2024届四川省成都市石室中学高三下学期5月模拟物理试卷 含解析

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1. 物理思想和方法是研究物理问题重要手段，以下说法错误的是（ ）
A. 如图所示，伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论
B. 如图所示，研究弹力时，书本放在桌面上对桌面有压力，这种形变非常微小，我们可以通过观察反射的激光的变化来判断，这种方法被称之为微小量放大法。
C. 把一个物体当作“质点”进行研究，使用了控制变量法。
D. 在研究重力的作用点重心过程中，利用了等效的思想。
【答案】C
【解析】
【详解】A．利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是：问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论。故A正确；
B．研究弹力时，书本放在桌面上对桌面有压力，这种形变非常微小，我们可以通过观察反射的激光的变化来判断，这种方法被称之为微小量放大法。故B正确；
C．把一个物体当作“质点”进行研究，使用了理想模型法。故C错误；
D．在研究重力的作用点重心过程中，利用了等效的思想。故D正确。
故选C。
【点睛】质点是一个理想化物理模型，实际上是不存在的，在研究当研究对象的大小和形状对所研究的问题没有影响或者影响几乎可以忽略不计，为了方便研究，则可把研究对象看成质点。
2. 小明利用压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小的特点，设计了一个判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图所示，虚线框内是连接压敏电阻的电路，压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置着一个物块，在升降机运动过程中的某一段时间内，发现电流表的示数I恒定不变，且I小于升降机静止时电流表的示数I0，则这段时间内（ ）
A. 升降机可能匀速下降
B. 升降机可能匀减速下降
C. 升降机可能匀加速下降
D. 升降机可能变加速上升
【答案】C
【解析】
【详解】在升降机运动过程中发现电流表不变，说明是匀变速运动或匀速运动，且小于升降机静止时电流表的示数，说明是匀变速运动，可知压敏电阻阻值变大，则知压力变小，因此加速度方向向下，可能向下匀加速，也可能向上匀减速。
故选C。
3. 一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变，如图所示，当用力拉绳使木块前进s时，力F对木块做的功（不计绳重和摩擦）是（ ）
A. FscsθB. Fs（1＋csθ）
C. 2FscsθD. 2Fs
【答案】B
【解析】
【详解】拉绳时，两股绳中的拉力都是F，它们都对物体做功，根据恒力做功的表达式：，得到：斜向右上方的拉力F做功为：
水平向右的拉力做功为：
因此其对物体做的功为
故选B．
4. 如图，一水平圆盘绕竖直中心轴以角速度ω做匀速圆周运动，紧贴在一起的M、N两物体（可视为质点）随圆盘做圆周运动，N恰好不下滑，M恰好不滑动，两物体与转轴距离为r，已知M与N间的动摩擦因数为µ1，M与圆盘面间的动摩擦因数为µ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。µ1与µ2应满足的关系式为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以MN整体为研究对象，受力分析如图所示
由静摩擦力提供向心力可得
以N为研究对象，受力分析如图所示
由M对N的弹力提供向心力，则有
由平衡条件可得
联立解得
故选C。
5. 某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示，该行星与地球的公转半径比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知，行星的轨道半径大，由开普勒第三定律知其周期长，每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，说明从最初在日地连线的延长线上开始，每一年地球都在行星的前面比行星多转圆周的N分之一，N年后地球转了N圈，比行星多转1圈，即行星转了N-1圈，从而再次在日地连线的延长线上，所以行星的周期是年，根据开普勒第三定律有
解得
故选A。
二、多选题：本大题共3小题。
6. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g，小球由静止开始下滑直到稳定的过程中（ ）
A. 小球的加速度一直减小
B. 小球的机械能和电势能的总和保持不变
C. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
D. 下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小球静止时只受电场力、重力、支持力及摩擦力，电场力水平向左，摩擦力竖直向上；开始时，小球的加速度应为
小球速度将增大，产生洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力向右，故水平方向合力将减小，摩擦力减小，故加速度增大，故A错误；
C．当洛仑兹力等于电场力时，摩擦力为零，此时加速度为g，达到最大；此后速度继续增大，则洛仑兹力增大，水平方向上合力增大，摩擦力将增大；加速度将减小，故最大加速度的一半会有两种情况，一是在洛仑兹力小于电场力的时间内，另一种是在洛仑兹力大于电场力的情况下，则
解得
故C正确；
D．同理有
解得
故D正确；
B．而在下降过程中有摩擦力做功，故有部分能量转化为内能，故机械能和电势能的总和将减小，故B错误。
故选CD。
7. 如图所示，悬挂于O点的轻质弹簧，劲度系数k＝100 N/m，其下端拴一质量m＝1 kg的小物体A，紧挨物体A有一质量M＝2 kg的物体B，现对B施加一个竖直向上、大小为38 N的力F，系统处于静止状态，现突然改变力F的大小，使物体A、B以加速度a＝2 m/s2匀加速下降，直到A、B两物体分离，取g＝10 m/s2，则（ ）
A. 两物体刚开始匀加速下降时，力F大小为8 N
B. 两物体分离时，弹簧刚好恢复原长
C. 改变力F的大小后经0.4 s ,A、B两物体分离
D. 从改变力F到两物体分离的过程中，系统克服力F做的功为3.84 J
【答案】CD
【解析】
【详解】A.系统静止时，弹簧处于压缩状态，令压缩量为x1，则
，
代入数据得
，
A、B两物体刚开始匀加速下降时有
，
代入数据得
故A错误；
B.设经时间t两物体分离，A、B间的弹力为0，弹簧处于拉伸状态，令拉伸量为x2，则对A有
，
代入数据得
，
故B错误；
C.A、B分离时A、B两物体组成的系统下降的距离为
，
而
，
代入数据得
，
故C正确；
D.因刚开始和两物体分离时，弹簧的形变量一样，整个过程弹簧弹力做功为零，由动能定理知
，
联立并代入数据得
，
故D正确；
8. 两根相互平行、足够长光滑金属导轨ACD-A1C1D1固定于水平桌面上，左侧AC-A1C1轨道间距为L，右侧CD-C1D1轨道间距为2L，导轨所在区域存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。如图所示，两横截面积相同、由同种金属材料制成的导体棒a、b分别置于导轨的左右两侧，已知导体棒a的质量为m。某时刻导体棒a获得一个初速度v0开始向右运动，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。关于导体棒之后的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 运动过程中导体棒a、b组成的系统动量守恒
B. 导体棒a、b运动稳定后的速度之比为2:1
C. 从开始到运动稳定的过程中，通过导体棒a的电荷量为
D. 从开始到运动稳定的过程中，导体棒b产生的热量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．导体棒运动过程中，通过导体棒a、b的感应电流大小相同，由于导体棒a、b长度不同，所受安培力大小不同，导体棒a、b组成的系统所受合力不为零，则导体棒a、b组成的系统动量不守恒，故A错误；
B．导体棒a、b运动过程中产生方向相反的感应电动势，当导体棒a、b产生的感应电动势相等时，回路中感应电流为零，此后导体棒a、b做匀速直线运动，根据电磁感应定律有
解得导体棒a、b运动稳定后的速度之比为
故B正确；
C．设导体棒a的电阻为R，导体棒b的质量为2m，电阻为2R，从导体棒开始运动到稳定的过程中，以向右为正方向，根据动量定理，对导体棒a有
对导体棒b有
联立解得
，，
故C错误；
D．全过程根据能量守恒定律，整个电路产生的焦耳热为
导体棒a、b产生的焦耳热之比为
联立解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题（共52分）
9. 图甲为利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置，已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。小明同学在实验过程中，用某种单色光进行实验得到的干涉条纹如图乙所示，请回答下列问题：
（1）将测量头的分划板中心刻线分别与A、B两条亮纹的中心对齐，A位置对应的读数为，B位置对应的读数为，则相邻亮纹间距表示为______。
（2）该单色光的波长可表示为______（用L、d、表示，的结果不用代入表达式）
（3）关于实验过程的具体操作，以下说法正确的是______。
A. 实验中发现条纹太密，可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光
B. 若双缝间距测量值偏大，则波长的测量值偏大
C. 减小双缝间距，测得相邻条纹间距变小
D. 在测量条纹间距时，若条纹数少记录一条，则波长的测量结果偏小
【答案】（1）
（2）
（3）AB
【解析】
【小问1详解】
相邻亮纹间距表示为
【小问2详解】
根据双缝干涉条纹间距公式
单色光波长可表示为
【小问3详解】
A．根据双缝干涉条纹间距公式
实验中发现条纹太密，可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光，从而增大双缝干涉条纹间距，故A正确；
B．由（2）可知单色光的波长可表示为
若双缝间距测量值偏大，则波长的测量值偏大，故B正确；
C．根据双缝干涉条纹间距公式，减小双缝间距，测得相邻条纹间距变大，故C错误；
D．在测量条纹间距时，若条纹数少记录一条，偏大，则波长的测量结果偏大，故D错误。
故选AB。
10. 小华同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率，实验操作如下
（1）螺旋测微器如图甲所示，在测量电阻丝的直径时，将电阻丝轻轻地放在测砧与测微螺杆之间，先旋动______（选填“A”或“B”）使它们距离减小，再旋动______（选填“A”或“B”），夹住电阻丝，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
（2）用此螺旋测微器测得该电阻丝直径d，如图乙所示，则______。
（3）图丙中为待测电阻丝，请按照图丙的电路图用笔画线代替导线，完成图丁的实物连线。____
（4）为测量，利用图丁所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U及电流I的值，数据见下表，请根据表格中的数据，结合给定标度，在坐标纸上作出图象。____
（5）根据图象，可求得电阻丝的阻值______（保留三位有效数字）。如果考虑到电压表和电流表内阻的影响，根据图丁所示的电路测得的电阻丝的阻值______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
（6）由所测电阻值，根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。
【答案】 ① A ②. B ③. 1.200##1.201##1.199 ④. ⑤. ⑥. 50.0 ⑦. 小于
【解析】
【详解】[1][2]A为粗调，调节A使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触，然后调节B，B起微调作用；
[3]如图乙所示，则电阻丝的直径为
[4]由电路图连接实物图为
[5]将表中数据描点连线为
[6]由欧姆定律可知
即图线的斜率为电阻丝的电阻，则
[7]本实验中，电压表不是理想电压表，电压表分流导致测得的电流偏大，根据
则导致测得的电阻丝的电阻偏小。
11. 如图所示，粗细均匀两端封闭的玻璃管竖直放置，一段长度为的水银柱把玻璃管内的理想气体分成A、B两段气柱，两气柱长度均为，现把玻璃管在竖直平面内旋转使在下在上，平衡后，水银柱移动了，气体温度不变．求旋转平衡后A、B两段气柱的压强.（以cmHg为压强单位）
【答案】
【解析】
【详解】玻璃管旋转再次达到平衡后，则
，
初态
，
末态
A、B两段气体均是等温变化，对有
对B有
联立解得
12. 智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。如图所示，智能机器人携带包裹从供包台静止开始运动，抵达分拣口时，速度恰好减为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中。某次分拣时，携带包裹的机器人沿倾角为α=8°的轨道从供包台静止开始运动到相距44m的分拣口处。在运行过程中包裹与托盘保持相对静止。已知机器人加速过程的加速度为2m/s²，运行的最大速度为4m/s，机器人以最大速度匀速运动8s后，做匀减速运动，并刚好停在分拣口。机器人运送包裹过程中可视为质点。
（1）若包裹与托盘的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在机器人到达分拣口处，要使得包裹能下滑，托盘与车上表面的夹角最小是多少？
（2）机器人匀减速过程的加速度为多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）包裹刚好能下滑，则
解得
即夹角最小值为。
（2）匀加速过程，由
可得匀加速的位移
匀速位移为
则匀减速位移为
由
可得匀减速得加速度
13. 如图所示，开口向下的光滑绝缘圆形轨道BCD处于水平向右的匀强电场中，为最高点、为圆心，OB与CO的延长线的夹角为，经过点的水平线下方的电场区域中还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一个质量为，电荷量为的微粒沿直线AB运动，恰好在B点无碰撞地进入圆形轨道，重力加速度为。求：
（1）微粒的电性及电场强度的大小；
（2）要使微粒能够沿轨道到达点，圆形轨道的半径需要满足的条件；
（3）在第（2）问的条件下，微粒经过点时，对轨道压力的最小值。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知微粒重力不可忽略，微粒沿直线AB做匀速运动，对微粒受力分析，如图所示电场力只能水平向右才能使微粒做匀速直线运动，所以微粒带正电
水平方向
竖直方向
解得
（2）微粒从点进入圆形轨道等效重力的方向沿OB方向，大小为
所以在点关于点对称的位置，微粒有最小速度，要满足
同时由动能定理有
联立解得
（3）在点由牛顿第二定律得
由动能定理得
联立解得
当时，轨道对微粒的弹力有最小值，即
由牛顿第三定律可知微粒经过点时，对轨道的压力最小值为
U/V
1.00
2.01
2.98
3.96
5.00
I/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0