广西桂林市、来宾市2024届高三下学期第三次联合模拟考试物理试卷(含答案)

这是一份广西桂林市、来宾市2024届高三下学期第三次联合模拟考试物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示为一价氦离子的能级示意图。已知可见光光子能量在之间。处在能级的一价氮离子向能级跃迁时，辐射出的光子可能属于电磁波谱中的( )
A.紫外线B.可见光C.红外线D.无线电波
2．如图所示，是两个光滑的定滑轮，吊着三个小球的三条轻绳各有一端在O点打结，悬吊两个球的轻绳分别绕过定滑轮，三个球静止时，OQ段轻绳与竖直方向的夹角。已知两球的质量均为m，，则A球的质量为( )
A.m
3．如图甲所示的水袖舞是中国京剧的特技之一，演员通过对水袖的运用来刻画人物。某段表演中演员甩出水袖的波浪可简化为如图乙所示沿x轴方向传播的简谐横波，其中实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，波的周期大于，关于该列简谐波，下列说法正确的是( )
A.波可能沿x轴负方向传播
B.演员手的振动频率为1.2Hz
C.若演员手的振动加快，则形成的简谐波波长变短
D.若演员手的振动加快，则形成的简谐波传播速度会大于2.5m/s
4．如图所示为半球形透明介质，半球的半径为R，顶点A处有一光源，向半球底部各个方向发射光，在半球底面有光射出部分的面积恰好是底面积的一半，不考虑光在半球内弧形表面的反射，则介质对光的折射率为( )
A.B.2C.D.
5．如图所示的是简化后的跳台滑雪雪道示意图，段为助滑道和起跳区，段为倾角的着陆坡。运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达O时点以初速度起跳，方向与水平方向的夹角也为α，最后落在着陆坡面上的C点，O、C间距离为L。不计一切阻力，则运动员从O点运动到C点的过程中( )
A.最小速度为B.时间为
C.速度最小时，机械能最小D.从O点起跳后瞬间重力功率最大
6．“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势，内阻r未知，电动机线圈电阻，电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时，电动机两端电压，电热丝R消耗功率。则( )
A.火星车正常行驶时，通过电热丝电流为
B.太阳能电池的内阻为
C.若电动机的转子被卡住，电热丝消耗的功率为
D.火星车正常行驶时，电动机的效率为
7．两物体放在光滑的水平面上，现给两物体沿水平方向的初速度，如图所示为两物体正碰前后的位移随时间的变化规律。已知物体A的质量为。则( )
A.图线1为碰后物体B的图像
B.碰撞前物体A的速度大小为
C.物体B的质量为
D.碰撞过程A、B组成的系统损失的机械能为
二、多选题
8．在如图所示的等边三角形ABC的三个顶点处，分别固定电荷量为和的点电荷。已知三角形中心O到三个顶点的距离均为r，D点为BC边中点，E点为AO连线中点，则关于O、D、E三点电势关系正确的是( )
A.B.C.D.
9．我国将发射首个大型巡天空间望远镜（CSST），该望远镜在轨运行时可看成圆周运动，将和天宫空间站共轨独立飞行。已知轨道离地高度为地球半径的。望远镜和空间站在轨运行时，不考虑地球自转的影响，也不考虑望远镜与空间站间的相互作用，只考虑地球对他们的万有引力。下列说法正确的是( )
A.空间站的线速度与望远镜的线速度大小相等
B.若望远镜在前，空间站加速可追上望远镜与之相遇
C.望远镜的加速度为地球表面重力加速度的倍
D.望远镜的线速度为地球第一宇宙速度的倍
10．如图所示，质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框放在光滑绝缘水平面上。有界磁场I、II的边界P、Q和M、N相互平行，两磁场的宽度均为L，Q、M间的距离为，磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直于水平面向上，使金属线框以某一初速度向右滑去，当边刚要出磁场II时速度为零。线框运动过程中边始终与磁场边界平行，则( )
A.线框从开始运动到边刚出磁场I的过程中，通过线框导体横截面的电荷量为
B.边出磁场II时的速度大小为
C.边在磁场II中匀速运动阶段的速度大小为
D.线框进磁场前的速度大小为
三、实验题
11．某同学用如图甲所示装置探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。刻度尺竖直固定放置，零刻度与弹簧上端对齐。
（1）以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示，由图像可知：弹簧自由下垂时的长度_______cm，弹簧的劲度系数________N/m。
（2）若实际实验操作时刻度尺的零刻度略高于弹簧上端，则仍然采用（1）中的方法得出的劲度系数将________（填“偏小”“偏大”或“不受影响”）。
12．多用电表测量未知电阻阻值的电路如图甲所示，使用时由于第一次选择的欧姆挡不够合适，又改换另一个更合适的欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图乙中的虚线所示，下面列出这两次测量中的有关操作：
A.将两根表笔短接，并调零；
B.将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针位置；
C.记下电阻值；
D.将多用电表面板上旋钮旋到“”挡；
E.将多用电表面板上旋钮旋到“”挡；
F.将多用电表面板上旋钮旋到OFF位置；
G.调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度。
（1）根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出：_________（用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用）；
（2）合适欧姆挡测得该电阻的阻值是_________；
（3）若多用电表使用长久，其内部的电源电动势减少，内阻增大，但仍然能够欧姆调零。如继续用该表测电阻，则测量结果是_________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四、计算题
13．如图所示，密闭导热气缸的体积均为，浸在盛水容器中，达到热平衡后，A中压强为，温度为，B内为真空，将A中的气体视为理想气体，打开活栓C，A中部分气体进入B。连接的细管体积忽略不计。
（1）若再次达到平衡时，水温未发生变化，求此时气体的压强；
（2）在（1）所述状态的基础上，将水温升至，重新达到平衡时气体内能增加量（其中k为已知量），求气体的压强及所吸收的热量。
14．如图所示水平导轨和分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直圆形轨道与相切于Q。已知传送带长，且沿顺时针方向以恒定速率匀速转动，滑块C以速度滑上传送带时，恰好停在Q点。滑块C与传送带及之间的动摩擦因数均为，装置其余部分均可视为光滑，滑块大小不计，重力加速度g取。（结果可带根号）
（1）求C以速度2.0m/s刚滑上传送带时的加速度大小；
（2）求P、Q的距离；
（3）圆轨道半径，若要使C滑过Q点但不脱离圆轨道，求C滑上传送带时速度的范围。
15．如图甲所示，在真空坐标系中，第二象限内有一有界匀强电场，现将质量为m、电荷量为q的带正电粒子在P处由静止释放，粒子经电场加速距离d，最后以速度大小为、方向与y轴负方向的夹角为从坐标原点O进入区域。从粒子通过O点开始计时，区域的磁感应强度随时间的变化关系始终如图乙所示，规定当磁场方向垂直平面向里时磁感应强度为正。已知，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。求：
（1）匀强电场场强；
（2）粒子从坐标原点O第1次经过x轴到第2次经过x轴的时间；
（3）粒子第n次经过x轴时的x坐标。
参考答案
1．答案：A
解析：处在能级的一价氮离子向能级跃迁时，辐射出的光子能量为
可知辐射出的光子能量大于可见光的光子能量，由于无线电波、红外线的光子能量小于可见光的光子能量，所以辐射出的光子可能属于电磁波谱中的紫外线。
故选A。
2．答案：B
解析：对O点受力分析如下
由题可知段的拉力满足
将、合成如上图所示，由于三个球静止，O点受力平衡，根据几何关系有、是平行四边形的两边，有
则有A球的质量为
故选B。
3．答案：C
解析：AB.由于波的周期大于，若波沿x轴负方向传播，则有
可得
可知波不可能沿x轴负方向传播，则波沿x轴正方向传播，且有
解得周期为
则演员手的振动频率为
故AB错误；
C.若演员手的振动加快，则频率变大，周期变小，根据
由于波速不变，所以形成的简谐波波长变短，故C正确；
D.机械波的波速由介质决定，若演员手的振动加快，形成的简谐波传播速度不变，大小为
故D错误。
故选C。
4．答案：D
解析：在半球底面有光射出部分的面积恰好是底面积的一半，设光射出部分对应的半径为r，则有
可得
设光从半球底面射出时发生全反射的临界角为C，如图所示
由几何关系可得
又
联立解得介质对光的折射率为
故选D。
5．答案：B
解析：A.在最高点时速度最小，沿水平方向，根据速度的分解可知最小速度为
故A错误；
B.运动员水平方向做匀速直线运动，从O点运动到C点的过程中有
解得
故B正确；
C.运动员从O点运动到C点的过程中只有重力做功，机械能守恒，故C错误；
D.根据竖直方向的运动规律
可知C点竖直方向的速度较大，根据
可知C点重力的功率最大，故D错误；
故选B。
6．答案：C
解析：A.对电热丝，有
解得回路电流为
故A错误；
B.根据闭合回路欧姆定律，有
解得电源的内阻为
故B错误；
C.电动机的转子被卡住，回路电流为
电热丝上消耗的功率
故C正确；
D.电动机的效率为
解得
故D错误。
故选C。
7．答案：D
解析：AB.若规定以碰撞前B速度方向为正方向，由题图像可知碰前物体的速度分别为
，
那么碰撞之后，不再发生碰撞，碰后速度分别为
，
才满足这种情况，故图线1为碰后物体A的图像，故AB错误；
C.设物体的B的质量为，碰撞过程动量守恒，则由动量守恒定律得
解得
故C错误；
D.碰撞过程损失的机械能为
代入数据解得
故D正确。
故选D。
8．答案：BC
解析：由于等量异种点电荷连线的中垂面为零势能面，所以对于B、C两点电荷而言，其在O、D、E点的电势为零，所以O、D、E三点电势的大小仅由A点的点电荷决定，由于A点为正电荷，沿电场线方向电势降低，所以
故选BC。
9．答案：AD
解析：A.由于空间站与望远镜共轨独立飞行，轨道半径相等，根据
解得
可知，空间站的线速度与望远镜的线速度大小相等，故A正确；
B.空间站与望远镜共轨独立飞行，空间站加速后，空间站将到达高轨道，轨道半径增大，结合上述可，轨道半径越大，线速度越小，可知，若望远镜在前，空间站加速不能够追上望远镜与之相遇，故B错误；
C.对望远镜所在轨道有
其中
在地球表面有
解得
故C错误；
D.结合上述解得望远镜的线速度大小为
第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，则有
解得
故D正确。
故选AD。
10．答案：AC
解析：A.线框从开始运动到边刚出磁场I的过程中，通过线框导体横截面的电荷量为
故A正确；
B.设边出磁场II时的速度大小为v，从边出磁场II到边刚要出磁场II时速度为零过程，根据动量定理可得
又
联立解得
故B错误；
C.从边刚进入磁场II到边刚要离开磁场I，线圈开始做匀速直线运动，设匀速运动的速度为；从边刚要离开磁场I到边出磁场II过程，根据动量定理可得
又
联立解得
故C正确；
D.设线框进磁场前的速度大小为，从线框刚进磁场I到边刚进入磁场II过程，根据动量定理可得
又
联立解得
故D错误。
故选AC。
11．答案：（1）4；50（2）不受影响
解析：（1）根据胡克定律得
所以弹簧弹力为零时弹簧的长度为弹簧原长，根据图像得；
图像的斜率表示弹簧的劲度系数，即
（2）根据可知若实验中刻度尺的零刻度略高于橡皮筋上端结点O，根据由实验数据得到的劲度系数将不受影响。
12．答案：（1）GEABDABCF（2）（3）偏大
解析：（1）使用多用电表的欧姆挡时，每一次选定量程后都要进行调零；由题图可知，第一次选的倍率较小，故指针偏转角度过小，改量程时应选倍率大一点的挡。合理实验步骤按顺序为GEABDABCF。
（2）合适的倍率是“”，读数为。
（3）由于满偏电流不变，由公式
知欧姆表内阻得调小；又知
因变小，则同一电流要变小，即对应电阻刻度值偏大。
13．答案：（1）（2）；
解析：（1）容器内的理想气体从打开C到再次平衡时，发生等温变化，根据玻意耳定律得
解得此时气体压强
（2）升高温度，理想气体发生等容变化，根据查理定律得
解得压强为
温度改变，理想气体的体积不变，则外界既不对理想气体做功，理想气体也不对外界做功，所以
根据热力学第一定律
可知气体吸收的热量为
14．答案：（1）（2）2.25m（3）
解析：（1）由牛顿第二定律可知
得
（2）设C滑上传送带后一直加速，则根据运动学公式可知
解得
所以C在传送带上一定先加速后匀速，滑上的速度
又因为恰好停在Q点，则有
解得
（3）要使C不脱离轨道，最多恰能到达圆心等高处，则得
段为
解得
滑块C到P点速度超过时最终可滑过Q后，此时滑块在传送带上一直减速，则
C的初速度范围是
15．答案：（1），方向与y轴负方向夹角45°
（2）
（3）
解析：（1）粒子在加速电场中，由动能定理
解得
方向与y轴负方向夹角45°。
（2）由洛伦兹力提供向心力，则
又由
解得
可知微粒从第一次经过x轴到第二次经过x轴时，对应的圆心角为90°，则
（3）由于
可知，微粒刚好转过180°。之后磁场大小方向都变了，则偏转方向变了。由洛伦兹力提供向心力得
联立
解得
将
代入周期公式
解得
微粒转过90°，同理得，时间在与的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样，与的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样，综上所述，得到微粒一个周期的轨迹图如图所示。由几何关系得
则微粒第n次经过x轴时的x坐标为