陕西省榆林市2023-2024学年高三下学期开学理综试题-高中物理

2024届高三年级2月份大联考理综试题（物理）本试卷共8页，16题（含选考题）。全卷满分110分。考试用时150分钟。注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.填空题和解答题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。5.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求的，第6～8题有多项符合题目要求。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.如图所示为我国某平原地区从市到市之间高铁线路。线路上、、、位置处的曲率半径分别为、、、。若列车在市到市之间以匀速率运行，列车在经过、、、位置处与铁轨都没有发生侧向挤压。则这四个位置中内外轨道的高度差最大的位置是（）A. B. C. D.2.如图所示为从发电站到用户之间的高压输电线路图。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端，电流互感器接入远距离输电线路。电压互感器的原副线圈匝数比为，电流互感器的原副线圈匝数比为，且。高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为、，电流互感器的示数为。则该远距离输电线路上的电阻为（）A. B. C. D.3.如图所示，质量为的磁铁贴吸于固定的竖直金属板上，初始时作用于磁铁的推力既平行于水平面也平行于金属板。现保持作用于磁铁的推力的大小不变，方向沿着图示方向水平旋转。在该过程中，磁铁保持静止，则金属板对磁铁的总作用力的大小的变化情况是（）A.保持不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先增大后减小4.如图所示，以恒定速率逆时针运行传送带与水平面间的夹角为，转轴间距。工作人员将质量为的小包裹轻放上传送带的顶端。已知小包裹与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。设传送带顶端为零势能面，则描述小包裹的机械能随其位移的变化关系可能正确的是（）A. B. C. D.5.如图所示，足够长的长条形靶板通过细线悬挂在天花板上，靶板下端距离地面的高度足够高。靶板左侧有一手枪，枪口与靶板的点在同一水平面上。进行四次射击活动：每次都是先剪断细线，让靶板从同一位置自由下落相同的较小时间后，枪在同一水平线上且枪口距离靶板分别为，，，处水平发射出速度相同的子弹，不计空气阻力。最后子弹在靶板上留下的弹孔的图样正确的是（）A. B. C. D.6.放射性衰变广泛存在于自然界中。经过一系列的衰变和衰变后产生，则衰变为的过程中，中间生成物不可能是（）A. B. C. D.7.在轴上的和点固定有电荷量分别为、的不等量异种点电荷，以轴正方向为电场强度的正向，得到图示中两点电荷沿连线方向上的图像，下列说法正确的是（）A.B.C.将一电子在轴上的点由静止释放，电子将能够经过轴上的点D.将一电子在轴上的点由静止释放，电子将无法到达轴上的点8.如图所示，两光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，其左端接一定值电阻，金属杆静置在导轨上，电阻右侧的矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为、方向竖直向下，、分别是磁场横向边界、的中点，导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长。控制磁场使得该磁场区域以速度匀速地向右扫过金属杆。金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变。已知当磁场的连线刚扫上金属杆时，金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为；当磁场的连线刚扫上金属杆时，金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为。则当磁场的连线和磁场的连线分别扫上金属杆时（  ）A.金属杆的速度之比为B.金属杆的加速度之比为C.安培力对金属杆做功的瞬时功率之比为D.电阻的热功率之比为三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题（共129分）9.某研究小组利用DIS实验装置验证机械能守恒定律。如图甲所示，内置有光电门的摆锤通过连接杆与转轴相连，圆弧轨道上距离相同高度差位置安装有多个宽度相同的遮光片，摆锤通过遮光片时可记录遮光时间。实验时，摆锤从点由静止释放，依次记录其通过每个遮光片所对应的时间。用刻度尺测出每个遮光片中心距最低点的竖直高度为。（1）实验前，用游标卡尺测量遮光片的宽度。（2）若取最低点所在平面为零势能面，摆锤的质量为，重力加速度为，则摆锤经过某个遮光片时的机械能__________（用、、、、表示）。（3）为了更直观的处理数据，研究小组绘制了摆锤摆下过程中动能、重力势能及机械能随高度变化的图像如图乙所示，仔细对比数据发现，摆锤摆下过程中，重力势能的减少量__________（填“大于”或“小于”）动能的增加量；经分析，产生该现象的原因不仅仅是空气阻力对摆锤的影响，请你再写出一个其他原因________________________________________________。10.某实验小组测量一电源的电动势及内阻。实验室准备器材如下：被测电源（电动势约为，内阻约为）电流表（量程为，内阻为）电压表（量程为，内阻为）定值电阻定值电阻定值电阻定值电阻滑动变阻器（最大阻值为）单刀单掷开关导线若干（1）电路设计：实验小组认为，电流表和电压表的量程较小，需要用提供的定值电阻进行改装，电路图如图甲所示。其中处定值电阻应该选用的是__________（填“”“”或“”）；处定值电阻选用的是，则当电流表的示数为时，通过电源的电流值为__________。（2）实物连线：用笔画线代替导线，将图乙所示实物图连接成完整电路。________（3）采集数据：调节滑动变阻器，得到一系列电压表与电流表一一对应的数据，如表中所示。数据组号123456电压表示数3.152.692.251.811.340.90电流表示数0600.801.001.201.401.60（4）数据处理：根据实验数据，作出图像。（5）得到结论：根据对电路结构的理解、实验数据和图像的处理，得到该电源的电动势为__________，内阻为__________。（结果均保留三位有效数字）11.一超低空卫星在大气层的热层中做匀速圆周运动。热层中的空气密度极小，但对高速运行的卫星影响还是比较大的，长时间作用易使得卫星轨道降低。为维持该卫星在轨飞行，需要由卫星轨道调节器提供与卫星速度方向一致的推力平衡空气与卫星的作用力。若稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，该卫星距离地球表面的高度为，卫星垂直于其运动方向的平面面积为，卫星所处轨道气体密度恒为。求：（1）卫星在轨运行的线速度；（2）调节器对卫星的推力对卫星做功的功率。12.某装置用电磁场控制带电粒子运动，工作原理如图所示。在平面直角坐标系中，矩形区域内存在多层紧邻的平行轴方向的匀强电场，每层的高度均为，电场强度大小均为，方向如图所示。边长为，边长为。紧邻电场右侧存在着垂直于平面向外的范围足够大的匀强磁场。质量为、电荷量为的粒子从装置左端中点（即坐标原点）以初速度射入电场，射入方向与轴正方向成角，不计粒子重力，不考虑相对论效应。（1）求粒子通过第一层电场区所用时间和产生的水平位移；（2）为控制粒子能够从区域回到电场区，求匀强磁场的磁感应强度的取值范围；（3）在轴下方的多层电场的某分界线上合适位置静置着一质量为、不带电的粒子，使得从点回到电场区的质子能够与粒子发生一维对心弹性碰撞，讨论碰撞后粒子可能的速度。（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。［物理——选修3—3］（15分）13.如图所示，一带有抽气阀门的绝热密闭容器内，有一个充有一定量气体的气球（不漏气）。将容器和球内气体均视为理想气体且二者温度总相同。在抽气泵将容器内的气体缓慢抽出的过程中，气球的体积逐渐增大，则单位时间内与气球内壁发生碰撞的气体分子个数__________（填“减少”或“增加”）；气球内部气体内能变化量大小__________（填“大于”“小于”或者“等于”）气球内部气体对外做功的大小。14.如图所示，竖直放置的两端封闭的薄壁玻璃管由半径为、长度为的A管和半径为、长度也为的A管组成，管内气体被一段水银柱隔开。初始状态时水银柱在两管中的长度均为，A管上方空间气体压强为。现使该玻璃管竖直向上做匀加速运动，当水银柱再次与玻璃管稳定地保持相对静止时，A管中的水银恰好完全进入管中。若A、管中气体温度保持不变，以为压强单位，重力加速度为。求：（1）匀加速运动状态下且A管中的水银恰好完全进入管中时，A、管中气体的压强；（2）玻璃管竖直向上做匀加速运动的加速度大小。［物理—选修3—4］（15分）15.如图甲所示，位于点的波源从平衡位置开始沿轴方向只进行了一个周期的简谐运动，形成的机械波沿着轴正方向传播。从波源起振开始计时，平衡位置位于的质点的振动图像如图乙所示，则该机械波的波长为__________，波源的起振方向是沿轴__________（填“正方向”或“负方向”）。16.实验小组利用激光笔、平行玻璃砖进行了相关光学实验：在距离水平面高处有一激光笔，其发出的光沿竖直方向传播，光由激光笔头传播到水平面的时间