始时木板 B 与物块C 之间的距离为3 m (1分)
(2)B与C 发生弹性碰撞过程有
动量守恒 m2v球=m2vB1+m3vCl (1分)
机械能守恒 12m2v球12=12m2vB12+12m3vC]2 (1分)
解得VB1=-2m /s,Vc1=4 m/s
第一次碰撞后，B向左减速的加速度大小为 aB=μ1m1gm2=6m/s2 (1分)
C向右减速的加速度大小为
ac=e2g=4m/s2 (1分)
B 与 C 速度相等时，二者之间的距离最大，设第一次碰撞后到B、C速度相等用时t₁，则有 vB1+aBt1=vC1-aCt1(1分)
解得 t₁=0.6s
该过程中 B的位移为
xB1=vB1t1+12aBt12=-0.12m (1分)
C的位移为 xC1=vC1t1-12aCt12=1.68m (1分)
所以此时木板 B与物块C之间的距离为
L=xc₁-xB₁=1.8 m (1分)
(3)第一次碰撞后到A、B再次共速，动量守恒有 m1v球1+m2vB1=m1+m2v球2(1分)
该过程用时 t2=v其2-vB1aB=1s
该过程中 B的位移
xB2=vB1t2+12aBt22=1m (1分)
该过程C的速度变为 vC2=vC1-aCt2=0,即C刚好减速到0，该过程C的位移大小为 xC2=vC1t2-12aCt22=2m (1分)
通过计算可知，A、B第二次共速后，再滑行一段距离与静止的C 发生第二次碰撞，所以第二次碰撞前 B的速度大小为
v共2 =4 m/s
C的速度为vc₂=0