2024届青海省西宁第二十一中学高三3月教学质量监测考试物理试题（理甲卷）版

2024届青海省西宁第二十一中学高三3月教学质量监测考试物理试题（理甲卷）版考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图，两梯形木块M、P（均可看成质点）叠放在水平地面上，M、P之间的接触面倾斜。连接M与天花板之间的细绳沿竖直方向。关于力的分析，下列说法正确（）A．木块M不可能受二个力作用B．木块M可能受三个力作用C．木块M一定受四个力作用D．地面可能受到水平方向的摩擦力2、如图所示，用材料、粗细均相同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的足够长的相同的光滑金属导轨上，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，在相同的水平外力F作用下，三根导线均向右做匀速运动，某一时刻撤去外力F，已知三根导线接入导轨间的长度关系满足lab<lcd<lef，且每根导线与导轨的两个触点之间的距离均相等，则下列说法中正确的是（）A．三根导线匀速运动的速度相同B．三根导线产生的感应电动势相同C．匀速运动时，三根导线的热功率相同D．从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量最大3、某篮球运动员垂直起跳的高度为100cm，则该运动员的滞空时间（运动员起跳后，从双脚都离开地面到任意一只脚接触地面的时间间隔）约为（）A．0.20s B．0.45s C．0.90s D．1.60s4、如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，原线圈上接有的电阻，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．副线圈输出交流电的周期为B．电流表的读数为C．电压表的读数为D．若将替换为电阻为的二极管，电流表、电压表读数均不发生变化5、两根相互平行的水平放置长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1>I2；有一电流元IL与两导线均平行，且处于两导线的对称面上，导线某一横截面所在平面如图所示，则下列说法正确的是（）A．电流元所处位置的磁场方向一定竖直向下B．电流元所处位置的磁场方向一定水平向右C．要使电流元平衡，可在电流元正上方某位置加一同向通电导线D．如果电流元在所处位置受的安培力为F，则两导线在该处的磁感应强度大小为B=6、将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100N的力来拉，弹簧的伸长量为10cm；若对该弹簧两端同时用50N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL。则（）A．k=10N/m，ΔL=10cmB．k=100N/m，ΔL=10cmC．k=200N/m，ΔL=5cmD．k=1000N/m，ΔL=5cm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、在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕某点做匀速圆周运动；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动。我们把前一种假设叫“模型一”，后一种假设叫“模型二”。已知月球中心到地球中心的距离为L，月球运动的周期为T。利用（）A．“模型一”可确定地球的质量B．“模型二”可确定地球的质量C．“模型一”可确定月球和地球的总质量D．“模型二”可确定月球和地球的总质量8、如图所示，足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置，导轨间距为L且电阻不计，其顶端接有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端M点上滑，经一段时间滑行距离x到达最高点N后，又返回底端M点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好，其接入电路中的电阻为r，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为B．整个过程中电阻R中的电流先从b到a后从a到bC．金属棒下滑时间大于上滑时间D．金属棒上滑时间为9、牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示，将物体从一座高山上的O点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道．已知B是圆形轨道，C、D是椭圆轨道，在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（）A．物体从O点抛出后，沿轨道A运动落到地面上，物体的运动可能是平抛运动B．在轨道B上运动的物体，抛出时的速度大小为11.2km/C．使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O点D．在轨道E上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s10、如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为三、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）如图所示为一简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，其中R3=20Ω，R0为滑动变阻器。表头G的满偏电流为I0=250μA、内阻为r0=600Ω。A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，其中直流电流挡有1mA和2.5mA两挡。为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω）。(1)由以上条件可算出定值电阻R1=____Ω、R2=____Ω。(2)将选择开关与“3”相连，滑动R6的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值R，记录不同阻值R和对应的表头示数I。在坐标纸上，以R为横坐标轴，以______为纵坐标轴，把记录各组I和R描绘在坐标纸上，平滑连接，所得图像为一条不过原点的直线。测得其斜率为k、纵截距为b，则多用电表内电池的电动势和内阻分别为_____和__。（用k、b和已知数据表示）12．（12分）某同学用如图甲所示的装置测量滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，实验过程如下：（1）用游标卡尺测量出固定于滑块上的遮光条的宽度d=____mm，在桌面上合适位置固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图中未画出）连接．（2）用滑块把弹簧压缩到某一位置，测量出滑块到光电门的距离x．释放滑块，测出滑块上的遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=_____．（3）通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，仍用滑块将弹簧压缩到（2）中的位置，重复（2）的操作，得出一系列滑块质量m与它通过光电门时的速度v的值，根据这些数值，作出v2-m-1图象如图乙所示．已知当地的重力加速度为g，由图象可知，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数=___；弹性势能等于EP=____．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）如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置（M板带正电，N板带负电），板间距为d=80cm，板长为L，板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球A和B组成的装置Q，在外力作用下Q处于静止状态，该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧（球与弹簧不拴接），左边A球带正电，电荷量为q=4×10-5C，右边B球不带电，两球质量均为m=1.0×10-3kg，某时刻装置Q中细线突然断裂，A、B两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度（弹簧恢复原长）。若A、B之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J，小球A、B均可视为质点，Q装置中弹簧的长度不计，小球带电不影响板间匀强电场，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：(1)为使小球不与金属板相碰，金属板长度L应满足什么条件？(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时，小球A飞离电场时的动能是多大？(3)从两小球弹开进入电场开始，到两小球间水平距离为30cm时，小球A的电势能增加了多少？14．（16分）如图所示，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T1．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T1，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p1，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？15．（12分）如图所示，高L、上端开口的气缸与大气联通，大气压P1．气缸内部有一个光滑活塞，初始时活塞静止，距离气缸底部．活塞下部气体的压强为2P1、热力学温度T．(1)若将活塞下方气体的热力学温度升高到2T，活塞离开气缸底部多少距离？(2)若保持温度为T不变，在上端开口处缓慢抽气，则活塞可上升的最大高度为多少？

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、B【解题分析】

ABC、对A受力分析，若细线伸直且拉力等于重力时，AB间只接触无弹力，即A只受重力、拉力作用，此时A只受两个力，且AB之间无摩擦，若A细线未伸直即拉力为零，此时A受重力、支持力、摩擦力作用，故AC错误，B正确。C、对整体进行分析，整体受重力、支持力或重力、支持力、拉力作用，而水平方向没有外力，故水平地面对B物体没有摩擦力，故D错误；2、D【解题分析】

A．当匀速运动时，由可知，三种情况下F、B、L相同，但是R不同，则速度v不同，ef电阻较大，则速度较大，选项A错误；B．因速度v不同，则由E=BLv可知，三根导线产生的感应电动势不相同，选项B错误；C．匀速运动时，三根导线的热功率等于外力F的功率，即P=Fv，因v不同，则热功率不相同，选项C错误；D．撤去F后由动量定理：而则因ef的速度v和质量m都比较大，则从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量q最大，选项D正确；故选D。3、C【解题分析】

根据物体做自由落体运动时可知可得物体自由落体运动下落1m需要的时间约为0.45s，根据竖直上抛运动和自由落体运动的关系可知，滞空时间约为0.90s，C正确，ABD错误。故选C。4、B【解题分析】

A．副线圈输出交流电的频率和周期与原线圈的频率和周期相同，根据题意可知周期A错误；BC．电表的读数均为有效值，原线圈电源电压有效值为，设原线圈电流为，根据单相理想变压器的电流规律则副线圈电流为副线圈电压为根据理想变压器电压规律可知原线圈电压为即计算得电流表读数为电压表读数为B正确，C错误；D．二极管具有单向导电性，电表读数均为原来的一半，D错误。故选B。5、D【解题分析】

AB．根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，又由于，可得电流元所处位置的磁场方向斜向右下，故A、B错误；C．根据同向电流互相吸引，可判断要使电流元平衡，可在电流元右上方某位置加一同向通电导线，故C错误；D．电流元在该处与磁场方向垂直，而受到的力为，所以根据磁感应强度的定义可知两导线在该处的磁感应强度大小为故D正确；故选D。6、D【解题分析】

弹簧上的弹力为100N，伸长量由F=kx得用50N力拉时故选D。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【解题分析】

AC．对于“模型一”，是双星问题，设月球和地球做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，间距为L，运行周期为T，根据万有引力定律有其中解得可以确定月球和地球的总质量，A错误，C正确；BD．对于“模型二”，月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得地球的质量为可以确定地球的质量，无法确定月球的质量，B正确，D错误。故选BC。8、ACD【解题分析】

A．金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为故A正确；B．由楞次定律，金属棒上滑过程电阻R中电流从a到b，下滑过程电阻R中电流从b到a，故B错误；C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置上，上滑到此位置的速度大于下滑到此位置的速度，则上滑的平均速度大于下滑的平均速度，所以t上<t下故C正确；D．上滑过程，以向上为正方向，由动量定理得两边求和又解得故D正确。故选ACD。9、AC【解题分析】

（1）第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，却是最大的环绕速度；（2）当物体以第一宇宙速度被抛出，它的运动轨道为一圆周；当物体被抛出的速度介于第一和第二宇宙速度之间，它的运动轨迹为一椭圆；当物体被抛出时的速度介于第二和第三宇宙速度之间，物体将摆脱地球引力，成为绕太阳运动的行星；当被抛出的初速度达到或超过第三宇宙速度，物体必然会离开太阳系；（3）卫星变轨时的位置点，是所有轨道的公共切点．【题目详解】A、物体抛出速度v＜7.9km/s时必落回地面，若物体运动距离较小时，物体所受的万有引力可以看成恒力，故物体的运动可能是平抛运动，A正确；B、在轨道B上运动的物体，相当于地球的一颗近地卫星，抛出线速度大小为7.9km/s，B错误；C、轨道C、D上物体，在O点开始变轨到圆轨道，圆轨道必然过O点，C正确；D、当物体被抛出时的速度等于或大于16.7km/s时，物体将离开太阳系，故D错误．【题目点拨】本题考查宇宙速度，知道第一宇宙速度是最小的发射速度、最大的环绕速度，掌握卫星变轨模型，知道各宇宙速度的物体意义至关重要．10、AD【解题分析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。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、80120【解题分析】

(1)[1][2]．选择开关与“1”、“2”相连时为电流表，量程分别为和。根据串、并联电路特点有联立解得。(2)[3]．选择开关与“3”相连，量程为，根据并联电路特点可知、串联后与表头并联的总电阻为，通过电源的电流为通过表头电流的4倍。根据闭合电路欧姆定律有变形为由此可知横轴为，则纵坐标轴为。[4][5]．斜率纵截距解得12、5.70mm【解题分析】

（1）[1]．由乙图知，游标卡尺读数为0.5cm+14×0.05mm=5.70mm；（2）[2]．滑块经过光电门的速度为；（3）[3][4]．根据能量守恒整理得结合图象得：得得.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、(1)L<0.8m；(2)8.5×10-2J；(3)5×10-4J【解题分析】

(1)两小球与弹簧系统机械能守恒，弹簧的弹性势能，转化为两个小