甘肅省武威市四校聯(lián)考2023-2024學(xué)年高三物理上學(xué)期開學(xué)考試試題含解析

甘肅省2024屆新高考備考模擬考試物理試卷考生注意：1．本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。2．答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色，墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。3．考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米，黑色。墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。4．本卷命題范圍：高考范圍。一、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。1.一定質(zhì)量的氣體因外力對其做功體積減小，同時放出熱量，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比（）A.氣體內(nèi)能可能增加 B.氣體內(nèi)能一定減小C.氣體內(nèi)能一定不變 D.氣體內(nèi)能增加還是減小取決于氣體種類【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)熱力學(xué)第一定律若外力做對其的功W大于其放出的熱量Q，則氣體內(nèi)能就增加。故選A。2.關(guān)于近代物理知識，下列說法中正確的是（）A.光電效應(yīng)現(xiàn)象說明了光具有粒子性B.鈾核裂變一種核反應(yīng)方程為C.動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等D.結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定【答案】A【解析】【詳解】A．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明了光具有粒子性，選項A正確；B．鈾核需要俘獲一個慢中子才能發(fā)生裂變，裂變的一種核反應(yīng)方程為選項B錯誤；C．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的動量為德布羅意波長為質(zhì)子和電子的質(zhì)量不同，所以德布羅意波長也不相等，選項C錯誤；D．比結(jié)合能是原子核的結(jié)合能與該原子核所含有的核子數(shù)之比，所以比結(jié)核能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤。故選A。3.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用細繩懸掛在天花板上，用拉力F作用在小球上，靜止時細繩與豎直方向的夾角、細繩能承受的最大拉力等于，重力加速度為g，保持小球的位置始終不變則拉力F與細繩的夾角α應(yīng)滿足的條件為（）A.0°≤α≤60° B.0°≤α≤90° C.30°≤α≤60° D.30°≤α≤90°【答案】D【解析】【詳解】重力豎直向下，繩子的張力沿繩收縮的方向，由題圖可知，小球要保證位置不變應(yīng)滿足當(dāng)F的方向與細繩垂直時，即時，細繩的拉力達到最大值，因此，D正確。故選D。4.如圖所示，一負點電荷固定于O點，虛線為其等勢面，帶電粒子A、B僅在電場力作用下的運動路徑分別如圖中實線所示，a、b、c、d、e為粒子軌跡與虛線的五個交點。下列判斷正確的是（）A.A帶負電，B帶正電B.A在a處的動能大于在b處的動能C.B由c處到d處電場力做正功D.B在e處的電勢能小于在c處的電勢能【答案】B【解析】【詳解】A．因為O處的是負點電荷，故由運動軌跡可判斷，A帶正電，B帶負電，故A錯誤；B．正電荷A在b處的電勢能大于a處，故A在a處的動能更大，故B正確；C．負電荷由c到d的過程中，電場力做負功，故C錯誤；D．因為c和e在同一個等勢面，故B在e和c處的電勢能相等，故D錯誤。故選B。5.如圖所示，為某小型發(fā)電站輸電示意圖。發(fā)電站的輸出功率為，經(jīng)升壓變壓器升壓后，輸出電壓為，發(fā)電站到用戶的輸電線總電阻為，經(jīng)過降壓變壓器給一居民小區(qū)供電。已知變壓器均為理想變壓器，下列說法正確的是（）A.輸電線路中的電流為B.用戶獲得的功率為C.若發(fā)電站的輸出電壓減半，線路損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍D.若用戶所需電壓為，則降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為【答案】C【解析】【詳解】A．輸電線路中的電流為故A錯誤；B．輸電線損失功率為用戶獲得的功率為故B錯誤；C．輸電線損失功率為可見、不變，若發(fā)電站輸出電壓減半，則升壓變壓器的輸出電壓減半，線路損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C正確；D．降壓變壓器副線圈的電流為降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為故D錯誤。故選C。6.如圖所示，一個帶有擋板的光滑斜面固定在地面上，斜面傾角為θ，輕彈簧的上端固定于擋板，下端連接滑塊P，開始處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)用一平行于斜面向下的力F作用在P上，使滑塊向下勻加速（a<gsinθ）運動一段距離。以x表示P離開初位置的位移，t表示P運動的時間，E表示P的機械能（設(shè)初始時刻機械能為零），重力加速度為g，則下列圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】AB．設(shè)物塊P的質(zhì)量為m，系統(tǒng)靜止時彈簧相對原長的伸長量為x0，彈簧的勁度系數(shù)為k，則有由牛頓第二定律有兩式聯(lián)立可得A錯誤，B正確；CD．由題可知初位置物塊P的機械能為0，則物塊P機械能的變化量CD錯誤。故選B。二、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，有多項符合題目要求。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.如圖所示，一光滑斜面固定在水平面上，現(xiàn)讓A、B兩個小球同時運動，小球從斜面頂端沿水平方向拋出，小球恰好落在斜面底端。小球B沿斜面頂端由靜止釋放，小球沿斜面下滑?？諝庾枇Σ挥?，關(guān)于兩小球運動情況，下列說法正確的是（）A.小球先到達斜面底端B.兩個小球同時到達斜面底端C.兩個小球到達點的速度相同D.小球B到達點的速度小于小球到達點的速度【答案】AD【解析】【詳解】AB．設(shè)斜面的傾角為，斜面長度為，小球做平拋運動，加速度為，小球B加速度為小球A做平拋運動有

所以小球運動的時間小球B沿斜面做勻加速直線運動的時間為所以經(jīng)過的時間更短，故A正確，B錯誤；CD．由于兩球初末位置相同，由動能定理有

兩小球運動的過程中，都只有重力做功，但是小球有初速度，所以小球B到達點的速度小于小球，故C錯誤，D正確。故選AD。8.兩列振幅和傳播速度大小相同的簡諧橫波某時刻在如圖所示的區(qū)域相遇，實線波沿軸正向傳播，虛線波沿軸負向傳播。已知實線波頻率為，則（）A.實線波的傳播速度大小為B.虛線波的頻率為C.此時刻兩列波在處的質(zhì)點振動方向均沿軸負方向D.兩列波在圖示時刻區(qū)域不會發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象【答案】AD【解析】【詳解】A．由圖可知，實線波的波長為，則實線波的傳播速度大小為故A正確；B．由圖可知，虛線波的波長為，則虛線波的頻率為故B錯誤；C．根據(jù)兩列波的傳播方向結(jié)合波形平移法可知，此時刻兩列波在處的質(zhì)點振動方向均沿軸正方向，故C錯誤；D．由于兩列波的頻率不相同，則兩列波在圖示時刻區(qū)域不會發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故D正確。故選AD。9.2022年10月9日7時43分，“夸父一號”衛(wèi)星順利進入太空，最終進入繞地球運行的太陽同步晨昏軌道。已知晨昏軌道距地面高度約為，地球的半徑為，地球表面重力加速度為，萬有引力常量為，將“夸父一號”的運動看作勻速圓周運動，忽略地球自轉(zhuǎn)。根據(jù)以上條件，可以估測出下列哪些物理量（）A.“夸父一號”衛(wèi)星的運行周期 B.“夸父一號”衛(wèi)星的質(zhì)量C.地球的平均密度 D.地球的公轉(zhuǎn)周期【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力有又兩式聯(lián)立可求出“夸父一號”衛(wèi)星的運行周期，故A正確；B．“夸父一號”衛(wèi)星的質(zhì)量無法估測，故B錯誤；C．根據(jù)可求出地球質(zhì)量，地球半徑已知，故可估測地球的平均密度，故C正確；D．根據(jù)上述條件無法估測地球的公轉(zhuǎn)周期，故D錯誤。故選AC。10.如圖所示，兩平行傾斜導(dǎo)軌與水平導(dǎo)軌平滑連接，傾斜導(dǎo)軌光滑、水平導(dǎo)軌粗糙，導(dǎo)軌電阻不計。質(zhì)量為的金屬棒靜止在離傾斜導(dǎo)軌底端足夠遠的水平導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直，水平導(dǎo)軌處在方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度。質(zhì)量為的金屬棒與距水平導(dǎo)軌高為處由靜止釋放。已知兩金屬棒的電阻均為，兩導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)軌寬度為，重力加速度為，則下列說法正確的是（）A.金屬棒沿斜導(dǎo)軌下滑過程機械能守恒B.金屬棒下滑過程，因回路面積變小，故磁通量變小C.金屬棒進入水平導(dǎo)軌后，金屬棒做加速度減小的加速運動D.金屬棒整個運動過程中，兩金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱小于【答案】AD【解析】【詳解】A．金屬棒沿斜導(dǎo)軌下滑過程，只有重力做功，故機械能守恒，故選項A正確；B．金屬棒下滑過程，因磁場所在面積不變，故磁通量不變，故選項B錯誤；C．金屬棒下滑到底端過程，有：又假設(shè)棒不動故假設(shè)成立，棒保持靜止，因此C錯誤；D．金屬棒初始時的機械能因金屬棒進入水平軌道后受摩擦力作用，故兩棒產(chǎn)生的焦耳熱小于，故選項D正確。故選AD。三、非選擇題：本題共5小題，共56分。11.某興趣小組用如圖甲所示的裝置進行了下列探究：①在一端帶有定滑輪的水平長木板上固定兩個光電門，測得兩光電門、之間的距離為；滑塊上有遮光片，遮光片的寬度為；②砂桶中加入砂子，用天平測得砂和砂桶的質(zhì)量，并保證滑塊質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量；③用跨過定滑輪的輕繩將滑塊與砂桶相連，調(diào)節(jié)滑輪高度使輕繩水平；④將滑塊從緊靠光電門處由靜止釋放，讀出滑塊上遮光片通過光電門的時間；⑤改變砂和砂桶的質(zhì)量，重復(fù)實驗，測得的多組數(shù)據(jù)；⑥在坐標(biāo)系中作出的圖像如圖乙所示。圖線與縱軸的截距為，與橫軸的截距為。已知重力加速度大小為，若把砂和砂桶所受重力作為滑塊受到的拉力，根據(jù)圖像信息可知：物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為______，滑塊質(zhì)量為______?！敬鸢浮竣?②.【解析】【詳解】[1][2]對滑塊由牛頓第二定律可得由可得進一步可得對照圖乙有解得12.某實驗小組要測量一電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗室提供的器材有：A．待測電源（電動勢約為3V，內(nèi)阻幾歐）B．電壓表V1（量程1V，內(nèi)阻r1=300Ω）C．電壓表V2（量程3V，內(nèi)阻r2約3000Ω）D．定值電阻R1（阻值為2Ω）E.滑動變阻器R2（阻值變化范圍為0~15Ω）F.電鍵一個，導(dǎo)線若干（1）實驗小組成員根據(jù)實驗室提供的器材，設(shè)計了如圖甲所示的電路，其中a、b均為電壓表，則a是電壓表__________（填“V1”或“V2”），b是另一個電壓表，根據(jù)電路圖將圖乙中實物連完整______________。（2）連接好實驗電路后，閉合電鍵前，將圖乙中滑動變阻器滑片移到最___________（填“左”或“右”）端，閉合電鍵后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片；記錄每次調(diào)節(jié)后電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2，根據(jù)測得的多組U1、U2數(shù)據(jù)，以U1為橫坐標(biāo)，U2為縱坐標(biāo)作出U2-U1圖像，作出的圖像斜率絕對值為k，圖像與縱軸的截距為b，則電源的電動勢E=___________，內(nèi)阻r=___________。（均用已知和測得的量表示）（3）本實驗___________（填“存在”或“不存在”）因電壓表分流引起的系統(tǒng)誤差。【答案】①.V1②.③.左④.b⑤.⑥.不存在【解析】【詳解】（1）[1][2]由圖甲可知，電壓表a與并聯(lián)，改裝成電流表，因此用內(nèi)阻已知的電壓表V，改裝后的量程為，實物連接如圖所示。（2）[3][4][5]連接好實驗電路后，閉合電鍵前，將圖乙中的滑動變阻器滑片移到最左端，使滑動變阻器接入電路的電阻最大；根據(jù)閉合電路歐姆定律得到結(jié)合題意有得到（3）[6]由于實驗數(shù)據(jù)處理時，考慮了電表的內(nèi)阻，因此不存在因電壓表分流引起的系統(tǒng)誤差。13.半徑為R的透明玻璃球切去底面半徑的球冠成為一個大球冠，如圖所示，玻璃的折射率，一束半徑光束垂直球冠的切面照射到球冠上，進入球冠的光線有部分從球面射出而使球面發(fā)光，已知光在真空中的傳速速度為c，（球冠不含底面的表面積公式為，R為球的半徑，h為球冠的高度）。不考慮光在球冠內(nèi)的反射，求：（1）發(fā)光球面的面積；（2）光束正中間的光線通過大球冠的時間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，設(shè)光發(fā)生全反射的臨界角為C，由解得畫出光路圖，如圖所示光線①恰好發(fā)生全反射，發(fā)光區(qū)域是一個小的球冠，設(shè)小球冠高為h，由幾何關(guān)系有解得發(fā)光球面面積（2）如圖由題意，球冠底面所對的圓心角為，光束正中間的光線②直接穿過球冠，通過玻璃球的路程為光在玻璃球內(nèi)的速度所以，該光束正中間的光線通過玻璃球的時間為14.如圖所示，傳送帶以速度順時針傳動，P、Q間距離，緊挨傳送帶右側(cè)放置一質(zhì)量的木板B。一質(zhì)量為的滑塊（可看作質(zhì)點）以的速度從傳送帶的左端滑上傳送帶，到達右端時，剛好與傳送帶共速?；瑝K滑出傳送帶時與木板B發(fā)生彈性碰撞，碰后滑塊被反彈回傳送帶上，繼續(xù)在傳送帶上運動，已知重力加速度，試求：（1）滑塊m第一次從傳送帶左端滑到右端的過程中，由于摩擦產(chǎn)生的熱量；（2）滑塊m被反彈后在傳送帶上運動過程中相對傳送帶滑動的距離。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）從P運動到Q的過程中，對物體m只有到摩擦力做功，由動量定定理可得解得則可知滑塊在傳送帶上做減速運動的加速度大小為則減速所用的時間為可知滑塊的對地位移為傳送帶對地的位移為可得相對位移為則因摩擦產(chǎn)生的熱量為（2）由題意知滑塊與木板發(fā)生彈性碰撞，則碰撞前后動量守恒，機械能守恒，有，解得反彈速度，方向水平向左設(shè)碰撞后滑塊向左運動直至速度減為零這一過程中運動的位移為，則根據(jù)運動學(xué)公式有解得在此過程中運動的時間為在此時間內(nèi)傳送帶向右移動的位移為滑塊速度減為零后開始反向做勻加速直線運動，可知滑塊向右滑動速度會達到并恰好離開傳送帶，在此時間內(nèi)傳送第向右運動的位移為，故可得滑塊m被反彈后在傳送帶上運動過程中相對傳送帶滑動的距離為15.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系中，區(qū)域內(nèi)存在著方向與x軸負向成角勻強電場，電場強度大小，在區(qū)域內(nèi)存在著垂直于平面向里的勻強磁場，在區(qū)域內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度大小，帶正電粒子從電場中（，）點沿x軸正方向以初速度射出，粒子恰好從坐標(biāo)原點進入電場，該粒子的比荷，不計粒子重力，求：（1）粒子進入磁場時的速度：（2）磁感應(yīng)強度大