[物理]2024届名校学术联盟高三下学期高考模拟信息试卷(七)(解析版)

这是一份[物理]2024届名校学术联盟高三下学期高考模拟信息试卷(七)(解析版)，共18页。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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题只有一项是符合题目要求，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. 如图，大量大气分子受宇宙高能粒子撞击处于激发态。处于激发态的分子不稳定，会自发地向能量较低的能级跃迁，并释放出光子而形成极光，最终回到基态。下列说法正确的是（ ）
A. 大气分子由低能级跃迁到高能级辐射出光子
B. 极光是大气分子电离出的电子流
C. 极光中绿光光子的能量大于红光光子
D. 极光中绿光的波长大于红光波长
【答案】C
【解析】A．大气分子由低能级跃迁到高能级吸收光子，故A错误；
B．极光是处于激发态的分子向能量较低的能级跃迁释放出的光子，故B错误；
C．绿光的频率比红光大，根据可知，极光中绿光光子的能量大于红光光子，故C正确；
D．绿光的频率比红光大，根据可知，极光中绿光的波长小于红光波长，故D错误。
故选C
2. 端午节的一个重要习俗是包粽子，是为了缅怀伟大的楚国诗人屈原。如图，将包好的粽子放置于由四根细绳悬挂的水平圆盘中央，细绳等间隔系在水平圆盘边缘，已知水平圆盘和粽子的重力为G，细绳长度均为L，圆盘直径为1.2L，每根细线对圆盘的拉力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设细绳与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得
对圆盘，根据平衡条件可得
解得每根细线对圆盘的拉力大小为
故选A。
3. 如图，一同学在操场上练习投篮，某次篮球从O点抛出，经过了空间的A、B、C三点，A点和C点等高，B点是最高点，若篮球从O点运动到A点的时间等于从A点运动到C点的时间，忽略空气阻力，的竖直位移与的竖直位移大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设篮球从B点运动到C点的时间为，则篮球从O点运动到B点的时间为
根据逆向思维，则篮球从O点到B点逆运动为篮球从B点到O点的平抛运动
可得
故选A。
4. 如图，海面上两个浮标A、B相距，一列横波由A向B传播，小米观察到当浮标A处在波谷时，浮标B正在平衡位置向上振动，测得一分钟内浮标A能完成30次全振动，则该横波的波速可能是（ ）
A. 4m/sB. 6m/sC. 8m/sD. 10m/s
【答案】D
【解析】一分钟内浮标A能完成30次全振动，可知周期
当浮标A处在波谷时，浮标B正在平衡位置向上振动，可知
（n=0、1、2、3……）
则波速
当n=1时v=10m/s。
故选D。
5. 如图是汽车打火时火花塞产生电火花的原理简图，扭动汽车钥匙打火，开关不停地闭合断开，打火线圈次级绕组产生的瞬时高电压使火花塞产生电火花，点燃气缸中的可燃混合气，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车打火并控制电火花点火的主要原理是自感
B. 断开开关瞬间，火花塞会产生电火花
C. 打火线圈中的初级绕组匝数可能大于次级绕组匝数
D. 断开开关的瞬间，次级绕组中的电能转化为磁场能
【答案】B
【解析】A．汽车打火并控制电火花点火的主要原理是互感，故A错误；
B．断开开关的瞬间，初级绕组的电流发生变化，次级绕组可产生高电压，火花塞会产生电火花，故B正确；
C．根据变压器电压比等于匝数比
为了使次级绕组产生高电压，次级绕组匝数一定大于初级绕组匝数，故C错误；
D．断开开关的瞬间，初级绕组电流产生的磁场能转化为次级绕组中的电能，故D错误。
故选B。
6. 2023年7月20日21时40分，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务。如图，核心舱组合体在离地高度为h处，绕地球做匀速圆周运动。若核心舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为，已知地球半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 航天员相对核心舱静止时，所受合外力为零
B. 核心舱的运行周期为
C. 核心舱处的重力加速度大小为
D. 地球的密度为
【答案】D
【解析】A．航天员相对太空舱静止时，依然绕地球做圆周运动，所受合外力不为零，故A错误；
B．由题知，核心舱与地球中心的连线在单位时间内扫过的面积为，则核心舱的运行周期为
故B错误；
C．根据万有引力提供向心力得
又根据
联立解得核心舱处的重力加速度大小为
故C错误；
D．根据万有引力提供向心力得
解得
地球的密度为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示，空间中有一环型匀强磁场，其内半径为，外半径为。在内圆上的A点处有一静止微粒发生裂变，生成甲、乙两个小微粒（均带正电），且二者初速度均沿切线方向并处于如图所示的平面内（甲左乙右）。若两微粒均恰好不从外环射出磁场，则甲、乙两者所带电量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知，根据左手定则，其两粒子运动轨迹如图所示
设向右为正方向，向右的粒子速度为，质量为，向左的粒子速度为，质量为，由动量守恒有
对粒子1，由几何关系有
对粒子2，由几何关系有
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
整理有
由上述各式，整理有
故选B。
8. 斯特林循环包括等温膨胀、等容降温、等温压缩和等容加热四个过程，一个完整斯特林循环过程中的关系如图所示。工作气体在热交换器之间来回流动，从而实现热能和机械能的转化。若将工作气体看成理想气体，关于斯特林循环，下列说法正确的是（ ）
A. 过程是等温膨胀，工作气体吸收的热量等于对外做的功
B. 过程是等容降温，所有气体分子的动能都减小
C. 过程是等温压缩，工作气体平均动能不变
D. 过程是等容加热，工作气体吸收的热量大于内能的增加量
【答案】AC
【解析】A．过程是一定质量的理想气体的温度不变，内能不变，体积增大，气体对外做功，为等温膨胀过程，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量等于对外做的功，A正确；
B．过程是一定质量的理想气体的压强减小，温度降低，为等容降温过程，分子的平均动能减小，并不是所有气体分子的动能都减小，B错误；
C．过程是一定质量的理想气体的压强增大，体积减小，分子密集程度增大，温度不变，为等温压缩过程，工作气体平均动能不变，C正确；
D．过程是外界对气体不做功，一定质量的理想气体的压强增大，温度升高，为等容加热过程，内能的增加量等于气体从外界吸收的热量，D错误。
故选AC。
9. 如图是静电喷涂装置的原理图，带负电荷的涂料颗粒被喷枪喷出，进入静电场，被电场加速后喷射到带正电荷的被涂物上，虚线是电场中的等差等势线，a、b、c为电场中的三点，且在同一条水平线上，下列说法正确的是（ ）
A. a点场强大于c点场强
B. a点电势高于c点电势
C. a、b两点电势差小于b、c两点电势差
D. 涂料颗粒在a点的电势能大于在c点的电势能
【答案】AD
【解析】A．根据，可知等差等势线密集的地方场强大，则a点场强大于c点场强，故A正确；
BD．由于被涂物带正电荷，可知场强方向偏左，根据沿电场方向电势降低可知，a点电势低于c点电势；根据，由于涂料颗粒带负电，所以涂料颗粒在a点的电势能大于在c点的电势能，故B错误，D正确；
C．虚线是电场中的等差等势线，则a、b两点电势差等于b、c两点电势差，故C错误。
故选AD。
10. 如图甲、2023年5月11日，武汉新增国内首条悬挂式空中轨道列车—光谷空轨，列车悬空飞驰、科幻感拉满。一辆质量为m的空轨列车由静止开始加速。其加速度a随速度变化的关系如图乙所示，空轨列车的速度达到v后，牵引力的功率保持恒定。已知空轨列车在行驶过程能达到的最大速度为，所受到阻力（摩擦和空气阻力）不变。下列说法正确的是（ ）
A. 空轨列车在行驶过程中所受阻力
B. 空轨列车的速度达到v后，牵引力的功率
C. 匀加速启动过程中，空轨列车牵引力做功为
D. 匀加速启动过程中，牵引力的功率P与时间t满足
【答案】AB
【解析】A．空轨列车匀加速阶段，根据牛顿第二定律
又
联立解得空轨列车在行驶过程中所受阻力
故A正确；
B．空轨列车的速度达到v后，牵引力的功率
故B正确；
C．匀加速启动过程中，空轨列车的位移为
匀加速启动过程中，空轨列车牵引力做功为
故C错误；
D．匀加速启动过程中，牵引力的功率P与时间t满足
故D错误。故选AB。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 图甲是某同学研究滑块在斜面上的运动的装置图。在倾角为的斜面上垂直斜面方向安装了两个光电门1和2，将安装了遮光条的滑块从光电门1上方斜面上某一点释放，遮光条的宽为d，滑块通过光电门1和2的时间分别是和，测得两光电门之间的距离为L，重力加速度大小为g。
（1）遮光条的宽度如图乙所示，可知遮光条的宽度______cm。
（2）滑块沿斜面下滑的加速度大小为______（用d、L、、表示）。
（3）改变光电门2的位置，每次将滑块从同一位置释放，记录每次释放时滑块通过光电门2的时间和对应的两光电门之间的距离L，做出随L变化的关系图像，图像的截距为b，斜率为k，则滑块通过光电门1的时间______，滑块下滑的加速度大小为______。（均从b、k、d中选用合适的字母表示）
【答案】（1）0.0650 （2） （3）
【解析】【小问1详解】
遮光条的宽度
【小问2详解】
根据极短时间的平均速度表示瞬时速度，滑块通过光电门1和2的速度为
，
滑块沿斜面下滑，根据动力学公式有
解得滑块沿斜面下滑的加速度大小为
【小问3详解】
[1]根据极短时间的平均速度表示瞬时速度，滑块通过光电门1和2的速度为
，
滑块沿斜面下滑，根据动力学公式有
整理得
图像的纵截距为
解得滑块通过光电门1的时间
[2]图像的斜率为
解得滑块下滑的加速度大小为
12. 太阳能电池，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，主要通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。某同学要测量光电池的电动势和内阻，根据实验室提供的器材，设计实验方案。
①光电池（电动势约为6.0V，内阻约为）
②电压表V（量程15V，内阻约为）
③电流表G（量程1mA，内阻）
④电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
⑤滑动变阻器 ⑥滑动变阻器
⑦电阻箱 ⑧定值电阻
⑨开关S和导线若干
（1）因电压表V的量程太大，现将电流表G改装成量程为6V的电压表，电阻箱的阻值需要调至______。
（2）为了准确测出电池组的电动势和内阻，设计电路如图甲所示，实验中应选用的滑动变阻器是______。（填写器材编号）
（3）该同学利用上述实验原理图测得相关数据，并作出相应的图像如图乙所示，根据图像可求出电源的电动势______V，电源的内阻______。（结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）5980 （2）⑤ （3）6.00 1.20
【解析】【小问1详解】
根据电压表改装原理
故电阻箱的阻值需要调至
【小问2详解】
为调节方便，改装后的电压表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，故实验中应选用的滑动变阻器是⑤。
【小问3详解】
[1]根据闭合电路的欧姆定律
且
整理得
图像的纵截距为
解得电源电动势
[2]图像的斜率为
解得电源的内阻
13. 景观湖水面之下安装的小灯泡发出的某种单色光，会在水面形成一个个漂亮的发光区域，位于深处的甲灯泡发红色光，位于另一深度的乙灯泡发黄色光，两灯泡发出的光在水面形成的面积相等，已知水对红光的折射率为，对黄光的折射率为。
（1）求甲灯泡发光区域的面积；
（2）求乙灯泡的深度；
（3）若在一次雨后，发现甲灯泡发光面积是原来的两倍，求水面上升的高度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设被光照亮的圆形区域的半径为r，光路如图所示
根据几何关系可得
全反射临界角满足
甲灯泡发光区域的面积
联立解得
【小问2详解】
同理可得乙灯泡发光区域的面积
又
解得乙灯泡的深度
【小问3详解】
若在一次雨后，发现甲灯泡发光面积是原来的两倍，则
解得
水面上升的高度
14. 如图，在平面内存在匀强磁场，磁场方向与垂直，且与水平面的夹角为60°。竖直平面的右侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度为。质量为，电量为的带负电的小球，以初速度从A点沿平面射入匀强磁场，入射方向与的夹角也为60°，小球恰好从图中的C点垂直于磁场方向水平离开，并垂直于电场方向进入匀强电场，经过一段时间后击中水平面上的P点。已知小球在磁场中的运动轨迹为抛物线，C点在M点的正上方，之间的高度差为，重力加速度g大小取，不计空气阻力，，。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）小球在磁场中的运动时间t；
（3）小球触地时重力的瞬时功率。
【答案】（1） （2）0.4s （3）
【解析】【小问1详解】
小球在磁场中运动时，在垂直于磁场的方向上
代入数据得
【小问2详解】
沿磁场方向
设BC之间距离为L，则
由几何关系可知
联立可得
【小问3详解】
小球经过C点时的速度为
在匀强电场中，小球做类平抛运动，由牛顿第二定律可知
小球触地时竖直方向的速度为，满足
此时重力的瞬时功率
代入数据得
15. 如图，竖直面内光滑倾斜轨道与光滑圆弧轨道PQ相切于点P，圆弧轨道半径为R=3m，圆心角为θ=53°，末端切线水平。水平地面上紧靠轨道依次排放长度相同的两木板A、B，质量均为M=4kg，木板上表面与圆弧形轨道末端Q相切，竖直挡板固定于木板右侧，且略高于木板B的上表面。现将质量为m=2kg的小物块C（可视为质点）从倾斜轨道上距P点高为h=1.8m处由静止释放。小物块C以一定的水平初速度滑上木板A的上表面，经过一段时间后，木板B与小物块C达到相同速度，且此时小物块C恰好未从木板B上滑落，然后一起向右运动。小物块C与竖直挡板发生多次碰撞后，最终相对地面静止。每次碰撞时均无机械能损失且碰撞时间极短。已知小物块C与木板A、B之间的动摩擦因数均为µ1=0.3，木板A与地面之间的动摩擦因数为µ2=0.2，木板B与地面之间无摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（不考虑小物块C在各轨道衔接处的能量损失，重力加速度g大小取10m/s2，cs53°=0.6，sin53°=0.8。
（1）小物块C在圆弧轨道末端对轨道的压力大小；
（2）小物块C刚滑上长木板B时的速度大小以及长木板B的长度L；
（3）小物块C与竖直挡板发生第一次碰撞后所运动的总路程。
【答案】（1）60N （2）6m/s，4m （3）1.5m
【解析】【小问1详解】
从初始释放到运动到轨道最低点，根据动能定理可得
在最低点，根据牛顿第二定律有
解得，
根据牛顿第三定律可得，小物块C在圆弧轨道末端对轨道的压力大小为60N；
【小问2详解】
当小物块C滑上A时，由于
所以小物块向右做匀减速直线运动，木板A、B保持静止，根据动能定理有
当小物块C滑上木板B后，由于B与地面间无摩擦，所以小物块与B组成的系统动量守恒，则
联立解得，，
【小问3详解】
小物块C与挡板碰撞过程没有能量损失，则碰后小物块C向左做匀减速直线运动，木板B向右做匀减速直线运动，但小物块C和木板B组成的系统动量守恒，则第一次碰撞后有
第二次碰撞后有
第三次碰撞后有
……
所以
，，……
所以小物块C与竖直挡板发生第一次碰撞后所运动的总路程为
解得