2024屆高三3月聯考模擬檢測卷物理一、選擇題1.紅外測溫儀只能捕獲紅外線，紅外線光子的能量為。如圖為氫原子的能級圖，大量處在能級的氫原子向外輻射的光子中，能被紅外線測溫儀捕獲的不同頻率的光子共有（）A.種 B.種 C.種 D.種【答案】A【解析】由氫原子能級示意圖可知，氫原子從激發態向低能級躍遷時，根據可知，所輻射光子能量為、、、、、、、、、，紅外線光子的能量為，則能被紅外線測溫儀捕獲的不同頻率的光子共有種。故選A。2.如圖所示為一個透明均勻玻璃圓柱的橫截面，一束單色光從點射入，在柱內經一次反射后照射到柱面上的點，已知光在點入射角為，與入射光垂直，則玻璃對光的折射率為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】如圖所示，為光線在玻璃圓柱內的光路圖，、為折射點，為反射點，垂直于入射光線，故，由對稱性得：，垂直于，，玻璃的折射率，故選A。3.如圖所示，手握繩端在豎直方向做簡諧運動，形成的一列簡諧橫波以速度沿軸正向傳播，時刻，在軸上、間的簡諧橫波如圖所示，從此時刻開始，點處質點經過時間剛好第次到達波峰，則下列說法正確的是（）A.時刻，繩端正在向下振動B.繩端的振動頻率為C.若將波的振動頻率增大一倍，則波的傳播速度也增大一倍D.若將波的振動頻率增大為原來的倍，則簡諧波的波長也會增大為原來的倍【答案】B【解析】根據同側法，由圖可知，時刻，繩端正在向上振動，故A錯誤；根據同側法，由圖可知，時刻，點處質點正在向上振動，則有，解得，則繩端的振動頻率為，故B正確；波的傳播速度與傳播介質有關，與波的振動頻率無關，則將波的振動頻率增大一倍，波的傳播速度不變，由公式可知，簡諧波的波長減小為原來的，故CD錯誤。故選B。4.如圖所示，從豎直圓上的到圓周上的、兩點有兩條光滑的直軌道，是圓的豎直直徑，是圓的傾斜直徑，與BC夾角為。讓兩個質量相等的小球、同時從點由靜止釋放，分別沿、滑行到圓上的、兩點。，，則在運動過程中，、兩球重力的沖量大小之比為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根據題意可知，小球沿運動的加速度為，則有，解得，設與水平方向夾角為，連接，如圖所示，由幾何關系可得，小球沿運動的加速度為，則有，解得，在運動過程中，、兩球重力的沖量大小之比為，故選D。5.年月日，先進天基太陽天文臺，即“夸父一號”科學衛星迎來一周歲生日。“夸父一號”已平穩在軌運行天。已知“夸父一號”位于日地連線、距地球約萬公里的日地系統的拉格朗日點，和地球一起以相同角速度繞太陽做勻速圓周運動，如圖所示。關于“夸父一號”和地球一起運行過程中，下列說法正確的是（）A.“夸父一號”受力平衡B.“夸父一號”繞太陽運行的周期小于一年C.“夸父一號”繞太陽運行的加速度小于地球繞太陽運行的加速度D.“夸父一號”和地球一起繞太陽做圓周運動的向心力均由太陽的引力提供【答案】C【解析】“夸父一號”位于日地連線上，和地球一起以相同的角速度繞太陽做勻速圓周運動，不是平衡狀態，向心力由太陽和地球的引力合力提供，合力方向指向太陽，A錯誤；地球繞太陽運動一周的時間為一年，“夸父一號”與地球的角速度相同，所以“夸父一號”繞太陽運動的周期也為一年，B錯誤；根據向心加速度的表達式，可知“夸父一號”的向心加速度小于地球的向心加速度，C正確。“夸父一號”的向心力由太陽和地球的引力合力提供，地球繞太陽做圓周運動的向心力由太陽的引力提供，D錯誤；故選C。6.如圖所示，絕緣水平面上，虛線左側有垂直于水平面向上的勻強磁場、右側有垂直于水平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小均為，、、為絕緣水平面上的三個固定點，點在虛線上，、兩點在左右兩磁場中，兩根直的硬導線連接和間，軟導線連接在間，連線與垂直，、到的距離均為，，、、三段導線電阻相等，，。通過、兩點給線框通入大小為的恒定電流，待、間軟導線形狀穩定后線框受到的安培力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由題意可知，線框三邊電阻相等，通入大小為的電流后，由分流原理可知通過的電流大小為，通過的電流大小為。待間導線穩定后線框的受力情況如圖所示，由受力分析可知，，由幾何關系可知與的夾角，則有，故選B。7.如圖所示，傾角為的斜面體固定在水平面上，小球在斜面底端正上方以速度向右水平拋出，同時，小球在斜面頂端以速度向左水平拋出，兩球拋出點在同一水平線上，結果兩球恰好落在斜面上的同一點，且球落到斜面上時速度剛好與斜面垂直，不計小球的大小，，。則等于（）A. B. C. D.【答案】D【解析】小球垂直打在斜面上，如圖所示：根據幾何關系可得，對于小球，，聯立得，故選D。二、多選題8.某靜電場的電場線沿軸，其電場強度隨的變化規律如圖所示，設軸正方向為靜電場的正方向，在坐標原點有一電荷量為的帶電粒子僅在電場力作用下由靜止開始沿軸正向運動，則下列說法正確的是（）A.粒子帶正電B.粒子運動到處速度最大C.粒子不可能運動到處D.在區域內，粒子獲得的最大動能為【答案】A、D【解析】帶電粒子由靜止開始沿軸正向運動，結合圖像可知，開始沿軸正向運動時電場方向沿軸正向，所以帶電粒子帶正電，故A正確；帶電粒子從原點到，由動能定理可知，，得，故粒子可以運動到處，且在處動能最大，最大動能為。故BC錯誤，D正確。故選AD。9.我國遠距離特高壓輸電技術日趨成熟，因其損耗少、效能高，所以日漸成為經濟、安全、高效的送電方式。某電廠發電機輸出功率為，輸出電壓為，輸電線總電阻為。輸電線上損失的功率為發電機輸出功率的。用戶得到的電壓為，則下列說法正確的是（）A.升壓變壓器原、副線圈匝數比為 B.降壓變壓器原、副線圈匝數比為C用戶增多，變小 D.用戶增多，、均變大【答案】A、C【解析】升壓變壓器原線圈電流，，升壓變壓器原、副線圈匝數比為，聯立得，故A正確；降壓變壓器功率，降壓變壓器副線圈電流，降壓變壓器原、副線圈匝數比，得，故B錯誤；用戶增多，變小，降壓變壓器輸出功率增大，輸電線電流增大，輸電線上損失的功率增大，變小，故C正確；用戶增多，輸電線電流增大，輸電線電壓增大，、不變，則減小，減小，故D錯誤。故選AC。10.如圖所示，水平虛線右側有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為，金屬線框放在絕緣水平面上，線框段為正弦圖像的四分之一，邊長為，邊長為，與垂直，讓線框以恒定速度向右進入磁場，線框運動過程中，邊始終與虛線平行，線框的電阻為，線框在進入磁場過程中（）A.線框受到的安培力方向不斷改變 B.線框中產生的焦耳熱為C.線框中的平均電流與速度成正比 D.通過線框截面的電量為【答案】B、C【解析】根據右手定則，線框在進入磁場過程中，線框中電流的方向為逆時針不變，在磁場中受安培力的等效長度平行，因此安培力方向不變水平向左，故A錯誤；因為線框段為正弦圖像的四分之一，則線框勻速進入磁場時切割磁感線的有效長度隨時間正弦式變化，此過程線框中產生電動勢最大值為，線框中電流的最大值為，則電流的有效值為，線框的電功率為，線框在磁場中運動的時間為，則線框中產生的焦耳熱為，故B正確；根據法拉第電磁感應定律，線框中電動勢的平均值為，其中，設線框的面積為，則，則，線框的平均電流為，即線框中的平均電流與速度成正比，故C正確；根據法拉第電磁感應定律，線框中電動勢的平均值為，設線框的面積為，則，，解得，由題意可得，即，故D錯誤。故選BC。三、實驗題11.某實驗小組要用如圖甲所示裝置精確測量當地的重力加速度。（1）甲同學先用游標卡尺測量小球的直徑，示數如圖乙所示，則小球直徑________；（2）再用刻度尺測出電磁鐵下表面到光電門中心的高度，給電磁鐵斷電，讓小球由靜止自由落下，小球通過光電門的遮光時間為，則當地的重力加速度________（用測量的和已知的物理量符號表示）；（3）乙同學沒有測小球的直徑，通過改變光電門的位置重復實驗，測得多組和相應的數據，則作出的圖像應是圖丙中的________（填“”、“”或“”）；若圖像的斜率為，、均為已知量，則當地的重力加速度________（用測量的和已知的物理量符號表示）。【答案】（1）；（2）；（3）；；【解析】（1）游標卡尺的精確度為，小球直徑；（2）根據自由落體運動規律有，其中，解得；（3）乙同學沒有測小球的直徑，則有，其中，解得，則應為圖像，根據圖像的斜率可知，解得；12.某實驗小組要測量一段金屬絲的電阻率。（1）某同學先用多用電表的歐姆擋粗測金屬絲電阻，把選擇開關調到“”擋，應先________，再進行測量，測量時多用電表的示數如圖甲所示，則該元件電阻為________；再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其示數如圖乙所示，則________；（2）為了精確測量金屬絲電阻，小組成員甲同學根據實驗室提供器材：滑動變阻器（阻值為）、電流表（阻值約為）、電壓表（阻值約為）、要求盡可能多測量幾組數據，請補充完整圖丙的電路連線________。（3）連接好丙圖的電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于_________（填“”或“”）端。某次實驗時，電壓表的示數為，電流表的示數為，測得金屬絲的長為，則金屬絲電阻率________________。（用題中的物理量符號表示）（4）小組成員乙同學設計了如圖丁所示電路測量該金屬絲電阻率，穩壓源的輸出電壓恒為，定值電阻的阻值為，根據多次實驗測出的長度和對應的電壓表的示數作出的圖線，圖線的斜率為，則金屬絲的電阻率________。（用題中的符號、、、、表示）【答案】（1）歐姆調零；；；（2）（3）a；；（4）；【解析】（1）用歐姆表測電阻時，選擇開關調到“”擋，然后進行歐姆調零，再測量。根據歐姆表讀數原理可知該元件電阻為；根據螺旋測微器得讀數原理可知；（2）由于電壓表的內阻遠大于電流表的內阻，所以采用電流表外接法，為了盡可能多測幾組數據，滑動變阻器采用分壓式接法，實物圖如下（3）為了使分壓式接法中的電壓從零開始變化，滑動變阻器的滑片應置于端。根據歐姆定律得，根據電阻定律，，所以該金屬絲得電阻率為；（4）根據歐姆定律得，解得，則圖像的斜率為，解得，根據，解得；四、解答題13.如圖甲所示，型活塞固定在水平面上，一定質量的理想氣體被封閉在導熱性能良好的、質量為的汽缸中，活塞截面積為，活塞與汽缸內壁無摩擦且不漏氣，大氣壓強為。重力加速度取，改變環境溫度，缸內氣體體積隨溫度變化如圖乙所示，求：（1）從狀態變化到狀態，氣體溫度升高多少；（2）在狀態時，活塞對卡口的作用力多大。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由圖分析可知從狀態變化到狀態，氣體發生等壓變化，根據蓋—呂薩克定律有，解得，從狀態變化到狀態，氣體溫度升高；（2）在狀態時，根據平衡條件有，從狀態變化到狀態，氣體發生等容變化，根據查理定律有，解得，根據平衡條件有，解得；14.如圖所示，某傳送裝置由兩部分組成，長為的水平傳送帶沿順時針方向勻速轉動，傳送帶右邊光滑水平面上放著質量為的長木板，質量為的物塊放在長木板上表面左端，左端靠近傳送帶，、均處于靜止狀態，的右端不遠處有一固定平臺，傳送帶、、三者的上表面在同一水平面上，質量為的物塊輕放在傳送帶左端，物塊以最短時間通過傳送帶與物塊相碰并粘在一起，與相碰前，、、已共速，與碰撞后速度立即為零，此后、剛好能滑上平臺，已知物塊與傳送帶間動摩擦因數為，、與間動摩擦因數為，不計物塊、大小，重力加速度取，求：（1）傳送帶運動的速度應滿足什么條件；（2）長木板的右端到的距離滿足什么條件；（3）長木板的長度為多少。【答案】（1）；（2）；（3）；【解析】（1）要使物塊以最短時間通過傳送帶，則物塊一直在傳送帶上做勻加速直線運動，加速度為，根據動力學公式，解得，傳送帶運動的速度最小值為，傳送帶運動的速度應滿足。（2）由上述分析可知，物塊離開傳送帶的速度為，物塊與物塊相碰，根據動量守恒有，解得，與相碰前，、、組成的系統，根據動量守恒有，解得，對，根據動能定理有，解得，長木板的右端到D的距離為；（3）、、組成的系統，根據能量守恒有，解得，與相碰后，、剛好能滑上平臺，、與的相對位移為，長木板的長度為；15.如圖甲所示，在平面直角坐標系的第一象限內、半徑為的圓形區域內有垂直于坐標平面向外的勻強磁場，邊界圓剛好與軸、軸相切于、兩點，長為、間距也為的平行金屬板、固定在第二象限內，板在軸上，在兩板加上如圖乙所示的交變電壓，圖中未知、已知，在兩板中線左端有一粒子源，沿中線向右不斷射出質量為、電荷量為的帶正電的粒子，所有粒子穿過兩板間電場的時間均為，在軸下方有垂直于坐標平面向外的勻強磁場，在磁場中有一足夠長平行于軸的擋板，擋板到軸距離為，從射出的粒子剛好從板右端邊緣射出電場，從時刻射出的粒子經磁場偏轉后剛好從點進入磁場，打在板上時的速度與軸負方向的夾角為，所有粒子打到擋板上后均被擋板吸收，不計粒子重力和相互間作用，，。求：（1）大小；（2）勻強磁場、的磁感應強度大小；（3）擋板上打到粒子的區域的長度。【答案】（1）；（2），；（3）；【解析】（1）所有粒子穿過兩板間電場的時間均為，從射出的粒子剛好從板右端邊緣射出電場，根據對稱性可知沿電場方向有，，聯立解得；（2）設粒子源設粒子的速度為，根據題意有，可得，時刻射出的粒子，由圖乙可知粒子沿電場方向的分運動在時間內向下先加速后減速，在時間內向上先加速后減速，根據對