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柳州市2024届高三第三次模拟考试
物理
（考试时间75分钟 满分100分）
注意：1．请把答案填写在答题卡上，否则答题无效。
2．答卷前，考生务必将密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。
3．选择题，请用2B铅笔，把答题卡上对应题目选项的信息点涂黑。非选择题，请用0.5mm黑色字迹签字笔在答题卡指定位置作答。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题，有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1. 日本核污染排海核污水中的属于I类致癌物质，威胁着人类的安全。已知的衰变方程为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应中X为中子
B. 升高温度会使的半衰期减小
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 一个核的质量小于一个核和一个X核的质量之和
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据质量数和质子数守恒，可知X的质量数为零，和质子数为，该核反应中X为电子，故A错误；
B．半衰期与外界因素无关，故B错误；
C．衰变为，则更稳定，所以的比结合能小于的比结合能，故C正确；
D．衰变过程放出能量，质量亏损，所以一个核的质量大于一个核和一个X核的质量之和，故D错误。
故选C。
2. 如图所示为一圆柱形玻璃砖的截面，O为圆心，AB为一条直径，光线a、b均从C点射入，光线a平行于AB，光线b与光线a的夹角，两条光线的折射光线均经过B点，，则光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
根据几何关系可得
根据折射定律
光线在玻璃中传播的速度
设长为，则光线在玻璃中传播的时间
联立可得光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比
故选B。
3. 如图所示，一理想变压器原、副线圈所在电路中分别接入两个完全相同的定值电阻A、B，若通过原线圈电流的有效值变为原来的2倍，则（ ）
A. 电阻B两端的电压变为原来的4倍
B. 电阻B消耗的功率变为原来的4倍
C. 流过电阻A、B的电流之比变为原来的2倍
D. 电阻A两端的电压与电阻B两端的电压之比变为原来的2倍
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．设原线圈中的电流为I1、副线圈中的电流为I2、定值电阻的电阻为r，则电阻A两端的电压为
电阻B两端的电压为
根据变压器电压、电流与匝数比的关系有
设初始状态下输入电压的有效值为U，则有
当输入电压的有效值变为2U时,有
又有
联立解得
= 2， =
故ACD错误；
B．当输入电压的有效值变为原来的2倍时，灯泡A、B两端的电压都变为原来的2倍，由欧姆定律可知，流过灯泡A、B的电流也都变为原来的2倍，由交流电源的输出功率P=UI可知，电阻B消耗的功率变为原来的4倍，故B正确；
故选B。
4. 如图所示，坐标原点O处有一波源，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。时，波源开始振动，时，波刚好传到处，质点M、Q分别位于处。下列说法正确的是（ ）
A. s时质点M沿y轴负方向运动
B. 该波的传播速度为4m/s
C. 时质点Q到达波峰
D. O处质点的位移y随时间t变化的关系式为
【答案】D
【解析】
【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据平移法可知，时质点M沿y轴正方向运动，故A错误；
B．时，波刚好传到处，则该波的传播速度为
m/s
故B错误；
C．根据波平移可知，时质点Q刚开始运动，故C错误；
D．O处质点的起振方向向上，由题可知周期为0.5s，则角频率为
rad/s
则位移y随时间t变化的关系式为
故D正确；
故选D。
5. 在某正点电荷形成的电场中有一条直线，直线上各点中a点的场强最大，直线上另一点b的场强大小为a点的．则下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点的场强方向相同
B. a、b两点的场强方向的夹角为30°
C. a、b两点的场强方向的夹角为60°
D. a、b两点的场强方向的夹角为120°
【答案】C
【解析】
【详解】直线上各点中a点的场强最大，则点电荷到直线的垂线的垂足为a点，设垂线段长为d，则有
解得
则a、b两点的场强方向的夹角为60°，如图
故选C。
6. 假设各行星均绕太阳做匀速圆周运动，行星的线速度大小为v，行星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积为S，则下列表达式正确的是（ ）（其中k为常量）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当卫星绕行星运动的速度是v时，有
解得卫星圆周运动的半径
卫星与行星中心的连线在单位时间内扫过的面积为
故选A。
7. 已知足够长的通电直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。现将两根通电长直导线分别固定在绝缘正方体的ae、gh边上，电流大小相等、方向如图中箭头所示，则顶点b、f两处的磁感应强度大小之比为（ ）
A. 1∶2 B. C. D. 1∶3
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意设磁感应强度为
若正方体的边长为L，ae和gh的电流在f点产生的磁感应强度方向垂直、大小均为
f点磁感应强度为
ae的电流在b点产生的磁感应强度为
gh的电流在b点产生的磁感应强度为
两者方向成45°，根据矢量合成规则，b点的磁感应强度为
=
则有
故选B。
8. 如图，竖直平面内固定一个半圆弧MBN，M、N连线水平，B为圆弧最低点，现从圆心O点以速率分别沿水平和竖直方向抛出两个相同的小球，小球分别落在圆弧上的A、B两点，设两小球从O点到弧面上所用时间分别为、，落在弧面时的动能分别为、，则有（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．根据动能定理
因为
可得
故A错误，B正确；
CD．小球到A点做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体，则
，
根据勾股定理
小球到B点做匀加速直线运动
两边平方可得
所以
故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，一小球用轻质细线悬挂在木板支架上，分别沿倾角为θ的两个固定斜面下滑，甲图中细线保持竖直，乙图中细线保持垂直斜面。在木板下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中木板与斜面间的动摩擦因数
B. 甲图中木板、小球组成的系统机械能守恒
C. 乙图中木板与斜面间的动摩擦因数
D. 乙图中木板、小球组成的系统机械能守恒
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲图中，因拉小球的细线呈竖直状态，所以小球受到重力和竖直向上的拉力，在水平方向没有分力，所以小球在水平方向没有加速度，根据力的平衡条件得
则解得
故A正确；
B．甲图中，因小球沿斜面做匀速直线运动，由于木板与小球的运动状态相同，所以木板、小球组成的系统动能不变，重力势能减小，机械能不守恒，故B错误；
C．乙图中，因拉小球的细线与斜面垂直，所以小球受到重力和细线垂直于斜面向上的拉力，其合力沿斜面向下，所以小球的加速度也沿斜面向下，对小球运用牛顿第二定律得
解得
由于木板与小球的运动状态相同，所以对木板、小球组成的整体，根据牛顿第二定得
解得
μ=0
故C错误；
D．乙图中，由于木板不受斜面的摩擦力，所以木板、小球组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，故D正确。
故选AD．
10. 甲、乙两车在平直公路上从同一地点同时出发，两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示，则（ ）
A. 乙车的初速度大小为15m/s
B. 乙车的加速度大小为
C. 前5s内乙车的位移为12.5m
D. 图像的交点表示时甲、乙两车相遇
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据匀变速直线运动位移—时间公式有
可得
甲车的加速度大小为
m/s2=10 m/s2
由图像可知，乙车的初速度为v=15m/s，加速度为
m/s2=5 m/s2
则速度减为零的时间为
s
故A正确，BC错误；
C．前5s内乙车的位移即前3s内的位移，大小为
m
D．甲车追上乙车时，两车位移相等，则有
解得
t=2s
故D正确。
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 某同学在实验室先将一满偏电流、内阻的微安表G改装成量程为0~1mA的电流表，再将改装好的电流表改装成具有两个量程的电压表（如图虚线框内），其中一个较大的量程为0~3V。然后利用一个标准电压表，根据如图所示电路对改装后的电压表进行校准。已知、、均为定值电阻，其中。
（1）闭合开关S前，应将滑片P调至______端（选填“M”、“N”）。
（2）定值电阻的阻值______，______。
（3）当单刀双掷开关拨到2位置时，电压表的量程为______V。
【答案】（1）M （2） ①. 100 ②. 2400
（3）0.6
【解析】
【小问1详解】
闭合开关S前，应将滑片P调至最左端，即M端。
【小问2详解】
[1]根据题意有
代入数据解得
[2]当开关接1时，电压表的量程较大，即为0~3V，所以
代入数据解得
【小问3详解】
当单刀双掷开关拨到2位置时，有
代入数据解得
12. 小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下：
A．测出小车质量M，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数F；
B．取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点0（之后每五个点取一个计数点）。已知打点计时器的打点频率为；
C．用刻度尺测量出第4个计数点和第5个计数点之间的距离3、第5个计数点和第6个计数点之间的距离，、的数值如图乙所示。
（1）相邻两个计数点之间的时间间隔______s。
（2）小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示______；若纵轴表示，则所连直线的斜率表示______。
A．各计数点的瞬时速度 B．相邻计数点的瞬时速度的变化
C．小车运动加速度a D．小车运动的加速度的一半即
（3）某次实验测得，拉力传感器的示数为，实验得到的纸带如图乙所示，则从0→5过程中小车所受合外力的冲量为______，小车动量变化量的大小为______。（结果均保留3位有效数字）
（4）实验操作中______（选填“需要”或“不需要”）再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是______．
【答案】（1）0.1 （2） ①. B ②. C
（3） ① 1.10 ②. 1.08
（4） ①. 不需要 ②. 纸带与计时器之间存在摩擦
【解析】
【小问1详解】
相邻两个计数点之间的时间间隔
【小问2详解】
[1] 所连直线的斜率表示
所以其直线斜率表示相邻计数点的瞬时速度的变化，故选B；
[2] 若纵轴表示，则纵坐标为该点的瞬时速度，则所连直线的斜率表示为
所连直线的斜率表示小车运动的加速度，故选C。
【小问3详解】
[1]由题可知静止时绳的拉力等于重力的分力与摩擦力的矢量和，所以释放小车的合力等于之前记录传感器的示数
从0→5过程中所用的时间
从0→5过程中小车所受合外力的冲量为
[2] 第5个计数点的速度
小车动量变化量的大小为
【小问4详解】
[1] 释放小车的合力等于之前记录传感器的示数，所以实验操作中不需要再添加补偿阻力的步骤；
[2] 合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是纸带与计时器之间存在摩擦。
三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，某学校课外活动实验小组设计了一个简易的温度计。厚度不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热气缸内，气缸开口朝下，气缸内部的总长度为2L，活塞的质量为m，横截面积为S，早上温度为时观察到活塞位于气缸中央，中午时观察到活塞向下移动了，已知重力加速度为g，大气压强恒为，求：
（1）早上温度为时封闭气体的压强大小；
（2）中午观察时环境的温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）早上温度为时观察到活塞位于气缸中央，根据平衡条件可知
（2）活塞向下移动，封闭气体的压强不变，根据盖—吕萨克定律有
解得
14. 如图所示，正方形区域abcd内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，连线与ad边平行，大量带正电的粒子从O点沿与ab边成角方向以不同的初速度v射入磁场，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，磁场的磁感应强度大小为B，，不计粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）求恰好从点射出磁场的粒子的速度大小；
（2）要使粒子从ad边离开磁场，求初速度v的取值范围。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）从点射出磁场的粒子的运动轨迹如图
根据几何关系可知运动半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）当粒子轨迹与ad边相切时，如图所示：
设此时初速度为，轨道半径为，由几何关系可得
又
解得
设粒子运动轨迹能与cd边相切时，如图所示：
设此时初速度为，轨道半径为，由几何关系可得
解得
又
可知粒子轨迹与cd边相切，从d点射出时速度最大，如图
根据几何关系可知
解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
综上可得
15. 如图所示，一足够长水平传送带顺时针转动，速度大小恒为。传送带上MN右侧存在一方向竖直向上的匀强磁场区域，磁感应强度大小为。有一边长为、粗细均匀的正方形导线框abcd，质量，总电阻。ab边与磁场边界平行，在ab边距离MN为的位置由静止释放该线框，已知线框与传送带之间的动摩擦因数为，线框刚到MN直至完全进入磁场用时，，重力加速度g取，求：
（1）从开始释放线框到ab边刚到达MN所用的时间；
（2）线框ab边刚进入磁场时a、b两点间的电势差；
（3）线框在传送带上运动的整个过程中，传送带因传输线框而多消耗的电能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）假设线框进入磁场前做匀加速运动，根据牛顿第二定律
根据运动学公式
解得
说明线框进入磁场前一直做匀加速运动，匀加速时间
（2）ab边刚进入磁场时产生电动势
解得
由闭合电路欧姆定律
解得
解得
（3）进入磁场前传送带位移
多消耗电能
线框进入磁场后受到的安培力
解得
由动量定理
其中
解得
线框进入磁场阶段一直与皮带发生相对运动，传送带位移
多消耗电能
线框进入磁场后继续加速，直至与皮带共速，之后一起匀速运动，不再多消耗电能
线框在磁场中匀加速时间
传送带位移
多消耗电能
总多消耗电能柳州市2024届高三第三次模拟考试
物理
（考试时间75分钟 满分100分）
注意：1．请把答案填写在答题卡上，否则答题无效。
2．答卷前，考生务必将密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。
3．选择题，请用2B铅笔，把答题卡上对应题目选项的信息点涂黑。非选择题，请用0.5mm黑色字迹签字笔在答题卡指定位置作答。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题，有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1. 日本核污染排海核污水中的属于I类致癌物质，威胁着人类的安全。已知的衰变方程为，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该核反应中X中子
B. 升高温度会使的半衰期减小
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 一个核的质量小于一个核和一个X核的质量之和
2. 如图所示为一圆柱形玻璃砖的截面，O为圆心，AB为一条直径，光线a、b均从C点射入，光线a平行于AB，光线b与光线a的夹角，两条光线的折射光线均经过B点，，则光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比为（ ）
A. B. C. D.
3. 如图所示，一理想变压器原、副线圈所在电路中分别接入两个完全相同的定值电阻A、B，若通过原线圈电流的有效值变为原来的2倍，则（ ）
A. 电阻B两端的电压变为原来的4倍
B. 电阻B消耗的功率变为原来的4倍
C. 流过电阻A、B的电流之比变为原来的2倍
D. 电阻A两端的电压与电阻B两端的电压之比变为原来的2倍
4. 如图所示，坐标原点O处有一波源，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播。时，波源开始振动，时，波刚好传到处，质点M、Q分别位于处。下列说法正确的是（ ）
A. s时质点M沿y轴负方向运动
B. 该波的传播速度为4m/s
C. 时质点Q到达波峰
D. O处质点的位移y随时间t变化的关系式为
5. 在某正点电荷形成的电场中有一条直线，直线上各点中a点的场强最大，直线上另一点b的场强大小为a点的．则下列说法正确的是（ ）
A. a、b两点的场强方向相同
B. a、b两点的场强方向的夹角为30°
C. a、b两点的场强方向的夹角为60°
D. a、b两点的场强方向的夹角为120°
6. 假设各行星均绕太阳做匀速圆周运动，行星的线速度大小为v，行星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积为S，则下列表达式正确的是（ ）（其中k为常量）
A. B. C. D.
7. 已知足够长的通电直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流强度成正比，与该位置到长直导线的距离成反比。现将两根通电长直导线分别固定在绝缘正方体的ae、gh边上，电流大小相等、方向如图中箭头所示，则顶点b、f两处的磁感应强度大小之比为（ ）
A. 1∶2 B. C. D. 1∶3
8. 如图，竖直平面内固定一个半圆弧MBN，M、N连线水平，B为圆弧最低点，现从圆心O点以速率分别沿水平和竖直方向抛出两个相同的小球，小球分别落在圆弧上的A、B两点，设两小球从O点到弧面上所用时间分别为、，落在弧面时的动能分别为、，则有（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，一小球用轻质细线悬挂在木板的支架上，分别沿倾角为θ的两个固定斜面下滑，甲图中细线保持竖直，乙图中细线保持垂直斜面。在木板下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中木板与斜面间动摩擦因数
B. 甲图中木板、小球组成的系统机械能守恒
C. 乙图中木板与斜面间的动摩擦因数
D. 乙图中木板、小球组成的系统机械能守恒
10. 甲、乙两车在平直公路上从同一地点同时出发，两车位移x和时间t的比值与时间t之间的关系如图所示，则（ ）
A. 乙车的初速度大小为15m/s
B. 乙车的加速度大小为
C. 前5s内乙车的位移为12.5m
D. 图像的交点表示时甲、乙两车相遇
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 某同学在实验室先将一满偏电流、内阻的微安表G改装成量程为0~1mA的电流表，再将改装好的电流表改装成具有两个量程的电压表（如图虚线框内），其中一个较大的量程为0~3V。然后利用一个标准电压表，根据如图所示电路对改装后的电压表进行校准。已知、、均为定值电阻，其中。
（1）闭合开关S前，应将滑片P调至______端（选填“M”、“N”）。
（2）定值电阻的阻值______，______。
（3）当单刀双掷开关拨到2位置时，电压表量程为______V。
12. 小晨同学用如图甲所示的实验装置验证动量定理，其步骤如下：
A．测出小车质量M，合理调整木板倾角，让小车能沿木板加速下滑。用轻绳通过滑轮将拉力传感器和小车连接，小车连接纸带，并记录传感器的示数F；
B．取下轻绳，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙所示，将打下的第一点记为计数点0（之后每五个点取一个计数点）。已知打点计时器的打点频率为；
C．用刻度尺测量出第4个计数点和第5个计数点之间的距离3、第5个计数点和第6个计数点之间的距离，、的数值如图乙所示。
（1）相邻两个计数点之间的时间间隔______s。
（2）小晨同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙。相邻计数点间的距离为，纸带宽度表示相邻计数点间的时间间隔T，用横轴表示时间t。若纵轴表示，则所连直线的斜率表示______；若纵轴表示，则所连直线的斜率表示______。
A．各计数点的瞬时速度 B．相邻计数点的瞬时速度的变化
C．小车运动的加速度a D．小车运动的加速度的一半即
（3）某次实验测得，拉力传感器的示数为，实验得到的纸带如图乙所示，则从0→5过程中小车所受合外力的冲量为______，小车动量变化量的大小为______。（结果均保留3位有效数字）
（4）实验操作中______（选填“需要”或“不需要”）再添加补偿阻力的步骤，合外力对小车的冲量大于小车动量变化量的原因可能是______．
三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，某学校课外活动实验小组设计了一个简易温度计。厚度不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在导热气缸内，气缸开口朝下，气缸内部的总长度为2L，活塞的质量为m，横截面积为S，早上温度为时观察到活塞位于气缸中央，中午时观察到活塞向下移动了，已知重力加速度为g，大气压强恒为，求：
（1）早上温度为时封闭气体的压强大小；
（2）中午观察时环境的温度。
14. 如图所示，正方形区域abcd内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，连线与ad边平行，大量带正电的粒子从O点沿与ab边成角方向以不同的初速度v射入磁场，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，磁场的磁感应强度大小为B，，不计粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）求恰好从点射出磁场的粒子的速度大小；
（2）要使粒子从ad边离开磁场，求初速度v的取值范围。
15. 如图所示，一足够长水平传送带顺时针转动，速度大小恒为。传送带上MN右侧存在一方向竖直向上匀强磁场区域，磁感应强度大小为。有一边长为、粗细均匀的正方形导线框abcd，质量，总电阻。ab边与磁场边界平行，在ab边距离MN为的位置由静止释放该线框，已知线框与传送带之间的动摩擦因数为，线框刚到MN直至完全进入磁场用时，，重力加速度g取，求：
（1）从开始释放线框到ab边刚到达MN所用的时间；
（2）线框ab边刚进入磁场时a、b两点间的电势差；
（3）线框在传送带上运动的整个过程中，传送带因传输线框而多消耗的电能。

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