2024届浙江省温州市永嘉县上塘中学高三下学期模拟物理试题

试卷更新日期：2024-05-28 类型：高考模拟

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一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分。）

1. 静电力常量是计算静电力的重要常数。在大学教材中常写作 $\frac{1}{4 π ε_{0}}$ 的形式，其中的 $ε_{0}$ 是真空中的介电常数， $ε_{0}$ 的单位用国际单位制的基本单位表示为（　　）

A、 $kg \cdot m^{2} \cdot s^{- 3} \cdot A^{2}$ B、 $kg \cdot m^{2} \cdot C^{- 3}$ C、 $C^{2} \cdot N^{- 1} \cdot m^{- 2}$ D、 $A^{2} \cdot s^{4} \cdot {kg}^{- 1} \cdot m^{- 3}$

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2. 下列说法正确的是（　　）

A、放射性元素产生的α射线可用于铁轨的探伤 B、处于化合态的放射性元素也能发生天然放射现象 C、柏松亮斑现象揭示了实物粒子的波动性 D、玻尔的原子轨道理论同样适用于He原子

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3. 如图所示，甲、乙是课本上的两项实验，甲是探究晶体性质的实验（未画出加热工具），乙是薄膜干涉实验关于这两项实验，下列说法正确的是（　　）

A、甲实验中，左图的石蜡熔化区域呈圆形，则呈放石蜡的是玻璃片 B、甲实验中，石蜡温度上升的过程中，内能不变 C、乙实验无论是在地面上还是在太空中，所得的实验现象一致 D、在太空中做乙实验，所得干涉条纹间距较在地面时更短

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4. 如图所示，在竖直平面内，有一半径为R的圆环，在圆环内放置半径分别为R₁ ， R₂的两个小球。已知R $=$ 6m，R₁ $=$ 3m，R₂ $=$ 1m。OO₁与OO₂与竖直方向的夹角分别为α、β，则大球与小球的质量比为（　　）

A、 $\frac{\sin β}{\sin α}$ B、 $\frac{4 \sin β}{3 \sin α}$ C、 $\frac{5 \sin β}{3 \sin α}$ D、 $\frac{5 \sin β}{4 \sin α}$

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5. 下列说法正确的是（　　）

A、放在同一水平地面相同质量的实心木球与实心铁球，木球的重力势能一定更大 B、物体的重心一定在物体上 C、乘坐摩天轮的游客随舱转动一周后，其受合力的冲量等于其受支持力对其冲量 D、以空间站为参考系，地球是静止的

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6. 如图所示，甲、乙两小球分别与地面成α，β角度从A点射出，初速度大小相等，最终均打在B点位置。已知A点与B点等高，α≥β，不计空气阻力，则（　　）

A、小球在空中先超重，后失重 B、当α=β时，α=β=45° C、甲小球在某时刻的动量变化率等于乙小球在该时刻的动量变化率 D、当α>β时，α+β=90°

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7. 如图所示，在一平行于竖直平面（纸面）的匀强电场中（未画出），有一梯形ABCD，其中AB平行于CD，已知AB间的电势差为5V，则（　　）

A、若AB的长度为5cm，则匀强电场的电场强度大小为100V/m B、若电场方向不平行于AB，只测出AB、CD的长度，无法知道CD间的电势差 C、若AD、BC间的电势差相等，则AD、BC的中点间的电势差为5V D、向空间内静止释放一带电小球，小球一定不会沿着电场线运动

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8. 如图所示为一个平面直角坐标系，纵轴为T² ，横轴为r³。其中r是卫星绕中心天体的轨道半径，T是对应的周期。图线A、B是在中心天体甲、乙上作出的图像，已知甲天体的质量大于乙天体，引力常量为G。A图线的斜率为k_A ， B图线的斜率为k_B ，卫星均做圆周运动。图像中的实线的反向延长线经过原点O，则（　　）

A、中心天体甲上测出的图线为图线A B、中心天体甲、乙的密度可能不相等 C、中心天体甲的第一宇宙速度较大 D、中心天体甲的自转角速度更大

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9. 如图所示为一种简易的手摇式发电机的原理示意图。电路中不计一切能量损失，且仅考虑灯泡电阻，发电机输出电压峰值为E，原副线圈匝数比为k，灯泡电阻为R，则（　　）

A、灯泡中通的是正弦式交流电 B、副线圈中的电流大小为 $\frac{E}{2 k R}$ C、灯泡两端电压的有效值为 $\frac{\sqrt{2} E}{4 k}$ D、若线框匝数增加，E的增大是由于线框中的磁通量变化率增加

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10. 如图所示是研究光电效应的实验装置，C为滑动变阻器的中点。现用蓝光照射光电管K，电流表中有电流，则（　　）

A、将滑片向a端移动，光电子的最大初动能不变 B、将滑片向a端移动，光电流将一直增大 C、用光强相同的紫光照射K，则形成的饱和电流大小相等 D、用光强相同的黄光照射K，则电路中的电流将增大

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11. 如图甲所示，有一直角三角形玻璃砖ABC，角C为直角，边BC上有一点光源S，光源发出光子的波长可调，光在玻璃砖上发生全反射的临界角为θ，在AB边上有光射出的长度为L，作出L-tanθ图像，如图乙。若直线1的斜率为 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ ，直线2的在纵轴上的截距为 $\frac{\sqrt{3}}{3} m$ ，不考虑二次反射，则SB的长度为（　　）

A、 $\frac{2 \sqrt{3}}{3}$ m B、 $\frac{\sqrt{6}}{3}$ m C、 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ m D、 $\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{2}$ m

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12. 如图所示是我国最大的射电望远镜“天眼”。射电望远镜是主要接收天体射电波段辐射的望远镜。若国家天文台有两台直径分别为d₁ ， d₂的构造相同的射电望远镜A、B。设射电望远镜A可观测到辐射功率为P的天体数数量为N，近似天体在宇宙空间中的分布均匀，则射电望远镜B可观测的辐射功率为P的天体数量约为（　　）

A、 $(\frac{d_{1}}{d_{2}}) N$ B、 ${(\frac{d_{2}}{d_{1}})}^{\frac{3}{2}} N$ C、 ${(\frac{d_{2}}{d_{1}})}^{3} N$ D、 ${(\frac{d_{1} + d_{2}}{d_{1}})}^{\frac{3}{2}} N$

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13. 一列队伍长120m，正以某一速度做匀速直线运动，因有紧急情况需要通知排头兵，一名通讯员以不变的速率从队尾跑至排头，又从排头赶至队尾，在此过程中队伍前进了288m，则通讯员在该过程中往返的路程是（　　）

A、576m B、216 $\sqrt{2}$ m C、408m D、432m

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二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分，每小题列出的四个答案至少有一个是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全的得2分、有选错的得0分）

14. 根据玻耳理论，氢原子的能级公式为 $E_{n} = \frac{- 13.6}{n^{2}} eV$ ，其中n是能级，现有一个电子撞向一个处于基态的氢原子，碰后氢原子处于某激发态。已知处于该激发态的若干氢原子向基态跃迁最多发出3种不同波长的光，假设电子的动能被最大化利用且不计碰撞损失，则该电子碰前的动能可能是（　　）

A、11.5eV B、12.5eV C、12.7eV D、12.9eV

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15. 如图所示，一列简谐波沿x轴方向传播，t=0时刻与t=0.2s时刻的波形图分别如图中实线和虚线所示，波速满足500m/s≤v≤1000m/s。由图判断该简谐波的频率可能是（　　）

A、13.25Hz B、16.25Hz C、21.75Hz D、23.75Hz

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三、实验题：（I、II、III小题共14分）

16. 如图

(1)、如图所示为探究机械能守恒定律的实验原理图。下列说法正确的是（单选）

A、所选重物质量越大越好 B、重物必须由静止释放 C、释放前应让纸带自由下垂 D、若电火花计时器的频率变为51Hz，则测出的速度大小偏小

(2)、实验中，得到一条如图所示的纸带，已知打点计时器打出O点时物块的速度为0。已知打点计时器的周期为T，若下落过程中机械能守恒，则满足等式（用图中所给字母表示）

(3)、某同学画出了 $v^{2} - h$ 图像，h是计数点到起始点O的距离，v是该计数点的速度，如下判断正确的是（单选）

A、若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒 B、若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒 C、若图像是一条不过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒

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17. 如图所示是用双缝干涉测量光的波长实验的装置图

(1)、现发现条纹较密，下列措施能使条纹宽度增大的是（多选）

A、增大光源与凸透镜的距离 B、改变光源的位置 C、改用间距更小的双缝 D、将毛玻璃屏向右移动

(2)、测出第1条条纹与第n条条纹间距为 $Δ x$ ，双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝的距离为L，将实验中所用的单色光源照在一块逸出功为W₀的金属板上，已知普朗克常量为h，电子质量为m，光速为c。若该色光能使该金属板发生光电效应，则逸出电子的最小德布意罗波长为（字母单位均为国际制单位，使用题中所给字母表示，无需化简）

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18. 小明想测量一节干电池的内阻，设计了如下实验：先将一个多用电表并联在一个电阻箱上，调节电阻箱阻值，使多用电表恰好指向中间刻度；不改变电表量程，将电表电池盒内电池取出，换用一节待测干电池作电源，重复上述步骤，得到两次实验电阻箱的阻值分别为R₁ ， R₂ ，从而计算出待测干电池内阻。图示为多用电表的内部结构示意图。

(1)、关于实验步骤，下列说法正确的是（单选）

A、两次测量前，都需要机械调零 B、由于第一次测量与第二次测量的量程不变，故第二次测量不需欧姆调零 C、使用完多用电表后，应将旋钮旋OFF档至或交流电压最高档 D、红黑表笔的接入方式会影响测得电阻的大小

(2)、多用电表的红表笔连接的触头是（填“A”或“B”）

(3)、若电表原装电池内阻为r，则待测干电池内阻为（用R₁ ， R₂ ， r， $Δ R_{6}$ 表示）

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19. 如图所示，有一长方体导热汽缸ABCD放置于水平地面上，其内部被两个活塞分为I、II、III三个等大的区域，活塞的面积为S，在汽缸的AD、BC边上分别有阀门 $K_{1}$ ， $K_{2}$ 。初始时三个区域内封闭的气体压强均与大气压强 $p_{0}$ 相等。现先后经历如下两个过程：①打开阀门 $K_{1}$ ，关闭 $K_{2}$ ，再将汽缸顺时针转动90°，等待气体状态平衡。②先关闭阀门 $K_{1}$ ，再打开 $K_{2}$ ，等待气体状态平衡。活塞的厚度不计，不计一切摩擦阻力，气体均可视为视想气体，过程中环境温度不变。已知每个活塞的质量均为 $m = 1 kg$ ， $S = 10 {cm}^{2}$ ； $p_{0} = 1 \times 10^{5} Pa$ 。求：
（1）经历过程①后，II室中的气体内能（填“增加”“减少”或“不变”，下同）III室中单位时间内气体分子碰撞汽缸壁的次数
（2）经历两个过程后，II室所占的体积与整个汽缸的体积之比为
（3）经历两个过程后，I中气体质量与原有气体质量之比为

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20. 如图所示为某游戏装置，装置分为四分之一圆弧轨道AB与竖直挡板BC，水平轨道CD与四分之一圆形轨道DE。在轨道的D点处放着一个质量为m，可视为质点的物块乙，其左端连接着一个原长为L并锁定的轻质弹簧，锁定时长度也为L。四分之一圆弧轨道与半圆形轨道半径分别为R₁、R₂。现有一物块甲从离A点的正上方h处由静止下落，在物块甲与轨道CD碰撞时，竖直方向上速度直接变为0，水平方向速度保持不变。物块甲与弹簧碰撞后，甲、乙、弹簧立即成为一个不可分离的整体。忽略一切阻力，甲与挡板的碰撞可视为弹性碰撞。已知物块甲的质量为4m， $m = 1 kg$ ， $R_{1} = 1 m$ ， $R_{2} = 1.6 m$ ， $L = 7.5 m$ ， $h = 4 m$ ，弹簧的弹性劲度 $k = 5120 N/m$ ，弹簧的弹性势能公式为 $E_{p} = \frac{1}{2} k Δ x^{2}$ （ $Δ x$ 为弹簧的形变量）。回答下列问题：
（1）求物块甲在B点受到的支持力；
（2）求物块乙运动至E点时的速度大小；
（3）在E点水平放置一弹性板EF，乙与其发生弹性碰撞后甲、乙均以原速率返回。在甲与BC碰前，弹簧解除锁定：
①求甲与板BC碰后弹簧的最大压缩量；
②甲与板BC碰后至弹簧压缩量达到最大所用时间约为0.05s，求这段时间内物块甲与物块乙各自的位移大小。

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21. 如图所示为一种测量石墨晶体层数的装置。图中O₁ ， O₂分别为EF，GH的中点，右侧为一含有n层sp²杂化的碳原子平面的石墨晶体，装置中所有的磁场及电场的方向及大小规律分布已在图中标出，不过多说明。装置的作用原理如下：一粒子源S发出一个带电粒子，该带电粒子无初速度地从AB极板中点的小孔进入加速电场，经加速后从O₁进入板间，最终从O₂点水平射出，之后粒子从P点垂直进入石墨层，并与有且仅有一个碳原子结合形成一个新整体，该过程整体视为质量与动量守恒。此后整体每经过一个石墨层都会再结合一个碳原子。当加速电压U=100V时，粒子恰好无法穿过该石墨晶体。已知粒子与碳原子的质量均为 $m = 2 \times 10^{- 26} kg$ ，粒子的带电量 $q = + 1 \times 10^{- 16} C$ ， EF、GH间电场强度E₀=600V/m，板长均为L=1.5πm，板间距d=1m，石墨各层间距均为 $D = 1.2 \times 10^{- 10} m$ 。图中 $E = \frac{1}{π^{2}} V / m$ ， $B = \frac{1}{3} \times 10^{5} T$ 但B₀未知。不计粒子间相互作用力，仅考虑图中电场与磁场对粒子的作用，电场与磁场均视为匀强场，不考虑边缘效应、相对论效应。求：
（1）粒子从加速电场中出来的速度v₀；
（2）极板EF、GH间的磁感应强度大小B₀；
（3）n的值以及粒子打在第n层时垂直纸面的位移大小s。

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