2024届名校联盟（T8联盟）高三下学期模拟信息（五）理科综合试题-高中物理（含答案解析）

2024年普通高等学校招生全国统一考试名校联盟·模拟信息卷（T8联盟）理科综合试题（五）（测试时间：150分钟卷面总分：300分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在答题卡上。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。可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16Na-23K-39Mn-55一、选择题：本大题共21小题，每小题6分，共126分。在每小题给出的四个选项中，第1~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列有关电磁波、机械波的应用及说法，正确的是（）A.隐形飞机表面涂上了特殊材料，是为了增强波的反射，从而达到隐形的目的B.光纤通信、全息照相以及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.两个完全相同的振源产生的波相遇时，振幅最大的质点是发生了共振D.医院检查病人的血流速度时应用了多普勒效应【答案】D【解析】【详解】A．隐形飞机表面涂上了特殊材料，是为了减弱波的反射，从而达到隐形的目的，故A错误；B．光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相在记录物光的相位和强度分布时，利用了光的干涉原理，故B错误；C．两个完全相同的振源产生的波相遇时，振幅最大的质点是位移矢量同向叠加达最大的结果，而不是发生了共振，故C错误；D．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率编号就能知道血流的速度，这是利用了多普勒效应，故D正确。故选D。2.如图所示，加速度计竖直固定在电梯内，电容器的上极板M固定在电梯上，下极板N与两个固定在电梯上的轻弹簧连接，下列说法正确的是（）A.若电梯加速上行，电容器电容变大B.若有电流向左流经电流表，电梯加速度方向向上C.若电梯加速下行时，电容器电容变小D.若有电流向右流经电流表，电梯一定向下运动【答案】B【解析】【详解】A．若电梯加速上行，弹簧的压缩量增大，上极板M和下极板N之间的距离增大，由平行板电容器决定式电容器电容变小，故A错误；C．若电梯加速下行时，弹簧的压缩量减小，上极板M和下极板N之间的距离减小，由平行板电容器决定式电容器电容变大，故C错误；B．上极板M与电源正极相连带正电，下极板N与电源负极相连带负电，两极板电压保持不变，若有电流向左流经电流表，电容器放电，由电容减小，两极板间距离增大，下极板所受弹簧弹力大于重力，下极板加速度向上，故电梯加速度方向向上，故B正确；D．若有电流向右流经电流表，电容器充电电，由电容增大，两极板间的距离减小，下极板所受弹簧弹力小于重力，下极板加速度向下，故电梯加速度方向向下，电梯可能向下加速运动或向上减速运动，故D错误。故选B。3.某国产品牌电动汽车的质量为m，在倾角的足够长斜坡上从底端由静止开始以加速度匀加速上坡，行驶过程中汽车受到的空气和摩擦阻力之和恒为，已知汽车电动机的额定输出功率为P，重力加速度为g，则汽车从启动至电动机功率达到P的过程中，所用时间为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】汽车的牵引力达到额定功率时的速度所用的时间为解得故选C。4.如图，在光滑水平面上静止放置一质量为5m、半径为R的光滑半圆弧槽，质量为m的小球从槽口由静止释放，在以后的运动过程中，圆弧槽的最大位移为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设小球小球运动到最右端的过程中所用时间为，圆弧槽向左移动的距离为，则小球向右移动的距离为，根据水平方向动量守恒得解得故选B。5.如图，有人设想在地球上挖一条通过地心O的隧道AB，假设地球质量分布均匀，半径为R，地表重力加速度为g，将物体从A端无初速度释放，不计空气阻力。已知均质球壳对壳内任意一点的物体的引力为零，则下列说法正确的是（）A.物体将一直加速到B端B.物体经过AO中点时加速度大小为C.物体将在A、B间做简谐运动D.地球的近地卫星从A圆周运动到B所用时间为【答案】C【解析】【详解】C．物体在地表时重力近似等于万有引力，有以地心为位移起点，设某时刻物体的位移为x，则半径为的球的质量为由于均匀球壳对壳内物体的引力为零，则此时物体所受引力满足由于万有引力指向地心，以上各式联立，解得是常数，即该物体的运动为简写运动，故C正确；A．由C选项可知，物体在AB间做简谐运动，所以物体先加速后减速，故A错误；B．物体在AB间做简谐运动，则物体所受万有引力则在AO中点时，，代入上式，解得根据牛顿第二定律，加速度大小为故B错误；D．地球的近地卫星，根据万有引力提供向心力解得地球的近地卫星从A圆周运动到B为圆周运动的一半，所以所用时间为故D错误。故选C6.某密闭容器中一定质量的理想气体，从状态A开始经状态B到达状态C，其图像如图所示，A、B、C三个状态对应气体的内能分别是，从A到B和从B到C过程气体做功大小和热传递的大小分别为，则下列说法正确的是（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】【详解】AB．根据一定质量理想气体状态方程可知由于是在密闭容器中的一定质量的理想气体，则有故A错误，B正确；C．气体从状态A开始经状态B温度升高，内能增大，根据热力学第一定律气体体积膨胀，对外做功，可知故C错误；D．由于图像与坐标轴围成的面积代表气体做功大小，则可知，气体从状态A到状态B和从状态B到达状态C，内能的变化相同，根据热力学第一定律可知故D正确；故选BD。7.如图所示，一简谐横波沿x轴负向传播，波速时刻在x轴正向区域第一次出现如图所示波形，此时P质点坐标为，Q质点坐标为，已知波源的起振方向由平衡位置向下，则下列说法正确的是（）A.该波的周期为12sB.时刻波刚好传播到处C.时刻P质点的速度与时刻速度相同D.时，Q质点第一次出现在波峰【答案】CD【解析】【详解】A．由图可知波长为m=30m该波的波速为5m/s，则周期为s故A错误；B．x轴正向区域第一次出现的波形如题图，波源的起振方向由平衡位置向下，根据平移法可知时刻波刚好传播到x=-25m处，故B错误；C．设波动方程为将P点坐标代入解得将y=0代入解得x1=5m时刻波向左传播的距离为m根据对称性可知时刻P质点的速度与时刻速度相同，故C正确；D．根据波动方程可知y轴左侧第一个波峰的坐标为x2=-2.5m该点的振动形式传到Q点用时=5.5s则时，Q质点第一次出现在波峰，故D正确；故选CD。8.我国新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒ab，导轨间距为L，飞机和金属棒总质量为m，金属棒电阻为r，飞机着舰后与金属棒以共同速度进入磁场，轨道两端并接有阻值为R的电阻和电容为C的超级电容器，如图所示，开始时闭合，断开，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当金属棒的加速度为零时，自动断开且闭合，金属棒最终与飞机一起停下，不计一切摩擦，则（）A.最终电容器所带电量为B.通过电阻R的电量为C.金属棒运动的总距离为D.电阻R上产生热量为【答案】ABD【解析】【详解】A．当金属棒的加速度为零时，设此时的速度为，则有对金属棒根据动量定理有其中根据电容的定义式有联立解得，故A正确；B．自动断开且闭合，金属棒最终与飞机一起停下，此时根据动量定理有其中解得故B正确；C．根据电流的定义式有金属杆运动的距离为故C错误；D．自动断开且闭合，根据功关系可知电阻R上产生的热量为解得故D正确；故选ABD。二、非选择题：本大题共14小题，共174分。9.某同学为了验证对心碰撞过程中遵循动量守恒，设计了如下实验：如图所示，在一墙角将刚好接触、质量分别为、的A、B两球由静止释放，竖直墙壁上有标尺刻度，用摄像机拍摄实验的全过程。已知A球与地面碰后等速率反弹，然后与B球碰撞，A球与地面，A球与B球间作用时间极短，，碰撞前后两球速度都沿竖直方向，慢放录像，测出释放时A球下端距地面高度为，碰后，A球上升的最大高度为，B球上升的最大高度为，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）该实验______（选填“需要”或“不需要”）测出两球质量、的大小；（2）A、B球碰前瞬间，B球速度大小为______，A、B球碰后瞬间，B球速度大小为______；（3）若关系式______在误差允许的范围内成立，则A、B球碰撞过程中动量守恒。【答案】（1）需要（2）①.②.（3）【解析】【小问1详解】根据题意，由公式可得，两球落地时的速度均为碰后AB的速度分别为要验证的关系式为则该实验需要测出两球质量、的大小；【小问2详解】[1][2]A、B球碰前瞬间，B球速度大小为，A、B球碰后瞬间，B球速度大小为；【小问3详解】由以上分析可知若关系式即在误差允许的范围内成立，则A、B球碰撞过程中动量守恒。10.电容储能已经在各个方面得到广泛应用，利用超级电容储能将成为未来主要的储能方式。某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程。器材如下：电容器C（额定电压为12V，电容标识不清）；电源E（电动势为15V，内阻不计）；电阻箱（阻值为0~99999.9Ω）；滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流为2.5A）；电压表V（量程为0~12V，内阻很大）；开关、，电流传感器，计算机，导线若干。（1）按照图甲连接电路，闭合开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向______端滑动（填“a”或“b”）（2）调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为10V时，闭合开关，得到电容器充电过程图像，如图乙所示，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为______C，本电路中所使用电容器的电容约为______F（结果均保留两位有效数字）；（3）保持滑动变阻器滑片位置不变，断开，闭合，使电容器放电，然后再增大的阻值，闭合、，则电容器的充电时间______（选填“增大”“减小”或“不变”），计算机上显示的新的图像与坐标轴围成的面积______（选填“大于”“小于”或“等于”）乙图中图像与坐标轴围成的面积。【答案】（1）b（2）①.②.（3）①.增大②.等于【解析】【小问1详解】[1]闭合开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向b端滑动。【小问2详解】[1][2]I-t图像与时间轴所围的面积，等于电容器存储的电荷量，36个小格，故电容器存储的电荷量为本电路中所使用电容器的电容【小问3详解】[1][2]保持滑动变阻器滑片位置不变，断开，闭合，使电容器放电，然后再增大的阻值，闭合、，则电容器两极板间电压不变，充电电流减小，则电容器的充电时间增大，由于电容器电量不变，则计算机上显示的新的图像与坐标轴围成的面积等于乙图中图像与坐标轴围成的面积。11.如图所示，一半径为R的半圆形玻璃砖竖直放置，离玻璃砖右端距离为R处竖直放置一光屏，一束激光从半圆玻璃砖的圆心O处垂直于直径入射，另一束激光从O点正上方处的A点垂直于直径入射。已知两束激光在玻璃砖中的传播速度为，c为真空中的光速，屏上出现两个光点，要使屏上出现一个光点，则应将光屏向哪个方向移动多大的距离？【答案】向右移动0.73R【解析】【详解】两束激光在玻璃砖中的传播速度为，根据可知从O点正上方处的A点垂直于直径入射的光在弧面的入射角为根据折射定律有解得折射角r=45°光路如图根据正弦定理可知解得要使屏上出现一个光点，则应将光屏向右移动12.如图，质量均为m的A、B两球间用绝缘轻杆固连，轻杆与竖直方向成角，A球带电量为，B球不带电。A球穿过绝缘水平杆，在的水平恒力作用下由静止向右运动了到达P点（未画出），A球与水平杆间的动摩擦因数，运动中A球电量保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）求A球运动到P点时速度为多大？（2）求杆对B球弹力的大小和方向？（3）若A球运动到P点时撤去力F，同时加上磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场，A球滑行了时间t后停止运动，求撤去力F后A球滑动的距离。【答案】（1）；（2）,方向与竖直方向成角；（3）【解析】【详解】（1）对AB整体受力分析，如图所示根据牛顿第二定律可得A、B两球一起运动，加速度相同，解得A球的加速度为根据速度位移公式可得解得A球运动到P点时速度为（2）对B球受力分析，如图所示根据平衡条件和牛顿第二定律可得，解得杆对B球弹力的大小和弹力与竖直方向的夹角为，弹力方向与竖直方向成角（3）撤去力F后，根据左手定则可知A球受到的洛伦兹力方向垂直杆向下，洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功。水平方向上根据动量定理可得根据动能定理可得解得A球滑动的距离为13.在如图所示的直角坐标系中，沿y轴负方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，同时还可以加任意方向的、大小可变的匀强电场。一质量为m、带电荷量为的粒子从坐标原点O以初速度v