2024届广西省上期末物理模拟试题

这是一份2024届广西省上期末物理模拟试题，共16页。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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，固定在水平面上的光滑半球，球心正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球（可视为质点），小球置于半球面上的点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从点滑向半球顶点未到顶点），在此过程中，小球对半球的压力大小及细绳的拉力大小的变化情况是（ ）
A．不变，变小B．变小，不变C．变大，变大D．变大，变小
2、如图所示为氢原子的能级图，按照玻耳理论，下列说法正确的是（ ）
A．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
B．一个氢原子从n=4能级向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子
C．处于基态的氢原子可以吸收14 eV的光子而发生电离
D．氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能减少，电势能增加
3、下列说法正确的是（ ）
A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
B．物体对外界做功，其内能一定减少
C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
4、完全相同的两列高铁在直铁轨上相向行使，速度为350km/h，两列车迎面交错而过时，双方驾驶员看到对方列车从眼前划过的时间大约是2s，以下说法正确的是（ ）
A．由以上数据可以估算出每列车总长约为200m
B．由以上数据可以估算出每列车总长约为400m
C．坐于车尾的乘客看到对方列车从身边划过的时间大约是4s
D．坐于车尾的乘客看到对方列车从身边划过的时间大约是1s
5、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为、套在粗糙竖直固定杆处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，到达处的速度为零，，此为过程Ⅰ；若圆环在处获得一竖直向上的速度，则恰好能回到处，此为过程Ⅱ．已知弹簧始终在弹性范围内，重力加速度为，则圆环（ ）
A．过程Ⅰ中，加速度一直减小
B．Ⅱ过程中，克服摩擦力做的功为
C．在C处，弹簧的弹性势能为
D．过程Ⅰ、过程Ⅱ中克服摩擦力做功相同
6、空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于纵轴对称。在x轴上取a、b两点，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴正向
B．a、b两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴负向
C．a、b两点的电场强度在x轴上的分量大小EaD．一正电荷沿x轴从a点移到b点过程中，电场力先做正功后做负功
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、按照十八大“五位一体”的总体布局，全国各省市启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向上，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为U，显示仪器显示污水流量为Q（单位时间内排出的污水体积）。则下列说法不正确的是（ ）
A．a侧电势比c侧电势低
B．若污水中正离子较多，则a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则a侧电势比e侧电势低
C．污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大
D．污水流量Q与U成正比，与L无关
8、我国研发的磁悬浮高速实验样车在2019年5月23日正式下线，在全速运行的情况下，该样车的时速达到600千米。超导体的抗磁作用使样车向上浮起，电磁驱动原理如图所示，在水平面上相距的两根平行导轨间，有垂直水平面前等距离分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场的宽度都是，相间排列。固定在样车下方宽为、阻值为R的导体线框abcd悬浮在导轨上方，样车运行过程中所受阻力恒为，当磁场以速度v0向右匀速运动时，下列说法正确的是（ ）
A．样车速度为零时，受到的电磁驱动力大小为
B．样车速度为零时，线圈的电热功率为
C．样车匀速运动时，克服阻力做功的功率为
D．样车匀速运动时，速度大小为
9、下列关于热现象的描述正确的是________。
A．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象
B．同种物质在不同的条件下能够生成不同的晶体
C．气体温度每降低1℃所放出的热量与气体经历的过程有关
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越不利于水的蒸发，人感觉越潮湿
E.小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大的趋势
10、如图甲所示，物块A与木板B叠放在粗糙水平面上，其中A的质量为m，B的质量为2m，且B足够长，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。对木板B施加一水平变力F，F随t变化的关系如图乙所示，A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A．在0～t1时间内，A、B间的摩擦力为零
B．在t1～t2时间内，A受到的摩擦力方向水平向左
C．在t2时刻，A、B间的摩擦力大小为0.5μmg
D．在t3时刻以后，A、B间的摩擦力大小为μmg
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）图1为拉敏电阻的阻值大小随拉力变化的关系。某实验小组利用其特性设计出一电子测力计，电路如图2所示。所用器材有：
拉敏电阻，其无拉力时的阻值为500.0
电源（电动势3V，内阻不计）
电源（电动势6V，内阻不计）
毫安表mA（量程3mA，内阻）
滑动变阻器（最大阻值为）
滑动变阻器（最大阻值为）
电键S，导线若干。
现进行如下操作：
①将拉敏电阻处于竖直悬挂状态并按图连接好电路，将滑动变阻器滑片置于恰当位置，然后闭合电键S。
②不挂重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为3mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变。
③在下施加竖直向下的拉力时，对应毫安表的示数为，记录及对应的的值。
④将毫安表的表盘从1mA到3mA之间逐刻线刻画为对应的的值，完成电子测力计的设计。
请回答下列问题：
（1）实验中应该选择的滑动变阻器是__________（填“”或“”），电源是________（填“”或“”）；
（2）实验小组设计的电子测力计的量程是__________。
12．（12分）让小车拖着穿过电磁打点计时器的纸带沿倾斜的长木板滑下，在打出的纸带上依次选取1、2、3、1、5、6六个计数点（每相邻两个计数点间还有三个点未画出）。用刻度尺测出各计数点间的距离，发现连续相等时间间隔内的距离之差为定值，其中计数点2、3之间的距离，计数点4、5之间的距离。已知打点计时器电源的频率为50Hz。通过计算回答下列问题（结果均保留2位小数）
(1)计数点1、6之间的总长度为________cm；
(2)此过程中小车的加速度大小为________；
(3)若从计数点1开始计时，则0.28s时刻纸带的速率为________m。
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）如图，一固定的水平气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的横截面积为S，小活塞的横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l，气缸外大气压强为p0，温度为T，初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为2T，活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小为F且保持不变。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢向右移动，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，则：
(1)请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？
(2)在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？
(3)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？
14．（16分）如图甲，足够大平行板MN、PQ水平放置，MN板上方空间存在叠加的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B0，电场方向与水平成30°角斜向左上方（图中未画出），电场强度大小E0 = 。有一质量为m、电量为q的带正电小球，在该电磁场中沿直线运动，并能通过MN板上的小孔进入平行板间。小球通过小孔时记为t=0时刻，给两板间加上如图乙所示的电场E和磁场B，电场强度大小为E0，方向竖直向上；磁感应强度大小为B0，方向垂直纸面向外，重力加速度为g。（坐标系中t1 = 、t2=+ 、t3=+ t4=+ 、t5=+ ……）
(1)求小球刚进入平行板时的速度v0；
(2)求t2时刻小球的速度v1的大小；
(3)若小球经历加速后，运动轨迹能与PQ板相切，试分析平行板间距离d满足的条件。
15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H <（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；
（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：
①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；
②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．
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、A
【解析】
小球受重力支持力和拉力作用，将三力平移可构成首尾连接的三角形，其中重力与过点竖直线平行，支持力沿半球面半径方向且
拉力沿绳方向，力的三角形与小球、滑轮构成的三角形相似，设小球与滑轮间的绳长为，滑轮到点的距离为，半球面半径为，则有：
小球从点滑向半球顶点过程中，小球到点距离为不变，不变，减小，所以不变，变小
故选A。
2、C
【解析】
A．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不同的，选项A错误；
B．一个氢原子从能级向基态跃迁，最多可辐射3种不同频率的光子，大量处于能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子，选项B错误；
C．处于基态的氢原子可以吸收14eV的光子而发生电离，选项C正确；
D．氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能增加，电势能减少，选项D错误。
故选C。
3、D
【解析】
A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A错误；
B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B错误；
CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C错误D正确。
故选D。
4、B
【解析】
AB．两列车相向运动，每列车总长为：
故A错误，B正确；
CD．坐于车尾的乘客看到对方列车从身边划过的时间为：
故C、D错误；
故选B。
5、D
【解析】
A．圆环从处由静止开始下滑，经过处的速度最大，则经过处的加速度为零，到达处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，所以加速度先减小，后增大，故A错误；
BCD．在过程Ⅰ、过程Ⅱ中，圆环经过同一位置所受的摩擦力大小相等，则知在两个过程中，克服摩擦力做功相同，设为，研究过程Ⅰ，运用动能定理列式得
研究过程Ⅱ，运用动能定理列式得
联立解得克服摩擦力做的功为
弹簧弹力做功
所以在处，弹簧的弹性势能为
故B、C错误，D正确；
故选D。
6、C
【解析】
A B．因为在O点处电势最大，沿着x轴正负方向逐渐减小，电势顺着电场强度的方向减小，所以a、b两点的电场强度在x轴上的分量方向相反。
C．在a点和b点附近分别取很小的一段d，由图像可知b点段对应的电势差大于a点段对应的电势差，看作匀强电场，可知EaD．x轴负方向电场线往左，x轴正方向电场线往右，所以正电荷沿x轴从a点移到b点过程中，电场力先做负功后做正功。故D错误。
故选C。
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】
AB．污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向前表面c偏，负离子向后表面a偏，所以a侧电势比c侧低，与污水中正、负离子的数量无关，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；
C．稳定后，离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有
解得
流量为
分析可知，显示仪器的示数Q与离子的浓度无关，故C错误，符合题意；
D．同理可知Q与U成正比，与L无关，故D正确，不符合题意。
故选BC。
8、AC
【解析】
A．当磁场以速度v0向右匀速运动且样车速度为零时，线框前、后边切割磁感线产生的总感应电动势
由闭合电路欧婿定律可知，线框中的感应电流
样车受到的安培力即电磁驱动力
联立解得
选项A正确；
B．样车速度为零时，线圈的电热功率
选项B错误；
CD．设样车匀速运动的速度为当样车以速度v匀速运动时，线框前后边切割磁感线的速度为v0-v，产生的总感应电动势
由闭合电路欧姆定律可知，线框中的感应电流
样车受到的安培力即电磁驱动力
由平衡条件有
联立解得
克服阻力做功的功率
选项D错误，C正确。
故选AC。
9、ABC
【解析】
A．用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象，选项A正确；
B．碳原子按不同的排列规则可以形成石墨和金刚石两种不同的晶体，选项B正确；
C．气体温度每降低所放出的热量与气体经历的过程有关，选项C正确；
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人感觉越干爽，选项D错误；
E．小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，选项E错误。
故选ABC。
10、AD
【解析】
A．AB间的滑动摩擦力fAB=μmg，B与地面间的摩擦力f=3μmg，故在0～t1时间内，推力小于木板与地面间的滑动摩擦力，故B静止，此时AB无相对滑动，故AB间摩擦力为零，故A正确；
B．A在木板上产生的最大加速度为
此时对B分析可知
F-4μmg=2ma
解得
F=6μmg，
故在在t1～t2时间内，AB一起向右做加速运动，对A可知，A受到的摩擦力水平向右，故B错误；
C．在t2时刻，AB将要发生滑动，到达最大静摩擦力，故A、B间的摩擦力大小为μmg，故C错误；
D．在t3时刻以后，AB发生滑动，故A、B间的摩擦力大小为μmg，故D正确。
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、 200
【解析】
（1）[1][2]毫安表示数为3mA时，由闭合电路的欧姆定律，有
若选电源，则滑动变阻器电阻为，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源，此时滑动变阻器电阻为，只能选。
（2）[3] 毫安表示数为1mA时，拉力最大，由闭合电路的欧姆定律，有
由图1有
解得拉力最大值为200N。电子测力计的量程200N。
12、40.00 3.13 1.25
【解析】
(1)[1]根据题意可知，计数点3、4之间的距离为8.0cm，计数点1、2之间的距离为4.00cm，计数点5、6之间的距离为12.00cm。所以计数点1、6之间的总长度为40.00cm；
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔，根据，所以
得
(3)[3]因为
故时刻即计数点4、5之间的中间时刻，此时刻的瞬时速度等于计数点4、5之间的平均速度
，。
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)在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强保持不变；(2)；(3)。
【解析】
(1)在活塞缓慢右移的过程中，用P1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得：
解得：
在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内封闭气体的压强：且保持不变；
(2)在大活塞到达两圆筒衔接处前，气体做等压变化，设气体的末态温度为T1，由盖•吕萨克定律有：
其中：，，解得：
；
(3)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡的过程，封闭气体的体积不变，由气态方程：
解得：
。
14、 (1) (2) (3) (n=1、2、3……)
【解析】
(1)带正电的小球能在电磁场中沿直线运动，可知一定是匀速直线运动，受力平衡，因电场力F电=qE0=mg，方向沿左上方与水平成30°角，重力mg竖直向下,可知电场力与重力夹角为120°，其合力大小为mg，则满足
qv0B0=mg
解得

(2)由几何关系可知，小球进入两板之间时速度方向与MN成60°角斜向下，由于在0-t1时间内受向上的电场力，大小为mg，以及向下的重力mg，可知电场力和重力平衡，小球只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，因为，可知粒子在0-t1时间内转过的角度为30°，即此时小球的速度方向变为竖直向下，在t1-t2时间内小球只受重力作用向下做加速度为g的加速运动，则经过
速度为

(3)在t2~t3时间内小球仍匀速做圆周运动，因为t2~t3时间为一个周期，可知小球在t3时刻再次运动到原来的位置，然后在t3~t4时间内继续向下做匀加速直线运动……如此重复，但是每次做圆周运动的半径逐渐增加，当圆周与PQ相切时满足：
(n=1、2、3……)
其中


解得
(n=1、2、3……)
15、（1）（2）①；②
【解析】
试题分析：（1）设卫星在R轨道运行的周期为T，
根据万有引力定律和牛顿第二定律有：
解得：
（2）①如图所示，最大横截面积为A的卫星，经过时间从图中的实线位置运动到了图中的虚线位置，该空间区域的稀薄空气颗粒的质量为
以这部分稀薄空气颗粒为研究对象，碰撞后它们都获得了速度v，设飞船给这部分稀薄空气颗粒的平均作用力大小为F，根据动量定理有：
根据万有引力定律和牛顿第二定律有：，解得：
根据牛顿第三定律，卫星所受的阻力大小F′=．
②设卫星在R轨道运行时的速度为v1、动能为Ek1、势能为Ep1、机械能为E1，
根据牛顿定律和万有引力定律有：
卫星的动能，势能
解得：
卫星高度下降ΔH，在半径为（R-ΔH）轨道上运行，
同理可知其机械能
卫星轨道高度下降ΔH，其机械能的改变量
卫星机械能减少是因为克服空气阻力做了功．设卫星在沿半径为R的轨道运行一周过程中稀薄空气颗粒作用于卫星的阻力做的功为W0，利用小量累积的方法可知：
上式表明卫星在绕不同轨道运行一周，稀薄空气颗粒所施加的阻力做的功是一恒量，与轨道半径无关．
则ΔE=nW0
解得：
考点：牛顿定律；万有引力定律；能量守恒定律.