2023-2024学年安徽省滁州市高三（第二次）模拟考试物理试卷(含详细答案解析)

2023-2024学年安徽省滁州市高三（第二次）模拟考试物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共32分。

1.图示为氢原子能级图。用光子能量为12.75eU的光照射处于基态的大量氢原子，氢原子辐射出不同频率

的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为6.20W的金属板发生光电效应?（）

nE/eV

8___________0

4------------0.85

3------------1.51

2------------3.4

1------------13.6

A.4B.3C.2D.1

2.如图所示，在“测定玻璃的折射率”实验中，将平行玻璃砖放在白纸上，aa，、分别是玻璃砖与空气

的两个界面，在玻璃砖的上方依次插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置，然后在下方透过

玻璃砖观察，再依次插上大头针P3和24，就可以确定从玻璃砖射出的光线。以上操作中（）

+P1

+P2

bb'

A.P3只挡住R的像B.P4只挡住P2的像

C.P3同时挡住Pi、P2的像D.P4只挡住「3和P2的像

3.如图，在蚌埠港码头，吊车正以O.lm/s的速度匀速吊起总质量为5.7X1。3题的集装箱。已知吊车的电动

机工作电压为380匕电流为20A,重力加速度取10m/s2,贝女)

A.电动机的内阻为19。B.电动机的发热功率为5.7x103W

C.电动机的输出功率为7.6X103WD.电动机的工作效率为75%

4.图示为某双星系统A、8绕其连线上的。点做匀速圆周运动的示意图。已知双星的总质量为双星间

的距离为3双星运动的周期为T,下列说法正确是()

A.当工一定、M变大时，T不变B.当乙一定、/变大时，T变小

C.当M一定、工变大时，T变小D.当M一定、工变小时，T不变

5.我国已拥有“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三台深海载人潜水器。某次潜水器由静止开始

竖直下潜，下潜过程中受到的阻力与它下潜的速度大小成正比，下列关于潜水器的速度一时间图像("-

t)、重力势能一时间图像(Ep-t)、机械能一位移图像(E—久)和动能一位移图像-可能正确的是

()

VEp

6.如图所示，人拉着拉杆箱沿水平地面匀速运动，其施加的拉力厂沿拉杆的方向，且与地面的夹角为0,

当改变。角时，为了维持匀速运动需改变拉力E的大小。已知地面对箱子的阻力是箱子对地面压力的左

倍，则拉力/最小时，tan8的值为（）

1

A.kB.-C.।D.-「“

7.如图所示，A、B、C是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，AB=0.2m,NC=30。.现将电荷量

q=—0.1C的电荷P从A移动到8,电场力做功％=0.2/;将P从C移动到A,电场力做功叫=一。-8/，已

知8点的电势0=0,贝1()

A.将电荷P从8移动到C,电场力做的功为-0.6/

B.C点的电势为一6U

C.电场强度大小为20N/C,方向由C指向A

D.电荷尸在A点的电势能为—0.2/

8.如图所示，漏必是边长为/、总电阻为R的正方形导体框，其外接圆内充满着均匀变化的磁场，磁场方

向垂直于纸面向外，磁感应强度大小8=kt(k>0),则下列说法正确的是()

B.%时刻仍边受到的安培力大小为半

A.口时刻ab边产生的感应电动势为k/2

K

C.0~t1时间内通过cd边的电荷量为骞

D.撤去导体框，圆上。处的电场强度为零

二、多选题：本大题共2小题，共8分。

9.一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有两个相距10根的质点a、b,它们的振动图像如图所示，则

下列说法正确的是（）

B.质点。在任意1s内的运动路程为10c机

C.若波速为lOzn/s,则波的传播方向从b到a

D.在1〜2s时间内，质点a、6间的距离先变大后变小

10.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，小球A向左压缩弹簧并锁定，带有四分之一光滑圆弧轨

道的滑块2静止放在A的右侧，轨道下端与水平面相切，整个装置位于足够大的光滑水平面上。某时刻解

锁，小球被弹出后向右运动，经轨道上升到距水平面的最大高度为心已知A、B的质量分别为优、3m,

重力加速度为g,则下列说法正确的是（）

A.小球沿B的轨道上升时，A和8组成的系统动量守恒

B.弹簧锁定时的弹性势能为qmgh

C.小球不可能第二次滑上B的轨道

D.滑块8的最大动能为加g/7

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

11.某小组设计如图甲所示的装置进行“测量重力加速度”的实验。长为/的光滑轻质细杆AO可绕。点在

竖直平面内转动，一小球套在杆上可沿杆运动，B是杆的中点，AC是以。为圆心的圆弧，在8的正下方

C处装有光电门（与数字计时器相连）。将细杆抬至水平，将小球置于8处，释放细杆让其转动，小球近似

做自由落体运动，测出小球通过光电门的时间f,可求出重力加速度。

23主尺

।।।hcm

游标

0510

乙

（1）用游标卡尺测量小球直径d,刻度如图乙所示，则&=cm.

（2）根据该方案，重力加速度的表达式为,A端转动至C处时细杆的角速度大小为.（

均用字母/、d、f表示）

12.某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表（量程为100/M,内阻约为2500。）的内阻。可使用的器材

有：滑动变阻器R（最大阻值为20。）;电阻箱区（最大阻值为9999.990）;电源E（电动势约为1.5U）淀值电阻

的阻值为250。，的阻值为25000）;定值电阻7?2（阻值为25000）,灵敏电流计G（电流从+接线柱流

入时，指针正向偏转），开关S,导线若干。

完成下列填空：

（1）%应选（填“Ri/'或"Ri'）o

（2）闭合开关前，应将R的滑片移至_________（填"a"或"b"）端。

（3）闭合开关S,将R的滑片置于适当位置，再反复调节/?3,使，则微安表的内阻与

（填“RJ"R2"或‘23"）的阻值相等。

（4）若发现灵敏电流计G指针位于乙图所示位置，应__________（填“增大”或“减小”）电阻箱/?3的阻

值。

四、计算题：本大题共3小题，共30分。

13.如图，小物块(可视为质点)置于水平桌面的右端，用小锤水平向左快速打击物块，使其沿桌面向左运动

并从桌面的左端滑出，最终落到地面。已知桌面高度为0.8a、长度为1。小，物块质量为0.2kg,落地点到

桌面左端的水平距离为1.6小，物块与桌面间的动摩擦因数为0.45,重力加速度取10根〃2,不计空气阻

力，求：

(1)物块滑出桌面时的速度大小；

(2)小锤打击物块时的冲量大小。

14.如图所示，内壁光滑、高度均为2〃的两个绝热气缸底部由细管连通，左侧气缸上端封闭，右侧气缸上

端开口与大气相通，两气缸中面积均为S的绝热活塞M、N密闭两部分理想气体A、8.开始时，气体A、B

温度均为T,活塞M、N均静止在距气缸底部〃处。已知活塞M、N的质量分别为和”2,大气压强为

Po,重力加速度为g，细管内气体体积忽略不计。

(1)求气体A的压强;

(2)缓慢加热气体2,使其温度升至gr稳定时，求活塞N距气缸底部的高度;

(3)上述加热过程中，若B吸收的热量为。，求B的内能增加量。

15.某科研小组研究带正电粒子在磁场中的运动规律。图示的空间坐标系中存在磁感应强度为B的匀强磁

场，磁场方向沿z轴负方向。带正电粒子的质量为加、电荷量为q,不计粒子重力。

(1)若该粒子在xOy平面第一象限沿与x轴正方向成60。角的方向以速率v从原点。射出，求粒子在xOy平

面第一象限内运动的轨迹长度；

(2)若该粒子在yOz平面第一象限沿与z轴正方向成37。角的方向以速率v从原点。射出，求粒子第一次通

过z轴时的位置到原点0的距离;(sin37°=0.6,cos370=0.8)

(3)在上述(2)的情形中，求粒子在f时刻的坐标。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查能级跃迁与光电效应。发生能级跃迁时，吸收或者辐射的光子能量正好等于能级差。发生光电效

应的条件：光子能量只有大于金属的逸出功时才能使金属发生光电效应。

【解答】

用光子能量为12.75W的光照射处于基态的大量氢原子，由于-13.6W+12.75W=-0.85W,所以氢原子

跃迁到几=4能级上，而在n=4能级上的氢原子不稳定，会再向低能级跃迁，根据能级跃迁释放的光子能

量等于能极差可知会产生12.75eV(4-1)、12.09eU(3-1)、10.2eU(2-1)、0.66W(4-3)、

2.55印(4-2)、1.89eV(3-2)6种光子，其中前三种可以使逸出功为6.20eV的金属板发生光电效应，故选

Bo

2.【答案】C

【解析】【分析】

根据实验的原理，连接Pi、P2表示入射光线，连接「3、24表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即

为折射光线。用插针法测定玻璃砖折射率时，大头针间的距离和入射角都应适当大些，可减小角度引起的

相对误差，提高精度。

【解答】

根据实验的原理，连接P］、尸2表示入射光线，连接「3、04表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即

为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针R和P2,然后在

玻璃砖另一侧观察，调整视线使B的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针23、

”，使「3挡住心、「2的像，使”挡住「3和心、「2的像，故错误，C正确。

3.【答案】D

【解析】【分析】

对于电动机电路，要知道正常时是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，关键要抓住功率是怎样分配的，掌握

功率公式。

【解答】

电动机的输入功率为：P=U/=380X20W=7.6X103W①，

电动机的输出功率为：P出=mgv=5.7X103x10X0.1IV=5.7X103IV②，

电动机发热功率为P熟=12R③,

由P=P热+P5

P热=1.9x103W；

得：UI=mgv+I2R

P中

代入解得：电动机的内阻R=4.750,电动机的效率为：7；=-^x100%；

联立①②可得：T]=75%,

故选Do

4.【答案】B

【解析】【分析】

解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，会用万有引力提供向心力进行求解。

双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得到周期表达式进行分析。

【解答】

2mAB2

根据牛顿第二定律，有：G=mArA(y),G^=mBrB(y),其中：rA+rB=L,联立解得：T=

2兀|而友5=2兀区，故L一定'M越大'T小，故4错误'8正确；

M一定，L越大，T越大，乙越小，T越小，故。错误。

5.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了功能的图像问题，明确各种图像斜率的物理意义即可就解题。

【解答】

A、下潜过程阻力随速度变化，则合力变化，加速度是变化的，根据u-t图像斜率表示加速度可知A错

误；

B、Ep-t图像的斜率表示重力做功的瞬时功率，即k=由于v是变化的，所以图像斜率变化，故B

错误；

C、E-x图像的斜率表示阻力，下潜过程中阻力先变大，最终会不变，而图中斜率变小，故C错误；

D,%-久图像斜率表示合外力，下潜过程中，合力越来越小，最终可能为零，故。正确。

故选Do

6.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查四力平衡求极值问题，如果有两个力满足固定的比例关系，那么往往先将这两个力合成为一个

力，然后四力平衡问题就变为了三力平衡问题，再利用矢量三角形方法求极值。

【解答】

箱子受到重力、支持力、阻力以及拉力，将支持力与阻力合成为一个新的力V,该力的方向与竖直方向的

夹角a满足关系式tana=k,

所以箱子等效为受到重力、拉力厂以及新力F',根据矢量三角形法，当P与P垂直时，尸最小，此时尸与

水平方向的夹角8=a,故tanJ=鼠

故选A。

7.【答案】C

【解析】【分析】

本题为匀强电场中负电荷移动问题，关键词为匀强电场、负电荷，由电场力做功与电势的关系W=qU进

行求解即可，再由UAB=%-9,求解ABC点电势，进而完成选项求解；再根据U=Ed求解电场强度大

小，再根据做功求电场强度方向。

【解答】

AB、根据W=qU,W1=0.2/,2点的电势9=0,[4B=04-0解得：9A=-2匕

同理由w2=-0.8/,UCA=(pc-(pA>解得9C=6匕

进而求得电荷P从B移动到C,UBC=(P—<PC=_6V,电场力做的功为勿3=q/c=06/，故AB错误；

C、因为4B=0.2m,4c=30°,解得AC=0.4m,又=—2M,<pc=6V,

UCA=8U,

因此可在AC上找到一点。电势为0的点，因为是匀强电场，因此4。=0.1巾,

CD=0.3m,

如图所示，根据电势等分法判断电场强度方向为红线所示，由C指向4

进而根据U”=Ed可解得E=器=卷N/C=20N/C,故C正确；

D、因为94=一2忆所以电荷尸在A点的电势能：Ep=q<pA=0.27,故。错误。

8.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了法拉第电磁感应定律、安培力公式、要掌握电荷量的推论公式q=等，知道变化的磁场会产生

电场。

【解答】

4根据法拉第电磁感应定律，整个导体框产生的感应电动势为石=禁/2=乜2,故A错误；

B、方时刻感应电流为/=（，浦边受到的安培力大小为尸=B〃=kt】•华=4区，故2正确；

KKK

C、根据电荷量的推论公式可得。〜ti时间内通过cd边的电荷量为q=萼=里，故C错误；

。、撤去导体框，根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，故圆上。处的电场强度不为零，故。

错误。

故选人

9.【答案】AC

【解析】【分析】

本题考查振动图像以及机械波的传播，解题关键是掌握横波传播的特点，知道横波传播与质点做简谐运动

的关系。

【解答】A、波传播过程中，后面的质点带动前面的质点运动，质点a、b的运动都是受迫振动，故A正

确；

B、根据图像可知周期为7=4s,1s为四分之一个周期，只有从平衡位置或者最大位移处开始计时，1s内

运动的路程才为10c〃z,其他情况不是10c〃z,故8错误；

C、若波的传播方向从b到。，则间距10m=（71+；）2（＞i=0,1,2…），则V=*=肃当几=0

时，波速为10m/s,故C正确；

。、根据振动图像，在1〜2s时间内，两个质点沿传播方向的直线距离不变，而垂直传播方向的距离先变

小后变大，则质点。、b间的距离先变小后变大，故D错误。

故选AC。

10.【答案】BCD

【解析】【分析】

本题考查了动量守恒、机械能守恒的应用，要掌握动量守恒和机械能守恒的条件，选取合适的研究对象以

及研究过程，抓住临界情况，根据动量守恒与机械能守恒定律分析解题。

【解答】

A、小球沿8的轨道上升时，A和8组成的系统在水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故A错误；

8、小球离开弹簧的初速度设为几，分析AB系统，根据水平方向动量守恒，mv0=4mv,根据机械能守

1

恒

2--x4mv2+mgh,弹簧的弹性势能昂=诏，联立解得/,=故B正确;

解

C、小球从B左侧离开轨道后，根据动量守恒+3小吟，-mv1WV

—当，艺=野，小球&向左压缩弹簧后向右的速度变为学所以不可能从左侧第二次滑上8的轨道，故C

正确；

D、当A从8左侧离开时，8的动能最大，为X3机谚=孤诏=nigh，故。正确。

11.【答案】(1)2.23；

【解析】【分析】

本题为“测量重力加速度”的实验。游标卡尺读数为主尺示数+游标尺示数，不需要估读，要注意游标尺

的精度，本题精度为O.lzrnn。

知道光电门测速原理为物体在极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度。明确小球做自由落体运动，根据

自由落体运动的规律结合线速度与角速度的关系式u=「3分析求解。

【解答】

(1)根据图乙，d=22mm+3x0.1mm=22.3mm=2.23cmo

(2)根据几何关系，8。=苧/,小球到达。点的速度为〃=3

因为小球近似做自由落体运动，则/=2g苧/,

联立得9=密，

小球的竖直速度向下，沿切线方向的线速度为M=17cos60。=2，

此时小球恰好运动到A点，则角速度3=4=9

12.【答案】(1)&2；

(2)a；

(3)灵敏电流计指针指在零刻度线；R3；

(4)增大。

【解析】【分析】本题考查电桥法测电阻，实验需要调节G表的示数为零，此时G表上下之间没有电势

差，到达了电桥平衡。

【解答】(1)本题采用电桥法测电阻，当G示数为零时，满足关系式3=率，至最小值约为；，则凡应该

K3K34

大于=625。，故⑹应选氏2°

4

(2)为保证电路安全，闭合开关前，应将我的滑片移至。端。

(3)根据电桥法测电阻的原理可知应该使灵敏电流计指针指在零刻度线，根据整=醇可知微安表的内阻

K2K3

与R3的阻值相等。

(4)若发现灵敏电流计G指针位于乙图所示位置，说明电流从负接线柱流入G表，则下面的电势高，即夫2

电压太大，/?3电压太小，故应该增大电阻箱氏3的阻值。

13.【答案】解：(1)物块以速率v滑出桌面后做平抛运动，下落高度九=0.8M，水平射程尤=1.6爪

则有％=得疗①

x="②

解得u=4m/s③

(2)设物块被打击后瞬间的速率为为,物块在桌面上运动的距离L=1m

由动能定理和动量定理知

—[imgL=1mv2—gm诏④

I—mv0@

解得/=1N-s@

【解析】本题考查了平抛运动、动能定理和动量定理的应用

(1)物块以速率v滑出桌面后做平抛运动，根据下落高度和水平射程可以求出物块滑出桌面时的速度大小；

(2)由