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陕西省汉中市西乡县第一中学2024-2025学年高三（第二次）模拟考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图甲所示，小鸟一头扎入水中捕鱼，假设小鸟的俯冲是自由落体运动，进入水中后是匀减速直线运动，其图像如图乙所示，自由落体运动的时间为，整个过程的运动时间为，最大速度为，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 研究小鸟运动全过程所用时间不能将其视为质点
B. 整个过程下落的高度为
C. 至时间内图线的斜率为
D. 至时间内阻力比重力小
2.如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是( )
A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右
B. 小球在磁场中做匀速圆周运动
C. 小球运动过程的加速度保持不变
D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功
3.如图，从高处点到地面点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从点由静止释放，沿不同轨道滑到点，其速率与时间的关系如图所示。由图可知，两物块在离开点后、到达点前的下滑过程中( )
A. 甲沿下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C. 乙沿下滑且乙的重力功率一直不变 D. 乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
4.如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为，细线能承受的最大拉力为。若在水平拉力作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则的最大值为( )
A. B. C. D.
5.设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是( )
A. 机械能 B. 向心力大小
C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小
6.如图所示，示波管由电子枪竖直方向偏转电极、水平方向偏转电极和荧光屏组成。电极的长度为、间距为、极板间电压为，极板间电压为零，电子枪加速电压为。电子刚离开金属丝的速度为零，从电子枪射出后沿方向进入偏转电极。已知电子电荷量为，质量为，则电子( )
A. 在极板间的加速度大小为
B. 打在荧光屏时，动能大小为
C. 在极板间受到电场力的冲量大小为
D. 打在荧光屏时，其速度方向与连线夹角的正切
7.如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为和。已知入射角，光束与玻璃砖左侧平面的夹角，下列说法正确的是( )
A. 若光束为蓝光，光束可能是红光
B. 光在该玻璃柱体中传播的速度比光大
C. 玻璃对光的折射率为
D. 用光和光分别照射同双狭缝，观察干涉现象，光的条纹间距更窄
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极，已知阴极的逸出功为，则( )
A. 阴极逸出的光电子的最大初动能为
B. 这些氢原子最多向外辐射种频率的光
C. 向右移动滑片时，电流计的示数一定增大
D. 波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的
9.一列简谐横波沿轴传播，平衡位置位于坐标原点的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.风洞实验是了解飞行器空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在风洞中将一质量为的飞行器可视为质点由静止释放，假设飞行器所受风洞阻力方向竖直向上，风洞阻力大小与飞行器下降速率的关系为，测出飞行器由静止下降后做匀速直线运动，重力加速度大小为。关于飞行器下降的过程下列说法正确的是( )
A. 飞行器的最大速率为 B. 风洞阻力对飞行器做功为
C. 飞行器运动过程中机械能守恒 D. 飞行器运动时间为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组“用单摆测量重力加速度”。
下列悬挂单摆的装置中，最合理的是_______。
A. ．
C. ．
用秒表记录单摆完成次全振动所用时间，如图所示，其读数为____。
以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是_______。
A.测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球上端点间的距离
B.测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时，当摆球再次通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数表示单摆的周期
C.为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点速度最大的位置开始计时
D.拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球次经过平衡位置所用的时间，则单摆周期
另一组同学测出了摆线长度和摆动周期，如图所示。通过改变悬线长度，测出对应的摆动周期，获得多组与，再以为纵轴、为横轴画出函数关系图像如图所示。由图像可知，当地重力加速度_______结果用含的表达式。
12.弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：
装置安装和电路连接；如图所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹、的导线接入如图所示的电路中。
导电绳拉伸后的长度及其电阻的测量
将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录、间的距离，即为导电绳拉伸后的长度。
将滑动变阻器的滑片滑到最右端。断开开关，闭合开关，调节，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数和。
闭合，电压表的示数_________选填“变大”或“变小”。调节使电压表的示数仍为，记录电流表的示数，则此时导电绳的电阻__________用、和表示。
断开，增大导电绳拉伸量，测量并记录、间的距离，重复步骤和。
该电压表内阻对导电绳电阻的测量值_________选填“有”或“无”影响。
图是根据部分实验数据描绘的图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻为，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为_________，即为机械臂弯曲后的长度。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示为一超重报警装置示意图，高为、横截面积为、质量为、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至位于离容器底部位置的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。
求刚好触发超重预警时所挂重物的质量；
在条件下，若外界温度缓慢降低，气体内能减少，求气体向外界放出的热量。
14.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，、两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。
求拉力的功率；
开始运动后，经速度达到，此过程中克服安培力做功，求该过程中沿导轨的位移大小。
15.如图甲所示，质量为的轨道静止在光滑水平面上，轨道水平部分的上表面粗糙，竖直半圆形部分的表面光滑，两部分在点平滑连接，为轨道的最高点。质量为的小物块静置在轨道水平部分上，与水平轨道间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知轨道半圆形部分的半径，重力加速度大小
若轨道固定，小物块以一定的初速度沿轨道运动到点时，受到轨道的弹力大小等于，求小物块在点的速度大小；
若轨道不固定，给轨道施加水平向左的推力，小物块处在轨道水平部分时，轨道加速度与对应关系如图乙所示。
求和；
初始时，小物块静置在轨道最左端，给轨道施加水平向左的推力，当小物块到点时撤去，小物块从点离开轨道时相对地的速度大小为。求轨道水平部分的长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.研究小鸟运动全过程时，小鸟的身长不影响研究过程，可以将小鸟看做质点，A错误；
B.由自由落体公式
可知小鸟自由落体的时间为
根据 图像的面积表示位移，故整个过程下落的高度为
联立解得整个过程下落的高度为
B正确；
C.至 时间内图线的斜率为
C错误；
D. 至 时间内，小鸟做减速运动，合外力向上，故阻力大于重力，D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】A.根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，故A正确；
小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，小球不能做匀速圆周运动，故BC错误；
D.洛仑兹力对小球不做功，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】解：、由图可知甲的速率随时间均匀变化，可知甲沿着轨道Ⅱ下滑，在同一时刻甲的速率比乙的小，所以同一时刻甲的动能比乙的小，故A错误，B正确；
、由图可知乙沿着轨道Ⅰ下滑，在点乙的速率为零，则重力功率为零，在点乙在竖直方向的速度为零，可知重力功率为零，由点到点，其它位置竖直方向速率不为零，所以乙的重力功率先增大后减小，故CD错误。
故选：。
、由图甲的斜率不变，可知甲下滑的轨道，由图可知同一时刻甲乙速率大小关系，则可知动能大小关系；
、由图乙的斜率变化可知乙下滑的轨道，由两点竖直方向速度大小可判断两点重力功率大小，可知从到重力功率变化特点。
本题考查了瞬时功率和动能，解题的关键要理解速率时间图像斜率的含义。
4.【答案】
【解析】设每个物块的质量为，设细线上张力大小为，对两个物块组成的整体，由牛顿第二定律有
对左侧物块，由牛顿第二定律有
又有：
联立各式解得：
即的最大值为
故ABD错误，C正确。
5.【答案】
【解析】A.卫星的机械能为
根据万有引力提供向心力
联立可得
由于卫星的质量与月球的质量关系未知，所以不能确定机械能大小关系，故A错误；
B.向心力大小为
由于卫星的质量与月球的质量关系未知，所以不能确定向心力大小关系，故B错误；
C.向心加速度大小为
由于轨道半径相同，所以向心加速度一定相等，故C正确；
D.受到地球的万有引力大小为
由于卫星的质量与月球的质量关系未知，所以不能确定万有引力大小关系，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】A.由牛顿第二定律可得，在极板间的加速度大小，A错误；
B.电子在电子枪中加速时，有
电子在电极间运动时，有 ，
电子离开电极时的动能为
电子离开电极后做匀速直线运动，所以打在荧光屏时，动能大小为，B错误；
C.在极板间受到电场力的冲量大小，C错误；
D.打在荧光屏时，其速度方向与连线夹角的正切，D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.由光路图可知，光和光射入玻璃柱体时入射角相同，光折射角大于光折射角，根据折射定律 可知，光的折射率小于光的折射率，若光束为蓝光，光束不可能是红光，故A错误；
B.根据 可得
由于光的折射率小于光的折射率，故光在该玻璃柱体中传播的速度比光大，故B正确；
C.根据折射定律 可知
玻璃对光的折射率为
故C错误；
光的折射率小于光的折射率，则光的频率小于光的频率，由 可知，光的波长大于光的波长，根据 可知，用光和光分别照射同双狭缝，观察干涉现象，光的条纹间距更窄，故D错误；
故选B。
8.【答案】
【解析】A、激发态跃迁到基态时产生光子的能量最大，为
光电子的最大初动能为，故A正确；
B、根据知，这些氢原子最多能向外辐射种不同频率的光子，B正确；
C、变阻器滑片向右移动的时候，反向电压变大，所以电流计的示数在减小，故C错误；
D、激发态跃迁到激发态时产生光子的能量最大，根据知，其波长最短，故D错误。
9.【答案】
【解析】由点的振动图像可知，周期为，设原点处的质点的振动方程为
则
解得
在时刻
因
则在时刻质点在轴负向向下振动，根据“同侧法”可判断若波向右传播，则波形为所示；若波向左传播，则波形如所示。
故选AC。
10.【答案】
【解析】A.飞行器速度最大时加速度为零，则有
解得
故A正确；
B.对飞行器由动能定理得
解得
故B错误；
C.因风洞阻力会对飞行器做功，故飞行器运动过程中机械能不守恒，故C错误；
D.对飞行器由动量定理得
又
联立解得
故D正确。
故选AD。
11.【答案】；
；
；

【解析】为了使摆长不变，用不可伸长的细丝线，不能用弹性棉线，且用夹子夹住细丝线，AC错误；
为了减小空气阻力产生的误差，不能用塑料球，应该用铁球，B错误，D正确。
故选D。
秒表的读数为；
测量摆长：用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离，A错误；
B.测量周期：从摆球通过平衡位置开始计时数零，摆球振动多次后，当某次相同方向通过平衡位置时结束计时，秒表所示读数与全振动次数的比值表示单摆的周期，B错误；
C.为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点速度最大的位置开始计时，C正确；
D.拉开摆球，使摆线离平衡位置不大于，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时数零，记下摆球次从相同方向经过平衡位置所用的时间，则单摆周期 ，D错误。
故选C。
根据单摆的周期公式得
解得
根据图像得
解得。
12.【答案】 变小 无
【解析】闭合后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。
加在导电绳两端的电压为，流过导电绳的电流为，因此导电绳的电阻
在闭合之前，电流表的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为，故流过导电绳的电流是，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。
由图可知，导电绳拉伸后的长度为。
13.【答案】轻绳未连重物时，对活塞，受到重力和内外气体压力作用，根据平衡条件得：
解得
刚好触发超重预警时，对活塞受力分析得
解得
由玻意耳定律得
其中，
解得
由盖吕萨克定律得
解得
此过程外界对气体做的功
由以上两式可得
由热力学第一定律有
解得
14.【解析】在棒运动过程中，由于拉力功率恒定，棒做加速度逐渐减小的加速运动，速度达到最大时，加速度为零，设此时拉力大小为，安培力大小为。
由平衡条件得
此时棒产生的感应电动势为
回路中感应电流
棒受到的安培力大小为
拉力的功率
联立以上各式解得；
棒从到的过程中，由能量守恒得

解得。
15.【解析】根据题意可知小物块在点由合力提供向心力有
代入数据解得
根据题意可知当时，小物块与轨道是一起向左加速，根据牛顿第二定律可
根据图乙有
当外力 时，轨道与小物块有相对滑动，则对轨道有
结合题图乙有
可知
截距
联立以上各式可得 ， ，
由图乙可知，当时，轨道的加速度为，小物块的加速度为
当小物块运动到点时，经过时间，则轨道有
小物块有
在这个过程中系统机械能守恒有
水平方向动量守恒，以水平向左的正方向，则有
联立解得
根据运动学公式有
代入数据解得

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