[物理][三模]2024届辽宁省部分学校高三下学期核心考向试题(解析版)

这是一份[物理][三模]2024届辽宁省部分学校高三下学期核心考向试题(解析版)，共20页。

【满分：100分】
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. 近年来无人机在军事、工业等领域均有广泛的应用，一质量为m的无人机在执行远程侦察任务，某段时间内该无人机以速度v沿着与水平方向成θ角斜向上的方向匀速直线飞行，重力加速度为g，则（ ）
A. 该无人机处于超重状态 B. 该无人机在运动的过程中机械能守恒
C. 空气对该无人机作用力的大小为mg D. 重力对无人机做功的瞬时功率为mgv
【答案】C
【解析】A．该无人机处于平衡状态，故A错误；
B．无人机运动过程中动能不变，重力势能增加，机械能增加，故B错误；
C．无人机在运动过程中受到自身竖直向下的重力，空气对其作用力与重力等大反向，故C正确；
D．重力与速度v有夹角，重力对无人机做功的瞬时功率不等于mgv，故D错误。故选C。
2. 如图，用两根完全相同、不可伸长的轻绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直纸面平面内做简谐运动的周期为（已知在一根竖直绳悬挂下做简谐运动的小物体的周期为，l为绳长，g为重力加速度），已知每根轻绳的长度为L，小沙包的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意，小沙包做简谐运动，设等效摆长为l，则有
对小沙包受力分析，如图
根据平衡条件可得
联立解得
故选A。
3. 食盐被灼烧时会发出黄光，主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁造成的。在钠原子光谱的四个线系中，只有主线系的下级是基态，在光谱学中，称主线系的第一组线（双线）为共振线，钠原子的共振线是有名的黄双线（波长分别为589.0nm和589.6nm）。已知普朗克常量．元电荷，光速，下列说法正确的是（ ）
A. 玻尔理论能解释钠原子的光谱现象
B. 钠原子处于高能级是因为从火中吸收了能量
C. 黄双线均能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应
D. 太阳光谱中有黄光，说明太阳中有钠元素
【答案】B
【解析】A．玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但无法解释复杂原子的光谱现象，故A错误；
B．食盐被灼烧时，钠原子吸收能量达到高能级，之后向低能级跃迁时放出光子，故B正确；
C．根据可知黄双线的光子能量均约为
eV=2.1eV
根据发生光电效应的条件可知，均不能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应，故C错误；
D．太阳光谱中有黄光，并不能说明太阳中有钠元素，有钠的特征光谱才能说明太阳中有钠元素，故D错误。
故选B。
4. 飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。圆盘形飞轮存储的能量与其质量、半径、角速度的关系为，k、m为常数。在飞轮厚度、材料、角速度均不变的情况下，飞轮储存的能量E与飞轮半径R的关系为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】能量的单位为，质量的单位为kg，结合力学单位制知识可知，由公式可得
解得
，
在飞轮厚度、材料、角速度均不变时，飞轮的质量
代入可得
故选D。
5. 如图所示，ACD为一等边三角形，两根通过电流相等的长直导线分别垂直纸面置于A、D两个顶点，A处导线中的电流方向垂直纸面向里，D处导线中的电流方向垂直纸面向外。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁感应强度大小为，k为常量，为该点到通电直导线的距离。已知C处磁感应强度大小为，则CD边中点E的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设三角形ACD的边长为L，则A处导线在C点产生的磁感应强度大小为
D处导线在C点产生的磁感应强度大小为
如图所示
C处合磁感应强度为
结合上述分析知，A处导线在E点产生的磁感应强度大小为
D处导线在E点产生的磁感应强度大小为
E点的合磁感应强度为
故选C。
6. 《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。因为长时间行车一是驾驶员会疲劳，二是汽车轮胎与地面摩擦使轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体的泄漏，空气可看作理想气体，则此过程中轮胎内气体（ ）
A. 分子平均动能增大，每个分子的动能都增大
B. 速率大的区间分子数增多，分子平均速率增大
C 内能增大，外界对气体做正功
D. 内能增大，气体向外界放出热量
【答案】B
【解析】A．气体温度升高，根据分子动理论可知分子平均动能增大，但并不是所有气体分子的动能都增大，故A错误；
B．根据气体分子速率分布规律可知，当温度升高时速率大的分子比例增大，则速率大的区间分子数增多，分子平均速率增大，故B正确；
CD．气体温度升高，内能增大，气体的体积不变，则没有做功，根据热力学第一定律有，，则，气体从外界吸收热量，故CD错误。故选B。
7. 2023年7月10日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为381323号的小行星被命名为“樊锦诗星”。如图所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球绕日运行的圆轨道面间的夹角为20.11度，轨道半长轴为3.18天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心的距离为4.86天文单位。则（ ）
A. “樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要2.15年
B. “樊锦诗星”在远日点的速度大于地球的公转速度
C. “樊锦诗星”在远、近日点的速度大小之比为
D. “樊锦诗星”在近日点的加速度大小与地球的加速度大小之比为
【答案】D
【解析】A．根据开普勒第三定律有
解得
年
故A错误；
B．过“樊锦诗星”的远日点构建一以日心为圆心的圆轨道，绕太阳做圆周运动的物体，根据万有引力提供向心力有
可得
则轨道半径越大，卫星的线速度越小，在构建圆轨道上运动的卫星的线速度小于地球的线速度，“樊锦诗星”在远日点要想运动到该构建圆轨道上，需要加速，则“樊锦诗星”在远日点的速度小于构建圆轨道上卫星的线速度，综上，“樊锦诗星”在远日点的速度小于地球的公转速度，故B错误；
C．对于“樊锦诗星”在远日点和近日点附近很小一段时间内的运动，近日点到太阳中心的距离为=1.5天文单位。根据开普勒第二定律有
解得
故C错误；
D．轨道半长轴为3.18天文单位，远日点到太阳中心距离为4.86天文单位，则近日点到太阳中心距离为1.5天文单位，根据万有引力提供向心力有
则“樊锦诗星”在近日点的加速度大小与地球的加速度大小之比为
故D正确。
故选D。
8. 某同学将一平玻璃和一凸透镜或者一凹透镜贴在一起，用单色平行光垂直照射上方平玻璃，会形成明暗相间的同心干涉圆环，从干涉环上无法判断两块透镜的凸和凹。该同学对平玻璃上表面加压，发现干涉圆环会发生移动，下列说法正确的是（ ）
A. 若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的透镜是凹透镜
B. 若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的透镜是凸透镜
C. 若干涉圆环向中心收缩，则表示下面的透镜是凹透镜
D. 若干涉圆环向中心收缩，则表示下面的透镜是凸透镜
【答案】BC
【解析】AB．凸透镜中心比边缘高，在平玻璃上表面加压时，空气膜由厚变薄，相应各点光程差也变小，圆环条纹相对中心将延迟出现，原来靠近中心的圆环条纹现在就要向边缘（向外）移动，故A错误，B正确；
CD．凹透镜中心比边缘低，在平玻璃上表面加压时，空气膜由厚变薄，相应各点光程差也变小，圆环条纹相对边缘将延迟出现，原来靠近中心的圆环条纹现在就要向中心（向内）收缩，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图，中国古典文化中太极图是由两个完全相同的阴阳两部分构成的，阴阳对立而又统一，相应而又合抱，相反而又相成，生动形象地揭示了宇宙万象在对立统一法则下的和谐。太极图中黑色阴影部分为阴，白色部分为阳，O为外大圆的圆心，为上侧小阴圆和上侧的阳半圆的圆心，为下侧小阳圆和下侧的阴半圆的圆心，和分别为上侧阳半圆和下侧阴半圆的半径，且与平行，CD为外大圆的直径，CD与连线垂直，电荷量均为的两个正点电荷分别固定在两点，不计质子和电子的重力，质子和电子仅受静电力作用，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点电场强度相同，电势也相同
B. 电子在O点的电势能小于在C点的电势能
C. 一电子沿OC从O点运动到C点，此过程中电子的加速度先增大再减小
D. 一质子沿OD从O点运动到D点过程中，静电力不做功
【答案】BC
【解析】A．与平行且相等，根据几何关系可得A、B两点关于圆心O对称，根据等量同种正点电荷的电场线和等势面分布规律可得A、B两点电场强度大小相等，方向相反，电势相同，则A、B两点电场强度不相同，故A错误；
B．O点的电势大于C点的电势，电势能
电子带负电，在电势较低处具有的电势能较大，所以电子在O点的电势能小于在C点的电势能，故B正确；
C．在OC连线上任取一点P，设与夹角为θ，间的距离为d，其中一个点电荷在P点产生的电场强度大小为，两点电荷在P点的电场强度的矢量和，则有
求电场强度的矢量和E的最大值时，将E对θ求导并令导数等于0，有
解得
即当时P点的电场强度最大，设与夹角为α，根据几何关系可得
所以场强最大的点在OC之间，所以电子从O运动到C的过程中静电力先增大再减小，加速度也是先增大再减小，故C正确；
D．等量异种点电荷连线的中垂面为等势面，等量同种点电荷连线的中垂面不是等势面，一质子沿OD从O点运动到D点过程中所受静电力方向一直沿OD方向，静电力一直做正功，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，电容的平行板电容器MN、极板间距，在上极板的中心位置用绝缘细绳悬挂质量的带电小球A、小球A所带电荷量大小，极板右边缘位置焊接有电阻不计的金属棒PQ、金属棒与两极板的总质量，平行于水平绝缘长木板的轻质绝缘细绳绕过定滑轮后，一端连接金属棒PQ，另一端连接质量的不带电的物块B，整个空间处于垂直于纸面向里的匀强磁场之中。当释放物块B后，悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角为θ，经历时间，金属棒运动到定滑轮左侧的D位置（图中没有画出）。重力加速度g取，电容器与木板间的动摩擦因数．整个过程中电容器处于正常工作状态，则在金属棒运动到D位置的过程中，下列分析正确的是（ ）
A. 小球A一定带负电
B. 物块B运动的加速度大小为
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为5T
D. 电容器储存的电场能为7.5J
【答案】BD
【解析】A．金属棒PQ切割磁感线，由右手定则可知金属棒P端为等效电源的正极，PQ运动时产生的电动势
平行板电容器两端电压与该电动势相等，小球A受到的电场力
且电场力与洛伦兹力均沿竖直方向，两力方向相反，故小球A可能带负电也可能带正电，故A错误；
B C．金属棒PQ在物块B的拉动下做加速运动，则电容器两端电压不断增大，金属棒PQ中有持续的充电电流，电流
由电容的定义式有
解得
对金属棒PQ、小球A、物块B、平行板电容器MN整体进行分析，由牛顿第二定律有
解得物块B运动加速度
对小球A分析有
解得
磁感应强度的大小
故B正确，C错误；
D．由上述分析可知系统做匀加速直线运动，则运动2.0s时，位移
速度
根据能量守恒定律有
解得电容器储存的电场能
故D正确。
故选BD。
二、非选择题（本题共5小题，共54分。）
11. 某同学设计了一个利用已安装加速度传感器的手机测量木块与木板之间的动摩擦因数的实验，实验装置如图（a）所示。

实验步骤如下：
①将手机用胶带固定在木块上，把木块放置在木板上。调整小滑轮使细线与水平木板平行并与竖直细线在同一竖直平面内，以保证木块能够沿细线方向做直线运动。
②将砂和砂桶释放，细线带动木块由静止开始做匀加速直线运动。读出弹簧测力计的示数F，并记录手机所显示的木块运动的加速度a。
③改变砂和砂桶的总质量，重复步骤②多次进行实验。
④根据实验数据作出木块运动的加速度a与其对应的弹簧测力计的示数F变化的图像，如图（b）所示。
根据上述信息，回答下列问题：
（1）该同学从手机说明书上查到该手机的质量为150g，已知重力加速度大小为，根据图像数据可得木块的质量m为______kg，不计固定手机所用胶带的质量，木块与长木板之间的动摩擦因数为______。（计算结果均保留两位有效数字）
（2）实验过程中如果没有调整木板水平，小滑轮一端较低，木板与水平方向有一定夹角，这样会导致动摩擦因数的测量结果______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）0.85 0.30 （2）偏小
【解析】（1）[1][2]令手机质量为M，木块质量为m，对木块与手机整体进行分析，根据牛顿第二定律有
则有
结合图（b）有
，
解得
，
（2）[3]令木板与水平方向的夹角为，对木块与手机整体进行分析，根据牛顿第二定律有
则有
由于操作过程中，将砂和砂桶释放，细线带动木块由静止开始做匀加速直线运动，表明释放砂和砂桶前，木块处于静止状态，即有
则可知
实验中处理数据时，将整体看为了，即有
解得
即，这样会导致动摩擦因数的测量结果偏小。
12. 热敏电阻的阻值会随着温度的变化而改变。电阻值随温度的升高而增大的热敏电阻叫正温度系数热敏电阻．电阻值随温度的升高而减小的热敏电阻叫负温度系数热敏电阻。为了测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，学习小组设计了如图甲所示的电路。将热敏电阻密封绝缘包装后浸入热水中，调节水的温度，描绘出的该热敏电阻的电阻值随温度t变化的关系曲线如图乙所示。
（1）根据图甲用笔画线代替导线将图丙实物图连线补充完整______。
（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器R的滑片移至______（填“a”或“b”）端。
（3）在某一温度时，电压表的读数为1.12V，电流表的读数为0.20A，已知电流表内阻，电压表内阻，测得此温度下热敏电阻的电阻值______，该热敏电阻为______（填“正温度系数”或“负温度系数”）热敏电阻。
（4）利用该热敏电阻制作一个简易的温控装置。电路图如图丁所示，电磁铁与热敏电阻、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当电磁铁的电流超过某一特定值时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。当前温度为40℃时加热器停止加热，若要设置到温度为60℃时加热器停止加热，则滑动变阻器的阻值应______（填“调大”或“调小”）______Ω。
【答案】（1） （2）a （3）5 负温度系数
（4）调大 2
【解析】【小问1详解】
根据电路图连接实物图，连线时注意电流要从电流表、电压表的正接线柱流入。实物图连接方式如下图所示
【小问2详解】
开关S闭合前，应将滑动变阻器R的滑片移至a端，使电压表、电流表的读数从0开始调节，避免电流、电压超过量程。
【小问3详解】
[1][2]由欧姆定律有
得
由题图乙可知该热敏电阻为负温度系数热敏电阻。
【小问4详解】
[1][2]设电磁铁电阻为，电源电动势为E、内阻为r，由图可知，温度为40℃时热敏电阻阻值为，此时回路电流
温度为60℃时热敏电阻阻值为，热敏电阻阻值减小了2.0Ω，把滑动变阻器阻值调大2Ω，温度为60℃时回路电流达到触发值，衔铁被吸合，加热器停止加热。
13. 如图所示，竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与质量为m的平板连接，平板水平且处于静止状态。一质量也为m的物块从平板正上方高h处的P点自由落下，与平板碰撞后不反弹，与平板一起向下运动距离后二者速度达到最大。已知，重力加速度为g，不计空气阻力。弹簧的弹性势能[其中k为弹簧的劲度系数（未知），x为弹簧的形变量]。求：
（1）物块与平板碰后瞬间的速度大小和弹簧的劲度系数k；
（2）物块离开平板后上升到的最高点到P点的距离。
【答案】（1），
（2）
【解析】【小问1详解】
设物块与平板碰撞前瞬间的速度大小为，根据动能定理有
又
根据动量守恒定律有
联立解得
当物块和平板一起运动的加速度为零时，其速度达到最大，设平板静止时弹簧压缩量为，则有
且
联立解得
，
【小问2详解】
当物块与平板刚要分离时，它们间弹力为零，即物块的加速度，此时平板的加速度也为g，可知弹簧弹力为零，即弹簧恢复原长时物块与平板分离。设此时物块和平板的速度大小为，从物块与平板碰撞后瞬间到二者分离的过程，根据能量守恒定律有
设物块上升到最高点上升的距离为，则有
则最高点到P点的距离
联立解得
14. 如图所示，足够长的光滑倾斜轨道与粗糙水平轨道用一小段光滑圆弧在A点平滑连接，B的右侧有一底边长和高度均为的斜面体，斜面体的最高点与B点平齐。质量为的滑块乙放在水平轨道上的A点，质量为的滑块甲由倾斜轨道上距离水平轨道的高度为的位置由静止释放，经过一段时间两滑块发生弹性碰撞，之后乙垂直落在斜面体上。已知两滑块与水平轨道之间的动摩擦因数均为，两滑块均可视为质点，重力加速度为，水平轨道。求：
（1）乙离开B点时的速度大小；
（2）甲的释放点距离水平轨道的高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设甲的释放点距离水平轨道的高度为时，乙垂直落在斜面上．设乙离开B点的速度为，则由平抛运动规律有
，
又有
，
联立可得
（2）设乙碰后瞬间的速度为，乙从A到B的过程中，由动能定理得
解得
设碰前瞬间甲速度为，对两滑块碰撞的过程有
，
解得
甲从释放到运动至A点的过程，由机械能守恒定律有
解得
15. 如图所示，带负电的小球通过长为L的绝缘轻绳与天花板上固定的点电荷相连，固定点电荷的电荷量为+Q，带电小球的质量为m。空间内存在竖直向上的匀强磁场、轻绳恰好伸直时小球恰好可以在水平面内做匀速圆周运动（俯视时沿顺时针方向运动），速度大小，小球运动过程中，绝缘轻绳与竖直方向的夹角，重力加速度为g，静电力常量为k。
（1）求小球所带电荷量；
（2）求小球所受洛伦兹力的大小；
（3）若撤去固定的点电荷和绝缘轻绳、小球落地点到原来固定点电荷位置的水平距离恰好为，求小球竖直位移的可能值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
设小球电荷量为q，对小球受力分析，小球在竖直方向上有
解得
【小问2详解】
对小球受力分析，根据左手定则可知，小球受到的洛伦兹力方向背离圆心，静电力水平分力为
水平方向，根据合力提供向心力，有
解得
【小问3详解】
撤去固定的点电荷和绝缘轻绳后，水平方向小球速度大小不变，水平方向合力为洛伦兹力，大小不变，此时
因此小球在水平面内做偏转方向相反、半径不变的圆周运动，因为落地点到O点的水平距离为
小球做圆周运动的周期为T，对小球水平方向受力分析，有
因此小球运动的时间
小球的竖直位移
解得