甘肅省蘭化一中2024年高考物理三模試卷含解析

甘肅省蘭化一中2024年高考物理三模試卷注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、某靜電場中x軸上各點電勢分布圖如圖所示。一帶電粒子在坐標原點O處由靜止釋放，僅在電場力作用下沿x軸正方向運動。下列說法正確的是A．粒子一定帶負電B．粒子在x1處受到的電場力最大C．粒子從原點運動到x1過程中，電勢能增大D．粒子能夠運動到x2處2、如圖所示，空間有一正三棱錐P-ABC，D點是BC邊的中點，O點是底面ABC的中心?，F(xiàn)在頂點P固定一負點電荷，下列說法正確的是（）A．底面ABC為等勢面B．A、B、C三點的電場強度相同C．若B、O、C三點的電勢為φB、φO、φC，則有φB－φO=φC－φOD．將一正的試探電荷從B點沿直線BC經(jīng)過D點移到C點，靜電力對該試探電荷先做負功后做正功3、地動儀是世界上最早的感知地震裝置，由我國杰出的科學家張衡在洛陽制成，早于歐洲1700多年如圖所示，為一現(xiàn)代仿制的地動儀，龍口中的銅珠到蟾蜍口的距離為，當感知到地震時，質量為的銅珠（初速度為零）離開龍口，落入蟾蜍口中，與蟾蜍口碰撞的時間約為，則銅珠對蟾蜍口產(chǎn)生的沖擊力大小約為A． B．C． D．4、1789年英國著名物理學家卡文迪許首先估算出了地球的平均密度．根據(jù)你所學過的知識，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半徑R=6400km，萬有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A．5.5×103kg/m3 B．5.5×104kg/m3 C．7.5×103kg/m3 D．7.5×104kg/m35、質量為m的小球套在豎直的光滑桿上，一根輕質彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)．讓小球從A點開始釋放，此時彈簧處于原長，當小球下降的最大豎直高度為h時到達B點，若全過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，豎直桿與OB的夾角為30°，下列研究小球從A到B全過程的說法正確的是A．當彈簧與桿垂直時，小球速度最大B．小球的加速度為重力加速度的位置共有三個C．彈簧的彈性勢能先增大后減小D．彈簧的彈性勢能增加量大于mgh6、如圖所示，真空中位于x軸上的兩個等量負點電荷，關于坐標原點O對稱。下列關于E隨x變化的圖像正確的是A． B．C． D．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖甲所示為足夠長、傾斜放置的平行光滑導軌，處在垂直斜面向上的勻強磁場中，導軌上端接有一定值電阻，導軌平面的傾角為，金屬棒垂直導軌放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉著金屬棒由靜止向上運動，金屬棒的質量為0.2kg，其速度大小隨加速度大小的變化關系如圖乙所示，且金屬棒由靜止加速到最大速度的時間為1s，金屬棒和導軌的電阻不計，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，則（）A．F為恒力B．F的最大功率為0.56WC．回路中的最大電功率等于0.56WD．金屬棒由靜止加速到最大速度這段時間內(nèi)定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱是0.26J8、以下說法正確的是_______A．質量、溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動能不相同B．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞C．知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質量和密度.不能估算出氣體分子的大小D．一定質量的理想氣體，經(jīng)等容升溫，氣體的壓強増大，用分子動理論的觀點分析，這是因為氣體分子數(shù)密度增大E.一定量的理想氣體在某過程中從外界吸熱2.5×104J，并對外界做功1.0×104J，則氣體的溫度升高，密度減小9、研究表明，汽車在行駛過程中所受阻力的大小與運動速率的平方近似成正比。一輛汽車在平直公路上行駛，以某一功率行駛達到的最大速率為，此時所受阻力為。若增加汽車功率為原來的兩倍，其他條件不變，該汽車行駛達到的最大速率為，相應的阻力為。對此下列表述正確的是（）A． B． C． D．10、如圖甲所示電路中，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，外電路接有三個定值電阻R1=2Ω、R2=3Ω、R3=6Ω，虛線框內(nèi)的電路可等效為一個電源，如圖乙所示，其等效電動勢E＇等于CD間未接入用電器時CD間的電壓，若用導線直接將C、D兩點連接起來，通過該導線的電流等于等效電源的短路電流．下列說法正確的是A．等效電源的電動勢E＇=5VB．等效電源的短路電流為1.2AC．等效電源的內(nèi)阻r＇=7.5ΩD．等效電源的最大輸出功率為0.3W三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學利用如圖所示的裝置欲探究小車的加速度與合外力的關系．具體實驗步驟如下：①按照如圖所示安裝好實驗裝置，并測出兩光電門之間的距離L②平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門的時間相等③取下細繩和沙桶，測量沙子和沙桶的總質量m，并記錄④把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，并記錄小車先后通過光電門甲和乙的時間，并計算出小車到達兩個光電門時的速度和運動的加速度⑤重新掛上細繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質量，重復②～④的步驟（1）用游標卡尺測得遮光片的寬度為d，某次實驗時通過光電門甲和乙的時間分別為Δt1和Δt2，則小車加速度的表達式為a=_________（2）關于本實驗的說法，正確的是________A．平衡摩擦力時需要取下細繩和沙桶B．平衡摩擦力時不需要取下細繩和沙桶C．沙桶和沙子的總質量必須遠遠小于小車的質量D．小車的質量必須遠遠小于沙桶和沙子的總質量（3）若想利用該裝置測小車與木板之間的動摩擦因數(shù)μ，某次實驗中，該同學測得平衡摩擦力后斜面的傾角θ，沙和沙桶的總質量m，以及小車的質量M．則可推算出動摩擦因數(shù)的表達式μ=__________（表達式中含有m、M、θ）12．（12分）如圖所示為某同學設計的一種探究動量守恒定律的實驗裝置圖。水平桌面固定一長導軌，一端伸出桌面，另一端裝有豎直擋板，輕彈簧的一端固定在豎直擋板上，另一端被入射小球從自然長度位置A點壓縮至B點，釋放小球，小球沿導軌從右端水平拋出，落在水平地面上的記錄紙上，重復10次，確定小球的落點位置；再把被碰小球放在導軌的右邊緣處，重復上述實驗10次，在記錄紙上分別確定入射小球和被碰小球的落點位置(從左到右分別記為P、Q、R)，測得OP=x1，OQ=x2，OR=x3（1）關于實驗的要點，下列說法正確的是___A.入射小球的質量可以小于被碰小球的質量B.入射小球的半徑必須大于被碰小球的半徑C.重復實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至B點D.導軌末端必須保持水平（2）若入射球的質量為m1，被碰小球的質量為m2，則該實驗需要驗證成立的表達式為__（用所給符號表示）；（3）除空氣阻力影響外，請再說出一條可能的實驗誤差來源_______。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）在光滑絕緣水平面上，存在著有界勻強磁場，邊界為PO、MN，磁感應強度大小為B0，方向垂直水平南向下，磁場的寬度為，俯視圖如圖所示。在磁場的上方固定半徑的四分之一光滑絕緣圓弧細桿，桿兩端恰好落在磁場邊緣的A、B兩點?，F(xiàn)有帶孔的小球a、b（視為質點）被強力絕緣裝置固定穿在桿上同一點A，球a質量為2m、電量為－q；球b質量為m、電量為q；某瞬時絕緣裝置解鎖，a、b被彈開，裝置釋放出3E0的能量全部轉為球a和球b的動能，a、b沿環(huán)的切線方向運動。求：（解鎖前后小球質量、電量、電性均不變，不計帶電小球間的相互作用）(1)解鎖后兩球速度的大小va、vb分別為多少；(2)球a在磁場中運動的時間；(3)若MN另一側有平行于水平面的勻強電場，球a進人電場后做直線運動，球b進入電場后與a相遇；求電場強度E的大小和方向。14．（16分）如下圖，一橫截面積為S的絕熱氣缸固定在絕熱水平面上，一絕熱活塞封閉氣缸內(nèi)一定質量的理想氣體，在氣缸右側有一暖氣管，氣缸與暖氣管相接處密閉性良好，氣缸左側的活塞用一跨過定滑輪的輕繩與一質量為M的砝碼相連。當活塞穩(wěn)定后，測得活塞到氣缸右側壁之間的距離L，溫度傳感器測得此時氣缸內(nèi)氣體的溫度為T1?，F(xiàn)讓高溫暖氣從暖氣管的上端流進、再從暖氣管的下端流出，經(jīng)過一段時間后發(fā)現(xiàn)活塞緩慢向左移動了一小段距離后便靜止不動了。這個過程中氣缸內(nèi)的氣體吸收熱量Q后，溫度傳感器的讀數(shù)為T2。設重力加速度為g，大氣壓強為P0，忽略所有摩擦，回答問題。(i)試分析密閉氣體體積的變化，并求出此變化量ΔV；(ii)求此過程中氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量ΔU。15．（12分）如圖，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長ll=25.0cm的空氣柱，中間有一段長為l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3=40.0cm．已知大氣壓強為P0=75.0cmHg．現(xiàn)將一活塞（圖中未畫出）從玻璃管開口處緩緩往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)?20.0cm．假設活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解析】

由題中“一帶電粒子在坐標原點O處由靜止釋放”可知本題考查帶電粒子在非勻強電場中的運動，根據(jù)圖像和電勢變化可分析本題?！驹斀狻緼．由于從坐標原點沿x軸正方向電勢先升高后降低，因此電場方向先向左后向右，由于帶電粒子在坐標原點靜止釋放，沿x軸正方向運動，由此可知粒子帶負電，故A正確；B．由圖可知，圖像斜率即為電場強度，在x1處斜率為零，因此電場強度最小，電場力也最小，故B錯誤；C．從開始運動到x1處，電場力做正功，電勢能減小，故C錯誤；D．由于粒子只在電場力的作用下運動，當運動到與開始時電勢相等的位置，粒子速度為零，不能到達x2處，故D錯誤。2、C【解析】

A．O到P點距離比ABC三點到P點距離短，故電勢比ABC三點電勢低，又O點為底面ABC上的一點，故底面ABC不為等勢面，故A錯誤；B．A、B、C三點到P點距離相同，故三點電場強度大小相等，但方向不同，故A、B、C三點的電場強度不相同，故B錯誤；C．BC兩點到O點距離相等，兩點電勢相等，則φB-φO=φC-φO故C正確；D．BC兩點到P點距離相等，兩點電勢相等，D點到P點距離小于BP、或CP兩點距離，故D的電勢低于B、C兩點電勢，故正試探電荷從B點沿直線BC經(jīng)過D點移到C點，電勢能先減小后增加，故靜電力對該試探電荷先做正功后做負功，故D錯誤；故選C。3、A【解析】

銅珠做自由落體運動，落到蟾蜍口的速度為：以豎直向上為正方向，根據(jù)動量定理可知：Ft-mgt=0-（-mv）解得：A．，與結論相符，選項A正確；B．，與結論不相符，選項B錯誤；C．，與結論不相符，選項C錯誤；D．，與結論不相符，選項D錯誤；故選A.4、A【解析】

由黃金代換可得地球質量，地球體積公式可得密度，故A正確BCD錯誤。5、B【解析】小球A運動過程如右圖所示：當小球滑至C點時，彈簧與桿垂直，水平方向彈簧彈力與桿的彈力平衡，小球在豎直方向受重力，則小球的加速度為重力加速度，小球仍向下加速，此時速度不是最大，當合力為零時速度最大，而合力為零的位置應在彈簧與桿垂直位置的下方，故A錯誤．在圖中A、D兩位置，彈簧處于原長，小球只受重力，即小球加速度為重力加速度的位置有A、C、D三個，故B正確；彈簧的形變量先增大后減小再增大，其彈性勢能先增大后減小再增大，故C錯誤；小球與彈簧組成的系統(tǒng)只有重力和彈力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒．根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律可知，小球從A到B全過程中增加的彈性勢能應等于減少的重力勢能mgh，故D錯誤．所以B正確，ACD錯誤．6、A【解析】

設x軸的正方向代表電場強度的正方向根據(jù)等量同種負電荷電場線在沿x軸方向的分布，結合規(guī)定正方向判斷如下：①在A點左側電場線水平向右，場強為正，圖像的橫軸上方，離A點越近，場強越強；②在A到O之間的電場線向左，場強為負，圖像在橫軸下方，離A越近，場強越強；③在O到B之間電場線向右，場強為正，圖像在橫軸上方，離B越近，場強越強；④在B點右側，電場線水平向左，場強為負，圖像在橫軸下方，離B越近，場強越強。綜上所述，只有選項A符合題意。故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、ACD【解析】

AB．對棒受力分析有變形得結合圖乙可知聯(lián)立解得且由可知，F(xiàn)的最大功率為故A正確，B錯誤；C．當棒的速度為1m/s時，回路中的電流最大，回路中的電功率最大為故C正確；D．金屬棒由靜止加速到最大速度由動量定理得即解得金屬棒由靜止加速到最大速度，由動能定理得解得由功能關系可知故D正確。故選ACD。8、BCE【解析】

A．溫度都相同的氫氣和氧氣，分子平均動能一定相同，故A錯誤；B．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在外界的影響下，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞，故B正確；C．知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質量和密度，可求出摩爾體積，將氣體分子占據(jù)的空間看成立方體形，立方體的邊長等于氣體分子間的平均距離，由摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)可求出每個氣體分子占據(jù)的空間大小，從而能求出分子間的平均距離。不能估算出氣體分子大小，故C正確；D．一定質量的理想氣體，經(jīng)等容升溫，氣體的壓強增大，因體積不變，則氣體分子數(shù)密度不變，氣體的平均動能變大，用分子動理論的觀點分析，這是因為氣體分子對器壁的碰撞力變大，故D錯誤；E．由熱力學第一定律可知，一定量的理想氣體在某過程中從外界吸熱2.5×104J，并對外界做功1.0×104J，則氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，體積變大，密度減小，故E正確。故選BCE。9、BD【解析】

CD．汽車功率為P時，最大速率為，由二力平衡有由題意知解得①同理，汽車功率為2P時，最大速率為②解①②式得③所以D正確，C錯誤；AB．將③式代入與解得所以B正確，A錯誤。故選BD。10、CD【解析】

當CD間未接入用電器時，由閉合電路歐姆定律得回路中電流，CD間電壓，A項錯誤；若CD間用導線連接，通過電源的電流，，根據(jù)并聯(lián)電路電流分配關系可知流過CD間導線的電流即通過的電流，等效電源的短路電流為0.4A，B項錯誤；等效電源的內(nèi)阻，C項錯誤；等效電源的輸出功率，當時，等效電源的輸出功率最大，，D項正確．三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小車經(jīng)過光電門時的速度分別為：，，由勻變速直線運動的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本實驗中，沙桶和沙子的總質量所對應的重力即為小車做勻變速運動時所受的外力大小，平衡摩擦力時應使小車在懸掛沙桶的情況下勻速運動，所以不需要取下細繩和沙桶，故A錯誤，B正確；CD.因為本實驗中，沙桶和沙子的總質量所對應的重力即為小車做勻變速運動時所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的總質量必須遠遠小于小車的質量”的實驗條件，也不需要小車的質量必須遠遠小于沙桶和沙子的總質量，故C錯誤，D錯誤。故選：B；（3）對小車，由平衡條件得：Mgsinθ?mg=μMgcosθ，得動摩擦因數(shù)：；12、CD軌道摩擦的影響：確認落點P、Q、R時的誤差：，，的測量誤差【解析】

（1）[1]A．為防止兩球碰撞后入射球反彈，入射小球的質量必須大于被碰小球的質量，故A錯誤；B．為使兩球發(fā)生正碰，入射小球的半徑必須與被碰小球的半徑相同，故B錯誤；C．為了保證入射球每次到達桌面邊緣的速度相同，則重復實驗時，每次都必須將彈簧壓縮至B點，從而讓入射球獲得相同的彈性勢能，故C正確；D．為了保證兩球碰后都能做平拋運動從而能求出飛出時的速度，導軌末端必須保持水平，故D正確。故選CD。（2）[2]兩球碰撞過程系統(tǒng)的動量守恒，以向右為正方向，有小球做平拋運動的時間t相等，兩邊同時乘以t，有結合碰撞前后的小球落點情況，換算水平距離后，有，，可得（3）[3]除空氣