2024届陕西省安康市高三下学期第三次质量联考（三模）物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023—2024学年安康市高三年级第三次质量联考物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．全部〖答案〗在答题卡上完成，答在本试卷上无效。3．回答选择题时，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〗用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷一、选择题1.2023年8月24日，日本政府不顾国际社会的反对，一意孤行向海洋排放福岛核电站的核废水。核废水中含有多种放射性元素，这些放射性元素将对人类环境造成重大破坏。核废水中铯的半衰期大约为30年，已知发生β衰变的同时生成新核，以下说法正确的是（）A.铯的半衰期会随温度升高而变大B.的比结合能大于其衰变生成新核的比结合能C.衰变过程质量数、电荷数和质量都守恒D.衰变生成新核的中子数为81〖答案〗D〖解析〗A．半衰期只由原子核自身决定，与环境温度无关，所以铯的半衰期不会随温度升高而变大，故A错误；B．衰变过程产生能量，衰变生成的新核比更稳定，所以的比结合能小于其衰变生成新核的比结合能，故B错误；C．衰变过程质量数、电荷数都守恒，但衰变过程产生能量，存在质量亏损，故C错误；D．衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知发生β衰变生成新核的质量数为，电荷数为，则中子数为故D正确。故选D。2.2024年1月11日13时30分，我国在山东海阳附近海域使用引力一号遥一商业运载火箭，成功将搭载的“三峡遥感一号”等3颗卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道，标志着三峡遥感系列卫星研制发射取得“开门红”。“三峡遥感一号”卫星是三峡遥感系列卫星的首发试验星，为新型气象观测小卫星，计划运行在距地面500km轨道高度上，小时全天候工作，已知地球半径，g取，估算该卫星运行的周期大约为（）A.93min B.3h C.4h D.6h〖答案〗A〖解析〗由题意可知，在地球表面附近物体的重力等于地球的万有引力，则有可得设该卫星的质量为，周期为T，由地球的万有引力提供向心力，可得代入数据解得该卫星运行的周期大约为故选A。3.六根相同的圆柱堆积放置在水平地面上，其截面图如图所示，系统处于静止状态，假设圆柱之间光滑，地面粗糙，设每根圆柱的质量为m，重力加速度为g，则以下说法正确的是（）A.地面对圆柱4无摩擦力B.圆柱2对圆柱5弹力大小为C.圆柱2对圆柱4的弹力大小等于它对1的弹力的2倍D.圆柱2对圆柱4的弹力大小等于它对圆柱5的弹力〖答案〗C〖解析〗A．圆柱2对圆柱4的压力有水平分量，则地面对圆柱4一定有摩擦力，选项A错误；BCD．对球1、2、4受力分析如图，由平衡可知解得对2分析可知联立解得则圆柱2对圆柱5的弹力大小为由以上结论结合牛顿第三定律可知选项BD错误，C正确；故选C。4.如图所示，在光滑的水平面上，质量为3kg的足够长的木板A上有一个质量为0.5kg的小滑块B，在木板的右侧有一质量为5.0kg的小球C，三者均处于静止状态。现给B一个瞬间冲量，使它获得4m/s的初速度开始沿木板向右运动，某时刻木板A和小球C发生弹性碰撞，之后A和B同时停下来，以下说法正确的是（）A.木板碰撞小球前的瞬间A的速度为0.6m/sB.整个过程产生的热量为3.6JC.碰后C的速度为0.5m/sD.A和C碰撞前A、B已经共速运动〖答案〗B〖解析〗C．对A、B、C整体，根据动量守恒定律有解得故C错误；B．根据能量守恒定律有故B正确；A．木板A和小球C发生弹性碰撞，则代入数据解得故A错误；D．A和C碰撞前，对A、B，根据动量守恒定律有代入数据解得由此可知，A和C碰撞前A、B未达到共速，故D错误。故选B。5.如图所示为空心圆柱形磁场的截面图，O点为圆心，半径为R内圆与半径为3R外圆之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，A为外圆上一点。一粒子源s可持续发射出大小均为v、质量为m，电荷量为q的粒子，不计粒子重力，以下说法正确的是（）A.若粒子源放置在O点向各个方向均匀发射粒子，且所有粒子均不从外圆射出，则磁感应强度最小值为B.若粒子源放置在O点向各个方向均匀发射粒子，且所有粒子均不从外圆射出，则磁感应强度最小值为C.若粒子源放置A点且沿连线发射粒子，为使粒子不进入内圆，则磁感应强度的最小值为D.若粒子源放置A点且沿连线发射粒子，为使粒子不进入内圆，则磁感应强度的最小值为〖答案〗C〖解析〗AB．若粒子源放置在O点向各个方向均匀发射粒子，且所有粒子均不从外圆射出，轨迹最大半径如图所示根据几何关系有解得根据洛伦兹力提供向心力磁感应强度最小值为故AB错误；CD．若粒子源放置A点且沿连线发射粒子，为使粒子不进入内圆，轨迹最大半径如图所示根据几何关系有解得根据洛伦兹力提供向心力磁感应强度最小值为故C正确，D错误。故选C。6.如图所示，匀强电场与直角三角形ABC所在平面平行，将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了的功；再从B点移到C点，静电力做了的功，且，，以下说法正确的是（）A.电场强度大小为B.电场强度大小为C.若电场强度方向与竖直线夹角为（），则D.若电场强度的方向与竖直线夹角为（），则〖答案〗AC〖解析〗AB．根据公式整理有同理有令B点电势为0，则，在匀强电场中任意一条直线上等距离等电势降落，所以AB中点D的电势为，连接CD，为等势线，自B点作CD的垂线即为电场线，如图所示因为DB＝2cm，BC＝3cm所以因，在三角形CDB中根据面积相等求得解得故A正确，B错误；CD．如图所示由于根据三角形边角关系可得故C正确，D错误。故选AC。7.如图所示，在绝缘光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁场的宽度为，边长为L的正方形导体框以初速度滑行进入磁场，当边刚进入磁场时线框的速度为，当边离开右侧边界的瞬间速度为，以下说法正确的是（）A.导体框进入磁场过程和离开磁场过程中流过导体横截面的电荷量大小相等B.导体框进入磁场过程中导体框的加速度逐渐减小C.导体框进入磁场过程中产生的热量等于导体框离开磁场过程中产生的热量D.〖答案〗ABD〖解析〗A．根据，,联立求得导体框进入磁场过程和离开磁场过程中大小相等，所以导体框进入磁场过程和离开磁场过程中流过导体横截面的电荷量大小相等，A正确；B．根据，，，联立求得方向与速度方向相反，导体框进入磁场过程中线框减速，加速度在减小，B正确；CD．对线框进入磁场过程由动量定理可得又根据，,，联立整理得产生热量同理线框离开磁场过程可得产生热量比较热量速度关系可得C错误，D正确故选ABD。8.如图所示，一个螺距均匀的刚性螺旋光滑轨道竖直固定放置，轨道半径为r，螺距为d，匝数为n，将一个小环套在螺旋轨道最上端从静止释放，小环沿螺旋轨道滑到底端，重力加速度为g，以下说法正确的是（）A.在运动过程中小环加速度越来越大B.在整个运动过程中小环的路程大于C.小环从顶端到底端的运动时间为D.小环从顶端到底端的运动时间为〖答案〗ABC〖解析〗A．小环运动过程中重力做正功，速度逐渐增大，水平方向的分速度也增大，向心加速度逐渐增大，小环的运动可以分解为水平速度逐渐增大的圆周运动和沿轨道斜向下的匀加速直线运动，故在运动过程中小环加速度越来越大，故A正确；B．小环运动可等效为沿长为，高度为的光滑轨道的运动，在整个运动过程中小环的路程为故B正确；CD．小环运动可等效为沿长为，高度为的倾斜光滑轨道的运动，根据动力学公式可得等效加速度为联立解得小环从顶端到底端运动时间为故C正确，D错误。故选ABC。第Ⅱ卷二、非选择题（一）必考题9.如图所示，为研究匀变速直线运动实验装置，小车在槽码的牵引下从静止开始运动，回答以下问题（1）本次实验是否一定需要把长木板左端垫高来平衡摩擦力___________（选填“需要”或“不需要”）（2）某次实验得的一条纸带如图所示，两个计数点之间还有四个点未画出，已知交流电的频率是，相邻两计数点之间的距离、、、、、，根据图中数据计算得出小车的加速度___________（保留两位有效数字）（3）如本次实验中交流电的频率大于，而我们计算时按计算，则计算出的加速度比真实值___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）〖答案〗（1）不需要（2）0.64（3）偏小〖解析〗【小问1详析】实验只需保证小车做匀变速直线运动即可，不需要需要把长木板左端垫高来平衡摩擦力。【小问2详析】相邻两计数点的时间间隔为根据逐差法求出小车的加速度为【小问3详析】本次实验中交流电的频率大于，打点计时器打点的时间间隔小于0.02s，相邻两计数点间的时间间隔小于0.ls，计算加速度时所用时间偏大，加速度的测量值小于真实值，即计算结果与实际值相比偏小。10.描绘一个标有“”的小灯泡的伏安特性曲线，有以下器材供选用：A.电压表V量程，内阻为B.电流表量程，内阻约C.毫安表量程，内阻约D.电阻箱（）E.滑动变阻器（10Ω，2A）F.滑动变阻器（，0.5A）G.蓄电池（电动势，内阻不计）电键一个（1）电流表选择___________（选填“”或“”）滑动变阻器选择___________（选填“”或“”）（2）实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，尽可能减少实验误差，请你在虚线方框中画出实验电路原理图_________。（3）由实验可描绘出小灯泡的伏安特性曲线如下图，现把该小灯泡和一个电源（电动势，）串联在一起如乙图，则小灯泡的实际功率___________（保留两位有效数字）〖答案〗（1）（2）（3）〖解析〗【小问1详析】[1]根据可求得因此电流表选;[2]描绘小灯泡的伏安特性曲线，应选用分压式接法，滑动变阻器最大阻值选阻值小的，因此选。【小问2详析】描绘小灯泡的伏安特性曲线，应选用分压式接法，灯泡电阻小，选择电流表外接法，由于电压表的量程不足以完成实验，所以应该改装电压表，即将一个电阻箱与电压表串联从而改装电压表。电路图如图【小问3详析】根据化简可得其中为横轴，为纵轴，在小灯泡的伏安特性曲线中画出对应直线，如图交点即为工作电压，电流，根据可得11.如图所示，为回旋加速器的工作原理示意图，两个D形盒的正中间有狭缝，狭缝宽度为d，狭缝之间存在匀强电场，电场强度为E；两个半径为R的D形盒接上高频交流电，并处在匀强磁场中，在的中心A处有一个粒子源，它产生并发出比荷为k的带正电粒子，粒子的初速度视为0，经加速后从D形盒的边缘以速度v飞出，不计粒子重力，求：（1）粒子在狭缝之间运动的总时间和匀强磁场的磁感应强度；（2）粒子第4次被加速结束的瞬间位置与A点之间的距离。〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）由牛顿第二定律有根据运动学公式得粒子在磁场中与匀速圆周运动得（2）加速一次由动能定理有解得从A点出发向右运动同理可得加速第二次粒子向左运动粒子加速第三次后向右运动所以，第四次加速结束瞬间距A点的距离为12.如图所示，整个空间存在水平向右的匀强电场，电场强度，光滑绝缘水平桌面上有两个物块A和B，A带有正电荷，B物块不带电，开始时A物块在绝缘手柄的作用下保持静止，B物块静止。已知A的质量为，B的质量为，物块B到桌面右边缘的距离，A、B之间的距离，现松开手使A开始运动，之后与物块B发生弹性正碰，碰撞时间极短可忽略不计，物块A、B均可视为质点，重力加速度取，整个过程中A的电荷量保持不变，求（1）分别求A与B第1次碰撞后瞬间，两物块的速度大小；（2）求A与B第2次发生碰撞的位置到平台右边缘的距离；（3）求B离开桌面时的速度大小。〖答案〗（1），；（2）；（3）〖解析〗（1）根据动能定理解得A物块第1次碰撞前的速度为A、B物块第1次碰撞，由动量守恒和能量守恒可得解得，故A物块的速度大小为，B物块的速度大小为。（2）A物块的加速度为设经历时间，A与B发生第2次发生碰撞，根据动力学公式有解得时间，B物块运动距离为A与B第2次发生碰撞的位置到平台右边缘的距离（3）A物块第2次碰撞前的速度为A、B物块第2次碰撞，由动量守恒和能量守恒可得解得，设经历时间，A与B发生第3次发生碰撞，根据动力学公式有解得A物块第3次碰撞前的速度为时间，B物块运动距离为依此类推，可得，，，，可得，，由于可知B离开桌面时，A与B共发生第3次发生碰撞，故B离开桌面时的速度大小为（二）选考题【物理—选修3-3】13.一定质量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，再从c状态变化到d，其过程如图上三条线段所示，和段为分别平行于坐标轴的直线。则气体（）A.b的压强小于c的压强B.由a变化到b过程中气体从外界吸收热量等于其增加的内能C.由b变化到c过程中气体从外界吸收热量等于其增加的内能D.由c变化到d过程中气体从外界吸收热量E.由a变化到b为等压变化〖答案〗ACE〖解析〗A．由一定质量的理想气体的状态方程可知，从b到c，气体的体积不变，温度升高，则气体的压强增大，因此b的压强小于c的压强，A正确；B．由a变化到b过程中气体的体积增大，可知气体对外做功，则有，气体的温度升高，气体的内能增加，气体从外界吸收热量，则有，由热力学第一定律可知，由a变化到b过程中气体从外界吸收热量不等于其增加的内能，B错误；C．由b变化到c过程中气体的体积不变，可知，气体的温度升高，气体的内能增加，气体从外界吸收热量，则有，由热力学第一定律可知，由b变化到c过程中气体从外界吸收热量等于其增加的内能，即，C正确；D．由c变化到d过程中气体的体积减小，外界对气体做功，可知，气体温度不变，气体的内能不变，可知，由热力学第一定律可得可知由c变化到d过程中气体对外界放出热量，D错误；E．由一定质量的理想气体的状态方程可得由题图可知，由a变化到b图线的斜率不变，即不变，可知压强不变，则由a变化到b为等压变化，E正确。故选ACE。14.如图甲所示，一长度为L，横截面积为S的圆柱形绝热汽缸内置加热丝，倒置放置，下端有绝热活塞封住汽缸，活塞下端连一弹簧，开始时活塞距汽缸底部的距离为，汽缸连同加热丝的总质量为M，大气压强为，汽缸内初始温度为，重力加速度为g。（1）若某时刻加热丝开始缓慢加热，直至活塞刚好静止在汽缸缸口AB处，停止加热，求此时的温度；（2）若保持温度不变，在汽缸外面的顶部缓慢加入沙子，当沙子的质量等于M时停止加沙子如乙图所示，求此时活塞距汽缸顶部的距离。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）缓慢加热，气体压强不变初始体积为末状态体积为代入得（2）在汽缸外面的顶部缓慢加入沙子，则气缸内做等温变化，初始的压强加入沙子后，末状态压强而解得【物理—选修3-4】15.如图所示，在某介质中有坐标系，在及两点分别有两个波源A和B，时刻两波源同时开始沿y轴正向振动，形成沿x轴传播简谐波，波速均为。某时刻波源A产生的简谐波的波形图如图甲所示，波源B的振