2023-2024学年安徽省鼎尖联盟高三（第三次）模拟考试物理试卷(含详细答案解析)

2023-2024学年安徽省鼎尖联盟高三（第三次）模拟考试物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共32分。

1.天然放射性元素箫2T旗社）经过一系列衰变后变成第8P/铅），下列说法正确的是

A.衰变过程共有6次a衰变和5次0衰变B.有6个中子转变为质子

C.皴Pb的比结合能比欲Th的比结合能大D.在高温高压下可缩短豺27八的半衰期

2.下列关于机械波的说法正确的是

A.主动降噪技术利用的是声波的偏振现象

B.“未见其人先闻其声”是声波的衍射现象

C.纵波只能在液体或气体中传播，而横波在固体、液体、气体中都能传播

D.“随波逐流”说明介质中的质点可以随着机械波的传播而运动到很远的地方

3.某同学利用激光笔测破碎玻璃砖的折射率，图中两部分完整的平面垂直。当细激光束入射角8=45。时,

光线恰好不从另一平整面射出。该玻璃砖的折射率"为

A.苧B.苧C.AA3D.72

4.如图甲所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动产生交变电流，通过匝数比为

%:电=1：1。的理想变压器对电路进行供电。其中&为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），％为定值电

阻，电表均为理想交流电表。变压器原线圈中通过的电流随时间变化图像如图乙所示。若矩形线框电阻不

可忽略，下列说法正确的是

A.t=0.005s时，电压表示数为零B.线框转速为100r/s

C.仅温度升高，电压表示数减小D.t=0.01s时,电流表示数为0.54

5.如图所示，半径为R的牛圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为8的匀强磁场，圆心。点

有一粒子源，先后从。点以相同速率为=管向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b（质量为m

电量为q）,其速度方向均垂直于磁场方向，与。尸的夹角分别为90。、60。，不计粒子的重力及粒子间相互

作用力，则两个粒子。、6在磁场中运动时间之比t/年为

6.2024年3月25日。时46分，我国成功利用长征运载火箭将“鹊桥二号”中继星送入环月轨道飞行，该

中继星进入周期为T的环月大椭圆使命轨道，按计划开展与“嫦娥四号”和“嫦娥六号”的通信测试。如

图是中继星环绕月球的示意图，其中尸点为近月点，与月球表面距离为Q点为远月点，与月球表面距

离为万，M、N为椭圆的短轴点，月球半径为R,万有引力常量为G,则下列说法正确的是

N

A.该中继星在尸点时机械能最大

B.该中继星沿MPN运动时间等于沿NQM运动时间

C.月球表面重力加速度g=*；察即3

D.月球的质量M=段芍2"

7.餐桌在中国饮食文化中具有非常重要的意义，它是家庭团聚、社会交往和文化传承的重要平台。如图所

示为一圆形餐桌，由圆形水平桌面和圆形水平转盘叠合组成，圆心均位于转轴。0'上。转盘边缘放有一质

量为m的小碟子随着转盘角速度由零缓慢增加到某一值3。（未知）时，碟子从转盘边缘滑离，恰好滑到桌子

边缘停下来。已知转盘半径为R,碟子与转盘间的动摩擦因数为小碟子与桌面的动摩擦因数为2〃，重力

加速度为g,忽略碟子大小的影响以及转盘与桌面的落差和缝隙影响，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下

列说法正确的是

A.3（）的值为J〃gR

B.转盘对碟子做功为卬ngR

C.桌面半径是转盘半径的擀倍

D.碟子在桌面上运动过程中受桌面摩擦力的冲量大小为小/颉

8.“复兴号”动车是我国自主研发，具有完全知识产权的新一代高速列车。某“复兴号”动车组由8节车

厢编组而成，其中第1、3、5、7节为动力车厢，其余为无动力车厢。已知每节动力车厢有2400的大

型电动机提供动力，每节车厢除了行驶中受恒定的摩擦阻力%=1500N外，还会受到风阻作用，第1节列

车所受风阻/!=3"，其余每节车厢所受的风阻上=ku,表达式中v表示动车行驶速度，左为比例系数，

为84N-s/m。下列说法正确的是

A.该型号动车组最大行驶速率为120a/s

B.若关闭两个电动机，动车组最大速度为原来一半

C.以最大速率匀速行驶时，第1节车厢所受总阻力为25200N

D.以最大速率匀速行驶时，第3节车厢对第2节车厢作用力为12600N

二、多选题：本大题共2小题，共8分。

9.静电场的电场强度方向与无轴平行，x轴上各点电势9随坐标x分布情况如图所示。现从刀=-3久o处由静

止释放一电子（重力不计），电子在（-3&,3汽）间运动时的速度丫、电势能昂、动能琉及电场力的功率尸随

坐标x变化的图像正确的是

10.如图，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，为圆的水平直径，尸。为竖直直径。质量均为根的

两相同小球。，b穿在圆环上，分别与轻质弹簧自，的连接，弹簧的另一端均固定在圆环的。点上，弹簧

原长均为上现对a,b两球分别施加竖直向上的拉力6,尸2,两球静止时，。球恰好位于M点，b球位于

C点，0c与夹角为30。，此时&=尸2=2mg,重力加速度为g,下列说法正确的是

A.连接a球的弹簧自劲度系数为等

B.连接b球的弹簧的劲度系数为哥添

C.6球受到圆环的作用力大于。球受到圆环的作用力

D.保持b球静止，改变尸2方向，其最小值为，

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

11.学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固

定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，

液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温

度、体积数值，并作体积-温度图像。

(1)下列说法正确的是(填选项字母)O

A温度计位置应尽量远离空气柱

A柱塞上应涂上润滑油

C.每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积

(2)某同学作出体积-热力学温标(U-7)图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是。

(3)保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标(V-7)图像得到两条直

线如图丙所示。若两条直线斜率分别为七、k2,两次重物及柱塞的总质量分别为小八爪2,柱塞横截面积

为S,重力加速度为g,则大气压强可表示为(使用题中所给字母表示)。

12.某小组同学设计了如图甲所示电路同时测量电压表内阻即与定值电阻灯的阻值。现有的实验器材如

下：

A.待测电压表(量程0〜3乙即未知)B.待测电阻灯(%约为1000。)

C.滑动变阻器RPI：0〜50D.滑动变阻器Rpi：0~50012

E.电阻箱氏：0—999.990；F.电阻箱R2：0—9999.90；

G电源(电动势为3V,内阻不计)；H.开关，导线若干。

(1)根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器应该选用,电阻箱应该选用o(填器

材前字母序号)

(2)该小组选定实验器材后进行了如下操作:

①先将电阻箱R调至零，先后闭合开关S2,S「调节Rp至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为

V;

②断开开关S2；

③调节电阻箱R,记录此时电压表示数U与电阻箱示数R；

④多次改变电阻箱R阻值，重复步骤③；

⑤根据图像法科学分析、计算结果。

(3)该小组同学根据所测数据作出称-R图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻

Rv=k。,待测电阻式才=k。。

四、计算题：本大题共3小题，共30分。

13.电磁炮是利用安培力驱动炮弹的一种技术应用装置，其原理图如图所示，储能器开关先接a获得能量

后再接6,可对加速装置供电。通电时，电流在平行导轨间产生垂直于导轨平面的磁场，炮弹在安培力作

用下加速。已知安培力与通电电流关系满足尸=kJ,k=2x10~7N/A\某次电磁炮射击实验中，储能

器向发射装置释放1064的电流，提供炮弹加速的导轨长L=2.5m,炮弹质量为爪=1kg,忽略摩擦力和空

气阻力，在炮弹加速过程中电流始终保持恒定。求：

(1)炮弹出炮口时的速度大小;

(2)若储能器所储能量与储存电荷量满足E=k1Q2,自=2.5x10-2//C2,此次发射恰好消耗一半电荷量，

求炮弹获得的动能与储能器释放能量百分比(计算结果保留三位有效数字)。

14.如图所示，一宽为2L、垂直于平面向里、磁感应强度大小为8的匀强磁场，虚线MN、为匀强磁场

足够长的水平边界。一边长为乙、质量为机、电阻为R的正方形线框从上方”处以水平初速度％平

抛，线框恰好从匀速穿出磁场，忽略空气阻力，线框平面始终在朋NQP面内且线框上下边始终平行于

MN(PQ),重力加速度为g,求：

*

2L

Mi......N

八

XXXXXXX

2LXXXXXXX

XXXxXXX

'伙XXxXXX

P…-一…Q

(1)线框穿出磁场过程中，回路中的电流大小;

(2)线框穿过磁场过程中所用时间。

15.如图所示，竖直平面内半径为R=4.96的光滑圆弧轨道的圆心为。，圆心角乙4。8=60。，最低点

8与长L=4根的水平传送带平滑连接，传送带以u=4a/s的速率顺时针匀速转动。传送带的右端与光滑水

平地面平滑连接，水平地面上等间距静置着2024个质量为皿,=3kg的小球。一质量zn=1kg的物块M从

A点由静止释放，物块M与传送带间的动摩擦因数〃=0.5,重力加速度g=10m/s2,物块M与小球、小

球与小球之间均发生弹性正碰，求：

(1)物块M到B点时对轨道的压力大小；

(2)物块M与小球①第一次碰后瞬间两者的速度大小；

(3)从物块M开始运动，到最终所有物体都达到稳定状态时物块与皮带间因摩擦产生的热量。

答案和解析

1.【答案】c

【解析】【分析】

正确解答本题的关键是：理解a、S衰变的实质，正确根据衰变过程中质量数和电荷数守恒进行解题.衰变

产物更加稳定，比结合能大，半衰期与物理状态无关，由原子核本身决定。

【解答】

4根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比铉核少90-82=8个质子，少16个中子；发生a衰变是放出

^He,发生衰变是放出电子，e,设发生了x次a衰变和y次£衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-

y+82=90,4x+208=232,解得x=6,y=4,故衰变过程中共有6次a衰变和4次/?衰变，，故A错

误；

B、一次£衰变有一个中子转变为一个质子，共4个，故2错误；

C、衰变产物第8Pb更加稳定，比结合能大，故C正确；

。、半衰期与物理状态无关，故。错误。

2.【答案】B

【解析】【分析】

明确机械波的性质和传播特点，知道纵波和横波的传播；同时明确干涉和衍射的现象。这些都是基础知

识，牢记即可解题。

【解答】

4主动降噪技术利用的是声波的干涉现象，A错误；

3、声波能绕过障碍物继续传播，是声波的衍射现象，B正确；

C、纵波在固体、液体、气体中都能传播，横波只能在固体中传播，C错误；

。、传播机械波的介质中的质点不会随波逐流，只能在其平衡位置附近往复运动，。错误。

3.【答案】A

【解析】【分析】

光线恰好从另一面完全消失，即发生了全反射现象。根据折射定律、临界角和折射率关系式结合几何知识

联立得解。

【解答】

光线恰好从另一面完全消失，即发生了全反射现象。

此时，记临界角为C,折射角为a,则

"=署'n=矗cos2C+sin2C=l,解得：sin0=Vn2-1,n*，故A正确。

4.【答案】C

【解析】【分析】

电表测量交变电流的有效值，由图读出周期计算转速，根据电阻变化分析电压表变化，根据原副线圈电流

与匝数成反比得出副线圈电流的峰值，根据峰值与有效值之间的关系得出电流表的示数。

【解答】

电表测量交变电流的有效值，而非瞬时值，电压表示数不为零，故A错误；

根据图像乙，线框转动周期T=0.02s,转速几=50r/s;故B错误；

温度升高，热敏电阻减小，电流增大，由于线框有电阻，电源输出电压减小，故电压表示数变小，故C正

确；

原线框电流峰值为5A,n：n=1:10,口=也，可知副线框电流峰值为0.54但电流表测量有效值，为

12l2nl

苧A,故。错误。

q

5.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查带电粒子在有界磁场中的运动。解决问题的关键是结合题意画出运动轨迹图，再结合圆周运动的

知识分析判断。

【解答】

两个粒子在磁场中做圆周运动的半径均为R,恰好与磁场区域半径相等，对。粒子，

在磁场中恰好以P点为圆心做圆周运动，从AP边上M点出磁场，立="兀对b粒子,

在磁场中做圆周运动恰好从AP边上。点出，由几何关系得生="八故立：耳=1：1，故A正确，BCD错

误。

6.【答案】D

【解析】【分析】

中继星受万有引力，故其机械能守恒；根据开普勒第二定律分析运动时间；由开普勒第三定律与天体圆周

运动的规律可得出月球的质量和月球表面重力加速度。

【解答】

由于中继星在该轨道上无动力飞行，仅受万有引力，故其机械能守恒，A错误；

根据开普勒第二定律可知中继星在近月点尸附近速率较大，与NQW路程相同，故MPN阶段时间较

少，8错误；

r1+r2+2/?3

由开普勒第三定律与天体圆周运动的规律可得=*k=瑞，胃=g,

解得：〃=*8+咛2《*8+g2R)3,。错误，。正确。

7.【答案】D

【解析】【分析】

碟子在圆盘上做圆周运动，静摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大时，碟子恰好滑动时，转盘对碟子做

功等于动能的增加量；碟子沿切线飞出，之后在桌面上做匀减速直线运动，根据运动学公式求出半径的关

系，根据动量定理计算碟子在桌面运动过程中受摩擦力冲量大小.

【解答】

A碟子恰好滑动时，nmg=mRa)l,得30=J耳，A错误；

及转盘对碟子做功勿=|mv2=giimgR,B错误；

C.如图，

碟子沿切线飞出，之后在桌面上做匀减速直线运动2X211gX个(kR)2—R2=

得：k=C错误；

D根据动量定理，碟子在桌面运动过程中受摩擦力冲量大小/=mAv—mJ林gR,。正确。

8.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查动力学问题。解决问题的关键是灵活选择研究对象，利用平衡条件、功率的表达式分析判断。

【解答】

A根据题意动车组总功率P总=4x2400k勿=9600/cW,匀速行驶时受阻力之和f=8介+7%+月，P=

f•vm,解得17m=100m/s,故A错误；

P„

3.由寸=(7/cu+3kl;+8/Q)V,得v=68.8m/s,故B错误；

C.第1节车厢受总阻力疔=左+%=26700N,故C错误；

D对前两节车厢为整体分析：电动机牵引力9=二=等黑N=24000N,车厢所受阻力为产第=2/o+

VfYi_LUU阳'

3kvm+kvm=36600N,所以第三节车厢还需提供推力：F32=FB-F=12600yV,故。正确。

9.【答案】BC

【解析】【分析】

本题考查电场中的图像问题。解决问题的关键是理解0-久图像的物理意义，结合图像提供的信息分析电

子的运动情况，利用电势能、动能定理和功率的表达式分析判断。

【解答】

A电子在（-3与,-&）间做匀加速直线运动，在（-%o，Xo）间做匀减速直线运动，在Qo,3K0）间做匀加速直线

运动，全程加速度大小均相等。但电子速度随位移并非线性变化，故A错误；

8.根据Ep=q•0=（―e）0,故B正确；

C.由动能定理，Ek=qE-x,故C正确；

D电子在越过-%o前后电场力方向突变，其功率大小不变，由P=F"-cos8可知其功率正负值突变，故。

错误。

10.【答案】BD

【解析】【分析】

本题考查平衡条件的应用以及胡克定律，分别对两球受力分析，根据平衡条件列式结合胡克定律求出弹簧

劲度系数，以及圆环对两球的作用力，根据平衡条件求出拉力的方向和最小值。

【解答】

A.a球：由力学平衡，—mg—fc1x1cos45°=0,

解得心的=，由胡克定律：A错误；

mg

BC.a球受到圆环作用力N]=/c1x1sin45°=mg,

。球：由力学平衡,F2+W2sin30°—mg—fc2x2cos30°=0,N2cos30。—B^sinBO。=0;

解得的刀2={^mg,N2=mg,

由胡克定律，6=点低

$=电,B正确，C错误;

D由力学平衡特点可知，当尸2沿圆环切线时，尸2的值最小,

Fzmin-mgcos30°—fc2x2cos60°=0,

解得：Fzmin=。正确。

11.【答案】(1)B；

(2)未考虑橡胶套内注射器细管的气体体积；

「2)。01用一如2々2)

I)S(k?-M)

【解析】【分析】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的

质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。对柱塞及重物受力分析，根据平衡条件

可得大气压强。

【解答】(1)4温度计尽量靠近注射器空气柱位置，以免温度计和空气柱存在温差，A项错误;

3.柱塞上涂上润滑油减小摩擦增强密封性，B项正确;

C.应该等充分热交换后温度计示数才能表示空气柱温度，C项错误。

(2)设橡胶塞内气体体积为△忆则有：比产=c,即U=

所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内内注射器细管的气体体积。

rr一

(3)由(2)知Ze1=一,七=—,对柱塞及重物受力分析：prS=mrg+p0S,p2S=m2g+p0S9

PiP2

解得：po=幽WB送2

S*2—ki)

12.【答案】(1)C；F；

(2)2.40；

(3)30(或3)；1.0(或1)

【解析】【分析】

本题考查测量电压表内阻心与定值电阻咒的阻值的实验。解决问题的关键是清楚实验原理，会选择实验器

材，会处理实验数据。知道电压表的读数规则。

【解答】

(1)电路采用分压接法，滑动变阻器应该选用0〜50;由于电阻箱接入电路阻值须对电压表示数改变明显，

故选用F。

(2)量程为3V的电压表最小分度值为0.1V,故读数为2.40U。

(3)根据欧姆定律，电压表示数。与电阻箱阻值R关系，得2.40=U+*(R+RQ,整理得：=&/?+

KyU

J.__1_

备+吉，代入数据■-=需需，恚-+看=*，解得即=30000=3.0m，Rx=iooon=l.OMo

Z.4-nyZ.4-nyZUUUl.o

13.【答案】解：(1)由F=股2,可得F=2X105N

由运动学公式及牛顿第二定律得：

F=ma

v2=2aL

得u=1000m/s

(2)由(1)知炮弹动能

.12

Ek=2爪/

解得比=5x1057

该过程储能器释放电荷量Q=It

v

t=-

a

解得Q=5000C

故储能器最初所储能量％=/q(2Q)2

发射炮弹后储能器所剩储能E2=k@

100%«26.7%

【解析】本题考查电磁炮。解决问题的关键是清楚电磁炮是利用安培力驱动炮弹，利用牛顿第二定律、运

动学公式、动能的表达式、电流的定义式及题给的能量电荷量的关系式分析计算。

14.【答案】解：(1)线框恰好匀速穿出，则由平衡状态知

mg=ILB

得/=鬻

DL

(2)线框恰好进入磁场MN时，竖直速度记为名，由自由落体运动

V?

2八为

解得。1=

线框匀速穿出磁场，竖直速度记为方，

mg=ILB,I=

(R

解得“黑

线框从进入磁场到穿过磁场用时为t,

B2L2vAt122

mgt—£2yBLVi4t

—2^----区----=mv—mv

R21

2B2L3mgR.——

mgt----可—=mx—5f—mx2JqL

B2L2