2023-2024学年安徽省滁州市高三（上）摸底联考物理试卷（含解析）

2023-2024学年安徽省滁州市高三（上）摸底联考物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 氢原子能级如图甲所示，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁。产生的光照射到图乙所示的真空管，阴极材料为钠，其逸出功为，发射出的光电子被阳极吸收，在电路中形成光电流，则( )
A. 跃迁中，有种频率的光可以使阴极发生光电效应
B. 由能级跃迁到能级辐射的光子波长最长
C. 当滑片调至最左端时，电流表的示数为零
D. 由能级跃迁到能级时，该氢原子能量增大
2. 下图左侧为不锈钢砧板架实物图。在下图右侧图中，质量为的圆形砧板稳稳的竖立在砧板架上，砧板架两侧横梁近似光滑，间距为，取重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 砧板对砧板架一侧横梁的作用力一定小于
B. 若增大横梁的间距，砧板对两侧横梁的作用力均增大
C. 若增大横梁的间距，砧板架对地面的压力增大
D. 若换一个质量相同直径更大的砧板，两侧横梁受到的压力均增大
3. 一列沿轴传播的简谐横波，在时的波形如图甲所示，、是介质中的两个质点，此时质点沿轴负方向运动。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.

时，质点沿轴负方向运动
B. 内质点通过的路程为
C. 该波的波速为
D. 图乙可能为质点的振动图像
4. 如图所示，当、两点间输入有效值为的交流电压时，开关闭合后，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同即通过灯泡的电流相等。已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为、，保持不变，副线圈两端电压用表示，开关闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是( )
A.
B. 若开关闭合，
C. 若开关断开，
D. 开关断开后，灯泡的亮度比闭合时暗
5. 图甲是判断电流大小是否发生变化的装置示意图。电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与成正比。现给某半导体材料制成的霍尔元件如图乙，其长、宽、高分别为、、通以恒定工作电流，通过右侧电压表的示数就能判断的大小是否发生变化。当的变化量一定时，电压表的示数变化量越大，则该装置判断的灵敏度就越高。已知霍尔元件的半导体材料载流子为一价正离子，则下列说法正确的是( )
A. 仅适当增大工作电流，可以提高判断的灵敏度
B. 仅将该半导体材料制成的霍尔元件更换为另一个金属材料制成的霍尔元件，则电压表的“ ”“ ”接线柱连线位置无需改动
C. 端应与电压表的“ ”接线柱相连
D. 当电流增大时，电压表的示数会减小
6. 如图甲所示的振荡电路中，通过点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过点向右规定为电流的正方向，则( )
A. 内，电容器正在放电
B. 内，电容器的上极板带负电荷
C. 内，点比点电势低
D. 内，电场能正在增加
7. 年月日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，发射取得圆满成功。在神舟十六号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”，两个航天员乘组拍下如图所示的“全家福”，共同向牵挂他们的全国人民报平安。若空间站绕地球运行的轨道可视为圆轨道，则下列说法正确的是( )
A. 长征二号遥十六运载火箭加速发射的过程中，宇航员处于失重状态
B. 空间站在轨运行时，宇航员不受重力的作用
C. 空间站在轨运行的速度小于第一宇宙速度
D. 从空间站舱外脱落的螺丝，会在万有引力作用下径直落向地面
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
8. 如图所示，在轮船的船舷和码头的岸边一般都固定有橡胶轮胎，轮船驶向码头停靠时，会与码头发生碰撞，对这些轮胎的作用，下列说法正确的是( )
A. 增大轮船与码头碰撞过程中所受的冲量 B. 减小轮船与码头碰撞过程中动量的变化量
C. 延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间 D. 减小轮船与码头碰撞过程中受到的作用力
9. 如图所示，质量相同的两个带电粒子、以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，从两极板正中央射入，从下极板边缘处射入。它们最后打在同一点不计重力及粒子间相互作用力，则从开始射入到打到上极板的过程中
A. 它们运动的时间
B. 它们的加速度之比为
C. 它们所带的电荷量之比
D. 它们的电势能减少量之比
10. 某班物理兴趣小组在研究三力作用下的平衡问题时，设计了如图所示的简单而常见的情景模型：将一可视为质点的质量为的小球用轻质柔软的细线悬挂于天花板上的点，在外力、细线拉力和重力的作用下处于平衡状态。细线与竖直方向的夹角为，与的夹角为，开始时水平。小组成员经过讨论形成了如下结论，你认为正确的是( )
A. 保持角及小球位置不变，逐渐缓慢减小角直至竖直向上，则、都逐渐减小
B. 保持水平，逐渐缓慢增大角，则、都逐渐增大
C. 保持角不变，逐渐缓慢增大角，直至悬线水平，则逐渐减小，逐渐增大
D. 只增加细线的长度，其他条件不变，、都减小
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
11. 如图所示是利用插针法测定玻璃砖的折射率时得到的光路图。玻璃砖的入射面和出射面并不平行，则：
出射光线与入射光线___。选填“平行”或“不平行”
以入射点为圆心，以长度为半径画圆，与入射线交于点，与折射线交于点，过、点分别向法线作垂线，量得，，则该玻璃砖的折射率____。
12. 某小组测某种圆柱形材料的电阻率，做了如下实验．
已知该圆柱形材料的长度为，横截面直径为，该小组先用多用电表粗略测量圆柱材料的电阻，将选择开关旋至“”挡，将红表笔和黑表笔直接接触，调节__________旋钮，使指针指向“”；再将红表笔和黑表笔与圆柱材料两端圆形电极接触，表盘示数如图甲所示，则圆柱材料电阻的阻值为__________．
该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻，可选用的器材如下：
A.电流表量程，内阻约
B.电流表量程，内阻约
C.电压表量程，内阻约
D.电压表量程，内阻约
E.电源电动势，有一定内阻
F.滑动变阻器阻值范围，允许通过的最大电流
G.开关，导线若干
为使实验误差较小，要求电压可以从零开始调节，电流表选择__________，电压表选择__________以上两空均选填仪器前面的序号
请用笔画线表示导线，在图乙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接．
实验过程中，实验小组移动滑动变阻器的滑片，并记录两电表的多组测量数据，在坐标纸上描点、连线作出如图丙所示的图象，则实验测得圆柱材料的电阻率______计算结果保留位有效数字．
四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）
13. 某同学用打气筒给自行车打气，自行车轮胎容积为，胎内原来空气压强等于标准大气压强，温度为室温，设每打一次可打入压强为一个标准大气压的空气。打气过程中由于压缩气体做功，打了次后胎内气体温度升高到。
假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计，则此时车胎内空气压强为多少；
若自行车说明书规定轮胎气压在室温下标准压强为，为使充气后车胎内气压在室温下达标，试经过计算判断此次充气量是多了还是少了？为达标应调整胎内气体的质量，则调整气体的质量占轮胎内总气体质量的比例。车胎体积变化可以忽略不计，调整胎压时温度不变
14. 如图所示，倾角、间距的足够长的光滑金属导轨底端接有阻值的电阻，一质量、阻值的金属棒垂直导轨放置。整个导轨处在垂直导轨平面向上磁感应强度的匀强磁场中。从时刻起，棒在方向沿斜面向上、大小为的外力作用下由静止开始运动，位移时速度达到了最大值。不计其他电阻，取，求：
导体棒运动的最大速度；
开始运动到速度最大的过程中，整个电路产生的焦耳热；
15. 如图所示，质量的长木板静止在光滑水平地面上，木板左侧的水平地面上固定一个竖直挡板。现有一质量的小滑块可视为质点以的初速度从木板的右端滑上木板，与之间的动摩擦因数，木板与挡板碰撞后立即以碰撞前的速度大小反向弹回，木板与只发生了一次碰撞，小滑块未与发生碰撞，最终小滑块未滑离木板且二者都静止在水平地面上，已知重力加速度为。求木板的运动时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】根据可确定跃迁能量之差和光子的频率；根据光电效应方程可确定是否发生光电效应。
【解答】
A.跃迁中，能级跃迁到、能级，能级跃迁到，能级跃迁到时发出的光可以使阴极发生光电效应，所以有种频率的光可以使阴极发生光电效应，故A正确；
B.由能级跃迁到能级辐射的光子频率最大，波长最短，故B错误；
C.当滑片调至最左端时，光电管两端电压为零，但由于有光电子溢出，电路中有光电流，电流表示数不为零，故C错误；
D.由能级跃迁到能级时，能量降低，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】A.设每侧砧板架对砧板的支持力均为 ， 垂直接触面指向砧板圆心， 与竖直方向夹角为 ，根据平衡条件有
根据牛顿第三定律可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力大小为
所以可得砧板对砧板架一侧横梁的作用力不一定小于，A错误；
若增大横梁的间距， 变大，可知 变大；同理，若换一个质量相同直径更大的砧板可知 变小， 变小，B正确，D错误；
C.对砧板和砧板架整体分析可得地面对砧板架的支持力等于砧板和砧板架的总重力，根据牛顿第三定律可得砧板架对地面的压力不变，C错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.因质点沿轴负方向运动，则质点左侧的质点先振动，所以波沿轴正方向传播，是半个周期，即再经过半个周期质点沿轴正方向运动，故A错误；
B.是个周期，质点通过的路程，故B错误；
C.由速度公式得，故C错误；
D.由题图甲可知，时质点从平衡位置沿轴负方向运动，所以题图乙可能为质点的振动图像，故D正确。
故选D。
本题考查振动图像与波形图的关系。
已知质点的振动方向，利用同侧法可以判断波的传播方向，由波动图像读出波长，由振动图像读出周期，可求出波速。
波的图像往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系，同时要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。
4.【答案】
【解析】【分析】
明确电路结构，根据变压器原理进行分析，根据灯泡中电流相等即可明确原副线圈中的电流关系，从而确定线圈匝数；根据电压之比等于匝数之比即可明确电压关系；再根据开关断开前后的电路变化确定灯泡亮度变化。
【解答】
A.因为开关闭合后，六个灯泡发光亮度相同，设每个灯泡中的电流为、两端电压为、电阻为，则原线圈中的电流为，副线圈中的电流为，由，，故A错误；
B.开关闭合后，，由，，，即开关闭合后，故B错误；
C.开关断开后，设流过、、三灯的电流均为，则副线圈中电流为，副线圈两端电压，由原、副线圈电流比关系和电压比关系得原线圈中电流为，原线圈两端电压为，则有，，故C错误；
D.由前面的计算可知，开关闭合后，两端电压为，断开后，两端电压为，则开关断开后，灯泡两端电压变小，通过的电流变小，灯泡变暗，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】A.磁感应强度与 成正比，当霍尔元件内部电场稳定时，即，仅适当增大工作电流，根据可知，正离子定向移动的速度增大，则电压表示数变化越大，即提高判断的灵敏度，A正确；
B.仅将该半导体材料制成的霍尔元件更换为另一个金属材料制成的霍尔元件，其载流子为自由电子，但电流方法不变，根据左手定则，自由电子在洛伦兹力的作用下与正离子偏转方向相同，则电压表的“ ”“ ”接线柱连线位置需要改动，B错误；
C.根据安培定则即左手定则，正离子向外侧偏转，霍尔元件外侧带正电，则端应与电压表的“ ”接线柱相连，C错误；
D.当电流 增大时，磁感应强度变大，由选项可知，霍尔元件内外两侧电势差增大，电压表的示数会增大，D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】【分析】根据图像分析清楚电磁振荡过程，知道振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大。振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小。
本题考查电磁振荡的基本规律，应熟练掌握电磁振荡过程，能正确分析图像，明确电流的变化是正确解题的关键。
【解答】由图乙可知，在内，电流为正方向，电流大小减小，此时电容器正在充电；经过点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过点向左移动，因此电容器上极板带负电，项错误，项正确；
C.由图乙可知，在内，电流是负的，即通过点的电流向左，回路电流沿逆时针方向，因此点电势比点电势高，项错误；
D.由图乙可知，在内电流在增大，电容器正在放电，磁场能在增大，电场能在减小，项错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查万有引力定律及其应用，要求学生结合牛顿运动定律和向心力公式以及万有引力定律进行分析求解。
宇航员在空间站在轨运行时，宇航员只受到重力作用， 处于完全失重状态；
第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大速度； 由于惯性，螺丝脱离空间站的瞬间具有与空间站相同的瞬时速度，在万有引力作用下会沿原轨道运动。
【解答】
A.火箭加速发射的过程中，加速度竖直向上，宇航员处于超重状态，故A错误；
B.空间站在轨运行时，宇航员只受到重力作用，故B错误；
C.第一宇宙速度是卫星在绕地圆形轨道上的最大运行速度，则空间站在轨运行的速度小于第一宇宙速度，故C正确；
D.由于惯性，螺丝脱离空间站的瞬间具有与空间站相同的瞬时速度，在万有引力作用下会沿原轨道运动，故D错误。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了动量定理的相关应用，要理解动量的标示性，结合动量定理即可完成分析。【解答】
对轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初、末速度不会受轮胎影响，轮船的动量变化量相同，
根据动量定理，轮船受到的冲量也相同，故A、项错误
轮胎可以起到缓冲作用，延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间，从而减小轮船因碰撞受到的作用
力，故C、项正确。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题关键将两个带电粒子的运动垂直电场方向和平行电场方向的分运动，然后结合运动学公式、牛顿运动定律和动能定理列式分析。
【解答】垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，速度相等，由得知，运动的时间相等，故A错误；
B.平行电场方向受到电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间关系公式，有：，计算得出：，因为两带电粒子平行电场方向分位移之比，所以，故B正确；
C.根据牛顿第二定律，有：，由两式计算得出：，所以它们所带的电荷量之比，故C正确；
D.电场力做功，而，，所以电场力做功之比，，电势能的减少量，故D正确。
故选BCD。
10.【答案】
【解析】【分析】分析小球受力，保持角及小球位置不变，根据式量三角形求解、的变化情况；当保持水平；根据平衡条件可确定、与的关系。
【解答】
A.如图所示：
对小球受力分析，小球受重力、拉力和细线的拉力作用，角不变，角减小到时，最小，因此角减小的过程中，逐渐减小，先减小后增大，故A错误；
B.保持水平，则：，，角增大时、都逐渐增大，故B正确；
C.保持角不变，增大角，细线和拉力的方向都逆时针转动，如图：
水平时最大，水平时最大，所以逐渐减小，逐渐增大，故C正确；
D.只增加细线的长度，对、没有影响，故D错误。
故选BC。
11.【答案】不平行；。
【解析】【分析】
解决本题的关键掌握光的折射定律，并能灵活运用。
根据光的折射定律和几何关系判断出射光线和入射光线之间关系；根据折射定律求出玻璃砖的折射率。
【解答】
因为上下表面不平行，光线在上表面的折射角与在下表面的入射角不等，则出射光线的折射角与入射光线的入射角不等，由几何关系可知出射光线和入射光线不平行；
根据折射定律得，。
12.【答案】欧姆调零 ；； ；；
∽
【解析】【分析】
欧姆表在使用时需先进行欧姆调零，读数时要乘以倍率；
根据电动势原则电压表，根据电路中的最大电流选择电流表；
根据滑动变阻器和电流表的接法连接电路；
利用欧姆定律结合电阻定律，联立即可求出金属丝的电阻率。
本题考查金属电阻率的测量实验，还考查了欧姆表的读数、实验器材的选取，以及数据的处理，解题的关键是知道实验原理以及实验步骤和实验数据的处理。
【解答】
解：在选择挡位之后，调整欧姆调零旋钮，使欧姆表指针指到“”，然后其测量电阻值由于欧姆挡是倍率挡，因此测量值为．
由于电源电动势为，为了准确，电压表应选量程为的电压表，而流过待测电阻的电流最大值，因此电流表选用量程为的．
由于电压从零开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，由于待测电阻阻值较大，采用电流表内接法，电路连接图如图所示：
根据图象可得电阻值为，根据，可得
13.【答案】解：根据理想气体状态方程有，
其中，，
代入数据，得；
，温度由降到室温过程中轮胎内气体发生等容变化，由查理定律有，
代入数据，解得，所以此次充气量多了；
胎压过大，需要放出部分气体，放出气体过程温度不变，对轮胎内原有气体，由玻意耳定律有，
代入数据有，
则调整气体的质量占轮胎内总气体质量的比例。

【解析】【分析】本题主要考查理想气体实验定律的应用，明确初末状态的参量是解决问题的关键。
把打入的气体和轮胎内的气体作为整体，明确初末状态的参量，根据一定质量的理想气体状态方程列式求解车胎内空气压强；
温度由降到的过程中，轮胎内气体发生等容变化，由查理定律列式求得室温下轮胎内气体的压强，与标准压强比较可判断此次充气量是多了还是少了；找出轮胎内的气体的初末状态参量，对轮胎内原有气体，根据玻意耳定律求解调整后的体积关系，即可求解调整气体的质量占轮胎内总气体质量的比例。
14.【答案】解：棒达到最大速度之后匀速运动，
对棒匀速运动阶段受力分析可知
且，，
解得
对金属棒，由动能定理得：
解得
【解析】导体棒匀速运动时速度最大，掌握电磁感应中安培力的求解方法，结合平衡条件求解；
根据动能定理求焦耳热。
本题主要考查法拉第电磁感应定律的应用，分析导体棒受到安培力的变化，进而得出合力的变化，得出运动状态是解题的关键。
15.【答案】解：在上做匀减速运动，做匀加速运动，运动过程中二者的动量守恒，则有，
木板与只发生了一次碰撞，最终二者都静止在水平地面上，需满足碰前与的动量大小相等，则有，
联立并代入数据解得，
对，根据牛顿第二定律有，
的运动时间，
解得。

【解析】仔细分析、的运动过程，根据动量守恒定律分析碰撞过程，根据牛顿第二定律求木板的运动时间。
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