[物理]安徽省阜阳市皖江名校联盟2023_2024学年高三下学期模拟预测试题(解析版)

这是一份[物理]安徽省阜阳市皖江名校联盟2023_2024学年高三下学期模拟预测试题(解析版)，共20页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，3×8N=2等内容，欢迎下载使用。

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答.超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：全部高考内容。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示是天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的场景，2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱脱离空间站，随后在东风着陆场成功着陆。已知核心舱的轨道距离地面高度为h，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。关于核心舱和返回舱的运动状态，下列说法正确的是（ ）
A. 天和核心舱在轨运行时的向心加速度大小为
B. 天和核心舱匀速圆周运动的周期为
C. 返回舱脱离空间站，开始返回时，需要点火减速，向后喷出炙热气体
D. 返回舱进入大气层返回地球表面的过程中，空气阻力做负功，动能逐渐减小
【答案】B
【解析】A．根据
天和核心舱在轨运行时的向心加速度大小为
选项A错误；
B．天和核心舱绕地球做匀速圆周运动时有
可解得
B正确；
C．返回舱脱离空间站，开始返回时，需要点火减速，向前喷出炙热气体，选项C错误；
D．返回舱进入大气层返回地球表面的过程中，重力做正功，空气阻力做负功，机械能减小，但是动能不一定减小，选项D错误。故选B。
2. 单镜头反光相机俗称单反，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。一细束单色光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率可能是下列那个数值（已知sin22.5°≈0.4）（ ）
A. 1.5B. 2.0C. 2.4D. 2.8
【答案】D
【解析】设射入CD面上的入射角为θ，因为在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如图。
根据几何关系有
4θ=90°
解得θ=22.5°
当光刚好CD和AE面上发生全反射时，折射率最小，根据上述分析可知折射率最小时
θ=C
解得最小折射率为
解得n=2.5
故D正确。故选D
3. 如图所示，一质量为m均质长杆靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，静止时长杆与竖直墙壁间的夹角为θ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 长杆下端对水平地面的摩擦力水平向左
B. 水平地面对长杆的作用力大小为mg
C. 水平地面对长杆的作用力方向并不沿长杆方向
D. 增大长杆的质量，长杆下端会向右滑动
【答案】C
【解析】A. 对长杆进行分析知，长杆有向右滑动趋势，故水平地面对长杆的摩擦力水平向左，长杆对地面摩擦力水平向右，故A错误；
B.水平地面对长杆的作用力大小为，故B错误；
C.长杆的受力分析如图所示
反向延长G与FN有一交点，由三力平衡可知，水平地面对长杆的作用力（支持力与摩擦力的合力）的作用线一定过该交点，故水平地面对长杆的作用力不沿长杆方向，故C正确；
D.增大长杆的质量，长杆所受到的各个力同步增大，长杆不会滑动，故D错误。
故选C。
4. 如图所示是研究光电效应的实验装置，滑动变阻器的滑片P位于中点O位置，某同学先用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑片P的位置，使电流表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U。已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数为零时，滑片P位于O点右侧
B. 光电子的最大初动能为eU
C. 光电管阴极K材料的逸出功为
D. 用频率更大的光照射光电管时，电流表示数一定增大
【答案】B
【解析】A．电流表示数为零时，所加电压为反向电压，所以滑片P向左移动，位于O点左侧，故A错误；
B．使光电流减小到0时，有
故B正确；
C．阴极K材料的逸出功为
故C错误；
D．光电流的大小不仅和入射光的频率有关，还与光强有关，故D错误。
故选B。
5. 质量为1kg的物块放在一个纵截面为矩形的静止木箱内，物块和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3，开始时物块被一根轻弹簧用1.6N的水平拉力向左拉着而保持静止；如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。则（ ）
A. 木箱以2m/s2的加速度竖直向下加速时，物块与木箱之间发生相对滑动
B. 木箱以2m/s2的加速度竖直向上加速时，物块与木箱之间发生相对滑动
C. 木箱以4m/s2的加速度水平向左加速时，物块与木箱之间发生相对滑动
D. 木箱以1m/s2的加速度水平向右加速时，物块所受的摩擦力为2.6N
【答案】D
【解析】A．木箱以2m/s2的加速度竖直向下加速时，支持力为
此时的最大静摩擦力为
fm=0.3×8N=2.4N
能与木箱保持相对静止，故A错误；
B．木箱以2m/s2的加速度竖直向上加速时，物块处于超重状态，压力增大，能与木箱保持相对静止，故B错误；
C．木箱以4m/s2的加速度水平向左加速时，对物块
F+f=ma
可得
f=2.4N物块与木箱保持相对静止，故C错误；
D．木箱以1m/s2的加速度水平向左加速时，对物块
f- F=ma
可得
f=2.6N
故D正确。
故选D。
6. 一列简谐横波在x轴上传播，位于坐标原点的波源起振时开始计时，t=0.35s时恰好传播到x=14m的质点Q处，波形如图所示。P为介质中x=8m处的质点。下列说法正确的是（ ）
A. 该波在介质中的传播速度为4m/s
B. 在0~0.35s内，质点P的平均速率为0.4m/s
C. 质点Q的振动方程为
D. 任意时刻，质点P、Q间的距离均为6m
【答案】C
【解析】A．该波在介质中传播速度
故A错误；
B．在0~0.35s内，质点P的平均速率
故B错误；
C．当时，质点Q的振动方程可以写成
，
当t=0.35s时
解得
故质点Q的振动方程为
故C正确；
D．任意时刻，质点P、Q沿x轴方向的距离一定是6m，但P、Q两点的距离不一定是6m，故D错误。
故选C。
7. 小明在进行定点投篮，以篮球运动所在的竖直平面内建立坐标系xOy，将一质量为m的篮球由A点投出，其运动轨迹经过A、B、C、D，C为篮球运动的最高点，如图所示。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，篮球可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. C点坐标为（0，L）
B. 篮球由B到C和由C到D的过程中，动能的变化量相同
C. 篮球在C点时，重力的瞬时功率为
D. 篮球由A到B和由C到D的过程中，动量的变化量大小相等，方向相反
【答案】A
【解析】A. 依题意，篮球抛出后做斜抛运动，利用逆向思维，可知篮球从C点做平抛运动到A点，设C点的坐标为，从C点到B点用时为t，由乙图可知
，，
联立可得
故A正确；
B. 篮球由B到C过程中，重力做负功，动能减小；由C到D的过程中，重力做正功动能增大，变化量绝对值相等，但一正一负，故B错误；
C. 篮球在C点是轨迹的最高点，其竖直方向的速度分量为0，因此篮球在C点时，重力的瞬时功率为零，故C错误；
D. 由乙图可知篮球从A到B和由C到D过程水平方向发生的位移相等，则所用时间相等，根据动量定理可得
所以动量变化量相同，故D错误。
故选A。
8. 电磁学中将两相距很近的等量异号点电荷所组成的带电系统称为电偶极子。如图所示的电偶极子模型，带电量为q的两异号点电荷相距为。以两者连线为x轴，以两者连线的中垂线为y轴建立坐标系。坐标轴上有两点和，其中，，静电力常量为，则（ ）
A. 点电场强度方向沿x轴正向B. 点电场强度的大小约为
C. 点电场强度方向沿轴正向D. 点电场强度的大小约为
【答案】B
【解析】AB．由图可知，点与正电荷的距离大于与负电荷的距离，根据
可知正电荷在点的电场强度小于负电荷在点的电场强度，则点电场强度方向沿x轴负方向，根据场强叠加原则，，可知点电场强度
故A错误B正确；
C．根据等量异种电荷的电场分布可知，在两电荷连线的垂直平分线上的点电场强度方向沿x轴正向，故C错误；
D．根据场强叠加可知点电场强度大小为
故D错误。故选B。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A，轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细绳竖直。开始时，在外力作用下重物A、B处于静止状态，释放后A，B开始运动。已知mA=3m、mB=m，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，动滑轮及绳子质量不计，绳子足够长，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A. 重物B上升的速率是重物A下降速率的两倍
B. 当重物A下降h时，重物B的机械能增加2mgh
C. 重物B上升的加速度为
D. 当B上升h时，A的机械能减小
【答案】AD
【解析】A．根据绳长不变可知
故A正确；
B．当A下降h时，重物B上升2h，故重物B机械能的增加量大于2mgh，故B错误；
C．设轻绳上的弹力为T，对B
对A
故C错误；
D．对A，
A克服拉力作的功为
故D正确。故选AD。
10. 如图甲所示，两根长为4.5m的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左端连接阻值为R=6Ω的电阻，导轨间距为L=1m，导轨电阻不计。一长为L=1m，阻值为r=1Ω的导体棒垂直放置在导轨上，到导轨右端的距离为x0=4m，空间有垂直导轨平面向里均匀分布的磁场，磁感应强度随时间变化的图线如图乙所示。从t=0时刻开始，导体棒在外力作用下向右做初速度为零的匀加速直线运动，速度随时间变化的关系如图丙所示，在导体棒离开导轨前的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 回路中的感应电流为逆时针方向
B. 回路中的感应电流随时间均匀增大
C. t=1s时导体棒所受安培力大小为2N、方向向左
D. 整个过程中通过定值电阻R的电荷量为3C
【答案】AC
【解析】A．回路中磁通量增大，根据楞次定律可知，回路中的感应电流为逆时针方向，故A正确；
B．由图可知B=2t(T)，加速度a=2m/s2，回路中磁通量
解得
则回路中的感应电流随时间不是均匀增大，故B错误；
C．t=1s时，i=1A，B=2T，导体棒所受安培力
方向向左，故C正确；
D．若B恒定为2T，则在导体棒离开导轨前的过程
通过定值电阻R的电荷量
因磁场是从零均匀增加到2T，则通过电阻R的电荷量不可能是3C，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 图甲为测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置示意图，实验步骤如下：
①用天平测量滑块和遮光条的总质量M、重物的质量m，用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②安装器材，并调整轻滑轮，使细线水平；
③用米尺测量遮光条与光电门间距x；
④由静止释放滑块，用数字毫秒计测出遮光条经过光电门的时间t；
⑤改变滑块与光电门间距，重复步骤③④。
回答下列问题：
（1）测量d时，某次游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为_________cm；
（2）根据实验得到的数据，以_________（选填“”或“”）为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，若实验测得m=2M，则滑块和桌面间的动摩擦因数为=________（用k、g、d表示）。
【答案】（1）0.960 （2）
【解析】（1）[1]游标卡尺的示数为
d=0.9×10mm+0.05mm×12=9.60mm=0.960cm
（2）[2][3]滑块经过光电门时速度为
由
可得
即根据实验得到的数据，以为横坐标，以x为纵坐标，可做出如图丙所示的图像，该图像的斜率为k，则
对滑块和物块的系统由牛顿第二定律
因为m=2M，解得滑块和桌面间的动摩擦因数为
12. 干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用电流传感器（可以看成理想电流表）、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。
（1）若定值电阻R0=1Ω，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势Ea=_________V，内阻ra=__________Ω（结果均保留2位有效数字）。
（2）根据图乙可以判断，图线___________（选填“a”或“b”）对应的是新电池。
（3）根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y—x图线如图丙所示，则图线最高点A的坐标值应为x=__________Ω，y=___________W（结果均保留2位有效数字）。
【答案】（1）1.4 2.0 （2）b （3）2.0 0.25
【解析】【小问1详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律有
整理有
结合题中图线a的解析式，有
解得
【小问2详解】
由之前的分析可知，图像的斜率为电池的电动势的倒数，由题图可知，其图像a的斜率大，所以图线a的电动势小。根据题意，旧电池的电动势减小，所以图线a为旧电池，图线b为新电池；
【小问3详解】
[1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和R0，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有
结合题图有
由之前的分析可知，有，，题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以
13. 如图所示，一导热良好的圆柱形汽缸固定放置在水平面上，缸内用面积S，质量m的活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。汽缸内壁的高度为h，活塞始终保持水平。当热力学温度为T0时，气缸内气体高为。已知大气压强为p0，重力加速度为g，理想气体的内能跟热力学温度成正比，即U=kT，k为已知值。现缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸，求：
（1）活塞刚要脱离汽缸时缸内气体的温度；
（2）该过程缸内气体吸收的热量。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据盖—吕萨克定律有
解得
（2）缸内气体压强
缓慢升温至活塞刚要脱离汽缸的过程为等压过程，气体对外界做功
根据热力学第一定律可知
解得气体吸收的热量为
14. 如图所示，在坐标系第一象限内有垂直纸面向外、磁感应强度为B0、足够大的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的带电粒子在xOy平面内从y轴上的M（0，L）点以不同速率射入磁场，且速度方向与y轴正半轴的夹角θ=53°保持不变。题中B0、m、q、L为已知值，不计粒子重力，sin53°=0.8。回答下列问题：
（1）若粒子从x轴下方离开磁场，求粒子速度大小应满足的条件；
（2）若粒子从y轴左侧离开磁场，求y轴上有粒子经过的区域长度；
（3）若x轴上方充满着方向垂直纸面向外的非匀强磁场，磁感应强度大小随纵坐标y均匀增大，且满足。粒子以大小为的速度从M点沿原方向（即图示方向）射入磁场，求粒子在磁场中从M点运动到离x轴最远位置的过程中运动轨迹与x轴围成的面积S。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）若粒子刚好不离开磁场，则运动轨迹与x轴相切，如图所示；由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
故要使粒子从x轴下方离开磁场，粒子速度应满足
（2）若粒子从y轴正半轴的左侧离开磁场，经过y轴的区域长度为MN，粒子从y轴离开范围如图所示；由几何关系知
解得
（3）粒子在磁场中从M点运动到离x轴最远位置时速度沿y轴分量为零；在y轴方向由动量定理可知：即洛伦兹力竖直分力冲量等于竖直方向动量变化量。
设粒子在x轴方向上的分速度为，根据动量定理可得
又
解得
15. 如图所示，一劲度系数k=152N/m的水平轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端与质量为m1=4kg的小物块A接触但不栓接，初始时弹簧处于原长，小物块A的位置记为O点。水平面上O点左侧部分粗糙、右侧部分都光滑，水平面中间夹有一与水平面平齐的静止传送带，在传送带左端O1放有一质量为m2=2kg的小物块B。现给A施加水平向左、大小为80N的恒力，使A向左运动，当A的速度为零时，立即撤掉恒力，A在弹簧作用下向右运动。A、B第一次碰撞时，传送带立即由静止开始以a1=1m/s2做顺时针方向的匀加速运动，当速度达到4m/s时传送带立即做a2=2m/s2匀减速运动。当传送带速度减小到零时，小物块B恰好运动到传送带的右端O2点。已知小物块A与水平面粗糙部分及传送带的动摩擦因数均为0.1，小物块B与传送带的动摩擦因数为0.7，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块可视为质点，A、B间的碰撞为弹性碰撞（不计碰撞时间），弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能表达式为（k为劲度系数，x为弹簧的形变量），g取10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）物块A在恒力作用下向左运动的最大距离；
（2）物块A、B在传送带上运动过程中，两者间的最大距离；
（3）物块A、B最终的速度大小。（计算结果保留根号）
【答案】（1）；（2）；（3）；
【解析】（1）设物块A速度为0时，弹簧形变量为x，则根据动能定理，有
解得x=1m
（2）撤去恒力后，设物块A离开弹簧时速度为v0，
得
设A、B碰撞后的速度分别为v1、v2，在传送带上运动的加速度分别为aA、aB，与传送带达到速度相等的时间分别为t1、t2，由动量守恒定律
由机械能守恒定律得
得
由牛顿第二定律和运动学规律可知
得
即A、B同时与传动带达到共速，此时速度
此后A、B与传送带一起加速运动。设A、B减速的位移分别为x1、x2，有
联立解得
d=3m
（3）设传送带减速时间为t3，得
分析可知，传送带减速过程中B相对传送带静止，设从传送带开始减速到A、B第二次碰撞所需的时间为t4，有
解得
设A与B第二次相碰前速度为v3，得
根据弹性碰撞规律A、B最终速度为