2024届湖北省黄石市第二中学高三下学期三模考试物理试题

这是一份2024届湖北省黄石市第二中学高三下学期三模考试物理试题，共13页。

1．答卷前，考生务必将自已的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．深秋的公园里金黄的银杏树成为游客打卡拍照的网红景点。如图所示为深棕色熟透的银杏果落到水里，此时银杏果看起来银光闪闪，似乎在告诉游人它名字的由来。下列对银杏果浸入水中观察到果实表面银光闪闪的现象解释可能正确的是（ ）
A．银杏果落入水中以后发出银色的光
B．银杏果表面发生光的干涉引起银色亮纹
C．银杏果表面可能有一种不浸润水的薄层，形成空气膜层引起光的全反射
D．银杏果表面有一种特殊物质可以与水发生作用，产生银色的物质发生光的反射
2．维恩位移定律是热辐射的基本定律之一，是指在一定温度下，绝对黑体的温度与辐射强度最大值相对应的波长的乘积为一常数。公式表达为，其中．将太阳看作绝对黑体，测得其单色辐出度在处有极大值，由此计算太阳表面温度约为（ ）
A．B．C．D．
3．汽车爆胎往往导致灾难性的华祸，所以很多车主买了胎压监测器直接安装在轮胎气嘴处，但是安装胎压监测器而不做轮胎的动平衡调整，当车速较块时会发生方向盘抖动、车胎噪音变大等现象．如果安装的胎压监测器比正常气嘴盖多出质量，汽车轮胎半径，气嘴处离车轴中心距离。当汽车以的速度行驶时，因为安装胎压监测器未做轮胎动平衡引起的车轴多受到的力接近于（ ）
A．B．C．D．
4．近日因为罕见的太阳风暴，北京市出现了美丽的极光，极光其实是因为地球磁场防护层的漏洞引起的。宇宙射线中的高能粒子在高速射向地球表面时，大部分在地磁场的作用下被牵引着与地球擦肩而过，只有地球两极附近的磁场防护力较弱，高能射线可以进入大气层引发大气电离进而产生绚丽的极光。关于这一现象，下列说法你认为正确的是（ ）
A．高能射线可在两极附近抵近地球是因为地球两极附近地磁场较弱一些
B．射向赤道上方的带正电的高能粒子可以被地磁场牵引向地磁北极方向偏移
C．高能粒子射向地球附近时主要是向东西方向偏移
D．射线里的电磁波受地磁场牵引引发极光现象
5．如图所示，一辆在平直公路上匀速行驶的货车装载有规格相同的质量均为的两块长板．两长板沿车行方向错开放置，上层板最前端到驾驶室的距离为，上、下层板间的动摩擦因数为，下层板与车厢间的动摩擦因数为。该货车紧急刹车时的最大加速度为，重力加速度为。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，要使货车在紧急刹车时上层板不撞上驾驶室，则货车车速不得超过（ ）
A．B．C．D．
6．某同学用底面半径为的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器，用来测定瓶内溶液深度的变化．如图所示，瓶的外壁涂有的导电涂层和瓶内的导电溶液构成电容器的两极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间层的塑料为绝缘电介质，其厚度为，介电常数为，电源电压为．若发现在某一小段时间内液面下降，则这段时间流过电源的平均电流为（ ）
A．方向从电源正极流向电源负极，
B．方向从电源正极流向电源负极，
C．方向从电源负极流向电源正极，
D．方向从电源负极流向电源正极，
7．如图所示，是一个倾角为的传送带，上方离传送带表面距离为的处为原料输入口，为避免粉尘飞扬，在与传送带间建立一直线光滑管道，使原料无初速度地从处以最短的时间到达传送带上，则最理想管道做好后，原料从处到达传送带的时间为（ ）
A．B．C．D．
8．位于贵州的500米口径球面射电望远镜，其反射面相当于30个足球场的大小，灵敏度达到世界第二大望远镜的2.5倍以上，大幅拓展了人类的视野。射电望远镜观测到某行星的卫星绕以其为焦点的椭圆轨道运行，星的运行周期约为星的倍，星轨迹远点到行星的距离是轨迹近点的2倍，星轨迹远点到行星的距离是轨迹近点的3倍。假设只受到行星的引力，则下列叙述正确的是（ ）
A．星受到行星的引力最大值与最小值之比为
B．星受到行星的引力始终小于星
C．星受到行星的引力最大值与星受到行星的引力最小值之比为
D．星轨迹近点到行星的距离小于星轨迹远点到行星的距离
9．如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体和，它们的质量均为，弹簧的劲度系数为为一固定挡板。现让一质量为的物体在上方某处由静止释放，和相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体恰好不能离开挡板，弹簧始终在弹性限度范围内，物体均可视为质点，重力加速度取。下列说法正确的是（ ）
A．简谐运动的振幅为
B．从开始做简谐运动到物体第一次回到初始平衡位置的时间为简谐运动周期的一半
C．物体与物体碰后瞬间的速度大小为
D．简谐运动过程中弹簧的最大弹力为
10．基于电容器的制动能量回收系统已经在一些品牌的汽车上得到应用，其简易模型如图所示。某种能够激发垂直于表面的磁场的磁性材料制成一个长为、半径为的中空圆柱，可绕圆柱轴线的水平轴转动，薄板外表面处磁场的磁感应强度为，远处磁场可忽略。一匝数为、边长为的正方形线圈固定于车体（线圈匝数简略，绕向如图），边紧贴、薄板外表面但不接触，线圈的线头点和点通过单刀双掷开关连接有电容为的电容器、电阻为的电阻。刹车时薄板旋转方向如图所示，当其旋转的角速度为时（ ）
A．当开关接1、电容器充电时，极板为正极板
B．当开关接1、电容器充电时，充电电压大小为
C．将开关闭合到位置2，该制动系统在薄板处产生的阻力为
D．若刹车到充电结束时转动角速度变为，则刹车过程回收的能量为
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）现代生活离不开智能手机，人们通过手机上的传感器就可以打造“家庭版简易实验室”。小奇利用软件中的“声学秒表”项目，测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示。他将一根木条平放在楼梯台阶边缘并伸出一小段长度，小球放置在木条上，用钢尺水平击打木条使其转开后，小球下落撞击地面。手机从接收到钢尺的击打声开始计时，到接收小球落地的撞击声停止计时。多次测量不同台阶距离地面的高度及对应的击打声与撞击声的时间间隔。
（1）现有以下材质的小球，实验中应当选用_________。
A．钢球B．乒乓球C．橡胶球D．玻璃球
（2）收集到的数据如下表所示，请在图2的坐标纸上作出图线。
（3）近过图线可得到重力加速度_________（结果保留三位有效数字）。
（4）小奇在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度与真实情况相比_________（选填“偏大”、“偏小”或“无偏差”）。
12．（9分）影响物质材料电阻率的因素很多，温度是一个较为重要的因素，在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
A．电压表（每程，内阻约）
B．电压表（量程，内阻约）
C．电流表（量程，内阻约）
D．电流表（量程，内阻约）
E．滑动变阻器（总阻值）
F．滑动变阻器（总阻值）
（1）为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（“”挡）粗测接入电路的金属丝的阻值，欧姆调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，测量结果如图甲所示，则读数_________．
（2）使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值，为了安全、准确、方便地完成实验，除电源电动势为，内阻很小，待测金属丝、导线、开关外，电压表应选用_________，电流表应选用_________，滑动变阻器应选用_________（均选填器材前的字母）。
（3）若图乙是某金属材料制成的电阻随摄氏温度变化的图像，图中表示时的电阻，为图线的斜率。用该电阻与电池，电流表（内阻）、滑动变阻器（接入电路电阻）串联起来，连接成如图丙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。使用“金属电阻温度计”前，先要把电流值改为相应的温度值，请用等题中所给物理量表示温度与电流的关系_________。
（4）导体电阻率是导体的特性，曾经有方案通过测量电阻率测定半导体材料的纯度，你认为这个方案可能存在的问题是_________。
13．（10分）某野外刑事侦查现场发现一个疑似嫌犯遗留的空饮料瓶，瓶盖密闭，由于环境变化饮料瓶体积发生压缩。警员立即采用特殊磨具测量了压缩以后的饮料瓶的休积为，此时温度为。将该饮料瓶送回到实验室继续检测发现其正常体积为，用体积为的抽气筒对该瓶抽气2次待温度稳定时恰好可以压缩到体积。如果忽略大气压强的变化，请由案发现场饮料瓶线索得出案发时的温度表达式。
14．（15分）如图所示，有一个足够长且足够宽的斜坡面，坡面与水平地面夹角为，小明站在坡面底端向斜面上投掷可视作质点的小石块。出手高度为站立点正上方，重力加速度．
（1）若小石块以某一水平初速度抛出时可以垂直落到斜面上，求小石块在空中运动的时间．（结果可带根号）
（2）要使得斜坡面上与起抛点等高线上的长度范围内有小石块落入，求抛出小石块的最小速度．
（3）若小石块质量，取地面为零势能参考面，求在第（2）小问情境下小石块的最小动能和最大重力势能。
15．（18分）如图所示为某种新型质谱仪结构简化示意图，半径为的圆内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，圆心为为竖直方向的轴线，点右侧圆周上的处有一粒子源，可以正对点发射出速度、电荷量相等，质量不同的带正电粒子，圆形磁场上方关于轴线对称放置两块正对的平行金属板和，两金属板长均为，间距为，金属板下边缘连线与圆形磁场最高点在同一水平线上，金属板上边缘连线上方存在范围足够大、方向垂直于纸面向里的磁感应强度为的匀强磁，连线上有一可左右平移的探测板．已知从点射出的电荷垂为，质量为的粒子，恰好沿轴线进入两金属板之间区域。不计粒子之间的相互作用，两金属板间的电场为匀强电场（不考虑边缘效应），不计粒子重力，已知，求：
（1）粒子源发射的粒子速率；
（2）两金属板之间不加电压时，能从金属板之间区域射出的粒子的质量范围；
（3）两金属板之间不加电压时，要使探测板上表面能接收到所有从金属板之间射出的粒子，探测板的长度至少为多少?
（4）当两金属板间加上恒定电压时，要使得质量为的粒子能够打在题（3）中相应位置的探测板上，电压的最大值是多少?
答案
一、选择题。
1．【答案】C
【解析】银杏果表面的蜡性物质使得银杏果进入水中时表面有一层空气膜，外面的光在空气膜处发生全反射而无法射入空气膜内部，在外面看起来就是银亮色的。原理类似于玻璃中的气泡在外面看起来是银色一样，故选C。
2．【答案】B
【解析】根据题意，由维恩位移定律有，其中，解得，故选B。
3．【答案】C
【解析】汽车速度，车轮转动的角速度，车轴处多出来的力为胎压监测器比正常气嘴盖多出来的质量在转动时所需的向心力，解得，故选C。
4．【答案】C
【解析】两极处为地磁场的磁极，磁感应强度较强，高能射线可在两极附近抵近地球是因为磁极附近磁场方向主要沿竖直方向，与射向地球的高能粒子速度方向垂直的分量较小。赤道附近的地磁场方向主要是平行于地面的水平方向由南向北，根据左手定则可以确定高能粒子会在磁场力的作用下向东西方向偏转，具体偏转方向取决于高能粒子的电性。电磁波受到地磁场作用不会引起极光现象。
5．【答案】B
【解析】根据题意可知，上层板与下层板间的最大静摩擦力为，下层板与货车问的最大静摩擦力为。根据题意可知，上层板的最大加速度为。设下层板与货华问的摩擦力为，由牛顿第二定律有．解得。随着增大．增大，当，此时下层板恰好与货车相对静止，解得，即当时，下层板相对货车滑动，由于，可知，若，上层板滑动，下层板不滑动。设货车速度为时，上层板恰好不撞上驾驶室，则对货车有，对上层板有，联立解得，即要使货车在紧急刹车时上层板不撞上驾驶室，则，故B正确。
6．【答案】A
【解析】液面下降，电容器正对面积减小，电容减小，电容器会放电少许，放电电流方向从电源正极流向电源负极。电容器减小的正对面积，电容，由整理得．发现在某一小段时间内有大小为的电流从下向上流过电流计，则电容器放电，瓶内液面降低，平均电流，有，故选A．
7．【答案】D
【解析】如图所示，以处为圆的最高点作圆与传送带相切于点，设圆的半径为，从处建立一管道到圆周上，管道与竖直方向的夹角为，原料下滑的加速度为，管道长度为，由运动学公式可得，解得．可知从处建立任一管道到圆周上，原料下滑的时间相等，故在与传送带间建立一管道，原料从处到传送带上所用时间最短，由图中几何关系可知，管道与竖直方向的夹角为，图中，解得．
8．【答案】AD
9．【答案】AC
【解析】当弹簧弹力等于的重力沿斜面方向的分力吋，处于平衡状态，有，可知在平衡位置时弹簧的形变量为，弹簧处于压缩状态。运动过程中．物体恰好不能离开挡板，对分析有，故弹簧应伸长到最大位移处，此时形变量，弹簧处于伸长状态，故简谐运动的振幅为，选项A正确。碰后新的平衡位置在初始平衡位置的下方，故从开始做简谐运动到第一次回到初始平衡位置的时间间隔大于简谐运动周期的一半，选项不正确。开始时，对分析有．解得，此时弹簧处于压缩状态．从物体与物体刚碰后到物体恰好不能离开挡板的过程，根据能量守恒有，解得，选项C正确。当运动到最低点时，对的弹力最大，由对称性可知，此时弹簧的形变量为，弹簧的弹力为，不是，选项D不正确。
10．【答案】BCD
【解析】薄板旋转方向为逆时针，则线圈相对于薄板的运动方向为顺时针，根据右手定则可知，点电势低于点电势，故板带负电，选项不正确．薄板旋转，线圈相对薄板的线速度分别为，充电时，两极板的电压为．选项B正确。该制动系统在薄板处产生的阻力为，选项C正确。停止充电时，两极板间的电压为，充电的电荷量大小满足，电容器充电过程中获得的能量即，如图所示，故刹车过程回收的能量为，选项D正确．
二、非选择题。
11．【答案】（1）A（2分）（2）图见解析（2分）（3）9.66（2分）（4）无偏差（2分）
【解析】（1）为减小空气阻力的影响，实验中应当选用质量较大、体积较小的钢球，故选A。
（2）描点作图时，使尽可能多的点落在直线上，其余的点平均分布在直线两侧，如图所示。
（3）根据，得，则图像斜率等于重力加速度。
（4）设木条的厚度为，小球下落过程位移，整理得图像的斜率，应用图像法处理实验数据．木条的厚度对实验没有影响。
12．【答案】（1）3.0（2分）
（2）A（1分）：C（1分）；E（1分）
（3）（2分）
（4）杂质电阻率如果跟该半导体相近，则测量纯度数值无效。（2分）
【解析】（1）欧姆表读数为表盘指针刻度倍率，可知读数为。
（2）根据电源电动势为可知，电压表应选。由欧姆定律得．
为了使电流表指针偏转三分之一以上，电流表应选择。为了方便调解，滑动变阻器选择。
（3）根据闭合电路欧姆定律，有，
根据温控电阻与温度关系，得到，联立解得。
（4）如果所含杂质的电阻率跟该半导体相近，则测量纯度数值无效。
13．【答案】
【解析】第一次抽气压缩时有
第二次抽气压缩时有
当瓶内气压达到时会被压缩到，
对瓶内气体从案发时至现场测量过程由理想气体状态方程有
解得案发时环境温度
14．【答案】（1）（2）（3）
【解析】（1）设平抛初速度为，经时间落到斜面上，
运动轨迹如图1所示，则有．
其中
速度与斜面垂直，则有
联立解得
（2）设以速度起抛，初速度与水平地面夹角为，则由
得
当时达到相同水平射程的初速度最小。
如图2、图3所示，在起拋面上石块抛起后水平最大位移为
相同速率斜抛后要到达最远水平距离需要起抛初速度与水平面夹角为，设这个临界速度大小为，
可由上式得
（3）如图4所示，石块到达轨迹最高点时有最小动能
代入数据求得
若以地面为零势能参考面，起抛时动能
重力势能
机械能
由机械能守恒定律，石块运动过程中最高点时重力势能最大值为
得
15．【答案】（1）（2）（3）
（4）
【解析】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
根据题目条件可知
解得
（2）因，质量越大，圆周运动的半径越大。设质量为的粒子恰好从点射出，粒子离开磁场时速度与水平方向夹角为，由几何关系得
此时粒子在磁场中做圆周运动的半径
所以
同理，设质量为的粒子恰好从点射出，则
所以能从金属板之间区域射出的粒子质量范围是
（3）从点进入上部分磁场的粒子经磁场偏转返回边界到达点，偏移的水平距离
从点进入上部分磁场的粒子经磁场偏转返回边界到达点，偏移的水平距离
如图1，则之间距离至少是
（4）间不加电场时，质量为的粒子打在点。若间加上向左的电场，质量为的粒子将打在极板上，而无法打在探测板上。当间加上向右的电场．质量为的粒子恰好从射出一定打在探测板上，如图2、3所示。
则有
联立求得或
又解得0.65
1.21
1.87
2.45
3.04
7.6
13.7
20.1
26.6
32.5