2024届安徽省合肥一六八中学（东校区）高三下学期最后一卷（三模）物理试卷

这是一份2024届安徽省合肥一六八中学（东校区）高三下学期最后一卷（三模）物理试卷，共18页。试卷主要包含了选择题，多选题等内容，欢迎下载使用。
物理试题
一、选择题（本题共10小题，共42分。其中1-8题为单选题，每小题4分，9-10为多选题，每小题5分，全部选对得5分，部分选对得3分，有选错的或不答的得0分。）
1．如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，下列判断正确的是（ ）
A．甲图，b光的光子能量大于a光的光子能量
B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半
C．丙图，中核子的平均质量比中核子的平均质量大
D．丁图，用a光照射c、d金属，若c能发生光电效应，则d也一定可以
2．通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律，以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图，图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变小
B．图乙中，若只减小双缝间距离，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中，a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度
D．图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变暗
3．电影《热辣滚烫》讲述了一个女孩通过学习拳击实现自我蜕变的励志故事。沙袋用绳竖直悬挂，主角对沙袋施加360N的作用力，通过调整施力方向使沙袋缓慢移动，尝试了各种施力方向后发现绳偏离竖直方向的最大夹角为370，则沙袋的重力为（ ）
A．B．180NC．D．
4．排球比赛中，某运动员用勾手大力发球，将排球从O点发出，直接落在对方场内A点，已知球发出时的速度斜向上与水平方向的夹角为θ，落地时的速度与水平方向的夹角为45°，O、A两点的水平距离为s，重力加速度大小为g，不计空气阻力，不计排球大小，则排球运动到最高点时的速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
5．如图甲所示的xOy坐标系中，y轴上固定有两个等量同种点电荷P，与原点O的距离相同，x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点，其电势分别为和，对应图线上的、两点，这两点切线斜率的绝对值相等。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，M运动过程中仅受电场力作用，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点电场强度相同
B．M从a点运动到b点的过程中电势能先增大后减小
C．M从a点运动到b点的过程中加速度大小先减小后增大再减小
D．M先后两次经过b点的过程，电场力的冲量大小为
6．如图所示，直角三角形ABC中，，，D点为AC边上的点，。在A、B、D处垂直纸面固定三根长直细导线，三根导线中的电流方向如图，电流大小相等，已知直线电流在空间某点产生的磁场与电流成正比，与该点到导线的距离成反比，为使D处的电流所受安培力为0，需加一匀强磁场，则该磁场的方向为（ ）
A．平行于AC斜向上B．平行于BA向左
C．平行于CB向下D．平行于BD斜向上
7．如图甲是国产科幻大片《流浪地球2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间站，人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。图乙是人乘坐“太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度a与其到地心距离r的关系图像，已知为地球半径，为地球同步卫星轨道半径，下列说法正确的是（ ）
A．地球公转的角速度满足
B．地球同步卫星的周期
C．上升过程中电梯舱对人的支持力保持不变
D．从空间站向舱外自由释放一物体，物体将做自由落体运动
8．无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法错误的是（ ）
A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大
B．t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零
C．供电线圈中电流的有效值为20A
D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次
二、多选题
9．艺术体操运动员在“带操”表演中，手持细棒抖动彩带一端，彩带会像波浪般翻卷，如图甲所示。图乙是t=0时刻彩带上的波形，E、F是彩带上的两个点。已知F点的纵坐标为，E点的振动方程为y=20sin（2πt）cm，关于彩带上各点运动，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长为1.6m
B．t=0时刻F点向上运动
C．E点的平衡位置位于（﹣0.25m，0）处
D．F点的振动方程为
10．如图所示，某实验列车头部底端固定有边长为l的n匝正方形线框abcd，进站时利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的总质量为m，线框总电阻为R，磁场区域宽度为l，磁感应强度为B，列车运动过程中铁轨对列车的阻力恒为f，某次列车进站时，线框以速度v水平向右进入磁场，最终停止时线框cd边在磁场正中央，忽略进站时火车受到的空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．线框ab边刚进入磁场时，a、b两点之间的电压大小为
B．线框ab边刚进入磁场时，列车的加速度大小为
C．线框dc边进入磁场时，列车的速度大于
D．从线框进入磁场到停止运动的过程，线框产生的焦耳热为
二、非选择题（本大题共5小题，共58分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。）
11.（每空2分，共6分）如图甲所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中所研究的对象是封闭在注射器内的气体，保持温度和气体质量不变，从注射器刻度直接读出它的体积，它的压强由压强传感器等计算机辅助系统得到。
(1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，下列说法正确的是________。
A．要尽可能保持环境温度不变
B．实验过程中应缓慢地推动活塞
C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞
D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油
(2)某同学在一次实验中，计算机根据实验数据描绘出的图线如图乙所示，出现该情况的原因是 。
(3)重复实验，多次测量并记录，根据计算机绘制的图像，分析得出结论： 。
12.（每空2分，共8分）某同学将小量程电流表G改装为双量程电压表，并用标准电压表进行校准，如下图。已知小量程电流表G满偏电流为，表上标记的内阻值为，、和是定值电阻，其中。图甲中，若使用a、b两个接线柱，电压表的量程为；若使用a、c两个接线柱，电压表的量程为。
(1)则根据题给条件，定值电阻的阻值应选 Ω， Ω。
(2)用量程为，内阻为的标准电压表对改装表挡的不同刻度进行校准，如图乙。所用电池的电动势E为；滑动变阻器R有两种规格，最大阻值分别为和。为了方便实验中调节电压，图中R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
(3)若由于表头G上标记的内阻值不准，造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小，则表头G内阻的真实值 （填“大于”或“小于”）。
13．（12分）“平衡浪木”是一种训练平衡能力的器材，如图所示，质量m1=30kg的长方形均质晃板用四根相同的轻质链条分别悬挂在两根固定的横梁上，链条长度均为l=5m，与竖直方向夹角均为α=37°。让一质量m2=50kg的受训人员静坐在晃板正中间，给晃板一水平初速度，晃板和受训人员摆动起来，到最高点时两根链条所在平面与晃板夹角为β=53°，受训人员可看作质点且始终与晃板保持相对静止，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）晃板和受训人员静止时每根链条的拉力大小T；
（2）晃板的初速度大小v0；
（3）晃板摆到最高点时，受训人员受到的支持力FN和摩擦力f的大小。
14．（14分）智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取）。如图乙，机器人A把质量的包裹从供包台沿直线运至相距的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度，运行最大速度，机器人运送包裹途中，看作质点。
（1）求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；
（2）若包裹与水平托盘的动摩擦因数为，则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角应该是多少；
（3）机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s，由于惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B，以最大速度碰撞3m/s与机器人A发生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2m停下来（其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作质点）。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？
15．（18分）医学检查中磁共振成像简化模型如图所示，其中一个重要的部件“四极铁”，能够提供梯度磁场，从而控制电子束在运动过程中汇聚或发散，图甲为该磁场的磁感线分布情况。一束电子从M板上均匀分布的小孔飘入（初速度可以忽略不计），经过平行板MN间电场加速后获得速度v，沿垂直纸面向里的方向进入“四极铁”空腔。电子质量为m，电量为e，不计粒子重力和粒子间相互作用。
（1）求加速电压大小，判断图甲中a、c和b、d两对电子，哪一对电子进入磁场后会彼此靠近；
（2）以图甲中磁场中心为坐标原点O建立坐标系，垂直纸面向里为x轴正方向，沿纸面向上为y轴正方向，在xOy平面内的梯度磁场如图乙所示，该磁场区域的宽度为d。在范围内，电子束沿x轴正方向射入磁场，磁感应强度（且已知，以垂直xOy平面向里为磁场正方向）。电子速度大小均为v，穿过磁场过程中，电子的y坐标变化很小，可认为途经区域为匀强磁场。
①求从处射入磁场的电子，在磁场中运动的半径及速度偏转角的正弦值；
②研究发现，所有电子通过磁场后，将聚焦到x轴上处。由于d很小，可认为电子离开磁场时，速度方向的反向延长线通过点，且速度方向的偏转角很小，，求f的表达式；
③在处再放置一个磁场区域宽度为d的“四极铁”（中心线位于处），使②问中的电子束通过后速度方向变成沿x轴正方向，若该“四极铁”的磁感应强度，求；
④如图丙，仪器实际工作中，加速电压U会在附近小幅波动，导致电子聚焦点发生变化。若要求聚焦点坐标偏差值不超过，求电压波动幅度的最大值。
高三物理最后一卷答案
选择题：
1．C
【详解】A．由甲图可知a光电子遏止电压大，则a光电子的最大初动能大，由光电效应方程可知a光能量大，故A错误；
B．经过衰变产生的新核也属于反应堆的一部分，所以质量没有减半，故B错误；
C．由丙图可知，核的比结合能比核的比结合能小，由于平均质量越小的原子核
其比结合能越大，所以中核子的平均质量比中核子的平均质量大，
故C正确；
D．根据
，
得
当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，c能发生光电效应，则d不一定可以，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平距离变大，故相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，即条纹变疏，故A错误；
B．根据双缝干涉条纹间距公式
图乙中，若只减小双缝间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误；
C．图丙中，b光的偏折程度较大，b光的折射率较大，根据
可知a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度，故C正确；
D．光是横波，图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度逐渐变亮，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】根据力的三角形，当施力方向与绳子垂直时，此时绳偏离竖直方向的夹角最大，沙袋的重力为故选D。
4．C
【详解】设排球出手时的速度大小为，根据题意有
解得
排球运动到最高点速度大小为
故选C。
5．D
【详解】A．根据电场强度与电势的关系
可知，图线的斜率可以表达电场强度的大小，由题知，、这两点切线斜率的绝对值相等。说明场强大小相同，但该两点在y轴左右两侧，故场强方向不相同，A错误；
B．若两电荷为等量的正电荷，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最高，而图乙中可知，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最低。则为等量的负电荷；M从a点运动到b点的过程中电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，B错误；
C．电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，由图乙分析知，图线的斜率先增大后减小再增大，故M从a点运动到b点的过程中加速度大小先增大后减小再增大，C错误；
D．M从a经过b点的过程，由动能定理知
设初动量为，为正方向，则
解得
设末动量为，M从b点经过一段距离返回b点的过程，由对称性知
电场力的冲量为
故M先后两次经过b点的过程，电场力的冲量大小为，D正确；
故选D。
6．B
【详解】A、B处电流对D处电流的安培力如图所示
由几何关系可知
根据
，
可得
根据几何关系可知、的合力平行于BC向上，为使D处的电流所受安培力为0，匀强磁场对该电流的安培力平行BC向下，根据左手定则可知，匀强磁场的方向平行于BA向左。
故选B。
7．B
【详解】A．根据
可知图像中，其斜率为角速度的平方，A错误；
B．由于
解得
故其周期
B正确；
C．上升过程中，处于超重状态，支持力会变大，C错误；
D．太空中处于失重状态，从舱释放一物体，不会做自由落体运动，D错误。
故选B。
8．A
【详解】A．根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势为0，可知，该时刻受电线圈中感应电流为零，故A正确；
B．结合上述，0.01s时受电线圈中的感应电流为0，则受电线圈此时没有激发出磁场，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故B错误；
C．供电线圈中电流的有效值
故C错误；
D．交流电的周期
一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为
故D错误。
故选A。
9．ABD
【详解】A．周期
对于E点的振动方程为
y=20sin（2πt）cm
当时
即E、F两点平衡位置处的距离为，则
得
故A正确；
B．t=0时刻E点向上运动，则此时F点向上运动，故B正确；
C．E、F两点平衡位置处的距离为
则E点的平衡位置位于（﹣0.2m，0）处，故C错误；
D．设F点的振动方程为
当t=0时
解得
所以F点的振动方程为
故D正确。
故选ABD。
10．ACD
【详解】A．根据右手定则，线框进入磁场时，感应电流沿顺时针方向，线框此时切割磁感线产生的感应电动势为
线框ab边两端的电压为路端电压，即为
故A正确；
B．线框ab边刚进入磁场时，线框内的电流为
线框的加速度为
故B错误；
C．线框进入磁场的过程中由动量定理可得
即
线框出磁场的过程中
即
由于线框做减速运动，则有
，
故C正确；
D．根据能量守恒定律可知，线框产生的焦耳热为
故D正确。
故选ACD。
11、【答案】 （1）AB （2）注射器与压强传感器之间存在一定体积的气体
（3）在实验误差允许范围内，一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。
【解析】（1）A. 保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，环境温度不变，故A正确；
B.实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故B正确；
C.实验过程中用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误；
D.在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油的作用是不漏气，不能保证温度不变，故D错误。 故选AB。
（2）在注射器与压强传感器之间的气体体积V0不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0＋V。由 pV＝C
可知 p（V＋V0）＝C ，即
设x＝，原式变形为 p＝x ，图线的斜率为 ，随着x的增大，斜率逐渐变小。
（3）在实验误差允许范围内，一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。
12、【答案】 910 2000 50 大于
【详解】(1)由欧姆定律得 ，解得
由欧姆定律得 ，解得
(2)把改装电压表和标准电压表组成的并联部分看做一个整体，这个整体的总电阻约为，这个整体和滑动变阻器的一部分电阻丝并联，再和剩下的部分电阻丝串联，电池的电动势E为，如果选择的滑动变阻器，为了使电压表两端的电压能达到3V，则需小于，即滑动变阻器只有五分之一的调节空间，不利于控制电压表两端的电压；如果选择的滑动变阻器，因为电压表并联后的总电阻远大于，可将其当做理想电压表来处理，则滑动变阻器就有五分之三的调节空间，有利于精确调节电压，故选择最大阻值为的滑动变阻器。
(3)改装电压表的读数比标准电压表的读数偏小，即在相同的电压下，流过改装表的电流偏小，说明改装表的电阻偏大，表头G内阻的真实值大于。
13．（1）；（2）；（3），
【详解】（1）在最低点静止时受力平衡，对晃板和训练人员为整体进行受力分析，受到拉力和重力得
解得
（2）对晃板和训练人员为整体从最低点到最高点的过程，由动能定理得
解得
（3）最高点时，以晃板和训练人员为整体进行分析，整体受到重力和铁链拉力作用，铁链方向受力平衡，垂直铁链方向根据牛顿第二定律得
则
以训练人员为研究对象，水平方向
竖直方向受力平衡得
联立解得
14．（1）16s；（2）；（3）0.5倍
【详解】（1）当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可得
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
匀速直线阶段根据运动学的公式得
运行总时间
（2）设要使包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角，对包裹，受力分析得
其中
托盘的最小倾角
（3）设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a，则有机器人A制动后滑行4.5m后停下来，则有
设机器人A被碰后瞬间的速度为，滑行2m后停下来，则有
联立可得
A、B发生弹性碰撞，A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
由于，，可得
故机器人B的质量是机器人A的0.5倍。
15．（1），会彼此靠近；（2）①，；②；③；④
【详解】（1）在电场中，根据动能定理
解得
由左手定则可知，a、c电子进入磁场后会彼此靠近。
（2）①设处感应强度的大小为，则有
根据洛伦兹力提供向心力
解得电子的转动的半径
速度方向的偏转角度
②从y处进入磁场中的电子，速度方向偏转
且
电子射出后做匀速直线运动，则
解得
可知，从不同位置y以相同速度v射入磁场的电子，到达x轴的位置f相同且与电子入射位置y无关；因此从不同位置射入的电子必将经过x轴的同一点。
③从y处进入磁场的电子，将从处进入处的四极铁磁场，电子通过两个磁场区域，速度方向变成沿x轴正方向，可得从处射入磁场后，速度方向的偏转角度
又
因洛伦兹力不做功，电子通过磁场区域时速度大小不变，则两处磁感应强度大小相等、方向相反，即
则
解得
④根据
联立可得
根据数学关系，若要求聚焦点坐标偏差值不超过，只需满足
解得