甘肃省师范大学附属中学2024届高三教学质量统一检测试题（一）物理试题试卷

甘肃省师范大学附属中学2024届高三教学质量统一检测试题（一）物理试题试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、热核聚变反应之一是氘核（）和氚核（）聚变反应生成氦核（）和中子。已知的静止质量为2.0136u，的静止质量为3.0150u，的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。又有1u相当于931.5MeV。则反应中释放的核能约为（）A．4684.1MeV B．4667.0MeV C．17.1MeV D．939.6MeV2、如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触，现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间t变化的关系式为I=kt（k为常数，k>0），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象中，可能正确的有A．B．C．D．3、某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示。电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻4、如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100t(V)的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．原线圈的输入功率为220WB．电流表的读数为1AC．电压表的读数为55VD．通过电阻R的交变电流频率是100Hz5、在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C，静电力常量k=9.0×109N·m1/C1．关于电荷量与库仑力，下列说法不正确的是A．两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力相当于地球上一百万吨的物体所受的重力B．我们几乎不可能做到使相距1m的两个物体都带1C的电荷量C．在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比万有引力强得多D．库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上很相似，所以它们是性质相同的两种力6、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a，a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB．粒子的发射速度大小为C．带电粒子的比荷为D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0二、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、在研究光电效应现象时，用到了下面的装置和图像。以下描述正确的是（）A．图甲中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，由此说明锌板带正电B．图乙中，向右移动滑片，微安表读数变小，可以测量遏止电压C．图乙中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度的关系D．图丙中，强、弱黄光的图像交于U轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关8、2019年3月10日0时28分，“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“中星6C”卫星送入太空．“中星”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务，服务寿命15年．已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为T，关于该卫星的发射和运行，下列说法正确的是A．该卫星发射升空过程中，可能处于超重状态B．该卫星可能处于北京上空C．该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度D．该卫星运行轨道距离地面的高度为9、如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L左右两端接有定值电阻R1和R2，R1=R2=R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度，第一次运动至最右端的过程中Rl产生的电热为Q，下列说法中正确的是A．初始时刻棒所受安培力的大小为B．棒第一次回到初始位置的时刻，R2的电功率小于C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于10、将一小球竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定。从抛出到落回抛出点的过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与其离开抛出点高度h之间的关系正确的是（）A． B．C． D．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）某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验主要步骤如下：（不考虑空气阻力的影响）①将光电门安放在固定于水平地面上的长木板上；②将细绳一端连在小车上，另一端绕过两个轻质光滑定滑轮后悬挂一钩码，调节木板上滑轮的高度，使该滑轮与小车间的细绳与木板平行；③测出小车遮光板与光电门之间的距离L，接通电源，释放小车，记下小车遮光板经过光电门的时间t；④根据实验数据计算出小车与钩码组成的系统动能的增加量和钩码重力势能的减少量。(1)根据上述实验步骤，实验中还需测量的物理量有_________；A．小车上遮光板的宽度dB．小车和遮光板总质量m1C．钩码的质量m2D．钩码下落的时间t′(2)图中游标卡尺所测遮光板宽度d为_______mm；(3)由实验步骤和(1)选项中测得的物理量，改变L的大小，重复步骤③、④，可得到系统动能增加量总是小于钩码重力势能减少量，其原因可能是________________12．（12分）实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm的塑料球E.米尺F.时钟G.停表实验时需要从上述器材中选择：____（填写器材前面的字母）。（2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上②测得摆线长度，作为单摆的摆长③在偏角较小的位置将小球由静止释放④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。其中有一处操作不妥当的是____。（填写操作步骤前面的序号）（3）按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据做出了图像，根据该图像得出重力加速度的测量值为____m/s2。（4）实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因______。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，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=3T。两导轨间距为L=0.5m，轨道足够长。金属棒a和b的质量分别为ma=1kg，mb=0.5kg，电阻分别为Ω，Ω。b棒静止于轨道水平部分，现将a棒从h=1.8m高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。（g取10m/s2）。求：（1）a棒刚进入磁场时，b棒的加速度；（2）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，流过a棒的电荷量；（3）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，a棒中产生的焦耳热。14．（16分）一定质量的理想气体，状态从A→B→C的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，气体在状态A时温度为TA=300K，试求：(1)气体在状态B时的温度TB和状态C时的温度TC；(2)若气体在B→C过程中气体内能减少了200J，则在B→C过程吸收或放出的热量是多少？15．（12分）电子对湮灭是指电子和正电子碰撞后湮灭，产生伽马射线。如图所示，在竖直面xOy内，第I象限内存在平行于y轴的匀强电场E，第II象限内存在垂直于面xOy向外的匀强磁场B1，第IV象限内存在垂直于面xOy向外的矩形匀强磁场B2（图中未画出）。点A、P位于x轴上，点C、Q位于y轴上，且OA距离为L．某t0时刻，速度大小为v0的正电子从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点垂直y轴进入第I象限，最后以的速度从P点射出。同一t0时刻，另一速度大小为的负电子从Q点沿与y轴正半轴成角的方向射入第IV象限，后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与P点出射的正电子正碰湮灭，即相碰时两电子的速度方向相反。若已知正负电子的质量均为m、电荷量大小为e、电子重力不计。求：(1)第II象限内磁感应强度的大小B1(2)电场强度E及正电子从C点运动至P点的时间(3)Q点的纵坐标及第IV象限内矩形磁场区域的最小面积S

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、C【解题分析】

反应的质量亏损根据爱因斯坦的质能方程，可得放出的能量为又有解以上各式得所以C正确，ABD错误。故选C。2、B【解题分析】

以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度a=mg-fm，f=μN=μFA=μBIL=μBLkt，联立解得加速度a=g−【题目点拨】解决本题的关键会根据合力确定加速度的变化，结合加速度方向与速度方向判断物体做加速运动还是减速运动，知道速度时间图线的切线斜率表示加速度．3、D【解题分析】

由Q=CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I=Q/t，变形得，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以Q=S/R，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出。4、C【解题分析】

C．原线圈的交流电电压的有效值是220V，原、副线圈匝数之比为4∶1，由可得副线圈上得到的电压有效值为所以电压表测电压有效值，则示数是55V，选项C正确；B．副线圈上的电流为又由于，则原线圈中的电流为则电流表的读数为0.25A，故B错误；A．原线圈输入的电功率故A错误；D．原副线圈的交流电的频率相同，则副线圈中的交流电的频率也是50Hz，故D错误。故选C。5、D【解题分析】

两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力；一百万吨的物体所受的重力，所以我们几乎不可能做到使相距1m的两个物体都带1C的电荷量；在微观带电粒子的相互作用中，因粒子间的距离很小，所以库仑力比万有引力强得多，选项ABC正确；库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上虽然很相似，但是它们不是性质相同的两种力，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.6、D【解题分析】

A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有可得粒子在磁场中做圆周运动的半径选项A错误；B．根据几何关系可得所以圆弧OP的长度所以粒子的发射速度大小选项B错误；C．根据洛伦兹力提供向心力有结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比选项C错误；D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。设从P点射出的粒子转过的圆心角为，时间为，从E点射出的粒子转过的圆心角为，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为，选项D正确。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、BD【解题分析】

A．弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，仅仅能说明验电器带电，无法判断电性，故A错误；B．滑动变阻器滑片向右移动时，光电管所加反向电压变大，光电流变小，可测量遏止电压，故B正确；C．光电管加反向电压，无法判定光电子数与光的强度关系，故C错误；D．图丙中，强黄光和弱黄光的图像交于U轴同一点，说明遏止电压与光的强度无关，根据因此也说明光电子最大初动能与光的强度无关，故D正确。故选BD。8、AD【解题分析】

该卫星发射升空过程中，一定是先加速运动，处于超重状态，故A正确；该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星，一定处于赤道上空，不可能处于北京上空，故B错误；环绕地球运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，故C错误；由、可得，故D正确．故选AD9、BD【解题分析】

A.由F=BIL及I==，得安培力大小为FA=BIL=，故A错误；B.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理得：当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则R2的电功率小于，故B正确；C.由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为，故C错误；D.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大．从初始时刻到第一次运动至最右端的过程中电路中产生总热量为2Q，则从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．10、AD【解题分析】

A．小球所受空气阻力大小恒定，上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a1大小恒定，方向向下，小球所受空气阻力大小恒定，下降阶段是匀加速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a2大小恒定，方向向上，且有故A正确；B．上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，有非一次线性函数，同理可知，下降过程的图像也非一次线性函数，故B错误；C．上升过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为下降过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为由图像可知，故C错误；D．上升过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为下降过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为且落回出发点的动能小于抛出时的动能，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、ABC5.70小车与长木板之间存在摩擦阻力做功【解题分析】

(1)[1]要得到小车与钩码组成的系统动能的增加量，则要得到小车的速度，所以要测量小车上遮光板的宽度d和小车和遮光板总质量m1，钩码的质量m2，由于小车运动的距离即为钩码下降的距离，所以不用测量钩码下落的时间t′，故选ABC；(2)[2]由图可知，游标卡尺所测遮光板宽度(3)[3]由于实验过程中小车与长木板之间存在摩擦阻力做功，系统有部分机械能转化为内能，则系统动能增加量总是小于钩码重力势能减少量。12、ACEG②，单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径；9.86是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。【解题分析】

（1）[1]．单摆的摆长不可伸长，为减小空气阻力的影响和实验误差，先选用长约1m的细线，直径约2cm的铁球，要用米尺测量摆长，停表测量周期，故答案为：ACEG。

（2）[2]．操作不妥当的是②．单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径。

（3）[3]．根据单摆的周期公式