2023-2024学年甘肃省高三上学期期末模拟试题2 物理（含解析）

这是一份2023-2024学年甘肃省高三上学期期末模拟试题2 物理（含解析），共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，途经A、B、C三点，其中A、B之间的距离l1＝3 m，B、C之间的距离l2＝4 m．若物体通过l1、l2这两段位移的时间相等，则O、A之间的距离l等于( )
A． mB． m
C． mD． m
2、轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是（ ）
A．F1保持不变，F2逐渐增大B．F1逐渐增大，F2保持不变
C．F1逐渐减小，F2保持不变D．F1保持不变，F2逐渐减小
3、已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（ ）
A．频率变小，波长变长B．频率变大，波长变短
C．频率不变，波长变长D．频率不变，波长变短
4、2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为( )
A．B．C．D．
5、图为氢原子的能级示意图。处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射列逸出功为2.29eV的某金属板上，下列说法正确的是（ ）
A．共有10种不同频率的光子辐射出来
B．共有6种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象
C．入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大
D．从金属板中逸出的光电子就是粒子
6、一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时
A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同
C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、平行金属板PQ、MN与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为E，内电阻为零；靠近金属板P的S处有一粒子源能够连续不断地产生质量为m，电荷量+q，初速度为零的粒子，粒子在加速电场PQ的作用下穿过Q板的小孔F，紧贴N板水平进入偏转电场MN；改变滑片p的位置可改变加速电场的电压Ul和偏转电场的电压U2，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（ ）
A．粒子的竖直偏转距离与U2成正比
B．滑片p向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小
C．飞出偏转电场的粒子的最大速率
D．飞出偏转电场的粒子的最大速率
8、如图两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现在同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则( )
A．金属棒ab一直加速下滑
B．金属棒ab最终可能匀速下滑
C．金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势
D．带电微粒可能先向N板运动后向M板运动
9、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动其图象如图所示已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，则以下说法正确的是
A．汽车在前5s内的牵引力为
B．汽车速度为时的加速度为
C．汽车的额定功率为100 kW
D．汽车的最大速度为80
10、图甲为研究光电效应的电路图，图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核 QUOTE ZAX ZAX衰变后产生的新核Y和某种射线的径迹，下列说法正确的是（ ）
A．图甲利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光进行实验可测出普朗克常量
B．图甲的正负极对调，在光照不变的情况下，可研究得出光电流存在饱和值
C．图乙对应的衰变方程为 QUOTE ZAX→24He+Z-2A-4Y ZAX→24He+Z-2A-4Y
D．图乙对应的衰变方程为 QUOTE ZAX→-10e+Z+1AY ZAX→-10e+Z+1AY
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）一电阻标签被腐蚀，某实验小组想要通过实验来测量这个电阻的阻值，实验室准备有如下实验器材：
A．电池组（电动势约，内阻可忽略）；
B．电压表V（，内阻约）；
C．电流表A（，内阻为）；
D．滑动变阻器（最大阻值）；
E.滑动变阻器（最大阻值）；
F.电阻箱（）；
G.多用电表；
H.开关一个，导线若干。
(1)粗测电阻。把多用电表的选择开关旋转到欧姆挡“”位置，短接红、黑表笔进行调零，然后测量待测电阻，多用电表的示数如图甲所示，则多用电表的读数为_______。
(2)实验小组选择器材用伏安法进一步测量电阻的阻值，首先要把电流表改装成的电流表，电阻箱应调节到______。
(3)请设计电路并在图乙所示的方框中画出电路图，要求易于操作，便于测量，并标出所选器材的符号______。
(4)小组在实验中分别记录电流表和电压表的示数，并在坐标纸上描点如图丙所示，请正确作出关系图线_________，由图线可求得待测电阻阻值_________。（保留三位有效数字）

12．（12分）如图甲所示为测量电动机转速的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器，时间间隔为T的电火花可在卡纸上留下痕迹。
（1）请将下列实验步骤按先后排序____。
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
②接通电火花计时器的电源，使它工作起来
③启动电动机，使圆形卡纸转动起来
④关闭电火花计时器，关闭电动机；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值
（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是____
A．秒表 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器
（3）写出角速度ω的表达式ω=___，并指出表达式中各个物理量的意义____。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）在某次学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家展示了一个装置，如图所示，将一质量为0.1kg的钢球放在O点，用弹射器装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动，BC段为一段长为L＝2.0m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r＝0.2m，R＝0.4m，小球与BC段的动摩擦因数为μ＝0.5，C点离接球槽的高度为h＝1.25m，水平距离为x＝0.5m，接球槽足够大，g取10m/s2，求：
(1)钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在A点的速度vA多大；
(2)满足(1)时，钢球在圆轨道最低点B对轨道的压力；
(3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度至少多大。
14．（16分）在呼伦贝尔草原的夏季，滑草是非常受游客欢迎的游乐项目。一个滑草专用滑道由斜坡部分和水平部分组成，两部分在C点由极小的圆弧平滑连接，斜坡滑道与水平面成角，在水平滑道上距C点40米的D点放置一个汽车轮胎，某游客从斜坡轨道上的A点推动滑车经过一段助跑到达B点跳上滑车，跳上滑车时即获得速度v0，B点距C点的距离为24.5米，滑车与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.25，空气阻力忽略不计，人和滑车可看做质点。g=10m/s2（sin=0.6，cs=0.8）求：
(1)人在斜坡滑道BC段下滑时的加速度为多大；
(2)为了避免滑车和轮胎碰撞则在B点的速度v0应取何值。
15．（12分）如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器．水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝1m，木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1，小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1．另有一个质量m1＝1kg的小滑块P1，从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短．（不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s1，cs53°＝0.6）．求：
（1）求小滑块P1经过C处时的速度大小；
（1）求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？
（3）假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D
【解析】
设物体运动的加速度为a，通过O、A之间的距离l的时间为t，通过l1、l2每段位移的时间都是T，根据匀变速直线运动规律，
l＝at2
l＋l1＝a(t＋T)2
l＋l1＋l2＝a(t＋2T)2
l2－l1＝aT2
联立解得
l＝m．
A. m，选项A不符合题意；
B. m，选项B不符合题意；
C. m，选项C不符合题意；
D. m，选项D符合题意；
2、D
【解析】
以圆环、物体A及轻绳整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得到，杆对环的摩擦力
f=G
保持不变；
杆对环的弹力
FN=F
再以结点O为研究对象，分析受力情况，如图2所示：
设绳与竖直方向夹角为θ，由平衡条件得到
F=mgtanθ
当物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置过程中，θ逐渐减小，则F逐渐减小，FN逐渐减小。据牛顿第三定律可得，F1保持不变，F2逐渐减小。故D项正确，ABC三项错误。
3、D
【解析】
当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。
A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；
B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；
C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；
D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；
4、A
【解析】
根据万有引力提供向心力
解得该人造卫星做圆周运动的周期为
人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为πr2，所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为
解得环月轨道的半径大小为：
A. ，与结论相符，选项A正确；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误。
5、C
【解析】
A. 共有种不同频率的光子辐射出来，选项A错误；
B. 其中能级差大于2.29eV的跃迁有：4→1、3→1、2→1、4→2，即共有4种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象，选项B错误；
C. 根据光电效应规律可知，入射光子的频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，选项C正确；
D. 从金属板中逸出的光电子是，不是粒子，选项D错误。
故选C。
6、D
【解析】
不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小．
A．速度相同，波长相同，与结论不相符，选项A错误；
B．速度不同，波长相同，与结论不相符，选项B错误；
C．速度相同，频率相同，与结论不相符，选项C错误；
D．速度不同，频率相同，与结论相符，选项D正确；
故选D．
光的传播、光速、波长与频率的关系
【方法技巧】
本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式公式分析光进入不同介质中的传播速度．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
A．带电粒子在加速电场中加速

在偏转电场中

由于
则

则粒子的竖直偏转距离y与U2不是成正比关系，选项A错误；
B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角
滑片p向右滑动的过程中U1变大，U2减小，则从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小，选项B正确；
CD．当粒子在加速电场中一直被加速时，飞出偏转电场的速率最大，即当U1=E时粒子的速率最大，根据动能定理
解得
选项C正确，D错误。
故选BC。
8、ACD
【解析】
根据牛顿第二定律有，而，，联立解得，因而金属棒将做匀加速运动，选项A正确B错误；ab棒切割磁感线，相当于电源，a端相当于电源正极，因而M板带正电，N板带负电，C正确；若带电粒子带负电，在重力和电场力的作用下，先向下运动然后再反向向上运动，D正确．
9、AC
【解析】
由速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小a=m/s2＝4m/s2，根据牛顿第二定律得，F-f=ma，解得牵引力F=f+ma=1000+4000N=5000N，故A正确．汽车的额定功率P=Fv=5000×20W=100000W=100kW，汽车在25m/s时的牵引力F′＝N＝4000N，根据牛顿第二定律得，加速度，故B错误，C正确．当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度，故D错误．故选AC．
点睛：本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大．
10、ABD
【解析】
A.根据光电效应方程得 QUOTE Ek1=hv1-W0=eU1,Ek2=hv2-W0=eU2 Ek1=hv1-W0=eU1,Ek2=hv2-W0=eU2，联立两式解得 QUOTE h=e(U2-U1)v2-v1 h=e(U2-U1)v2-v1，所以分别测出两次电流表读数为零时电压表的示数U1和U2即可测得普朗克常量，选项A正确；
B.题图甲电源的正负极对调，此时光电管中所加电压为正向电压，在光照不变的情况下，通过调节滑动变阻器可调节光电管两端的电压，可研究得出光电流存在的饱和值，选项B正确；
CD.由题图乙可知，发生的是 QUOTE β β衰变，故衰变方程为 QUOTE ZAX→-10e+Z+1AY ZAX→-10e+Z+1AY，选项D正确，C错误.
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、9.0 5.0 10.0（9.90～10.2均可）
【解析】
(1)[1]欧姆挡读数乘以倍率得到测量值，即多用电表的读数为
(2)[2]将电流表量程扩大200倍，则需并联的电阻箱阻值为
(3)[3]根据要求，滑动变阻器需采用分压式接法，选总阻值较小的，同时因电流表已改装成合适的量程，并且已知其内阻，故采用电流表内接法，电路图如答图1所示
(4)[4]根据题图丙描绘的点，用直线进行拟合，注意让尽可能多的点在直线上，若有不在直线上的点，则应大致分布在直线两侧，偏离直线较远的点舍去，如答图2所示
[5]由实验原理得
解得待测电阻
由于误差9.90～10.2均可
12、①③②④ D θ为n个点对应的圆心角
【解析】
(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理．故次序为①③②④；
(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器，故选D；
(3)[3]根据，则
，
[4]θ是n个点对应的圆心角，T是电火花计时器的打点时间间隔。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)2m/s；(2)6N，方向竖直向下；(3)m/s
【解析】
(1)要使钢球恰好不脱离圆轨道，钢球在A点有
mg＝m
解得
vA＝＝2m/s
(2)从A到B根据动能定理有
在B位置时，对钢球
联立解得
FB＝6N
根据牛顿第三定律，钢球对半圆轨道的压力大小为6N，方向竖直向下
(3)使钢球刚好落入槽中时对钢球，则有，x＝vCt，解得
vC＝1m/s
从O到C点，根据动能定理有
解得
m/s
故要使钢球最终能落入槽中，弹射速度v0至少为m/s
14、 (1)4m/s2；(2)2m/s
【解析】
(1)在斜面BC部分的下滑的加速度为，则有
得
(2)在水平CD部分的滑动的加速度为，则有

得
为了避免滑车和轮胎碰撞则在B点的速度
15、（2）7m/s（2）3.6m，2m（3）Q= 或 Q=4m2
【解析】
(2)根据牛顿第三定律可知小块P2滑到C处受到的支持力F=N，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
(2)设P2在B处的速度为vB，从B到C的过程中，由动能定理得：
其中：
代入数据解得：
因为小滑块恰好能够沿切线无碰撞的从B点进入圆弧轨道，可知平抛的初速度为：
在B点时竖直方向的速度为：
则从A到B的时间为：
所以AC之间的水平距离为：
AC之间的竖直距离为：
(3)P2与木板发生弹性碰撞，假设碰后小滑块P2的速度为v2、木板速度为v2，由动量守恒定律和机械能守恒可知：
代入数据联立解得：，
木板获得速度之后，和上面的小滑块P2之间相对滑动，假设最终和木板之间相对静止，两者的共同速度为v共，小滑块P2在模板上相对滑动了x，由动量守恒和能抗守恒可知：
联立解得：
.
当时，.
若，则，滑块不会从模板上掉落，小滑块P2与木板间产生的热量为：
若，则，滑块会从木板上掉落，小滑块P2与木板间的摩擦产生的热量为：
答：(2)小滑块P2经过C处时的速度大小；
(2)位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是3.6m和2m；
(3)热量Q与小滑块P2的质量m2之间的关系为Q= 或 Q=4m2．