陕西省西安市第八中学2024届高三下学期一模考试物理试题含解析

陕西省西安市第八中学2024届高三下学期一模考试物理试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，水平地面上有一个由四块完全相同石块所组成拱形建筑，其截面为半圆环，石块的质量均为m。若石块接触面之间的摩擦忽略不计，则P、Q两部分石块之间的弹力为（）A． B． C． D．2、光电效应实验，得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为（）A．， B．， C．， D．，3、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度4、如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（）A．3︰1 B．1︰3 C．5︰3 D．3︰55、一个质量为4kg的物体，在四个共点力作用下处于平衡状态，当其中两个大小分别为5N和7N的力突然同时消失，而另外两个恒力不变时，则物体（）A．可能做匀速圆周运动B．受到的合力可能变为15NC．将一定做匀加速直线运动D．可能做加速度为a=2m/s2匀变速曲线运动6、如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。现用水平力F缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持两小球处于静止状态。下列说法正确的是（）A．最终状态时，水平拉力F等于B．最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹性势能保持不变C．最终状态与初态相比，右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功D．最终状态与初态相比，系统的机械能增加二、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、某地区1月份平均气温1.4℃，平均大气压1.021×105Pa；7月份平均气温30.84℃，平均大气压0.9960×105Pa．7月份和1月份相比较，下列说法正确的是．A．7月份和1月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同B．与1月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在7月份减少了C．7月份空气中每个分子的动能都比1月份的大D．对水这种液体它的表面张力7月份比1月份小E.对同种液体而言，它的饱和气压7月份髙于1月份8、如图所示为甲、乙两车在平直公路上行驶的v-t图象，则在t1到t2时间内A．甲、乙两车的位移相等B．甲车的平均速度等于C．甲车的平均速度比乙车的大D．乙车的加速度始终比甲车的加速度小9、如图所示，足够大的平行玻璃砖厚度为d，底面镀有反光膜CD，反光膜厚度不计，一束光线以45°的入射角由A点入射，经底面反光膜反射后，从顶面B点射出（B点图中未画出）。已知玻璃对该光线的折射率为，c为光在真空中的传播速度，不考虑多次反射。则下列说法正确的是（）A．该光线在玻璃中传播的速度为cB．该光线在玻璃中的折射角为30°C．平行玻璃砖对该光线的全反射临界角为45°D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜面积至少为10、一个长方体金属导体的棱长如图所示，将该长方体导体放在匀强磁场中，并使前侧面与磁场垂直，已知磁感应强度为B。导体的左右两侧面外接电源，产生由左向右的稳定电流时，测得导体的上、下表面间的电势差为U。则下列说法正确的是（）A．上、下两表面比较，上表面电势高 B．上、下两表面比较，下表面电势高C．导体中自由电子定向移动的速率为 D．导体中自由电子定向移动的速率为三、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）小妮同学利用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。A、B是两个质量均为m的相同小球，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下∶(1)用游标卡尺测得小球B的直径d如图乙所示，则d=______mm；(2)用毫米刻度尺测得AO长为l，BO长为2l；(3)由静止释放两小球，当小球B通过光电门时，测得光线被小球挡住的时间为t，则在杆由水平转至竖直的过程中两小球组成的系统增加的动能Ek=___，减少的重力势能Ep=____（用m、g、l、d、t表示）。(4)若在误差允许的范围内Ek=Ep，则小球A、B组成的系统机械能守恒。12．（12分）某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。(1)实验需要以下哪种电源_________；A．低压直流电源B．高压直流电源C．低压交流电源D．高压交流电源(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数：再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___值（填“有效或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成____（填“正比”"或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般____（填“大于"“小于”或“等于"）原线圈与副线圈的匝数之比。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）如图甲所示，S1、S2为两波源，产生的连续机械波可沿两波源的连线传播，传播速度v=100m/s，M为两波源连线上的质点，M离S1较近。0时刻两波源同时开始振动，得到质点M的振动图象如图乙所示，求：(1)两波源S1、S2间的距离；(2)在图中画出t=6s时两波源S1、S2间的波形图，并简要说明作图理由。14．（16分）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产生的静电场外，变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。电子质量为，电荷量为。请分析以下问题。(1)如图1所示，在金属丝和金属板之间加以电压，金属丝和金属板之间会产生静电场，金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时的速度，求电子穿出金属板时的速度大小v；(2)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图2所示。上图为侧视图，为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。a.如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为，方向沿轨迹切线方向。求初速为的电子经时间获得的动能及此时电子所在位置的磁感应强度大小；b.在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子的感生电场是否可以引入电势概念。15．（12分）在容积为40L的容器中，盛有压缩二氧化碳3.96kg，该容器能承受的压强不超过6.0106pa，求容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度？（已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3，温度是0，压强是1105pa）

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、A【解析】

对石块P受力分析如图由几何关系知：根据平衡条件得，Q对P作用力为：A正确，BCD错误。故选A。2、A【解析】

根据得纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b，图线的斜率故A正确，BCD错误；故选A。3、D【解析】

A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。4、D【解析】

由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有由动量守恒定律有由能量守恒有联立解得故ABC错误，D正确。故选D。5、D【解析】

根据平行四边形定则，大小分别为5N和7N的力的合力最大为12N，最小为2N，物体在四个共点力作用下处于平衡状态，说明另两个恒力的合力最大也为12N，最小为2N，根据牛顿第二定律，当其中两个大小分别为5N和7N的力突然同时消失，质量为4kg的物体产生的加速度最大为a=3m/s2，最小为a=0.5m/s2，但由于合力的方向与速度方向关系不知，只能说明物体做匀变速运动，可能是直线运动或匀变速曲线运动，但不可能做匀速圆周运动，故ABC错误，D正确。故选D。6、D【解析】

AB．以左边小球为研究对象，初状态受到重力、弹簧弹力和细绳拉力，如图所示根据平衡条件可得细绳拉力，其中θ=30°，则根据对称性可知，初状态细绳b的拉力大小为，末状态以右边的小球为研究对象，受到重力、细绳b的拉力和水平方向拉力而平衡，根据图中几何关系可得其中α＞θ，则根据平衡条件可得：F=Gtanα，由于弹簧的长度发生变化，轻弹簧c的弹性势能改变，后来三边构成的三角形不是等边三角形，故α≠60°，则，故AB错误。C．最终状态与初态相比，根据能量守恒可知，两球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功，而左侧小球机械能减小，故右侧小球增加量大于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功，故C错误；D．两球和弹簧组成的系统机械能的增加量等于外力F做的功，由于F做正功，故系统机械能增加，故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、BDE【解析】温度越高，分子无规则热运动加强．7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故A错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故D正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故E正确．8、BC【解析】

A．在t1到t2时间内，两图线围成的面积不等，则位移不等，故A错误．BC．甲做匀变速直线运动，在t1到t2时间内，平均速度，根据图线围成的面积知，甲的位移大于乙的位移，时间相等，则甲的平均速度大于乙的平均速度，即以的平均速度小于，故BC正确．D．乙图线的切线斜率先比甲小，后比甲大，可知乙的加速度先小于甲，后大于甲，故D错误．9、BC【解析】

A．玻璃砖的折射率为则该光线在玻璃中传播的速度为故A错误。

B．由折射定律得，可得β=30°选项B正确；C．设临界角为C，则有得C=45°故C正确。

D．为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，反射光线不能在顶面发生全反射，则底面反光膜半径至少为r=dtanC=d面积πd2，故D错误。

故选BC。10、BD【解析】

AB．电流向右，则金属导体中的自由电子定向向左移动，由左手定则知洛伦兹力向上，则上表面累积负电荷，其电势低，选项B正确，A错误。CD．稳定状态时，电子做匀速直线运动，受力平衡，有又有解得选项C错误，D正确；故选BD.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、12.40mgl【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为12mm，游标读数为则游标卡尺的最终读数为(3)[2]小球B通过光电门的瞬时速度A、B转动的半径之比为1：2，A、B的角速度相等，根据知A、B的速度之比为1：2，所以A的瞬时速度系统动能增加量[3]系统重力势能的减小量12、C有效7.2正比大于【解析】

(1)[1]因为探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，必须用交流电，又因为安全起见必须用低压电，所以用低压交流电，故选C。(1)[2]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；[3]多用电表选用的档位是交流电压的10V档位，所以应该在0~10V档位读数，所以读数应该是7.2V；(4)[4]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。[5]实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压U2减小，所以导致，故填大于。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)800m；(2)见解析【解析】

(1)由乙图知，M点2s时开始振动，6s时振动出现变化，所以可知，波源的振动经