2024届陕西省西安市五校高三下学期5月热身物理试题

2024届陕西省西安市五校高三下学期5月热身物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）A． B．C． D．2、关于近代物理的知识，下列说法正确的有（）A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定B．铀核裂变的一种核反应方程为C．中X为中子，核反应类型为β衰变D．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能3、由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地点，点为轨迹的最高点，为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（）A．到达点时，炮弹的速度为零B．到达点时，炮弹的加速度为零C．炮弹经过点时的速度大于经过点时的速度D．炮弹由点运动到点的时间大于由点运动到点的时间4、如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点，然后随跳板反弹，则()A．运动员与跳板接触的全过程中只有超重状态B．运动员把跳板压到最低点时，他所受外力的合力为零C．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他的重力D．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他对跳板的作用力5、如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A．a、b、c的向心加速度大小关系为B．a、b、c的向心加速度大小关系为C．a、b、c的线速度大小关系为D．a、b、c的周期关系为6、如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的()A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t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、在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x=24m处，乙波传播到x=12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是________．A．甲波波源的起振方向为y轴正方向B．甲波的波速大小为20m/sC．乙波的周期为0.6sD．甲波波源比乙波波源早振动0.3sE.从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置8、如图所示。竖直光滑杆固定不动，两根完全相同的轻质弹簧套在杆上，弹簧下端固定。形状相同的两物块A、B分别置于两弹簧上端但不会拴接，A的质量大于B的质量。现用外力作用在物体上，使两端弹簧具有相同的压缩量。撤去外力后，两物块由静止向上运动并离开弹簧。从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中。弹簧始终在弹性限度之内，以地面为零势能面。下列说法正确的是（）A．上升过程中两物块机械能均守恒B．A上升的最大高度小于B上升的最大高度C．A物体的最大速度大于B物体的最大速度D．A物体的最大加速度小于B物体的最大加速度9、狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似。现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是（）A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示10、如图所示，竖直平面内存在着两个方向竖直向上的相同带状匀强电场区，电场区的高度和间隔均为d，水平方向足够长．一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0在距离电场上方d处水平抛出，不计空气阻力，则()A．小球在水平方向一直做匀速直线运动 B．小球在电场区可能做直线运动C．若场强大小为，小球经过两电场区的时间相等 D．若场强大小为，小球经过两电场区的时间相等三、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）用如图甲所示实验装置探究做功与动能变化的关系，在该实验中______(需要/不需要)平衡摩擦力。若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，则所选择的研究对象是___________。图乙所示是实验所得的一条纸带，在纸带上取了O、A、B、C、D、E六个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，x1=1.42cm，x2=l.84cm，x3=2.25cm，x4=2.67cm，x5=3.10cm，用天平测得沙桶和沙的质量m=24g，滑块质量M=500g，重力加速度g=9.8m/s2，根据以上信息，从A点到D点拉力对滑块做的功为_______J，滑块动能增加了_________J。根据实验结果可得到：在实验误差允许的范围内合外力做功等于物体动能的变化。(结果均保留两位有效数字)12．（12分）一个小灯泡的额定电压为额定电流约为，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。A．电源：电动势为，内阻不计；B．电压表V1：量程为，内阻约为；C．电压表V2：量程为，内阻约为；D．电流表A1：量程为，内阻约为；E.电流表A2：量程为，内阻约为；F.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；G.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；H.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；开关，导线若干。实验得到如下数据（和分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：0.000.120.210.290.340.380.420.450.470.490.500.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)实验中电压表应选用__________；电流表应选用__________；滑动变阻器应选用__________。（请填写器材前对应的字母）(2)请你不要改动已连接导线，补全图甲所示实物电路图_________。闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片处在最__________（选填“左”或“右”）端。(3)在如图乙所示坐标系中画出小灯泡的曲线________。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）两根长为L的绝缘轻杆组成直角支架，电量分别为+q、-q的两个带电小球A、B固定在支架上，整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。在电场力之外的力作用下，整体在光滑水平面内绕竖直轴O以角速度ω顺时针匀速转动，图为其俯视图。不计两球之间因相互吸引而具有的电势能。试求：（1）在支架转动一周的过程中，外力矩大小的变化范围。（2）若从A球位于C点时开始计时，一段时间内（小于一个周期），电场力之外的力做功W等于B球电势能改变量，求W的最大值。（3）在转动过程中什么位置两球的总电势能变化最快？并求出此变化率。14．（16分）如图所示，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，15．（12分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。

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】

A．该实验是粒子散射实验，该实验揭示了原子的核式结构模型，A错误；B．该实验是双缝干涉实验，该实验揭示了光具有波动性，B错误；C．该实验是光电效应现象的实验，该实验揭示了光具有粒子性，C正确；D．该实验是放射性现象的实验，从而得出射线的性质，D错误。故选C。2、D【解题分析】

A.比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A错误；B.铀核裂变的核反应方程中，反应物必须有中子，选项B错误；C.中X质量数为4电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项C错误；D.平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，平均结合能越大的原子核越稳定，平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时出现质量亏损，一定放出核能。故D正确。故选D。3、C【解题分析】

A．炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，故炮弹在最高点速度不为零，A错误；B．在最高点受空气阻力（水平方向上的阻力与水平速度方向相反），重力作用，二力合力不为零，故加速度不为零，B错误；C．由于空气阻力恒做负功，所以根据动能定理可知经过点时的速度大于经过点时的速度，C正确；D．从O到b的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即解得在从b到d的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，即解得故，根据逆向思维，两个阶段的运动可看做为从b点向O点和从b点向d点运动的类平抛运动，竖直位移相同，加速度越大，时间越小，所以炮弹由O点运动到b点的时间小于由b点运动到d点的时间，故D错误；4、C【解题分析】

A.运动员与跳板接触的下降过程中，先向下加速，然后向下减速，最后速度为零，则加速度先向下，然后向上，所以下降过程中既有失重状态也有超重状态，同理上升过程中也存在超重和失重状态，故A错误；

B.运动员把跳板压到最低点时，跳板给其的弹力大于其重力，合外力不为零，故B错误；

C.从最低点到最高过程中，跳板给运动员的支撑力做正功，重力做负功，位移一样，运运动员动能增加，因此跳板对他的作用力大于他的重力，故C正确；

D.跳板对运动员的作用力与他对跳板的作用力是作用力与反作用力，大小相等，故D错误．故选C.5、A【解题分析】

AB．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度。根据得b的向心加速度大于c的向心加速度。即故A正确，B错误。C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据v=rω，c的线速度大于a的线速度。根据得b的线速度大于c的线速度，故C错误；D．卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据得c的周期大于b的周期，故D错误；

故选A。6、C【解题分析】试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化．带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由，得：，P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹应为pa，因周期可知，因m增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t，C正确；【题目点拨】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，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、BCE【解题分析】

甲波传播到x=24m处，根据波向右传播可知：质点向下振动，故甲波波源的起振方向为y轴负方向，故A错误；由图可知：甲波的波长为8m，又有甲波波源的振动周期为0.4s，故甲波的波速大小为＝20m/s，故B正确；同一介质中横波波速相同，故乙波的波速也为20m/s，由图可知：乙波的波长为12m，故周期为＝0.6s，故C正确；甲波的传播距离为24m，故波源振动时间为＝1.2s；乙波的传播距离为42m-12m=30m，故波源振动时间为＝1.5s，所以，甲波波源比乙波波源晚振动0.3s，故D错误；由图可知：图时时刻，两波在x=12m处都处于平衡位置，将要向上振动；故该质点的振动方程为y＝15sin5πt+10sinπt(cm)，那么，t=0.6s时，y=0，即从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置；故E正确；故选BCE．【题目点拨】在给出波形图求解质点振动、波速的问题中，一般根据图象得到波长及时间间隔与周期的关系，从而求得周期，即可得到质点振动情况，由v＝求得波速．8、BD【解题分析】

A．上升过程中在弹簧恢复原长前，弹簧弹力一直对物块做正功，物块机械能增加，A错误；B．物块从撤去外力到第一次速度减为0，根据能量守恒定律解得弹簧压缩量相同，所以对于两物块弹簧释放的弹性势能相同，因为，所以两小球上升的最大高度关系为B正确；C．物块速度最大时，加速度为0，假设初始状态弹簧的压缩量为，达到最大速度前，合力满足为物块向上运动的位移，因为，所以图像为图线与位移轴围成的面积为合外力做功，物块从静止开始运动，根据动能定理可知合力为0时，B物块动能大，根据动能表达式可知A物体的最大速度小于B物体的最大速度，C错误；D．撤去外力瞬间，物块的加速度最大，根据牛顿第二定律可知解得因为，所以D正确。故选BD。9、ABC【解题分析】

AC.要使小球能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力；在甲图中，若小球为正电荷且逆时针转动（由上向下看），由左手定则知其受洛仑兹力斜向上，与重力的合力可以指向圆心，其运动轨迹平面可在S的正上方；若小球为负电荷，但顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，其运动轨迹平面可在S的正上方，故AC正确；BD.Q带负电，若小球带正电，则正电荷在图示位置各点受到的电场力指向Q，电场力与重力的合力可能充当向心力，其运动轨迹平面可在Q的正下方；但若小球带负电，小球受电场力逆着电场线，其与重力的合力不能提供向心力，其运动轨迹平面不可能在Q的正下方，小球不会做匀速圆周运动，故B正确，D错误。故选ABC。10、ABD【解题分析】

A．将小球的运动沿着水平方向和竖直方向进行分解，水平方向不受外力，故小球在水平方向一直以速度v0做匀速直线运动，故A正确；B．小球在电场区时，受到竖直向下的重力和竖直向下的电场力，若电场力与重力大小相等，二力平衡，小球能做匀速直线运动，故B正确；C．若场强大小为，则电场力等于mg，在电场区小球所受的合力为零，在无电场区小球匀加速运动，故经过每个电场区时小球匀速运动的速度均不等，因而小球经过每一无电场区的时间均不等，故C错误；D．当场强大小为，电场力等于2mg，在电场区小球所受的合力大小等于mg，方向竖直向上，加速度大小等于g，方向竖直向上，根据运动学公式，有经过第一个无电场区d=v1=gt1经过第一个电场区d=v1t-gt22v2=v1-gt2由①②③④联立解得t1=t2v2=0接下来小球的运动重复前面的过程，即每次通过无电场区都是自由落体运动，每次通过电场区都是末速度为零匀减速直线运动，因此，小球经过两电场区的时间相等，故D正确。故选ABD。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、需要滑块、沙桶和沙子构成的整体0.0160.014【解题分析】

[1]平衡摩擦力，让小车所受合外力为绳子的拉力；[2]对小沙桶和沙子应用牛顿第二定律：对小滑块：两式相比：，若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，小沙桶和沙子的总重量不能视为合外力，所以需要选择滑块、沙桶和沙子构成的整体研究合外力做功与动能变化量的关系；[3]满足，绳子拉力近似等于沙桶和沙子的总重量，从A点到D点拉力做功：；[4]匀变速运动中某段时间内，平均速度和中间时刻速度相等，A、D点速度：动能变化量：。12、BEG左【解题分析】

(1)[1][2][3]．灯泡的额定电压为2.0V，电压表应选B；灯泡的额定电流为0.5A，则电流表应选E；为方便实验操作，且允许通过的最大电流不能小于0.5A，则滑动变阻器应选G。(2)[4][5]．灯泡正常发光时的电阻故则电流表应采用外接法，由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示；闭合开关前，滑片应置于滑动变阻器最左端。(3)[6]．根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的曲线如图所示。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）0~qEL（2）W=－2qEL（3）OA杆与电场线平行时，电势能变化最快，变化率qEωL【解题分析】

(1)设OA与电场线夹角，电场力矩与外力矩平衡，外力矩：，故外力矩大小的变化范围为0~qEL(2)支架匀速转动，由动能定理可得W+W电场力=0，根据题意W=ΔEpB，得W电场力=-ΔEpB，电场力做功仅改变了B球电势能，所以A球电势能变化为零，则A球在这段时间初末应在同一个等势面上，根据B球前后位置关系，得：W=-2qEL；(3)因为电场力做功等于电势能改变量，所以电势能变化最快的位置应是电场力功率最大的位置。设OA与电场线夹角，由公式有电场力功率：，显然在一周内θ=0或π时有最值，即OA杆与电场线平行时，电势能变化最快。为变化率qEωL可能存在的另一类解法：以OA与电场线平行，A在