广西桂林市2024-2025学年高三下学期第二次模拟考试 物理试卷（含解析）

2024-2025学年广西桂林市高三（第二次）模拟考试物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.量纲在物理学中具有重要的意义，下列选项中属于电场强度单位的是( )
A. B. C. D.
2.氢原子钟是一种利用氢原子的能级跃迁特性来产生极其精确时间信号的原子钟，是目前最稳定的时间频率标准之一。如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知可见光光子的能量范围为，根据玻尔理论，下列说法正确的是( )
A. 使能级的氢原子电离至少要的能量
B. 氢原子从能级跃迁到能级能量减小
C. 氢原子从能级跃迁到能级放出的光子是可见光光子
D. 氢原子从能级跃迁到能级放出的光子不是可见光光子
3.校运动会上，某同学起跑后加速度逐渐减小，一段时间后达到最大速度，此后保持该速度运动到终点。下列速度-时间和位移-时间图像中，能够正确描述该过程的是( )
A. B.
C. D.
4.如图是“簸扬糠秕”的劳动场景，从同一高度由静止落下因质量不同的米粒和糠秕质量小于米粒，在恒定水平风力作用下，落到地面不同位置而达到分离米粒和糠秕的目的。若不计空气阻力，下列说法错误的是( )
A. 从释放到落地过程，米粒和糠秕不做平抛运动
B. 糠秕在空中运动的时间等于米粒在空中运动的时间
C. 落地时，糠秕速率大于米粒速率
D. 从释放到落地的过程中，水平方向上位移较大的是米粒
5.在如图甲所示电路中接入如图乙所示正弦交流电，两个电阻，假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，则( )
A. 图乙中正弦交流电电压的有效值为
B. 图乙中正弦交流电的周期为2s
C. 电阻消耗的电功率为1936W
D. 电阻消耗的电功率为3872W
6.某同学买了一个透明“水晶球”，其内部材料折射率相同，如图甲所示。他测出球的直径为d。现有一束单色光从球上P点射向球内，折射光线与水平直径PQ夹角，出射光线恰好与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，则光在水晶球中的传播时间为不考虑光在球内的反射
A. B. C. D.
7.如图所示，在水平面固定放置的光滑圆环内嵌着质量分别为、的1、2两个大小相同的小球，AB连线过环心O。小球可看做质点，初始时小球2静止于A点，小球1以初速度沿圆环切向方向运动，若小球1和2之间发生弹性碰撞，两球第二次在B点相碰，则小球的质量比是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，塑料盆可近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在水面上，如图甲所示;用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平，盆内封闭气体视为理想气体被压缩，简化模型如图乙所示。若此过程中封闭气体温度与外界温度相同且不变，下列说法正确的是( )
A. 封闭气体的内能不变 B. 封闭气体分子的平均动能增大
C. 封闭气体的压强不变 D. 封闭气体向外界放热
9.若火箭竖直向上发射的初级阶段做如下假设：重力加速度g不变，空气阻力忽略不计，火箭的质量m保持不变，加速度a与速度倒数的关系图像如图所示。已知图像的横轴截距为b，斜率为k，下列说法正确的是( )
A. 火箭的加速度恒定 B. 火箭的最大速度为
C. 火箭以恒定的功率mk启动 D. 图像的纵轴截距为
10.图中A、B两点固定等量同种点电荷，AB在同一水平线上，点C、D是AB垂直平分线上的两点，且C、D到AB连线距离相等，。将一个质量为m、电荷量为的带电小球放在C处，小球恰好处于静止状态。若球在C处以速度v竖直向下运动，球到达D点时，速度为2v。重力加速度为g，小球可视为质点，则( )
A. A、B处电荷带负电
B. 点A处电荷在C处产生的场强大小为
C. AB间的距离为
D. 小球由C到D受电场力先增大后减小再增大再减小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.假设我国宇航员已成功登上了月球。若想在月球上测量月球表面的重力加速度，设计了如下实验步骤：
A.拿出一根较长的细线将一个月球石块系好，结点为M，将细线的上端固定于返回架上的O点
B.用刻度尺测量OM间细线的长度L作为摆长
C.由于月球没有空气阻力，为使摆动明显，将石块拉至摆角约，由静止释放
D.从石块摆到最低点时开始计时，测出50次全振动总时间t，由得出周期
以上步骤中说法有错误的是 多选，填标号
实际实验时，若多次改变OM间距离，并使石块做简谐运动，计算了对应的周期T。用实验数据描绘出的的图像可能是 选填“甲”“乙”或“丙”，利用该图线斜率算得的重力加速度 选填“大于”“等于”或“小于”真实值。
12.热敏电阻是电路中经常使用的传感器元件：
某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：
待测热敏电阻实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧
电源电动势，内阻r约为
电阻箱阻值范围
滑动变阻器最大阻值
滑动变阻器最大阻值
微安表量程，内阻等于
开关两个，温控装置一套，导线若干。
该小组设计了如图所示的测量电路，主要实验步骤如下：
按上图连接电路;
闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏;
保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏;
记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
①为了使微安表所在支路两端电压基本不变，滑动变阻器应选用 选填“”或“”
②某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为 保留整数，该测量值 选填“大于”或“小于”真实值。
在坐标纸中描绘热敏电阻的图像，如图所示。利用该热敏电阻、电动势内阻不计的电源、定值电阻其中阻值有、、三种可供选择、控制开关和加热系统，设计电路，以实现环境温度控制。要求将环境温度控制在之间，且当1、2两端电压大于2V时，控制开关开启加热系统加热。则下列A、B、C三种电路中，可以满足要求的是 填标号，定值电阻R的阻值应选 ，1、2两端的电压小于 V时，自动关闭加热系统不考虑控制开关对电路的影响。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.新能源汽车的能量回收系统，利用电磁感应回收能量存储在电容器中。某同学用如图电路研究利用电磁感应为电容器充电的现象，两间距为、阻值可忽略不计的平行光滑导轨沿水平方向固定，导轨左端连接的电容器。两导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。质量为、阻值可忽略不计的导体棒垂直导轨放置。在导体棒上施加一水平向右的恒力同时开始计时，导体棒产生的加速度大小恒为。棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。
写出电容器带电量Q随时间t变化关系式;
判断电容器充电时电流是否变化，并说明理由;
求恒力的大小。
14.如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于B点。质量为的小物块从水平面上的A点开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为的恒力F，使物块从静止开始运动。已知，物块与水平面间的动摩擦因数为，A点到B点间的距离为2R，重力加速度g大小取，物块大小不计，求结果可带根号
物块在水平面上运动的加速度大小;
物块从A运动到B的时间;
物块在圆弧面上运动的最大动能及相应位置。
15.如图所示，在第一象限的区域内和第四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，在第二象限内的曲线OP上方有沿y轴负方向的匀强电场，其场强大小为，曲线左侧有一粒子源AB，B端位于x轴上，能够持续不断地沿x轴正方向发射速度为、质量为m、电荷量为的粒子束，这些粒子经电场偏转后均能够通过O点，已知从A点射出的粒子恰好从P点进入电场，不计重力及粒子间的相互作用。
写出匀强电场边界OP段的边界方程粒子入射点的坐标y和x间的关系式
若某带电粒子在第二象限从点沿x轴正方向射出后，进入第四象限的匀强磁场，刚好不从磁场上边界射出，求磁感应强度的大小
若第四象限内磁场为非匀强磁场，磁感应强度大小随 y轴坐标均匀变化，其关系为为第问中求得的值，某带电粒子从点沿x轴正方向射出后，进入第四象限的非匀强磁场，求粒子从射入磁场到速度方向变为沿x轴正方向的过程中，其运动轨迹与x轴所围成的面积。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A.根据可知是电荷量的单位，故A错误；
B.根据可知是电场强度的单位，故B错误；
C.根据可知是电场强度的单位，故C错误；
D.由，，可得，W的单位是，q的单位是C，d的单位是m，所以是电场强度单位，D正确。
2.【答案】C
【解析】能级的氢原子具有的能量为，故要使其发生电离能量变为0，至少需要的能量，A错误;
氢原子从能级跃迁到能级，由低能级跃迁到高能级，要吸收能量，总能量增大，B错误;
氢原子从能级跃迁到能级，氢原子辐射出的光子的能量为，则该光子能量在可见光光子的能量范围内，C正确，同理D错误。
3.【答案】A
【解析】因为 图像的斜率表示加速度，加速度减少的阶段为一条曲线，匀速阶段为一条平行于时间轴的直线，故A正确，B错误；
某同学起跑后加速度逐渐减小，一段时间后达到最大速度，此后保持该速度运动到终点。速度在逐渐增大，后保持不变，图像斜率表示速度，则 图像斜率应该先增大，后不变，故CD错误。
故选A。
4.【答案】D
【解析】米粒和糠秕初速度为零，不做平抛运动，A正确;
糠秕和米粒在竖直方向均做自由落体运动，下落的高度相同，根据，可知从释放到落地的过程中，糠秕的运动时间等于米粒的运动时间，B正确;
从释放到落地的过程中，因米粒质量较大，则加速度较小，落地时水平位移较小，故水平方向上位移较大的是糠秕，D错误;
落地时，糠秕水平速度大，则糠秕速度大，C正确。
本题选错误的，故选D。
5.【答案】C
【解析】由图乙可知，电路中接入的正弦交流电源，交变电流电压的有效值为440V，周期，A、B错误;
电阻消耗的电功率，C正确;
电阻消耗的电功率等于电阻消耗的电功率，D错误。
6.【答案】B
【解析】如图所示，由几何关系可知，光线射出时的折射角r为，折射率
光在水晶球中的传播速度为，
由几何关系可知传播路程，
光在水晶球中的传播时间为，B正确。
7.【答案】B
【解析】若两球发生弹性碰撞，则有，，
联立解得，，
根据题意，当时，小球1反弹，反弹后小球2运动圆周、小球1运动圆周后发生第二次碰撞，则有：，
解得：，B正确。
8.【答案】AD
【解析】AB、封闭气体理想气体温度不变，内能不变，A正确、B错误;
C、当塑料盆口向下竖直轻放在水面上时，封闭气体的压强等于大气压强，即，当用力竖直向下缓慢压盆底，至盆底与盆外水面相平时有，所以，即封闭气体的压强变大，C错误;
D、外界对封闭气体做正功，封闭气体内能不变，由热力学第一定律，封闭气体向外界放热，D正确。
9.【答案】BC
【解析】由图像看出火箭的加速度随速度而变化，则不是以恒定的加速度启动，A错误;
加速度为0时，速度达到最大值，速度的倒数为最小值，由图像看出，则，B正确;
假设火箭以恒定的功率P启动，由牛顿第二定律和功率的公式综合可得，变形可得，则关系图像是一条倾斜直线，假设成立，即火箭是以恒定的功率启动，图像的斜率为，解得，图像的纵截距为，C正确、D错误。
10.【答案】BCD
【解析】由平衡，可得点电荷A在小球C处产生的场强大小为，球受A、B处点电荷的斥力，球带正电，则点电荷A在C处产生的场强方向由A指向C，A错误、B正确;
点C、D电势相等，则球从C到D电场力做功为零，设CD间距离为h，则由动能定理：，解得，设AB间距离L，则，解得，C正确;
设点A、B到CD中点M距离为r，CD上某点与A点间连线与CD间夹角为，则根据场强的叠加原理可知，CD上某点的合场强为，根据均值不等式可知当时E有最大值，故小球由C到D受电场力先增大后减小再增大再减小，D正确。
11.【答案】；甲；等于
【解析】摆长为悬点到重心距离，偏角应小于与是否有空气阻力无关，B、C错误;
将摆线长当作了摆长L，则周期表达式，可得，因此图像可能是图甲，利用图线斜率算的加速度等于真实值。
12.【答案】；4000；大于；；3000；。
【解析】①用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选
②微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即，可得
当断开，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
电路A，定值电阻和热敏电阻并联，电压不变，故不能实现电路的控制，A错误;
电路B，定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分得电压越大，可以实现1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热， B正确;
电路C，定值电阻和热敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻值越大，定值电阻分得电压越小，无法实现1、2两端电压大于2V，控制开关开启加热系统加热，C错误;
热敏电阻在的阻值为，由题意可知，解得
时关闭加热系统，此时热敏电阻阻值为，此时1、2两点间的电压为，则1、2两端的电压小于时，自动关闭加热系统。
13.【答案】解：电容器带电量，
，
，
解得： C。
由，即对中电容器板间带电量 C求导，
解得，
电容器充电电流恒定。
对导体棒a由牛顿第二定律得：，
结合中表达式，得：。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：物块在水平面上运动时，对物块研究：，，，
解得：。
设物块从A运动到B的时间为t，则，
解得。
当物块运动到圆弧面上时，由于拉力F与重力的合力大小等于mg，方向斜向右下，与竖直方向成，因此当物块运动到圆弧面上，与圆心O的连线与竖直方向夹角为时，物块的动能最大，
根据动能定理：，
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：粒子在电场E区域做类平抛运动，则，
，
代入，
解得。
由OP段的边界方程可知，
粒子在电场中做类平抛运动，水平、竖直位移分别满足
，
，
联立可得，
从O点出电场时的速度与水平方向的夹角满足，
则，
粒子从O点出电场时的速度为，
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，粒子轨迹刚好与磁场上边界相切时，
由几何关系得，
由洛伦兹力提供向心力有，
解得。
粒子进入第四象限的磁场后，沿y轴方向应用动量定理有：，
对粒子从进入磁场到速度方向变为沿x轴正方向的过程求和得：，
可得，
运动轨迹与x轴所围成的面积：，
代入，
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】