[物理]陕西省部分学校2023_2024学年高三下学期5月份高考适应性考试试题(解析版)

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一、选择题：
1. 汽车的G值表示汽车的加速性能。G值大小为车辆由静止加速到100km/h过程中的平均加速度和重力加速度比值的100倍，即（以上均由国际单位计算）。已知某品牌汽车的G值为50，重力加速度取，则该车辆从静止加速到100km/h的时间约为（ ）
A. 2sB. 6sC. 10sD. 20s
【答案】B
【解析】由
可得
则加速时间
故选B。
2. 绳系卫星是航天科学家受风筝启发而发明的。它以超级缆绳把航天飞机A与卫星B连接起来，如图所示，卫星C与绳系卫星B在同一圆轨道上运动，不考虑绳系卫星与航天飞机之间的万有引力和空气阻力，不计缆绳的质量，则下列说法正确的是（ ）
A. 绳系卫星B的角速度大于航天飞机A的角速度
B. 绳系卫星B的加速度大于卫星C的加速度
C. 正常运行时，超级缆绳中的拉力为零
D. 如果超级缆绳断裂，卫星将会坠落到地球上
【答案】D
【解析】A．由题意可知，正常运行时，空间站A和绳系卫星B角速度相同，故A错误；
B．设绳子的拉力为，由牛顿第二定律，对卫星B有
对卫星C有
又知，可得
故B错误；
C．正常运行时，空间站A和绳系卫星B角速度相同，若仅在地球引力作用下做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知空间站A角速度比绳系卫星B的角速度小，故长绳中一定有弹力，故C错误；
D．由C选项分析可知，地球的引力与缆绳拉力提供卫星B做圆周运动所需的向心力，且卫星做圆周运动所需的向心力小于地球对它的万有引力，若超级缆绳断裂，卫星B将做向心运动，坠落地球，故D正确。故选D。
3. 如图为高压输电线终端周围的电场分布情况。在做电缆头时，剥去了屏蔽层，改变了电缆原有的电场分布。图中为金属线芯上侧的电场线和等势面，A点和B点在同一条电场线上，则下列说法正确的是（ ）
A. 同一带正电的粒子在A、B、C三点电势能的关系为EpC > EpB > EpA
B. 将一电子放在C点，电子的电势能为90keV
C. 电场中A点的电场强度小于B点的电场强度
D. 在B点由静止释放一质子，质子将沿电场线运动到A点
【答案】A
【解析】A．由图可知A、B、C三点电势φC > φB > φA，同一带正电的粒子在A、B、C三点电势能的关系为EpC > EpB > EpA，故A正确；
B．电子带负电，因此在C点电势能−90keV，故B错误；
C．电场线的疏密表示电场强度的大小，电场中A点的电场强度大于B点的电场强度，故C错误；
D．物体做曲线运动时所受的合力应指向曲线凹侧，在B点由静止释放一质子，所受电场力的方向并没有指向AB的凹侧，所以粒子不会沿着电场线运动，故D错误。
故选A。
4. 如图（b）所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器串联后接正弦交流电源，输出端接灯泡L和滑动变阻器，为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接电压如图（a）所示，处于如图所在的位置时，灯泡L能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 流过灯泡L的电流方向每秒改变50次
B. AB两端电压有效值为220V
C. 若保持和不变，仅将向左移动，L将变暗
D. 若将移至最左端，移动的同时转动，L亮度保持可能不变
【答案】D
【解析】A．由图（a）可以写出交变电流表达式
可知，交变电流的频率为
变压器不改变交变电流的频率，所以流过灯泡电流的频率也是，一个周期时电流方向改变两次，所以流过灯泡电流的方向每秒改变100次，故A错误；
B．变压器输入端的电压为电源电压的一部分，电源电压有效值为，所以变压器的输入电压小于，故B错误；
C．若仅将向左移动，滑动变阻器的接入电阻变小，变压器输入端的电压增大，导致流过灯泡的电流变大，所以将变亮，故C错误；
D．先将移至最左端，此时变压器输入电压为保持不变，此后将逆时针转动，变压器的输出电压变大，此过程中将向右移动，滑动变阻器分的电压增大，如果操作合适是可以实现灯泡两端电压不变，即亮度不变，故D正确。故选D。
5. “东风—17”高超音速导弹采用钱学森弹道，突防能力强，难以拦截，是我国国防利器。如图是“东风—17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空，在A点关闭发动机，靠惯性上升到B点；BD为俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，C点进入大气层，到D点会被加速到极高的速度；进入目标弹道DE的时候，导弹可多次随机变动轨道，使敌人不可能预测它的最终弹道。则下列说法正确的是（ ）
A. 导弹的发射速度一定大于7.9km/s
B. 导弹飞行过程中，在B点动能为零
C. 导弹从A点到D点的过程中，机械能不守恒
D. 导弹从D点到E点的过程中，动能一直在增加
【答案】C
【解析】A．导弹的发射速度应小于第一宇宙速度，故A错误；
B．B点导弹有水平切线方向速度，故B错误；
C．A点和C点导弹都在大气层内，机械能不守恒，故C正确；
D．D点到E点，导弹多次随机变动轨道，某一时刻动能可能会减少，故D错误。
故选C。
6. 2022年，由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子”存在的明确证据。这是一种只由四个中子构成的粒子，用表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射“氦8”（原子核）而产生的，与碰撞可将一个核分裂成一个α粒子和一个“四中子”，同时放出Z光子，如图。则下列有关“四中子”粒子的说法正确的是（ ）
A. “四中子”的四个核子间不存在电磁相互作用
B. 可以通过回旋加速器加速“四中子”，使之形成高能粒子流
C. 产生“四中子”的核反应为
D. α粒子和“四中子”的质量之和小于“氦8”
【答案】AD
【解析】A．“四中子”的核子由于是中子构成的，其不带电，核子间的作用力没有电磁力，故A正确；
B．由于中子不带电，所以四中子也是不带电，即无法通过电磁场使形成高速粒子束，故B错误；
C．由电荷数守恒和质子数守恒，其核反应方程应该为，故C错误；
D．该核反应方程引发质量亏损，放出Z光子，故D正确。故选AD。
7. 缆车提供了快捷方便的上山途径。如图，质量为M的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，已知重力加速度大小为g，缆绳与水平方向夹角为θ，绳索和悬臂之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. 车厢对货物的支持力大于货物对车厢的压力
B. 底板对货物的支持力大小为mg＋masinθ
C. 货物与车厢的最小动摩擦因数为
D. 悬臂对车厢的作用力大小等于(m＋M)g
【答案】BC
【解析】A．根据牛顿第三定律，车厢对货物的支持力等于货物对车厢的压力，故A错误；
BC．设货物的质量为m，以m为研究对象进行受力分析，同时将加速度a沿水平方向和竖直方向进行分解，如图所示
水平方向的加速度
ax = acsθ
竖直方向的加速度大小为
ay = asinθ
对于m，在竖直方向根据牛顿第二定律可得
N−mg = may
解得
N = mg＋masinθ
在水平方向根据牛顿第二定律可得
f = max
解得
f = macsθ
若轿厢恰好不滑动，则f = μN，解得
故BC正确；
D．对车厢和货物所组成的系统分析，悬臂对车厢的作用力大小为F，将F沿竖直方向和水平方向分解，根据牛顿第二定律可得
Fy−(M＋m)g = (M＋m)ay，Fx = (M＋m)ax
悬臂对车厢的作用力大小为
故D错误。
故选BC。
8. 某同步加速器的简化模型如图所示。A、B为两块中心开有小孔的平行金属板。时刻，一电子e从A板小孔飘入两板间。电子质量为m，不计重力，初速度视为零。每当电子进入两板间时，两板间的电势差变为U，电子获得一次加速；当粒子离开B板时，两板上的电势差立即变为零。两板外部环形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场，粒子在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离。电子经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化。不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。下列说法正确的是（ ）
A. 环形区域内磁场方向垂直纸面向外
B. 粒子在绕行的第n周内电场力对电子e做功的平均功率为
C. 粒子第n次绕行的磁感应强度大小与下一次磁感应强度大小之比为
D. 粒子第n次绕行一圈所需的时间与下一次所需时间的关系为
【答案】BC
【解析】A．由题意可知带正电粒子逆时针在磁场中做圆周运动，由左手定则可知，环形区域内磁场方向垂直纸面向里，故A错误；
B．电子在运动的第周时的周期为
电子在运动的第周内电场力对粒子做功的平均功率
故B正确；
C．粒子在环形区域磁场中，受洛伦兹力作用做半径为的匀速圆周运动
解得
所以
故C正确；
D．粒子绕行圈获得的动能等于电场力对粒子做的功，设粒子绕行圈获得的速度为，由动能定理
解得
粒子绕行第圈所需时间
所以
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷
二、非选择题：
（一）必考题：
9. 某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源（输出电压为U = 18.0V，内阻不计）、电阻箱（最大阻值9999.9Ω）、单刀双掷开关一个、导线若干。
（1）该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时，毫安表刚好半偏；将电阻箱的阻值调为500Ω时，毫安表刚好能满偏。实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig = _______mA，内阻Rg = ________Ω。
（2）光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表，则需将毫安表________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为R′ = ________Ω的电阻。（结果保留两位有效数字）
（3）改装完成后（表盘未改动），该小组将单刀双掷开关接至b端，通过实验发现，流过毫安表的电流I（单位：mA）与光照强度E（单位：cd）之间的数量关系满足。由此可得光敏电阻的阻值R（单位：Ω）与光照强度E（单位：cd）之间的关系为R = ________（Ω）（用含“E”的代数式表示）。
【答案】（1）30 100 （2）并联 1.0 （3）
【解析】【小问1详解】
（1）[1][2]设毫安表每格表示电流大小为I0，则当电阻箱的阻值为R1 = 1100Ω时，由欧姆定律可得
15I0(R1＋Rg) = U
当电阻箱的阻值为R2 = 500Ω时，则有
30I0(R1＋Rg) = U
两式联立并代入数据可解得
Rg = 100Ω，I0 = 1mA
故该毫安表的量程
Ig = 30I0 = 30mA
【小问2详解】
[1][2]要将量程为300mA的毫安表改成量程为IA = 3A电流表，则需在毫安表两端并联一个电阻，设其电阻为R′，则有
IgRg = (IA−Ig)R′
代入数据可解得
R′ ≈ 1.0Ω
【小问3详解】
由题意可知，改装后电流表的内阻为RG = 1Ω，设通过光敏电阻的电流大小为I′（单位：A）则有则有
(R＋RG)I′ = U成立
且
I′RG = IRg
由以上两式可得
整理可得
10. 某同学用图（a）所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定律。该同学将光电门安装在小球平衡位置的正下方，在小球上安装轻质挡光片，挡光宽度为d．
（1）用游标卡尺测量挡光部件的挡光宽度d，示数如图（b）所示，由图可知________cm。
（2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为t、则该单摆的周期________；
（3）该同学改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长l的关系如图（c）所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现图像没有过原点，其原因可能是________（选填正确选项前的字母）。
A. 测周期时多数了一个周期
B. 测周期时少数了一个周期
C. 测摆长时直接将摆线的长度作为摆长
D. 测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长
（4）如图（a）所示，该同学在铁架台后方固定量角器，利用此装置测重力加速度值。首先测得摆长为l，之后将小球拉离平衡位置，当摆线与竖直方向成θ角（θ值可由量角器读出）时将小球由静止释放，传感器测得小球第一次摆下挡光的时间。多次改变摆角θ测得对应的，可得到多组（θ，）数据，然后用计算机算出关于θ的余弦函数值。为了能最方便准确地利用图像处理数据，该同学绘制了图像，若求得图像斜率的绝对值为，则计算得到重力加速度的表达式为________（用题目中的字母表示）；
（5）该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律。如图（d），将小球拉到一定位置由静止释放，释放位置距最低点高度为h，开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为，改变不同高度h并测量不同挡光时间，测量多组数据后绘制图像。利用题目（4）中测出的重力加速度g，可知图像斜率表达式理论值________（写出含有l、的表达式）。实验发现图像是过原点的直线并求得图像斜率实验值，若和在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的。
【答案】（1）1.220 （2） （3）C （4） （5）
【解析】【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为，由图可知挡光宽度为
【小问2详解】
由题意可知
则单摆的周期为
【小问3详解】
根据单摆周期公式
其中
可得
由图可知，当为零时，不为零，所测摆长偏小，可能是把摆线长度作为摆长，即把悬点到摆球上端的距离摆线的长度作为摆长。
故选C。
【小问4详解】
小球从最高点摆至最低点的过程，根据机械能守恒定律可得
小球经过光电门的瞬时速度为
整理可得
可知图像斜率绝对值为
解得重力加速度为
【小问5详解】
小球在最低点的速度为
由机械能守恒定律得
联立
可得
则有
11. 某同学设计了一个发电装置。如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内有两个半径，圆心角为的扇形区域。这两个区域存在与纸面垂直但方向相反的匀强磁场，磁感应强度。长为的导体杆OP可绕O点转动，电阻为，P端通过滑动触点与圆环接触良好。在圆心和圆环间连有电阻。杆OP以角速度顺时针匀速转动。初始时刻恰好在图示位置，圆环和导线的电阻忽略不计，求
（1）杆OP转动内通过电阻R的电量q；
（2）杆OP持续稳定转动过程中电流表A的示数I；
（3）杆OP转动一个周期T内电路产生的热量Q（以上结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由电流的定义式有
根据闭合电路欧姆定律及法拉第电磁感应定律有
，
可得
此时导体棒旋转角度为，因此
代入数据可得
（2）第一个内，感应电动势为
所以电流为
一个周期内，根据有效值的定义得
解得
（3）根据焦耳定律
代入数据可得
12. 建造大桥的钢管桩需要用一个重达几十吨的大锤准确无误的锤入海底。根据地基的材质不同，打桩深度不同。如图（a）为桩机的示意图。桥梁建造的某次施工中所用打桩锤的质量，打桩锤每次被卷扬机提升到距离桩顶后由静止释放后自由下落，与钢管桩碰撞后以相同的速度向下运动，打桩锤与钢管桩碰撞时间极短，钢管桩进入地面后所受阻力f与其进入地面深度h成正比，即（k为常数），如图（b）。已知钢管桩质量，重力加速度。
（1）打桩锤击中钢管桩过程中损失的动能；
（2）若第一次打完后，钢管桩进入地面的深度为0.4m，求常数k；
（3）施工要求桥梁钢管桩的最小深度为8m，若想要达到该标准，总共需要击打多少次。
【答案】（1）；（2）；（3）5150次
【解析】（1）根据动能定理得
解得
打桩锤与桩作用时间极短，相互作用过程动量守恒，则有
解得
动能损失为
解得
（2）设桩向下运动过程中的阻力与进入深度关系为
则第一次击打后，有
解得
（3）当桩向下移动总距离时，根据能量守恒得
解得
（二）选考题：
[物理——选修3—3] 13. 如图（a）为一气缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图（b）为气体分子速率分布曲线，初始时刻气缸内气体所对应的曲线为b、若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（ ）
A. 密闭气体压强增大，分子平均动能增大
B. 气体对外界做功，内能减少
C. 容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加
D. 密闭气体的分子速率分布曲线可能会由b曲线变成c曲线
E. c曲线与v轴围成的面积最大
【答案】ACD
【解析】AB．密闭气体处于绝热状态，用力使M迅速向下滑动，体积减小，压强增加，外力对气体做功，内能增加，理想气体忽略势能，动能增加，故A正确、B错误；
C．用力使M迅速向下滑动，体积减小，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加，密闭气体压强增大，故C正确；
D．由于气体温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，则密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线，故D正确；
E．曲线与v轴围成的面积表示各个速率区间内的分子数百分率之和，其和等于100%，所以三条曲线与v轴围成的面积相等，故E错误。
故选ACD。
14. 如图为手动抽气机原理图。导热良好的汽缸A、B用细管相连，A的容积为B的2倍，A中装有一定质量的理想气体，压强为p0。活塞C可沿汽缸B滑动且保持良好的气密性。连接A、B的细管上有两个单向阀门K1、K2，当向右拉活塞时，K1打开，K2闭合；向左推活塞时，K1闭合，K2打开。开始抽气时活塞位于汽缸B的最左端，若环境温度始终保持不变，不计细管残留气体对压强和体积的影响，求：
（1）将活塞C缓慢拉到汽缸B的最右端，再缓慢推回到汽缸B的最左端，此时缸内气体的压强；
（2）如此重复（1）n次后（包括第一次），A缸内剩余气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据玻意耳定律p0VA = p1(VA＋VB)，VA = 2VB
可得
（2）根据玻意耳定律pnVA = pn－1(VA＋VB)
又有
VA = 2VB
可得
[物理——选修3—4]
15. 如图，S1、S2是振幅均为1cm的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。则（ ）
A. 两列波的波长不同，但频率相等
B. 两列波不会发生稳定的干涉
C. A处质点振动始终减弱，B、C处质点振动始终加强
D. 此时A、B、C处各质点的位移是：xA = 0cm，xB = −2cm，xc = 2cm
E. A、B、C处各质点不会随着水波振动而飘向远处
【答案】BDE
【解析】A．由图可知S1波长较短，而两列水波传播速度相同，由v = λf可知S1频率较大，故A错误；
B．两列波频率不同不能发生稳定的干涉，故B正确；
CD．根据波的叠加原理，在图示时刻xA = 0cm，xB = −2cm，xC = 2cm，但是两列波频率不同，无法形成稳定的干涉图样，故C错误、D正确；
E．波传播的是振动形式，各质点不随波迁移，故E正确。
故选BDE。
16. 如图，厚度为的玻璃砖竖直固定在水平桌面上，其右表面镀有反光膜，刻度尺在玻璃砖的左侧与玻璃砖竖直平行放置，距玻璃砖左侧表面距离为。激光笔发出一束激光从刻度尺上的O点射向玻璃砖上表面，在刻度尺上观察到P、Q两个光点（光路未画出），读出OP间的距离为16cm、PQ间的距离为3.0cm。已知光在真空中的速度，求
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）激光从O点传到P、Q两点的时间差（以上结果均保留两位有效数字）。
【答案】（1）1.3；（2）
【解析】（1）如图所示
由几何关系可知
根据折射定律
代入数据可得
（2）光在玻璃中的传播速度
时间差
由几何关系可知
代入数据可得