安徽省淮北师大学附属实验中学2024届高三物理试题第三次模拟考试试题

安徽省淮北师大学附属实验中学2024届高三物理试题第三次模拟考试试题

注意事项

1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑

色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实

的基础。假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为T,则可以算得火星的平均

密度夕=卷，式中左是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为G）

3万4万2

A.k=3兀B.k=3nGC.k=—D.k=——

GG

2、甲、乙两车在平直公路上沿同一直线运动，两车的速度v随时间，的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A.两车的出发点一定不同

B.在。到打的时间内，两车一定相遇两次

C.在。到玄时间内某一时刻，两车的加速度相同

D.在介到〃时间内，甲车的平均速度一定大于乙车的平均速度

3、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev,那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征，认识

正确的是（）

5

4

3

2

A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应

B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光

C.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

D.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

4、关于光电效应，下列说法正确的是（）

A.光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大

B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

C.对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应

D.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大

5、小球在水平面上移动，每隔0.02秒记录小球的位置如图所示。每一段运动过程分别以甲、乙、丙、丁和戊标示。

试分析在哪段，小球所受的合力为零

A.甲B.乙C.丙D.戊

6、某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器（如图甲），当有烟雾进入探测器时（如图乙），来自光源S的光会

被烟雾散射进入光电管C,当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于IO+A时，便会触发报警系统

34

报警。已知钠的极限频率为6.0X10"HZ,普朗克常量/I=6.63X10-J-S,光速c=3.0xl（）8m/s,则下列说法正确的是（）

甲乙

A.要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0xl0「m

B.若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度

C.光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象

D.当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N=6.25xl0］。个

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。分。

7、一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b,到状态c再回到状态a.三个状态的体积分别为小、

吗、%,则它们的关系正确的是（）

B.Va=Vc

327

C.Vb=---V

600c

327

D.V=---Va

c54

8、如图所示，光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为仇导轨电阻不计，下端与阻值为/?的电阻相连。匀强磁场垂直

导轨平面向上，磁感应强度大小为8。一质量为"?、长为乙、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，从必位置以初速度v

沿导轨向上运动，刚好能滑行到与就相距为s的〃，位置，然后再返回到劭。该运动过程中导体棒始终与导轨保持良

好接触，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是()

A.向上滑行过程中导体棒做匀减速直线运动

2)

B.上滑过程中电阻K产生的热量为」m(-v-----2g--s-s-in--G->—R

2(R+r)

RIe

C.向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为一-

R+r

D.电阻R在导体榛向上滑行过程中产生的热量小于向下滑行过程中产生的热量

9、如图所示，C。、£尸是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L,在水平导轨的左侧存在方向

垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为磁场区域的宽度为d,导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左

端与一弯曲的光滑轨道平滑连接.将一阻值也为R,质量为，”的导体棒从弯曲轨道上//高处由静止释放，导体棒最终

恰好停在磁场的右边界处.已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为".下列说法正确的是

A.通过电阻尺的最大电流为经2殛

2R

B.流过电阻R的电荷量为，一

2R

C.整个电路中产生的焦耳热为，咫人

D.电阻R中产生的焦耳热为］四(力-

10、如图所示，在水平面上放置间距为七的平行金属导轨MN、PQ,导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大

小随时间的变化规律为8=h（"为常数，*>0）,V、N间接一阻值为K的电阻，质量为，”的金属杆"垂直导轨放置,

与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R,与轨道间的动摩擦因数为"，Pb=Ma=L（不计导轨电阻，设最大静摩

擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g）,从f=0到必杆刚要运动的这段时间内（）

A.通过电阻R的电流方向为M—P

B.回路的感应电流/=g巴

R

C.通过电阻尺的电量4=”卷

D.必杆产生的热功率尸=*

27?

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）某同学采用如图甲所示的实验装置来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒.实验步骤如下:

--------------------------->,

op

图甲图乙

A.将斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处于水平；

B.出口末端拴上重锤线，使出口末端投影于水平地面0点.在地面上依次铺上白纸.复写纸；

C.从斜槽某高处同一点A由静止开始释放小球，重复10次.用圆规画尽量小的圆把小球所有的落点都圈在里面，圆

心P就是小球落点的平均位置；

D.用米尺测出A点与槽口之间的高度h,槽口B与地面的高度H以及0点与钢球落点P之间的距离s.

⑴实验中，0点与钢球平均落点P之间的距离s如图乙所示，则$=cm；

（2）请根据所测量数据的字母书写，当s2=时，小球沿斜槽下滑过程中满足机械能守恒.

12.（12分）研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电传感器。

（1）一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是50Hz,打点计时器在小车拖动的

纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。

①打点计时器的打点周期是s。

②图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、1、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。根据图

中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为m/s,小车做匀加速直线运动的加速度大

小为m/s1

（1）另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与

一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条，将滑块由静止释放，先

后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015s,通过第二个光电的时间为

0.010s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.150s。则滑块的加速度大小为m/s1,

若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“相同

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）一客车以v=20m/s的速度行驶，突然发现同车道的正前方xo=6Om处有一货车正以y°=8m/s的速度同向匀

速前进，于是客车紧急刹车，若客车刹车时做匀减速运动的加速度大小a=2m/s2,贝!

（1）客车刹车开始后15s内滑行的距离是多少？

（2）客车静止前最后2s内滑行的距离是多少？

（3）客车与货车间的最小距离为多少？

14.（16分）如图所示，一绝缘水平桌面，空间存在一广域匀强电场，强度大小为E=等，现同时将两个质量均为团

的滑块A、3由静止释放在桌面上。已知两滑块AB均带正电，电荷量大小为q,且A3间的距离为L=1m。已知滑

块A、3与轨道间的动摩擦因数分别为“0.4和〃B=0.85,重力加速度lOm/s?,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，

滑块之间发生的碰撞为弹性碰撞，且无电荷转移，滑块可视为质点。求：

⑴两滑块从静止释放开始经过多长时间，滑块之间发生第二次碰撞；

（2）A从释放到最终停止所运动的位移。

E

AB

15.(12分)如图所示，粗糙水平地面上静止放着相距d=lm的两块相同长木板4、B,每块木板长L=9m,与地面的

动摩擦因数川=0.2。一可视为质点的物块C以%=10m/s的初速度水平向右滑上木板A的左端，C的质量为每块木板

质量的2倍，C与木板的动摩擦因数“2=0.4。若A、B碰后速度相同但不粘连，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑

动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)木板A经历多长时间与木板B相碰？

⑵物块C刚滑离木板A时，A的速度大小；

(3)4、5最终停下时，两者间的距离。

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】

由万有引力定律，知

Mm4/

得

GT2

又

4

M^p--nR3

而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有尸=R,解得

3万

GF

故题中的常量

.3万

k=——

G

故选C

2、C

【解题分析】

A.根据题目所给信息，不能判断两车出发点的关系，因为该图是描述速度与时间变化关系的图像，A错误；

B.两图线的交点表示在该时刻速度相等，在。到打的时间内，两车有两次速度相等，并不是相遇，B错误；

C.丫-/图象的斜率表示加速度，在有时刻两车速度相等，然后甲做变加速直线运动，乙做匀加速直线运动，在f2时

刻两车又速度相等，所以甲的平均加速度等于乙的加速度，故人到时间内在某一时刻，乙图线的斜率和甲图线平行,

加速度相等，C正确；

D.壮-/图象图线与坐标轴围成的面积表示位移，从图可知，在fl到时间内乙的位移大于甲的位移，所用时间相等,

故甲的平均速度一定小于乙的平均速度，故D错误。

故选C。

3,D

【解题分析】

A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV,照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错

误；

B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据C；=3可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；

C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV才能

跃迁，故C错误；

D、氢原子从高能级向"=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-L51+13.6=12.09eV,因锌的逸出功是

3.34ev,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV,故D正确；

故选D.

4、C

【解题分析】

A.单位时间经过电路的电子数越多，电流越大，而光电子的动能越大，光电子形成的电流强度不一定越大，A错误;

B.由爱因斯坦的光电效应方程纥=初-叱）可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不成正比,

B错误；

C.入射光的频率大于金属板的极限频率或入射光的波长小于金属板的极限波长，才能产生光电效应，C正确；

D.不可见光的频率不一定比可见光的频率大，因此用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电

子的初动能大，D错误.

故选C。

5、C

【解题分析】

小球所受的合力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态，

A.根据图象可知，甲阶段的位移越来越小，所以做减速直线运动，合力不为零，故A错误

B.乙阶段做曲线运动，则合外力要改变速度，所以不为零，故B错误

C.丙阶段在相等时间内的位移相等，所以做匀速直线运动，则合外力为零，故C正确

D.戊阶段的位移越来越大，所以做加速运动，则丙阶段小球所受的合力不为零，故D错误

6、D

【解题分析】

A.根据光电效应方程有

A

则光源S发出的光波最大波长

==m=5x7

\,«x~~3x101410m=o.5jim

"尔%6.00xlO14

即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5pm,选项A错误；

B.光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管C的光越多，越容易探测到

烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；

C.光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；

D.光电流等于104A时，每秒产生的光电子的个数

〃=一=-------^个=6.25xl(y。个

e1.6xl()T9

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。分。

7、BC

【解题分析】

根据图象求出各状态下的压强与温度，然后由理想气体状态方程解题。

【题目详解】

由图示可知，pa=po,pt>=pc=2po,7a=273+27=300K,A=273+327=600K,由数学知识可知，加=2f〃=54℃,7b=327K；由

理想气体状态方程得：

匕=罟3°脸%冷3°哈

则匕=匕，由理想气体状态方程可知:

v_PXK一稣x327匕一327327

°PhTa2q)x300600"600°

故BC正确，AD错误；

故选BCo

【题目点拨】

解题时要注意横轴表示摄氏温度而不是热力学温度，否则会出错；由于题目中没有专门说明。必是否在同一条直线上,

所以不能主观臆断b状态的温度。

8、BC

【解题分析】

向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；上滑过程中根据功能关系结合

焦耳定律求解电阻R产生的热量；根据电荷量的计算公式求解向下滑行过程中通过电阻R的电荷量；根据W安=B/S

分析电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量与向下滑行过程中产生的热量的大小。

【题目详解】

A.向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据右手定则可得棒中的电流方向。―方，根据左手定则可得安培力

方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：

mgsin8+B1L=ma

其中：

,BLv

I=-----

R+r

解得：

B'lsv

a=gsin。+

R+r

由于速度减小，则加速度减小，棒不做匀减速直线运动，故A错误;

B.设上滑过程中克服安培力做的功为W,根据功能关系可得：

—mv2=mgsin-5+W

克服安培力做的功等于产生的焦耳热，贝！J：

Q=W=gmv2-mgs-sin0

上滑过程中电阻R产生的热量为：

Rm俨一2gssinO)R

_R+r0_2(/?+r)

故B正确；

C.向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为:

故C正确；

D.由于上滑过程中和下滑过程中导体棒通过的位移相等，即导体棒扫过的面积S相等，根据安培力做功计算公式可

得：

W^=BlLx

由于上滑过程中的平均速度大于，下滑过程中的平均速度，所以上滑过程中平均电流大于下滑过程中的平均电流，则

电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量大于向下滑行过程中产生的热量，故D错误。

故选BC。

9,ABD

【解题分析】

A.金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：

mgh-~mx，2

金属棒到达水平面时的速度

v^y[2gh

金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为

E=BLv

最大的感应电流为

,BLv_BL廊i

―玄―_2R-

故A正确；

B.通过金属棒的电荷量

①BLd

q=------=------

R+r2R

故B正确；

C.金属棒在整个运动过程中，由动能定理得:

则克服安培力做功：

整个电路中产生的焦耳热为

Q=WB=mgh平mgd

故C错误；

D.克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热:

QK=；Q=gmg（"_〃d）

故D正确.

10、AC

【解题分析】

A.由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为故A正确；

B.产生的感应电动势为

NB

S=kU

Ar

根据欧姆定律可得电流为

,Ekl3

~7R~7R

故B错误；

C.杆刚要运动时

,mg—ktIL=0

又因g=〃，联立可得

jjmg

q-------

kL

故C正确；

D.根据功率公式

P=I2R=

~4R

故D错误。

故选AC。

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、40.54hH

【解题分析】

(1)由图可知s=40.5cm；

(2)从起点O到P的过程中重力势能减少量是：△EP=mgH；槽口B与地面的高度h以及O点与钢球落点P之间的

距离S,根据平抛运动的规律，则有：S=vot；h=；gf2,因此vo=S后；那么增加的动能：

若机械能守恒，则需满足加且”=邈二，即S2=4hH

4h

12、0.010.531.44.0偏小

【解题分析】

(1)口]交流电源的频率是50Hz,则打点计时器的打点周期是

r=—=o.O2s

[11由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔为0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的

速度等于该过程中的平均速度，可以求出打计数点3点时小车的瞬时速度大小

匕=-----12r-xl0_2m/s=0.53m/s

32x0.1

⑶根据匀变速直线运动的推论公式A可以求出加速度的大小

，=3=MS"小。)二(78°—3.2°)xi。一2mzs2=14mzs2

r0.12

(1)[5]遮光条通过第一个光电门的速度为

0.030,。八，

V,=-----m/s=2.0m/s

'0.015

遮光条通过第二个光电门的速度为

0.030,，

V,=-----m/s=3.0m/s

20.010

则滑块的加速度大小为

a=—~~-m/s2=4.0m/s2

t0.25

[6]由实验原理可知，运动时间为遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，遮光条开始遮住第

一个光电门的速度小于匕，遮光条开始遮住第二个光电门的速度小彩，由于遮光条做匀加速运动，则速度变化量减小,

所以测量值与真实值相比偏小0

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)100m；(2)4m；⑶24m

【解题分析】

（1）客车从开始刹车到静止所需要的时间

，=*=10sVl5s

一a

故客车刹车后15s内经过的位移

12

x=v^t--at=100m

（2）运用逆向思维，可认为客车由静止开始在人=2s内做逆向的匀加速运动，故

玉=；皿2=4m

（3）设经时间（2,客车速度与货车速度相等，则

v-at2=v0

可得

ti=6s

则客车的位移为

了客=vt2=84m

货车的位移为

X货—48m

经分析客车速度与货车速度相等时距离最小

Xmin=%货+玉）一乂客=24111

14、(I)"［包;(2)5m

5

【解题分析】

⑴两滑块由静止释放后，对滑块A进行受力分析，由牛顿第二定律得

Eq-/nAmg=max

得

4=2m/s2

对B有Eq<%mg,故B静止，则

得

r=ls

设发生第一次碰撞前的瞬间滑块A的速度是%,则

%=卬=2m/s

碰后滑块A、3的速度分别是匕、乙，由弹性碰撞得:

由动量守恒定律

mvQ=mvx+，nv,

由能量守恒定律

121212

—mv0=—mv\+—mv2

解得匕=0,v2=2m/s

滑块3开始做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得

Eq-piBmg=ma2

可解得

2

a2=-2.5m/s

设滑块3运动时间九后停止运动，则

%=-——=0.8s

a2

Lj=万"；=0.64m

12

L2=v2to=0・8m

由于乙<4，8停止运动时二者仍未发生第二次碰撞，即

12

L)