四川省内江市威远中学2023-2024学年高三下学期第一次模拟考试物理试题

威远中学2024届高三下期第一次模拟考试理科综合能力测试（物理部分）注意事项：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。2.答题前，考生务必将姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效，结束后，只交答题卡。第Ⅰ卷（选择题共126分）二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1418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.微型核电池的体积很小，只有一个硬币的厚度，电力极强，可用于充电。微型核电池是利用微型和纳米级系统研发出的一种超微型电源设备，通过放射性物质的衰变，释放出带电粒子，从而获得持续电流。镍发生衰变变为铜，用它制成的大容量核电池，续航可超百年。下列说法正确的是（）A.镍的衰变方程为B.镍的比结合能比铜的比结合能小C.升高镍的温度，可使其半衰期减小D.衰变放出的电子来自镍核外层电子【答案】B【解析】【详解】A．镍的衰变方程为故A错误；B．衰变过程释放能量，比结合能变大，故B正确；C．半衰期不受温度影响，故C错误；D．衰变放出的电子由质子转变为中子释放的，故D错误；故选B。2.如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后两个滚轮再次压紧，夯杆被提上来，如此周而复始（夯杆被滚轮提升过程中，经历匀加速和匀速运动过程）。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v0=4m/s，滚轮对夯杆的正压力F=2×104N，滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3，夯杆质量m=1×103kg，坑深h=6.4m，假定在打夯的过程中坑的深度变化不大，取g=10m/s2，下列说法正确（）A.夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，加速度的大小为2.5m/s2B.每个打夯周期中，电动机多消耗的电能为7.2×104JC.每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量为4.8×104JD.增加滚轮对夯杆的正压力，每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量将增加【答案】C【解析】【详解】A．夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，对夯杆进行分析，根据牛顿第二定律有解得故A错误；B．夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，若匀加速至v0，根据速度与位移的关系式有解得之后夯杆匀速运动至到达坑口，此过程夯杆所受左右两轮静摩擦力的合力大小等于夯杆的重力，匀加速过程经历时间与匀速过程经历时间分别为，根据功能关系，由于滚轮边缘的线速度大小恒定，则每个打夯周期中，电动机多消耗的电能等于滚轮克服摩擦阻力所做的功解得故B错误；C．每个打夯周期中滚轮与夯杆间的相对位移大小为则因摩擦产生的热量为故C正确；D．若增加滚轮对夯杆的正压力，结合上述可知，在匀加速过程中有夯杆匀加速至v0的相对位移其中产生的热量解得可知，当增加滚轮对夯杆的正压力，每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量将减小，故D错误。故选C。3.我国将于2025年前后在文昌发射嫦娥六号，嫦娥六号将开展月球背面着陆区的现场调查和分析。采样返回后，在地面对样品进行研究。在发射过程中必须让嫦娥六号探测器在环月阶段圆轨道（II）的P点向环月阶段椭圆轨道（I）上运动以到达月球表面的Q点。已知在圆轨道和椭圆轨道上的探测器只受到月球的万有引力作用，下列说法正确的是（）A.若已知引力常量、探测器的运动周期和环月圆轨道的半径，可求月球的质量B.探测器由环月圆轨道进入环月椭圆轨道应让发动机在P点加速C.探测器在环月阶段椭圆轨道上P点的加速度小于Q点的加速度D.探测器在环月阶段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度【答案】C【解析】【详解】A．根据解得可知，若已知引力常量、探测器在环月阶段圆轨道II上的运动周期和环月圆轨道的半径，可求月球的质量，选择项中的周期指探测器的运动周期，并不是指探测器在环月阶段圆轨道II上的运动周期，则不能够求出月球的质量，故A错误；B．探测器由环月圆轨道进入环月椭圆轨道过程是由高轨道进入低轨道，应让发动机在P点减速，故B错误；C．根据牛顿第二定律有解得由于探测器在环月阶段椭圆轨道上P点距离月心的间距大于探测器在Q点距离月心的间距，则探测器在环月阶段椭圆轨道上P点的加速度小于Q点的加速度，故C正确；D．探测器在环月阶段椭圆轨道上由P运动到Q过程，万有引力做正功，可知，探测器在环月阶段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度，故D错误。故选C。4.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示．则上述两种情况相比较（）A.子弹末速度大小相等 B.系统产生的热量不同C.子弹对滑块做的功不相同 D.子弹和滑块间的水平作用力一样大【答案】A【解析】【详解】A．设滑块的质量为，根据动量守恒定理可知解得故两种情况子弹的末速度大小相同，A正确；B．两种情况系统产生的热量都等于系统减少的动能，由题可知系统的初动能和末动能两种情况都相同，故系统减少的动能一样，增加的内能也相同，B错误；C．两种情况都只有子弹对滑块做功，根据动能定理可知，物块动能的增量等于子弹对滑块做的功，两种情况滑块获得的动能相同，说明子弹对滑块做的相同，C错误；D．系统产生的热量相同，故根据得由于两种情况子弹相对滑块的位移不同，故子弹和滑块之间的作用力不一样大，D错误。故选A。5.半导体薄膜压敏传感器所受压力越大其电阻越小，利用这一特性设计成苹果大小自动分拣装置如图所示，装置可选出单果质量大于一定标准的苹果。为固定转动轴，苹果通过托盘秤时作用在杠杆上从而使压敏传感器受到压力，为可变电阻。当放大电路的输入电压大于某一个值时，电磁铁工作将衔铁吸下并保持此状态一小段时间，苹果进入通道2，否则苹果将进入通道1。下列说法正确的是（）A.选出的质量大的苹果将进入通道1B.若将的电阻调大，将挑选出质量更大的苹果C.若电源内阻变大，将挑选出质量更大的苹果D.若电源电动势变大，将挑选出质量更大的苹果【答案】C【解析】【详解】A．质量大的苹果对压敏传感器的压力大，压敏传感器的阻值小，电路中的电流大，则电阻的电压大，即放大电路的输入电压大于某一个值，电磁铁工作将衔铁吸下，苹果将进入通道2，故A错误；B．将的电阻调大，则电阻的电压变大，则质量较小的苹果更容易使放大电路的输入电压大于某一个值，从而进入通道2，即将挑选出质量更小的苹果，故B错误；C．电源内阻变大，则电阻的电压变小，要达到某一临界值，则需要减小压敏传感器的阻值，增大电路中的电流，从而使电阻的电压达到临界值，则需要增大对压敏传感器的压力，即将挑选出质量更大的苹果，故C正确；D．电源电动势变大，则电阻的电压变大，则质量较小的苹果更容易使放大电路的输入电压大于某一个值，从而进入通道2，即将挑选出质量更小的苹果，故D错误。故选C。6.已知国产越野车和自动驾驶车都在同一公路上向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度从旁边加速驶过，如图所示的粗折线和细折线分别是越野车和自动驾驶车的图线，根据这些信息，可以判断（）A.5s末两车速度均为9m/s B.0时刻之后，两车只会相遇一次C.20s末两车相遇 D.加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍【答案】AD【解析】【详解】A．由v－t图象可以看出，5s末两车的速度相等，均为A正确；BC．0至10s，两图线与坐标轴围成图形的面积相等，由v－t图象的物理意义可知，10s末两车相遇，两车间距变大20s之后两车间距变小，25s后会再相遇一次，BC错误；D．由v－t图象可知，5s末两车的速度均为9m/s，由9m/s增加到18m/s，越野车所花的时间是自动驾驶车的3倍，根据可知，自动驾驶车的加速度是越野车的3倍，D正确。故选AD。7.两个固定的点电荷P、Q所形成电场的等势线如图中的虚线所示，一带电粒子以某一初速度从图中的d点进入电场，仅在静电力的作用下运动，运动轨迹如图中的实线所示。下列说法正确的是（）A.点电荷P、Q带有等量同种电荷，粒子带负电B.粒子从d点到a点的运动过程中，静电力先做正功后做负功C.粒子从d点到a点运动的过程中，电势能先增大后减小D.粒子经过a点和d点时的速度相同【答案】AC【解析】【详解】A．靠近点电荷P、Q处的等势面电势高，说明点电荷P、Q均带正电，则点电荷P、Q带同种电荷；根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，段合外力方向大致向下，段电场强度方向垂直等势面向上，可知粒子带负电，故A正确；BC．粒子从d点到a点运动的过程中，电势先减小后增大，粒子带负电，电场力先做负功后做正功，动能先减小后增大，电势能先增大后减小，故B错误，C正确；D．a点和d点的电势相等，即，则粒子从d点到a点电场力所做总功为零，故粒子在a点和d点的速度大小相等，但速度的方向不同，则两点的速度不相同，故D错误。故选AC。8.如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）A.流过金属棒最大电流为B.通过金属棒的电荷量为C.克服安培力所做的功为mghD.金属棒内产生焦耳热为mg（h－μd）【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．金属棒下滑到弯曲部分底端时，根据动能定理有mgh＝mv2金属棒在磁场中运动时产生的感应电动势E＝BLv金属棒受到的安培力F＝BIL当金属棒刚进入磁场中时，感应电流最大，分析可得Imax＝所以A错误；B．金属棒穿过磁场区域的过程中通过金属棒的电荷量q＝t＝＝所以B正确；CD．对整个过程由动能定理得mgh－WF安－μmgd＝0金属棒克服安培力做的功WF安＝mgh－μmgd金属棒内产生的焦耳热Q＝WF安＝mg（h－μd）所以C错误；D正确；故选BD。第Ⅱ卷三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题（共129分）9.某物理兴趣小组的同学要测定电源（由两节新干电池组成）的电动势和内阻，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图甲所示的原理图，其中定值电阻R0=1.8Ω。还有一毫安表，最大量程为40mA，内阻=4Ω。（1）因为所给毫安表的最大量程较小，需利用定值电阻将毫安表改装成最大量程为200mA的电流表，图甲中虚线框内为改装后的电流表，其中R1=___________Ω。（2）现将实验中所测得的实验数据（电压表的示数用U表示，毫安表的示数用I表示）描绘在如图乙所示的坐标纸上，并画出了UI图线，根据图乙可知电源的电动势为2.98V，则可求得内阻r=______Ω（结果保留2位小数）。（3）当电压表的示数为2.30V时，由图乙可知I=30mA，此时电源的输出功率为_______W（结果保留2位小数）。【答案】（1）1（2）2.66（2.60~2.72均可）（3）0.39【解析】【小问1详解】根据电流表改装原理解得【小问2详解】电路中的电流为根据闭合电路的欧姆定律可得整理得图像斜率的绝对值为解得内阻为【小问3详解】当电压表的示数为2.30V时，由图乙可知I=30mA，此时电路中的电流为电源的输出功率为10.某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置。在足够大的水平平台上的A点设置一个光电门。其右侧可看作光滑，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片B.用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量、；C.在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的请短弹簧，静止放置在平台上；D.细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；F.小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；G.改变弹簧压缩量，进行多次测量。（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为_______mm。（2）针对该时间装置和实验结果，同学们做了充分的讨论。讨论结果如下：①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证_______________________（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为__________（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；③改变弹簧压缩量，用刻度尺测量出小滑块每次停止位置到光电门的距离xa，该实验小组得到与的关系图像如图所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________（用上述实验数据字母表示）。【答案】①.2.550②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数即挡光片的宽度（2）①[2]应该验证而a球通过光电门可求而b球离开平台后做平抛运动，根据整理可得因此动量守恒定律的表达式为②[3]弹性势能大小为代入数据整理得③[4]根据动能定理可得而联立整理得由题可得可得动摩擦因数11.如图所示，在xOy平面第一象限内有以虚线OP为理想边界的匀强电场和匀强磁场区域，OP与x轴夹角为α=45°，OP与y轴之间的电场平行于y轴向上，OP与x轴之间的磁场垂直纸面向里。在y轴上有一点M，M到O点的距离为3d。现有一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子，从M点以速度v0垂直于y轴向右进入电场区域，粒子离开电场后从OP上的N点进入磁场区域，已知N点到x轴的距离为2d。粒子经过磁场后从x轴上C点离开，且速度方向与x轴垂直，不计带电粒子的重力，求：（1）电场强度大小E；（2）粒子从M点运动到C点所用的总时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意，粒子从M到N做类平抛运动，轨迹如图所示在沿y方向有qE=ma位移大小为沿x正方向做匀速运动，由几何关系得x1=2d=v0t解得vy=v0又vy=at联立求得电场强度大小为（2）由题意，粒子从N点垂直OP进入磁场，到从C点垂直x轴离开磁场，由几何关系知，粒子在磁场中做圆周运动的半径在N点粒子速度与OP垂直，大小为由牛顿第二定律得粒子在电场中运动的时间粒子在磁场中运动的时间粒子在电场和磁场中运动的总时间为12.如图，足够长光滑绝缘水平台面左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧，一个质量的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不栓接，小球带电荷量。某一瞬间释放弹簧弹出小球，小球从水平台面右端点飞出，恰好能以的速率没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高点，并沿轨道滑下。已知倾斜轨道与水平方向夹角为、倾斜轨道长为，带电小球与倾斜轨道间的动摩擦因数。倾斜轨道通过光滑水平轨道CD与半径的光滑过山车模型的竖直圆轨道相连，小球在点没有机械能损失，运动过程小球的电荷量保持不变。竖直圆轨道处在范围足够大的竖直向下的匀强电场中，圆轨道上的一点位于圆轨道最低点的右侧，距水平轨道高为（，，取）。求：（1）AB间的竖直距离及被释放前弹簧的弹性势能；（2）要使小球不脱离轨道（水平轨道足够长），电场强度所满足条件；（3）如果，小球进入轨道后，能够通过点的次数。【答案】（1）0.45m，0.4J；（2）或；（3）4次【解析】【详解】（1）小球从到做平抛运动，点处竖直分速度点处速度由自由落体运动公式可得弹簧的弹性势能（2）若小球恰能到达圆轨道最高点时速度满足小球从恰好运动到圆轨道最高点时，由动能定理得解得若小球从恰好运动到圆轨道圆心等高处时，由动能定理得解得可知电场强度所满足的条件或（3）小球从点到达圆轨道上最大高度处的过程中，由动能定理可得解得小球从第一次所能到达的圆轨道上最大高度处滑下后，冲上斜面到达斜面最大高度处的过程中小球从斜面最大高度处滑下，第二次到达圆轨道上最大高度处的过程中可得则有当时，可知故小球能够通过点4次。34.【物理──选修34】13.