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2024-2025学年高三（第一次）模拟考试物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.气体分子的平均平动动能与热力学温度T之间的关系为，式中k是玻尔兹曼常数，是一个关于温度及能量的常数。用国际单位制中的基本单位表示 k的单位是( )
A. B. C. D.
2.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极K，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是
A. 图乙中，用频率的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大
B. 图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出4种不同频率的光
C. 图丙中，图线a所表示的光的光子能量为
D. a光光子动量大于b光光子动量
3.一列机械横波向右传播，在时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点在平衡位置的间距为3m，当时，质点C恰好通过平衡位置，则该波的波速可能为
A. B. C. D.
4.光屏竖直放置，直线与光屏垂直，用激光笔沿与方向成角的AB方向照射光屏，光屏上C处有激光亮点。此时在光屏前竖直放置厚度为d折射率为的平板玻璃，激光亮点从光屏上的C点移动到D点未画出，则CD间距为
A. B. C. D.
5.在水平光滑绝缘桌面上，放置一个半径为R的超导导线环，其中通过的电流为I。穿过导线环垂直桌面向下有一个匀强磁场，导线环全部位于磁场中，磁感应强度为B，则导线环各截面间的张力为
A. BIR B. C. 0 D.
6.第二宇宙速度又叫逃逸速度，理论计算表明，某星球的逃逸速度为该星球第一宇宙速度的倍。由于黑洞的逃逸速度超过了光速c，光也无法从黑洞逸出。已知地球近地卫星周期为T，假如有一个与地球平均密度相等的黑洞，则其半径至少为
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.乒乓球是一种世界流行的球类体育项目，如图所示，装满乒乓球的纸箱沿着倾角为的粗糙斜面下滑，在箱子正中央夹有一个质量为m的乒乓球，下列说法正确的是
A. 若纸箱向下做匀速直线运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力不可能为
B. 若纸箱向下做匀速直线运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
C. 若纸箱向下做加速运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
D. 若纸箱向下做加速运动，周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
8.如图甲所示，在理想变压器a、b端输入电压为的正弦交流电，原副线圈匝数比。定值电阻、、的阻值分别为，，，滑动变阻器R的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于最左端，向右缓慢移动滑片至最右端过程中，记录理想电压表V的示数U与理想电流表A的示数I，描绘出如图乙所示的图像。下列说法正确的是
A. 通过的电流先增大后减小
B. 电压表示数先增大后减小
C. 图像中纵截距，斜率绝对值为
D. 消耗功率变大
9.如图甲所示，竖直平面内存在无限大、均匀带电的空间离子层，左侧为正电荷离子层，右侧为负电荷离子层，两离子层内单位体积的电荷量均为，厚度均为d。以正离子层左边缘上某点O为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴Ox。已知正离子层中各点的电场强度方向均沿x轴正方向，其大小E随x的变化关系如图乙所示;在与空间内电场强度均为零。某放射性粒子源S位于的位置，入射电子速度方向与x轴正方向的夹角为时，电子刚好可以到达离子层分界面处，没有射入负电荷离子层。已知电子质量为m，所带电荷量为e，其中，不计电子重力及电子间相互作用力，假设电子与离子不发生碰撞。下列说法正确的是
A. 电子在离子层中做匀变速曲线运动
B. 电子将从从正离子层左侧边界离开
C. 电子从进入离子层到离子层分界面过程电势能增加
D. 刚好可以到达离子层分界面处的电子入射时满足
10.2024年1月，国务院国资委启动实施未来产业启航行动，明确可控核聚变领域为未来能源的唯一方向。可控核聚变当中，有一重要技术难题，就是如何将运动电荷束缚在某一固定区域。有一种利用电场和磁场组合的方案，其简化原理如下。如图，已知直线l上方存在方向竖直向下的匀强电场，直线l下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。一个带正电的、不计重力的粒子从电磁场边界l上方一点，以一定速度水平向右发射，经过一段时间又回到该发射点。则改变下列条件能使粒子发射后回到原来位置的是
A. 仅带电粒子比荷发生变化但仍为带正电的粒子
B. 仅带电粒子初速度发生变化
C. 电场强度变成原来3倍且磁感应强度变成原来2倍
D. 仅发射点到电场边界l的距离发生变化
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.兴趣小组利用如下装置验证“加速度与力和质量的关系”的实验。
第一小组：验证加速度与力的关系
器材包含：导轨上有刻度尺的气垫导轨含气泵、光电门B、数字计时器、带挡光片的滑块A、钩码若干、力的传感器质量不计和天平。
实验步骤：固定好光电门B，调整导轨水平，用刻度尺测出遮光条与光电门之间的距离L及挡光片的宽度d，并记录滑块的位置，测出滑块和挡光片的总质量为M。滑块用平行于导轨的细线跨过动滑轮连接在传感器上。在传感器上悬挂一个钩码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间为，读出传感器的示数F，保持小车的质量不变，改变钩码的个数且从同一位置释放，进行多次实验，并作出图像。
根据实验步骤回答下列问题：
不挂钩码和细线，接通气泵，在任意位置轻放滑块，观察到滑块 ，兴趣小组判断调整后的导轨已经水平。
为了直观的由图像看出物体的加速度与合力F的正比关系，小组应该绘制图像 选填“”“”“”或“”。
第二小组：验证加速度与质量的关系
兴趣小组与邻桌的同学一起做验证“加速度与质量关系”的实验。他们将两个气垫导轨对称地放置在一条水平直线上，保持两个导轨上的光电门固定在相同刻度处即保持滑块的位移相同，测出A和B两个滑块的质量为与，滑块上连接一条平行于桌面的细线，细线中间放置用一个悬挂钩码的滑轮，并使细线与导轨平行且跨过气垫导轨上的滑轮。现同时从各自的气垫导轨上同一位置由静止释放，记录A和B两个滑块上遮光片两遮光片宽度相同分别通过光电门的时间为和。
若测量结果满足 用上述字母表示，即可得出物体加速度与质量的关系。
12.小刘同学在家找到一个老旧的白炽灯泡，他对这个灯泡进行研究，先用欧姆表挡进行测量，正确操作后发现指针如图甲所示，小刘同学为了更准确的测量灯泡的电阻，找到了下列器材：
A.量程为3V的电压表，内阻约为
B.量程为10mA的电流表，内阻为
C.滑动变阻器
D.滑动变阻器
E.电阻箱
F.电源3V
开关及导线若干
小刘同学发现电流表的量程太小，想改装成量程为40mA的电流表，则电流表与电阻箱 填“并联”或“串联”，阻值为 。
若要求电压从0开始测量，滑动变阻器选 填器材前的字母
根据所选器材，把实物连接图乙补充完整 。
根据所测量的数据，画出图线如图丙所示，若已知图线的斜率为k，则灯泡的电阻为
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.图甲为我国某电动轿车的空气减震器由活塞、气缸组成，活塞底部固定在车轴上该电动轿车共有4 个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接.封闭气体初始温度、长度、压强，重力加速度 g取
为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向气缸内充气，让气缸缓慢上升，此过程中气体温度保持不变，求需向气缸内充入与缸内气体温度相同、压强的气体的体积
在问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体 A，气缸下降，稳定时气缸内气体长度变为，气体温度变为
①求物体A的质量
②若该过程中气体放出热量，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中气体内能的变化量
14.如图所示，电阻不计的金属导轨abc和平行等高正对放置，导轨左右两侧相互垂直，左侧两导轨粗糙，右侧两导轨光滑且与水平面的夹角，两组导轨均足够长。整个空间存在平行于左侧导轨的匀强磁场。导体棒Q在外力作用下静置于左侧导轨上并保持水平，其与导轨间的动摩擦因数。导体棒P水平放置于右侧导轨上，两导体棒的质量均为m，电阻相等。时起，对导体棒P施加沿斜面向下的随时间变化的拉力已知，使其由静止开始做匀加速直线运动，同时撤去对Q的外力，导体棒Q开始沿轨道下滑。已知两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
求导体棒P的加速度;
求时导体棒Q加速度的大小;
求导体棒Q最大速度的大小。
15.如图所示，AB是一段光滑倾斜轨道，通过水平光滑轨道BC与半径为的竖直光滑圆轨道CDEFG相连接圆轨道最低点C、G略有错开，出口为光滑水平轨道GH，一质量为m的小球从倾斜轨道某处静止释放，此后小球恰好能过E点。水平轨道GH上放一凹槽，凹槽质量为M，凹槽左右挡板内侧间的距离为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量也为M的小物块可视为质点，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数。物块与凹槽一起以速度向左运动，小球在水平轨道GH上与凹槽左侧发生弹性碰撞。所有轨道转折处均有光滑微小圆弧相接。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，，重力加速度为g，求
小球静止释放位置到水平轨道BC的高度;
小球和凹槽碰撞后凹槽的速度大小;
小球和凹槽相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离及凹槽的位移。
答案和解析
1.【答案】A
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】D
7.【答案】AD
8.【答案】BC
9.【答案】BD
10.【答案】AD
11.【答案】静止
12.【答案】并联
2
C

13.【答案】解：设充入的气体体积为V，则有
解得：
①由理想气体状态方程有：
解得
解得
解得：
由热力学第一定律有：
14.【答案】解：时，对P根据牛顿第二定律有
解得
方向平行bc导轨向下。
对P分析，根据牛顿第二定律有
其中
则有
应有
外力
对Q分析，根据牛顿第二定律有
其中
解得
代入
解得
由画出图像，如图所示，
图像与时间轴围成的面积代表速度变化，
由图可知 。

15.【答案】小球从静止释放到圆轨道最高点E过程中由动能定理有
小球恰能过E点
其中
解得；
小球到最低点G的速度为v，由动能定理，有
解得
小球与凹槽发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒，有

解得；
物块与凹槽在相对运动过程，动量守恒
解得
能量守恒可知
解得
所以共速时小物块到右侧挡板距离为0
对凹槽由牛顿第二定律有
对物块由牛顿第二定律有
两者质量相等碰撞时由动量守恒和机械能守恒可知两者速度互换，可得凹槽图像
由图像可知
规定水平向右为正，所以回槽位移
。

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