安徽省阜阳市2024届高三下学期5月物理模拟试题（含答案）

安徽省阜阳市2024届高三下学期5月物理模拟试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于课本中下列图片的解释错误的是（　　）
A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化
B．使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以
C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流
D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的
2．如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置。现让一小球从高于a位置的c点沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被小球压缩至最低位置d，其中经过位置b时弹力等于重力。不计空气阻力，关于小球下落运动过程，以下说法中正确的是(　　)
A．c至a做匀加速运动，a至d做减速运动
B．在d点时弹簧弹力等于小球重力的2倍
C．小球经过b时的动能等于小球由c至b减小的重力势能
D．弹簧由a至d增加的弹性势能等于小球由c至d减小的重力势能
3．如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳（　　）
A．做匀速率的曲线运动
B．经过A点时的加速度最小
C．从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间
D．从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间
4． 如图所示，一背包静止挂在竖直墙壁的O点。用塑料夹夹住O点两侧轻质背带的中间位置，背包上边缘MN始终保持水平，两侧背带与MN间的夹角相等，背包质量为m。塑料夹位置越低，两侧背带之间的夹角越大，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）
A．塑料夹下方两侧背带的拉力大小均为0.5mg
B．塑料夹位置越低，塑料夹下方两侧背带拉力越大
C．背带对背包的作用力与背包对背带的作用力是一对平衡力
D．背带对背包的拉力的合力与背包的重力是一对相互作用力
5． 2023年6月21日，“中国天眼”FAST科研团队公布，他们发现了一个轨道周期仅为53分钟的脉冲星双星系统（M71E），从观测上证实了蜘蛛类脉冲星从“红背”向“黑寡妇”系统演化的理论。一些脉冲星处于双星系统中，如果两颗星的距离很近，脉冲星会“吞食”伴星的物质，两者相互靠近，相互绕转的角速度变大；伴星被大量“吞食”后质量变小，小到一定值后，双星间距会变大，两颗星相互绕转的角速度又变小。已知脉冲星的质量大于伴星的质量。若现阶段脉冲星环绕半径为，伴星环绕半径为，脉冲星环绕线速度大小为，伴星环绕线速度大小为，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（　　）
A．现阶段脉冲星双星系统中脉冲星的自转周期为53分钟
B．脉冲星的环绕线速度v1大于伴星的环绕线速度
C．脉冲星的环绕半径小于伴星的环绕半径
D．随着演化脉冲星“吞食”伴星的物质，两者相互靠近的过程中，脉冲星对伴星的引力一定变小
6． 某压力罐的结构简图如图所示。当气室内的气体压强达到时，电接点压力表立即接通电源，启动水泵给压力罐缓慢补水；当气体压强达到时，电接点压力表便自动断开电源，停止补水。若压力罐密闭性、导热性均良好，气室内气体可视为理想气体，压力罐所处环境温度保持不变。设气室内气体压强为p，储水隔膜到压力罐上端的距离为x，则在缓慢补水的过程中，下列图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，则电流表的示数为。（　　）
A． B． C． D．
8． 图甲是一种振动发电机的示意图，半径、匝数匝的线圈（每匝的周长相等）位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为，外力F作用在线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈的运动速度v随时间t变化的规律为。发电机连接一灯泡后接入理想变压器，三个规格相同的灯泡均能正常发光，灯泡正常发光时的电阻不变，不计线圈电阻。则每个灯泡正常发光时两端的电压为（　　）
A．2V B． C． D．4V
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9． 在地面上方空间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的水平方向匀强磁场，一电荷量为＋q、质量的带电小球以水平初速度水平向右抛出，运动轨迹如图。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．小球从轨迹的最高点运动到最低点的过程，机械能守恒
B．小球运动到轨迹的最低点时的速度大小为
C．小球水平抛出时的加速度大小为2g
D．小球在竖直面内运动轨迹的最高点与最低点的高度差
10． 图示为某同学用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化而上下移动，两极板间电压不变。若材料温度升高，极板上所带电荷量增加，则（　　）
A．材料竖直方向的尺度减小 B．材料竖直方向的尺度增大
C．极板间的电场强度减小 D．极板间的电场强度增大
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．疫情期间“停课不停学”，小明同学在家用如图（a）所示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m，水平轨道可视为光滑，B处装有光电门，可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验：
（1）用游标卡尺测量小球的直径d如图（b）所示，记录小球的直径d=　 　cm；
（2）将弹簧左端固定在挡板上；让小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x；
由静止释放小球，测得小球通过光电门的时间t，则小球离开弹簧的速度v=　 　；若已知弹簧弹性势能，k为劲度系数，x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量，可得k=　 　。（用题中的m、d、x、t表示）
12． 某探究小组通过查阅资料了解到，磁悬浮列车内的烟雾传感器采用了半导体气敏元件（可视为气敏电阻）。气敏电阻的阻值与一氧化碳气体浓度的特性曲线如图甲所示。该小组用伏安法测“6%浓度”的一氧化碳作用下的气敏电阻的阻值，实验室提供如下器材：
电池组E：电动势为9V，内阻不计；
电压表V：量程为0~3V，内阻约20kΩ；
电流表A：量程为，内阻为100Ω；
电阻箱R：阻值范围为0~99999.9Ω，额定电流为1A；
滑动变阻器：阻值范围为0~20Ω，额定电流为2A；
开关S，导线若干。
要求实验中尽可能准确地测量出的阻值，请回答下列问题：
（1）把电压表量程扩大到9V，实验电路如图乙所示：
①把滑动变阻器的滑片移至最右端，并将电阻箱接入的阻值调到0；
②闭合开关，把滑动变阻器的滑片调到合适的位置，使电压表的示数为2.70V；
③保持滑动变阻器的滑片位置不动，调节电阻箱接入的阻值，直至电压表的示数为　 　V；
④保持电阻箱接入的阻值不变，使电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得到量程为9V的电压表。
（2）用改装后的电压表测量的阻值，请在图丙虚线框中画出测量阻值的电路图　 　。
（3）调节滑动变阻器的滑片，使两电表的示数如图丁所示，则电压表V的示数是　 　V，电流表A的示数是　 　μA，测得气敏电阻的阻值是　 　Ω。
（4）本次测量存在一定的系统误差，测量值比真实值　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
13． 如图所示，高为h、导热性能良好的汽缸开口向上放置在水平地面上，汽缸中间和缸口均有卡环，质量为m的活塞在缸内封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，活塞与汽缸内壁无摩擦且汽缸不漏气。开始时，活塞对中间卡环的压力大小为（g为重力加速度大小），活塞离缸底的高度为，大气压强恒为，环境的热力学温度为T0，不计卡环、活塞及汽缸的厚度。现缓慢升高环境温度至2.5T0，求此时活塞与上卡环间的弹力大小F。
14． 如图所示、物块甲、物块乙质量分别为光滑桌面足够长。物块甲从高h的点以沿与水平面成角斜向上运动，恰好在最高点与物块乙发生弹性碰撞，碰撞时间极短，已知物块乙始终未滑离木板丙。物块甲、乙均可视为质点，已知求：
（1）甲与乙碰撞前瞬间，甲的速度大小；
（2）甲与乙碰后的瞬间，乙的速度大小；
（3）若薄木板丙（厚度不计）质量为，乙、丙间的动摩擦因数为，求乙与丙速度相等时，乙在丙上走过的距离。
15． 如图所示，某固定装置由长度的水平传送带，圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成，轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为，物块b与小车的动摩擦因数，其它轨道均光滑，物块均视为质点，不计空气阻力。
（1）求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q；
（2）求物块a到达D点时对管道的作用力FN；
（3）要使物块a恰好不与物块b发生碰撞，求小车长度的最小值d。
16． 如图甲所示，在光滑绝缘水平面内建立xOy直角坐标系，在区域I内分布着垂直该平面向外的匀强磁场（右边界EF的横坐标在间某处），其磁感应强度大小随时间变化如图乙所示；在区域Ⅱ内分布着垂直该平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。该平面内有边长为2a、电阻为R、质量为m的正三角形金属框，其MN边与y轴重合，N点与坐标原点O重合。
（1）若金属框不动，在的时间内判断框内电流方向，并求出MN边上产生的焦耳热Q；
（2）若在时，沿x轴正方向给金属框一初速度，使其沿x轴运动。时顶点P刚好运动到边界EF处；当顶点P运动到和处时的速度分别为（未知）和；框顶点P到达处后，继续向前运动直到停止（此时MN边尚未进入区域Ⅱ）。运动中MN边始终与y轴平行。
①比较与的大小；
②求金属框停止时顶点P的横坐标；
③若将金属框以初速度大小为、方向与x轴正方向成60°角斜向上推出，其他条件不变。求当框顶点P到达处时的速度v的大小。
答案解析部分
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B D C B C A D B A,B,D B,D
11．（1）1.14
（2）；
12．（1）0.9
（2）
（3）2.00；300；19900
（4）偏小
13．解：设开始时 内封闭气体的压强为，对活塞受力分析有
解得
设当活塞与上卡环接触时，气体压强为，由理想气体状态方程有
解得
对活塞受力分析，由平衡方程可知
解得
14．（1）解：甲碰撞前做斜抛运动，在最高点时速度为
（2）解：甲与乙碰撞过程，动量守恒机械能也守恒，可得
，
解得
（3）解：物块乙在木板丙上滑行过程，系统动量守恒，可得
解得
根据能量守恒，可得
解得
15．（1）解：对小物块分析有
设小物块一直加速到传送到右端点时，其速度为，有
解得
所以在小物块a到达传送带右侧时并没有加速到与传送带共速，设该过程时间为t，有
该时间传送带的位移为，有
物块a相对传送带的位移为
摩擦产生的热量为
（2）解：由题意可知圆弧轨道光滑，所以从B到D，由动能定理有
在D点有
解得
由牛顿第三定律可知，物块a对管道的作用力等于管道对物块a的支持力，所以物块a到达D点时对管道的作用力为6N，方向竖直向上。
（3）解：当物块滑上小车后，由于
所以小车与物块a保持相对静止，而物块b相对于小车发生滑动，当两者速度相同时，为物块a与物块b相碰的临界状态，其运动示意图如图所示
该过程由动量守恒有
能量守恒方面有
解得
16．（1）解：根据题意可知，金属框不动，在的时间内，穿过线圈的磁通量均匀减小，由楞次定律可知，线圈中电流方向为逆时针（），由法拉第电磁感应定律有
感应电流为
MN边上产生的焦耳热
（2）解：①由图乙可知，时间内，线框在磁场内，无论线框中是否有感应电流，整个线框均不受安培力，线框做匀速运动，后，区域I内磁场为零，线框顶点P运动到过程中，线框继续做匀速直线运动，则有
②根据题意，由几何关系可知，顶点P到达处后，线框进入区域Ⅱ的有效长度为
继续向前运动直到停止，由动量定理有
又有
联立解得
则金属框停止时顶点P的横坐标
③将金属框以初速度大小为、方向与x轴正方向成60°角斜向上推出，在区域I内线框做匀速直线运动，则有
，
进入区域Ⅱ，轴方向上，安培力的冲量为0，则有
轴方向上，由动量定理有
又有
联立解得
当框顶点P到达处时的速度