甘肃省兰化一中2024年高考物理三模试卷含解析

甘肃省兰化一中2024年高考物理三模试卷注意事项：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、某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是A．粒子一定带负电B．粒子在x1处受到的电场力最大C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大D．粒子能够运动到x2处2、如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边的中点，O点是底面ABC的中心。现在顶点P固定一负点电荷，下列说法正确的是（）A．底面ABC为等势面B．A、B、C三点的电场强度相同C．若B、O、C三点的电势为φB、φO、φC，则有φB－φO=φC－φOD．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功3、地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年如图所示，为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为，当感知到地震时，质量为的铜珠（初速度为零）离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为A． B．C． D．4、1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度．根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A．5.5×103kg/m3 B．5.5×104kg/m3 C．7.5×103kg/m3 D．7.5×104kg/m35、质量为m的小球套在竖直的光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．让小球从A点开始释放，此时弹簧处于原长，当小球下降的最大竖直高度为h时到达B点，若全过程中弹簧始终处于弹性限度内，竖直杆与OB的夹角为30°，下列研究小球从A到B全过程的说法正确的是A．当弹簧与杆垂直时，小球速度最大B．小球的加速度为重力加速度的位置共有三个C．弹簧的弹性势能先增大后减小D．弹簧的弹性势能增加量大于mgh6、如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。下列关于E随x变化的图像正确的是A． B．C． 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、如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，则（）A．F为恒力B．F的最大功率为0.56WC．回路中的最大电功率等于0.56WD．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J8、以下说法正确的是_______A．质量、温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能不相同B．空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递C．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度.不能估算出气体分子的大小D．一定质量的理想气体，经等容升温，气体的压强増大，用分子动理论的观点分析，这是因为气体分子数密度增大E.一定量的理想气体在某过程中从外界吸热2.5×104J，并对外界做功1.0×104J，则气体的温度升高，密度减小9、研究表明，汽车在行驶过程中所受阻力的大小与运动速率的平方近似成正比。一辆汽车在平直公路上行驶，以某一功率行驶达到的最大速率为，此时所受阻力为。若增加汽车功率为原来的两倍，其他条件不变，该汽车行驶达到的最大速率为，相应的阻力为。对此下列表述正确的是（）A． B． C． D．10、如图甲所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路接有三个定值电阻R1=2Ω、R2=3Ω、R3=6Ω，虚线框内的电路可等效为一个电源，如图乙所示，其等效电动势E＇等于CD间未接入用电器时CD间的电压，若用导线直接将C、D两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流．下列说法正确的是A．等效电源的电动势E＇=5VB．等效电源的短路电流为1.2AC．等效电源的内阻r＇=7.5ΩD．等效电源的最大输出功率为0.3W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）某同学利用如图所示的装置欲探究小车的加速度与合外力的关系．具体实验步骤如下：①按照如图所示安装好实验装置，并测出两光电门之间的距离L②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，并记录小车先后通过光电门甲和乙的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④的步骤（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为Δt1和Δt2，则小车加速度的表达式为a=_________（2）关于本实验的说法，正确的是________A．平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶B．平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量（3）若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数μ，某次实验中，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ，沙和沙桶的总质量m，以及小车的质量M．则可推算出动摩擦因数的表达式μ=__________（表达式中含有m、M、θ）12．（12分）如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置图。水平桌面固定一长导轨，一端伸出桌面，另一端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，另一端被入射小球从自然长度位置A点压缩至B点，释放小球，小球沿导轨从右端水平抛出，落在水平地面上的记录纸上，重复10次，确定小球的落点位置；再把被碰小球放在导轨的右边缘处，重复上述实验10次，在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置(从左到右分别记为P、Q、R)，测得OP=x1，OQ=x2，OR=x3（1）关于实验的要点，下列说法正确的是___A.入射小球的质量可以小于被碰小球的质量B.入射小球的半径必须大于被碰小球的半径C.重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点D.导轨末端必须保持水平（2）若入射球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则该实验需要验证成立的表达式为__（用所给符号表示）；（3）除空气阻力影响外，请再说出一条可能的实验误差来源_______。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）在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；(2)球a在磁场中运动的时间；(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。14．（16分）如下图，一横截面积为S的绝热气缸固定在绝热水平面上，一绝热活塞封闭气缸内一定质量的理想气体，在气缸右侧有一暖气管，气缸与暖气管相接处密闭性良好，气缸左侧的活塞用一跨过定滑轮的轻绳与一质量为M的砝码相连。当活塞稳定后，测得活塞到气缸右侧壁之间的距离L，温度传感器测得此时气缸内气体的温度为T1。现让高温暖气从暖气管的上端流进、再从暖气管的下端流出，经过一段时间后发现活塞缓慢向左移动了一小段距离后便静止不动了。这个过程中气缸内的气体吸收热量Q后，温度传感器的读数为T2。设重力加速度为g，大气压强为P0，忽略所有摩擦，回答问题。(i)试分析密闭气体体积的变化，并求出此变化量ΔV；(ii)求此过程中气缸内气体内能的变化量ΔU。15．（12分）如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为P0=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为=20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．

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、A【解析】

由题中“一带电粒子在坐标原点O处由静止释放”可知本题考查带电粒子在非匀强电场中的运动，根据图像和电势变化可分析本题。【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正方向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x轴正方向运动，由此可知粒子带负电，故A正确；B．由图可知，图像斜率即为电场强度，在x1处斜率为零，因此电场强度最小，电场力也最小，故B错误；C．从开始运动到x1处，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为零，不能到达x2处，故D错误。2、C【解析】

A．O到P点距离比ABC三点到P点距离短，故电势比ABC三点电势低，又O点为底面ABC上的一点，故底面ABC不为等势面，故A错误；B．A、B、C三点到P点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故A、B、C三点的电场强度不相同，故B错误；C．BC两点到O点距离相等，两点电势相等，则φB-φO=φC-φO故C正确；D．BC两点到P点距离相等，两点电势相等，D点到P点距离小于BP、或CP两点距离，故D的电势低于B、C两点电势，故正试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，电势能先减小后增加，故静电力对该试探电荷先做正功后做负功，故D错误；故选C。3、A【解析】

铜珠做自由落体运动，落到蟾蜍口的速度为：以竖直向上为正方向，根据动量定理可知：Ft-mgt=0-（-mv）解得：A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A.4、A【解析】

由黄金代换可得地球质量，地球体积公式可得密度，故A正确BCD错误。5、B【解析】小球A运动过程如右图所示：当小球滑至C点时，弹簧与杆垂直，水平方向弹簧弹力与杆的弹力平衡，小球在竖直方向受重力，则小球的加速度为重力加速度，小球仍向下加速，此时速度不是最大，当合力为零时速度最大，而合力为零的位置应在弹簧与杆垂直位置的下方，故A错误．在图中A、D两位置，弹簧处于原长，小球只受重力，即小球加速度为重力加速度的位置有A、C、D三个，故B正确；弹簧的形变量先增大后减小再增大，其弹性势能先增大后减小再增大，故C错误；小球与弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒．根据系统机械能守恒定律可知，小球从A到B全过程中增加的弹性势能应等于减少的重力势能mgh，故D错误．所以B正确，ACD错误．6、A【解析】

设x轴的正方向代表电场强度的正方向根据等量同种负电荷电场线在沿x轴方向的分布，结合规定正方向判断如下：①在A点左侧电场线水平向右，场强为正，图像的横轴上方，离A点越近，场强越强；②在A到O之间的电场线向左，场强为负，图像在横轴下方，离A越近，场强越强；③在O到B之间电场线向右，场强为正，图像在横轴上方，离B越近，场强越强；④在B点右侧，电场线水平向左，场强为负，图像在横轴下方，离B越近，场强越强。综上所述，只有选项A符合题意。故选A。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、ACD【解析】

AB．对棒受力分析有变形得结合图乙可知联立解得且由可知，F的最大功率为故A正确，B错误；C．当棒的速度为1m/s时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为故C正确；D．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得即解得金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得解得由功能关系可知故D正确。故选ACD。8、BCE【解析】

A．温度都相同的氢气和氧气，分子平均动能一定相同，故A错误；B．空调既能制热又能制冷，说明在外界的影响下，热量可以从低温物体向高温物体传递，故B正确；C．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出摩尔体积，将气体分子占据的空间看成立方体形，立方体的边长等于气体分子间的平均距离，由摩尔体积除以阿伏加德罗常数可求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出分子间的平均距离。不能估算出气体分子大小，故C正确；D．一定质量的理想气体，经等容升温，气体的压强增大，因体积不变，则气体分子数密度不变，气体的平均动能变大，用分子动理论的观点分析，这是因为气体分子对器壁的碰撞力变大，故D错误；E．由热力学第一定律可知，一定量的理想气体在某过程中从外界吸热2.5×104J，并对外界做功1.0×104J，则气体的内能增加，温度升高，体积变大，密度减小，故E正确。故选BCE。9、BD【解析】

CD．汽车功率为P时，最大速率为，由二力平衡有由题意知解得①同理，汽车功率为2P时，最大速率为②解①②式得③所以D正确，C错误；AB．将③式代入与解得所以B正确，A错误。故选BD。10、CD【解析】

当CD间未接入用电器时，由闭合电路欧姆定律得回路中电流，CD间电压，A项错误；若CD间用导线连接，通过电源的电流，，根据并联电路电流分配关系可知流过CD间导线的电流即通过的电流，等效电源的短路电流为0.4A，B项错误；等效电源的内阻，C项错误；等效电源的输出功率，当时，等效电源的输出功率最大，，D项正确．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、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小车经过光电门时的速度分别为：，，由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，平衡摩擦力时应使小车在悬挂沙桶的情况下匀速运动，所以不需要取下细绳和沙桶，故A错误，B正确；CD.因为本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，也不需要小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量，故C错误，D错误。故选：B；（3）对小车，由平衡条件得：Mgsinθ−mg=μMgcosθ，得动摩擦因数：；12、CD轨道摩擦的影响：确认落点P、Q、R时的误差：，，的测量误差【解析】

（1）[1]A．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故A错误；B．为使两球发生正碰，入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同，故B错误；C．为了保证入射球每次到达桌面边缘的速度相同，则重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点，从而让入射球获得相同的弹性势能，故C正确；D．为了保证两球碰后都能做平抛运动从而能求出飞出时的速度，导轨末端必须保持水平，故D正确。故选CD。（2）[2]两球碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，有小球做平抛运动的时间t相等，两边同时乘以t，有结合碰撞前后的小球落点情况，换算水平距离后，有，，可得（3）[3]除空气