2024届陕西师大附中高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

2024届陕西师大附中高三下学期第五次调研考试物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围是。则大量氢原子从高能级向低能级跃迁时可产生不同能量的可见光光子的种类有（）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种2、如图所示，三条竖直虚线为匀强电场的等势线，实线为一电子仅在电场力的作用下从a点运动到b点的轨迹，下列说法正确的是（）A．a点的电势低于b点的电势B．电子在a点的动能小于其在b点的动能C．从a点到b点的过程中，电子的动量变化量方向水平向左D．从a点到b点的过程中，电子速度变化得越来越慢3、如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边的中点，O点是底面ABC的中心。现在顶点P固定一负点电荷，下列说法正确的是（）A．底面ABC为等势面B．A、B、C三点的电场强度相同C．若B、O、C三点的电势为φB、φO、φC，则有φB－φO=φC－φOD．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功4、如图所示，一节干电池的电源电动势E＝1.5V，内阻r＝1.0Ω，外电路电阻为R，接通电路后，则（）A．电压表读数一定是1.5VB．电流表读数可能达到2.0AC．电源每秒钟有1.5J的化学能转化为电能D．1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做功为1.5J5、我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为，排泥量为，排泥管的横截面积为，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（）A． B． C． D．6、如图所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k，开始时，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为v，在这个过程中振子的平均速度为A．等于v2B．大于v2C．小于二、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、如图，正方形abcd处于匀强电场中，电场方向与此平面平行。一质子由a点运动到b点，电场力做功为W，该质子由a点运动到d点，克服电场力做功为W。已知W＞0，则（）A．电场强度的方向沿着ab方向B．线ac是一条等势线C．c点的电势高于b点的电势D．电子在d点的电势能大于在b点的电势能8、某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，L1、L2为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，S为开关。保持开关S断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后，灯泡L1正常发光，测得电阻R两端的电压为灯泡L1两端电压的2倍。以下说法正确的是（）A．理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1B．理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4C．定值电阻的阻值为10ΩD．闭合开关S后，灯泡L1中的电流变小9、图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（）A．t=0.10s时，质点Q的速度方向向上B．该波沿x轴的负方向传播C．该波的传播速度为40m/sD．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm10、如图，正方形金属线框自某一高度在空气中竖直下落（空气阻力不计），然后进入并完全穿过与正方形等宽的匀强磁场区域，进入时线框动能为Ek1，穿出时线框动能为Ek2。从刚进入到刚穿出磁场这一过程，线框产生的焦耳热为Q，克服安培力做的功为W1，重力做的功为W2，线框重力势能的减少量为∆Ep，则下列关系正确的是（）A．Q=W1 B．Q=W2W1C．Q=∆EpEk1Ek2 D．W2=W1(Ek2Ek1)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）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．①下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______．③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率______．（用图中线段的字母表示）12．（12分）在研究“加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨，装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（档光片左端与滑块左端齐平）。实验中测出了滑块释放点到光电门（固定）的距离为s，挡光片经过光电门的速度为v，钩码的质量为m，（重力加速度为g，摩擦可忽略）（1）本实验中钩码的质量要满足的条件是__；（2）该同学作出了v2—m的关系图象（如图乙），发现是一条过原点的直线，间接验证了“加速度与力的关系”，依据图象，每次小车的释放点有无改变__（选填“有”或“无”），从该图象还可以求得的物理量是__。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）U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg.开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：（1）粗管中气体的最终压强；（2）活塞推动的距离.14．（16分）某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB=30°，半圆形的半径为R，—束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R，已知光在真空的传播速度为c，介质折射率为。求：(1)光线在E点的折射角并画出光路图；(2)光线进入介质到射到圆弧的距离和时间。15．（12分）牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为，其中m1、m2为两个物体的质量，r为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M，半径为R．（1）该星球的第一宇宙速度是多少？（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？（3）该星球的第二宇宙速度是多少？（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R，P为球外一点，与球心间的距离为r，静电力常量为k．现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．

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、D【解析】

大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都大于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都小于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于不可见光；可知只有4种可见光，故ABC错误，D正确。故选D。2、C【解析】

A．实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向水平向左，则电场线方向水平向右，则点的电势高于点的电势，故A错误；B．电子所受的电场力方向水平向左，电场力做负功，动能减小，电势能增加，则电子在点的电势能小于其在点的电势能，故B错误；C．从点到点的过程中，根据动量定理可知电子的动量变化量方向与合外力方向相同，所以电子的动量变化量方向水平向左，故C正确；D．从点到点的过程中，根据牛顿第二定律可知电子运动的加速度不变，所以电子速度变化不变，故D错误；故选C。3、C【解析】

A．O到P点距离比ABC三点到P点距离短，故电势比ABC三点电势低，又O点为底面ABC上的一点，故底面ABC不为等势面，故A错误；B．A、B、C三点到P点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故A、B、C三点的电场强度不相同，故B错误；C．BC两点到O点距离相等，两点电势相等，则φB-φO=φC-φO故C正确；D．BC两点到P点距离相等，两点电势相等，D点到P点距离小于BP、或CP两点距离，故D的电势低于B、C两点电势，故正试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，电势能先减小后增加，故静电力对该试探电荷先做正功后做负功，故D错误；故选C。4、D【解析】

A．电压表测量路端电压，读数小于电动势1.5V，A错误；B．外电阻和内电阻串联，根据闭合电路欧姆定律得B错误；C．电路的电流未知，无法求出每秒钟转化为电能的数值，C错误；D．根据电动势的定义可知，电动势为1.5V，表明1C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做的功为1.5J，D正确。故选D。5、A【解析】

设排泥的流量为Q，t时间内排泥的长度为：输出的功：排泥的功：输出的功都用于排泥，则解得：故A正确，BCD错误．6、B【解析】

平均速度等于这段位移与所需要的时间的比值．而位移则通过胡克定律由受力平衡来确定。【详解】根据胡克定律，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处，因做加速度减小的加速运动，所以这个过程中平均速度为v=【点睛】考查胡克定律的掌握，并运用位移与时间的比值定义为平均速度，注意与平均速率分开，同时强调位移而不是路程。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】

B．由题意可知，一质子由a点运动到b点，电场力做功为W；该质子由a点运动到d点，电场力做功为-W；根据公式可知又根据几何关系可知，b、d两点关于ac连线轴对称，所以ac是此匀强电场中的等势线，B正确；AC．由于质子由a点运动到b点，电场力做正功，所以，所以电场强度的方向为垂直于ac线，指向b点，A错误C正确；D．根据，又电子带负电，所以电势低的地方电势能高，即电子在d点的电势能小于在b点的电势能，D错误。故选BC。8、CD【解析】

AB．由电压图像可知，输入电压的最大值为V，则有效值为20V灯泡正常发光，故灯泡两端的电压为5V，即副线圈两端的电压V，由题知电阻R两端的电压为10V，故变压器原线圈的电压=10V原副线圈的匝数比故AB错误；C．灯泡L1正常发光，即副线圈的电流A，根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，原副线圈中的电流之比解得电阻R中的电流为1A，由欧姆定律可知Ω=10Ω故C正确；D．开关S闭合后，电路的总电阻减小，而输入端电压保持不变，故副线圈中的电流增大，则原线圈中电流增大，电阻R两端电压升高，变压器原线圈电压降低，故副线圈输出电压降低，灯泡两端电压降低，电流减小，故D正确。故选CD。9、BC【解析】

AB．据题意，甲图是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，从乙图可知质点Q在t=0.10s时刻处于平衡位置向下振动，则甲图中的横波正在向左传播，故A错误，B正确；C．该波传播速度为：故C正确；D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P经过了四分之三周期，此时质点P正处于从-10cm向O运动的过程中，它所走过的路程小于30cm，故D错误。故选BC。10、ACD【解析】

AB．由能量关系可知，线框产生的焦耳热Q等于克服安培力做的功为W1，选项A正确，B错误；CD．由动能定理即W2=W1(Ek2Ek1)而W2=∆Ep则Q=W1=∆EpEk1Ek2选项CD正确。故选ACD。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、ADD【解析】

采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因此C错误．根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误由折射定律可知折射率，，，联立解得12、钩码质量远小于滑块质量无滑块质量【解析】

（1）设钩码质量为m，滑块质量为M，对整体分析，根据牛顿第二定律，滑块的加速度a=隔离对滑块分析，可知细绳上的拉力FT=Ma=要保证绳子的拉力FT等于钩码的重力mg，则钩码的质量m要远小于滑块的质量M，这时有FT；（2）滑块的加速度a=，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，滑块的合力正比于钩码的质量，所以可通过v2﹣m的关系可以间接验证加速度与力的关系，在该实验中，s不变，v2—m的关系图象是一条过原点