2024届甘肃省平凉市静宁县高三上学期1月份模拟预测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1静宁县2024届高三1月份模拟试卷物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、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，再选涂其他〖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。考试时间为75分钟，满分100分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.关于双缝干涉和单缝衍射实验，下列说法正确的是（）A.用同一个单缝衍射装置做实验，入射光频率越高，中央亮纹越宽B.用同一个双缝干涉装置做实验，蓝光产生干涉条纹间距比红光的大C.在光的单缝衍射实验中，单缝越宽，衍射现象越不明显D.用复色光照射双缝或单缝，在光屏上看不到条纹〖答案〗C〖解析〗A．用同一个单缝衍射装置做实验，入射光频率越高，波长越短，则中央亮纹越窄、A错误；B．蓝光的波长小于红光的波长，用同一个双缝干涉装置做实验，蓝光产生的干涉条纹间距比红光的小，B错误；C．在光的单缝衍射实验中，单缝越宽，衍射现象越不明显，C正确；D．用复色光照射双缝或单缝，在光屏上能看到彩色条纹，D错误。故选C。2.宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年。现砍伐一棵大树并将其保存完好，植物体死亡后不再从外界吸收，经过17190年后剩余的质量约为现在的（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗设大树中现在的质量为，经过17190年后的质量为m，根据衰变规律可知代入数据解得故选B。3.某质量为2kg的遥控汽车（可视为质点）沿如图所示的路径进行性能测试，半径为3m的半圆弧BC与长8m的直线路径AB相切于B点，与半径为4m的半圆弧CD相切于C点。若小车从A点由静止开始，以1m/s2的加速度驶入路径，到达B点后保持速率不变依次经过BC和CD，则（）A.小车到达B点时的速度大小为2m/s B.小车从A到D所需时间为C.小车在BC段的向心加速度大小为 D.小车在CD段所受向心力大小为4N〖答案〗C〖解析〗A.小车做直线运动时，有联立解得故A错误；B.小车在BCD段运动的时间则小车从A到D所需时间故B错误；C.小车在BC段的向心加速度大小为故C正确；D.小车在CD段所受向心力大小为故D错误。故选C。4.2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，距离地面高度约1m时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，喷出的燃气相对于喷气前返回舱的速度为v，4台发动机喷气口的横截面积均为S，喷出燃气的密度为ρ。喷出的气体所受重力忽略不计。反推发动机工作时燃气对返回舱作用力的大小为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗极短的时间内喷出的燃气质量根据动量定理有联立解得由牛顿第三定律知反推发动机工作时燃气对返回舱作用力的大小为故选A。5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2，在原线圈回路中接阻值为2Ω的电阻R1，副线圈回路中接电阻R2，原线圈输入端接如图乙所示的交流电源，电表均为理想电表，若开关S闭合时，电流表示数为1A，则（）A.电压表示数为5V B.电阻R2消耗的功率为10WC.通过电阻R2的交流电频率为100Hz D.若断开开关S，电压表示数为20V〖答案〗B〖解析〗A．由题图乙知电源电压有效值U＝12V，电阻R1两端电压则原线圈两端电压由解得即电压表示数为20V，A错误；B．电阻消耗的功率B正确；C．由题图乙知交流电源频率变压器不改变交变电流的频率，所以通过的交流电频率为50Hz，C错误；D．若断开开关S，电路中电流为0，原线圈两端电压电压表示数D错误故选B。6.如图所示，质点沿水平方向做简谐振动，质点在A点的位移大小为振幅的一半，在B点的位移大小为A点的倍。从质点经过A点向左运动开始计时，时刻第二次经过B点。已知A、B两点之间的距离为L且在平衡位置的同侧。若以水平向左为位移的正方向，则质点的振动方程为（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由于A、B两点在平衡位置的同侧，B点位移大小是A点的倍，可知A、B两点位移方向均水平向右，两点之间的距离为L，即解得设质点的振动方程为若以水平向左为正方向，开始计时的时刻有此时质点向平衡位置方向运动，则时刻质点第二次经过B点，有此时质点向平衡位置方向运动，则解得故振动方程为故选A。7.如图所示，倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上，其底端固定一根轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，斜面顶端到弹簧上端的距离为，弹簧的劲度系数为k，已知弹簧弹性势能，其中x是弹簧的形变量，重力加速度为g。则物块从释放到弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（）A.物块速度最大时弹簧的压缩量为0B.物块速度最大时弹簧的压缩量为C.物块的最大动能为 D.物块的最大动能为〖答案〗D〖解析〗AB．速度最大时物块所受合外力为零，此时加速度为零，有解得故AB错误；CD．对物块由能量守恒可得解得故C错误，D正确。故选D二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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。8.2023年8月31日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，将遥感三十九号卫星成功发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若卫星在距离地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，则（）A.卫星运行周期为 B.卫星运行周期为C.卫星运行速率为 D.卫星运行速率为〖答案〗AD〖解析〗物体在地球表面时，重力等于万有引力卫星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力联立解得故选AD。9.如图所示，空间有一正方体，a点固定电荷量为+Q（Q>0）的点电荷，d点固定电荷量为-Q的点电荷，O、分别为上下两个面的中心点，则（）A.b点与c点的电场强度相同B.点与点的电势相同C.点与点的电势差小于点与点的电势差D.将带正电的试探电荷由b点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小〖答案〗CD〖解析〗A．由对称性知，b点与c点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；B．若取无限远处电势为零，垂直于ad且过的平面为电势为零的等势面，点与点关于该等势面对称，两点电势绝对值相等，一正一负，故B错误；C．点与点的电势差等于点与点的电势差，因为点电势为正，大于点电势，所以点与点的电势差小于点与点的，即小于点与点的电势差，故C正确；D．对试探电荷受力分析，俯视图如图所示，由图可知将带正电的试探电荷由b点沿直线移动到O点的过程中，电场力先做负功后做正功，其电势能先增大后减小，故D正确。故选CD。10.如图所示，与水平面夹角为的绝缘斜面上固定有光滑U型金属导轨，导轨间距为L，导轨上端接有阻值为R的定值电阻，矩形匀强磁场I的宽度为d，磁场I的下边界和磁场Ⅱ的上边界间距也为d，磁场的磁感应强度大小分别为B、2B。一根质量为m、电阻为R的金属棒ab从与磁场I的上边界距离为d的位置由静止释放，金属棒ab刚进入磁场Ⅱ时加速度方向沿斜面向上，速度大小是刚进入磁场I时的1.5倍，金属棒ab运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.金属棒ab刚进入磁场I时的速度大小为B.金属棒ab刚出磁场I时的速度大小为C.金属棒ab穿过磁场I所用的时间为D.金属棒ab刚进入磁场Ⅱ时的加速度大小为〖答案〗BD〖解析〗A．根据动能定理有金属棒ab刚进入磁场Ⅰ时的速度大小为故A错误；B．在金属棒ab从磁场Ⅰ的下边界到磁场Ⅱ的上边界这一过程中，机械能守恒，设金属棒ab出磁场Ⅰ的速度为，进磁场Ⅱ的速度为，则有解得金属棒ab刚出磁场Ⅰ时的速度大小为故B正确；C．设金属棒ab穿过磁场I所用的时间为t，根据动量定理得又联立解得金属棒ab穿过磁场I所用的时间故C错误；D．金属棒ab刚进入磁场Ⅱ时，由牛顿第二定律得联立解得故D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共57分。11.某研究小组为测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的实验装置。图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。已知重力加速度为g，不计轻绳、滑轮的质量及滑轮上的摩擦。（1）实验时，下列必要的操作是____________（填正确选项标号）。A.用天平测出砂桶和砂总质量B.将长木板不带滑轮的一端略微垫高以补偿阻力C.调整滑轮及拉力传感器的位置，使绳子处于水平状态D.为减小实验误差，实验中一定要保证砂桶和砂的总质量远小于滑块的质量（2）在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T，则打C点时，滑块的速度大小表达式为vC=____________，滑块的加速度大小表达式为a=____________。（3）改变砂桶中砂的质量，多次测量。以拉力传感器的示数F为纵坐标，以滑块的加速度a为横坐标，得到如图丙所示图线，已知直线的斜率为k，纵轴截距为b，重力加速度为g，则滑块与长木板之间的动摩擦因数表达式为μ=____________。〖答案〗（1）C（2）（3）〖解析〗（1）[1]A．通过拉力传感器可直接得出滑块受到绳子的拉力，不需要测量砂桶和砂的总质量，故A错误：B．若补偿阻力，将无法测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，故B错误；C．调整滑轮及拉力传感器的位置，使绳子处于水平状态，这样可以让绳子拉力和摩擦力处于同一条直线上，便于测量，故C正确；D．通过拉力传感器可直接得出滑块受到的绳子的拉力，不需要保证砂桶和砂的总质量远小于滑块的质量，故D错误。故选C。（2）[2][3]打C点时，滑块的速度大小表达式为滑块的加速度大小表达式为（3）[4]对滑块受力分析，由牛顿第二定律得整理得对照图像，可得联立解得滑块与长木板之间的动摩擦因数12.在“测量金属丝的电阻率”实验中：（1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图甲所示，由图可知其直径d=__________mm。（2）先用多用电表粗测金属丝阻值：该同学选择“×10”倍率，用正确操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大。为了较准确地进行测量，应该选择__________（选填“×1k”“×100”或“×1”）倍率，并重新欧姆调零，正确操作并读数，此时刻度盘上的指针位置如图乙所示，测量值Rx=__________Ω。（3）为了准确测量金属丝电阻，所用器材和部分电路连线如图丙所示，图中的导线a端应与电流表的__________（选填“-”“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与电流表的__________（选填“-”“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应置于__________（选填“左”或“右”）端。（4）若通过调节滑动变阻器，测得多组电流表和电压表数据I、U，作出I-U的图像，得到的图线是过原点且斜率为k的直线，用刻度尺测得金属丝的长度为，则该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___________（用字母d、、k和通用数学符号表示）；因实验系统误差导致电阻率测量值__________（选填“等于”“大于”或“小于”）真实值。〖答案〗（1）0.149##0.150##0.151（2）×115（3）0.60.6左（4）小于〖解析〗（1）[1]螺旋测微器的读数（2）[2][3]实验时发现指针偏转角度太大，说明所选倍率过大，故应换较小倍率“×1”挡，再进行测量，由图知，指针所指数字为15，乘以倍率后，可得测量值为15Ω。（3）[4][5][6]实验中用两节干电池供电，滑动变阻器采用分压式连接，电压从零开始调节，为减小误差，电流表选较小量程，则图中的导线a端应与电流表的“0.6”接线柱连接：由于金属丝的电阻较小，电流表外接误差较小，故b端应与电流表的“0.6”接线柱连接，为了保护电表，开关闭合前，图丙中滑动变阻器滑片应置于左端。（4）[7]由的斜率得由电阻定律得联立解得[8]因测金属丝电阻时采出用电流表外接法，导致金属丝电阻测量值小于真实值，所以因实验系统误差导致电阻率测量值小于真实值。13.如图所示，内径粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，用水银柱将两部分理想气体封闭在玻璃管内。当环境温度T1=280K时，两空气柱的长度分别为L1=38cm、L2=21cm，左右两侧底部连通的水银面的高度差h1=4cm，玻璃管左侧上方水银柱的长度h2=12cm。已知大气压强p0=76cmHg，现将环境温度缓慢升高到T2=300K，水银不会溢出。（1）求系统稳定时左侧封闭气体的长度；（2）环境温度保持T2=300K不变，现从左管口缓慢倒入水银，恰好使左右两侧水银面的高度差恢复到h1=4cm，求左管中需要倒入水银柱的长度。〖答案〗（1）22.5cm；（2）6cm〖解析〗（1）以左侧封闭气体为研究对象，由盖—吕萨克定律可得解得（2）以右侧封闭气体为研究对象，从最初状态到最终状态，气体发生等容变化，由查理定律，得其中解得左管中需要倒入水银柱的长度14.如图所示，在空间直角坐标系中，yOz平面右侧存在沿z轴负方向的匀强磁场，左侧存在沿y轴正方向的匀强磁场，左、右两侧磁场的磁感应强度大小相等；yOz平面左侧还有沿y轴负方向的匀强电场。现从空间中坐标为（d，0，0）的P点发射一质量为m，电荷量为+q（q>0）的粒子，粒子的速度方向沿xOy平面且与y轴正方向相同；经时间t后粒子恰好垂直于y轴进入yOz平面左侧，粒子从z轴上某点返回yOz平面右侧，不计粒子的重力。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）匀强电场的电场强度E的大小；（3）粒子返回yOz平面右侧时的速度v的大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）粒子在xOy平面内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得运动周期由题意知粒子在xOy平面内运动圆周联立解得（2）粒子经过y轴后沿y轴负方向做匀加速直线运动，同时在洛伦兹力作用下做圆周运动，粒子返回xOy平面右侧的过程中恰好做个圆周运动，所用时间沿y轴方向，有根据牛顿第二定律有联立解得（3）根据上述分析可解得粒子返回xOy平面右侧时，沿y轴方向的速度大小为又解得15.如图所示，一块质量m1=2.5kg的长木板A静止放置于光滑水平面上，其左端放置一个质量m2=1.5kg的小物块B