安徽省淮北市2024届高三物理下学期三模试题含解析

Page20安徽省淮北市2024届高三物理下学期三模试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池.该核电池利用半衰期约为100年的镍63来工作，其衰变方程为：Ni→Y+X，则（）A.X是电子 B.X是粒子C.Y与Ni是同位素 D.Y的中子数为29【答案】A【解析】【详解】AB．根据电荷数守恒、质量数守恒知镍63的衰变方程是故A正确，B错误；CD．同位素是质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子，Y的质子数是29，与Ni不是同位素，Y的中子数为故CD错误。故选A。2.如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（）A.时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小B.时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小C.时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小D.时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小【答案】C【解析】【详解】AB．时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。对整体分析，有一部分沙子有向下的加速度，则总重力大于桌面对沙漏的支持力，合力向下，故AB错误；C．对时刻二分析，部分沙子做自由落体运动，设沙漏的总质量为m，空中正在下落的沙子质量为，沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为h，因细孔处速度很小，可视为零，故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度为沙子下落时间为设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为，在极短时间内，撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为，取向上为正方向，由动量定理有解得空中沙子质量则对沙漏受力分析，可知桌面对沙漏的支持力为故C正确，D错误。故选C。3.“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（）A.发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间B.从P点转移到Q点的时间小于6个月C.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度D.在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小【答案】D【解析】【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；B．地球公转周期为12个月，根据开普勒第三定律可知，天问一号在地火转移轨道轨道半径大于地球的公转半径，则运行周期大于12个月，从P点运动到Q点的时间大于6个月，故B错误；C．天问一号在Q点点火加速进入火星轨道，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于火星轨道的速度，根据万有引力提供向心力有可得可知地球半径小于火星公转半径，则地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于地球绕太阳的速度，故C错误。D．因在环绕火星调相轨道变轨到停泊轨道，降轨要点火减速，则停泊轨道机械能小，故D正确。故选D。4.位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】由题意，可得当时，波源的位移为结合选项波形图，可知选项B符合。故选B。5.如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带负电小环（可视为质点）套在直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数，将小环从直杆上的P点由静止释放，下降高度为h之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取，下列说法中正确的是（）A.小环释放后，一直做加速度减小的加速运动B.小环释放后，小环的速度先增大后减小C.小环释放后，加速度的最大值为0.6g，速度的最大值为D.小环下降高度h的过程中，因摩擦产生的热量为【答案】C【解析】【详解】AB．刚开始阶段，小环受到重力、支持力沿斜面向上的摩擦力作用，下滑后，由于小环速度逐渐增大，所以还会受到洛伦兹力作用根据力的合成与分解，垂直于杆方向，有沿杆方向，有随着小环速度增大，支持力逐渐减小，摩擦力减小，所以加速度增大，故小环会做加速度增大的加速运动，之后洛伦兹力大于重力垂直于杆的分力，支持力垂直于杆向下，根据，小环做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故AB错误；C．小环释放后，支持力为零，洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力，加速度最大，根据牛顿第二定律，有即当合力为零时，速度最大，根据共点力平衡，有解得故C正确；D．因为下降高度为h之前速度已达到最大值，小环下降高度h的过程中，根据能量守恒，有解得故D错误。故选C。6.如图所示，空间内有一垂直纸面方向的匀强磁场（方向未知），一带正电的粒子在空气中运动的轨迹如图所示，由于空气阻力的作用，使得粒子的轨迹不是圆周，假设粒子运动过程中的电荷量不变。下列说法正确的是（）A.粒子的运动方向为B.粒子所受的洛伦兹力大小不变C.粒子在b点的洛伦兹力方向沿轨迹切线方向D.磁场的方向垂直纸面向里【答案】D【解析】【详解】A．由于空气阻力做负功，粒子运动过程中速率逐渐减小，由得所以粒子运动的轨道半径逐渐减小，粒子的运动方向为，A错误；B．由公式可知粒子所受的洛伦兹力逐渐减小，B错误；C．粒子所受的洛伦兹力与速度方向垂直，方向指向弯曲轨迹的内侧，所以粒子在b点的洛伦兹力并不沿切线方向，C错误；D．由左手定则可知匀强磁场的方向垂直纸面向里，D正确。故选D。7.如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】因开始时液柱在管中上升一定高度且液面呈现凹状，可知液体关于玻璃管是浸润的；如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后液面仍呈现凹状，且液体不可能向外喷出。故选D。8.如图所示，某同学用电流传感器探究电容器充电过程中对旁路的影响，t=0时刻闭合开关S，则能正确表示此后电阻R1中电流变化过程的图像是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】闭合开关S瞬间，对电容器充电，通过R2的电流逐渐减小，则通过R1的电流逐渐增加，电容器充电结束，通过R1的电流达到最大，并保持不变。故选B。二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.一位潜水爱好者在水下利用激光器向岸上救援人员发射激光信号时，发现激光束只有在如图所示的锥形范围内才能射出水面，已知圆锥的底面直径为6m、母线长4m，下列说法正确的是（）A.水的折射率为B.潜水者不能看见岸上的救援人员C.救援人员看见潜水者的位置比潜水者的实际位置高D.潜水者在锥形范围内看见岸上的救援人员的位置比救援人员的实际位置高【答案】CD【解析】【详解】A．如图可知激光恰好在圆锥面发生全反射根据及几何关系可得A错误；B．如图若激光照到水面时的入射角小于全反射临界角，则激光能照到岸上的救援人员，光路是可逆的，所以潜水者能看见岸上的救援人员，B错误；CD．如上图虚线可知，救援人员看见潜水者的位置比潜水者的实际位置高，潜水者在锥形范围内看见岸上的救援人员的位置比救援人员的实际位置高，CD均正确。故选CD。10.如图所示，质量分别为m和的A、B两滑块用足够长轻绳相连，将其分别置于等高的光滑水平台面上，质量为的物块C挂在轻质动滑轮下端，手托C使轻绳处于拉直状态。时刻由静止释放C，经时间C下落h高度。运动过程中A、B始终不会与定滑轮碰撞，摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度大小为g，则（）A.A、C运动的加速度大小之比为B.A、C运动的加速度大小之比为C.时刻，C下落的速度为D.时刻，C下落速度为【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意，由牛顿第二定律可得解得则路程之比设B运动的路程为s，则A运动的路程为2s，可知此时C运动的路程为1.5s，则有故A、C运动的加速度大小之比为，A正确，B错误；CD．由可知C下落过程ABC组成的系统机械能守恒解得C错误，D正确。故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共58分。11.用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。在竖直放置的硬板上先后铺上方格纸和复写纸并用图钉固定，调整斜槽PQ使其末端切线水平，同时在末端Q挂上重锤线。小球沿斜槽轨道滑下后从Q点水平飞出，落在接球槽MN上，在方格纸上留下一个痕迹点。移动接球槽，从同一位置由静止释放小球，多次重复，白纸上将留下一系列痕迹点。已知重力加速度大小为g。（1）对本实验，下列说法正确的是______。A.接球槽MN高度可以不等间距变化B.画轨迹时应把所有痕迹点用线段连接起来C.利用痕迹点描绘轨迹时，应把Q点作为平抛起点（2）某次实验正确操作记录的三个痕迹点A、B、C如图乙所示，图中每个方格的边长为L，可判断点A______（选填“是”或“不是”）小球做平抛运动的起点；小球做平抛运动的初速度表达式______（用g、L表示）。【答案】（1）A（2）①.不是②.【解析】【小问1详解】A．挡板只要能记录下钢球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故A正确；B．为描出钢球的运动轨迹，痕迹点应用平滑的曲线连接，故B错误；C．利用痕迹点描绘轨迹时，应小球球心位置作为平抛起点，故C错误；故选A。【小问2详解】[1]假设A点为抛出点，则竖直方向初速度为零，物体在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，A、B、C相邻两点间的竖直位移之比应为1∶3，而题图中位移之比为2∶5，所以A点不是抛出点。[2]根据可知竖直方向满足解得水平方向上做匀速直线运动解得12.实验小组找到一刻度清晰微安表G，其满偏电压不到0.5V，该小组同学决定测量该微安表的内阻，可供选择器材如下：A.微安表G（满偏电流为150μA，内阻未知）；B．滑动变阻器（0~5Ω，允许通过的最大电流为2A）；C．滑动变阻器（0~10Ω，允许通过的最大电流为1A）；D．电源E（电动势约为6V）；E．电阻箱R（最大阻值为9999Ω）；F．开关两个，导线若干。（1）按图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙中的实物连线。______（2）滑动变阻器应选择______（填“B”或“C”）。（3）实验过程：将滑动变阻器的滑片移至______（填“左”或“右”）端，合上开关、，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使微安表指针满偏；保持滑片位置不变，仅断开开关，调节电阻箱使微安表指针半偏，此时电阻箱的四个旋钮如图丙所示，则微安表的内阻为______Ω。（4）若将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需______（填“串”或“并”）联一个______Ω（保留两位小数）的定值电阻。（5）测量微安表G的内阻时，在设计上存在系统误差，这会导致（4）中电流表的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。【答案】（1）（2）B（3）①.左②.2400（4）①.并②.0.60（5）大于【解析】【小问1详解】按照电路图连接实物如图所示。【小问2详解】滑动变阻器采用分压式接法，为了提高实验精度，滑动变阻器应选总阻值较小的，即选B。【小问3详解】[1]闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至左端，可以保护电路。[2]微安表指针满偏后，断开开关，可认为滑片与电源负极间的电压保持不变，微安表指针半偏时，电阻箱两端的电压与微安表两端的电压相等，微安表的内阻为2400Ω。【小问4详解】[1]将该微安表改装为量程为0.6A的电流表，需并联一个定值电阻。[2]根据解得【小问5详解】断开开关，电路中的总电阻变大，滑片与电源负极间的电压略大于微安表的满偏电压，微安表指针半偏时，电阻箱两端的电压略大于微安表两端的电压，故微安表内阻的测量值大于真实值，这会导致改装后的电流表的测量值大于真实值。13.图甲为我国某电动轿车的空气减震器（由活塞、气缸组成，活塞底部固定在车轴上）．该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接．封闭气体初始温度、长度、压强，重力加速度g取；（1）为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向气缸内充气，让气缸缓慢上升，此过程中气体温度保持不变，求需向气缸内充入与缸内气体温度相同、压强的气体的体积V；（2）在（1）问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，气缸下降，稳定时气缸内气体长度变为，气体温度变为。①求物体A的质量m；②若该过程中气体放出热量，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中气体内能的变化量；【答案】（1）；（2）①120kg；②180J【解析】【详解】（1）设充入的气体体积为V，则有解得（2）①由理想气体状态方程有：解得解得②外界对气体做功解得由热力学第一定律有14.如图所示，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两条平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距为L，左端接有阻值R的电阻。一质量为m、阻值为r的金属棒MN放置在导轨上，金属棒与金属导轨的动摩擦因数为0.5。对金属棒施加大小为2.5mg水平向右的拉力F，使金属棒由静止开始运动，金属棒向右移动x后恰好达到最大速度。求：（1）金属棒达到的最大速度vm；（2）从静止到金属棒达到最大速度的过程，整个电路产生的电热Q；（3）从静止到金属棒达到最大速度的过程，通过金属棒的电量q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）当速度达到最大时，加速度为零，根据平衡条件可得解得所以根据闭合电路欧姆定律可得解得（2）从静止到金属棒达到的最大速度过程，根据动能定理有解得（3）从静止到金属棒达到的最大速度的过程中解得15.某激光制冷技术与下述力学缓冲模型类似。图甲中轻弹簧下端固定在倾角为的是够长光滑斜面底端，上端与质量为的物块B相连，B处于静止状态，此时弹簧压缩量为d；现将质量为m下表面光滑的足够长的木板A置于B的上方，A的下端与B相距25d；质量为2m物块C置于A的上端，C与A之间动摩擦因数为，B、C均视为质点。B与斜面之间有智能涂层材料，仅可对B施加大小可调的阻力，当B的速度为零时涂层对其不施加作用力。现将A和C由静止释放，之后A与B发生正碰，碰撞时间极短，碰后B向下运动2d时速度减为零，此过程中B受到涂层的阻力大小f与下移距离x之间的关系如图乙所示。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内。（1）求A、