2024届四川省绵阳南山中学高三下学期高考仿真物理试题

试卷更新日期：2024-05-30 类型：高考模拟

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一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. “嫦娥五号”带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质 $_{2}^{3} He$ ， $_{2}^{3} He$ 是一种清洁的可控核聚变燃料。已知 $_{2}^{3} He$ 与 $_{1}^{2} H$ 聚变时的核反应方程为： $_{1}^{2} H +_{2}^{3} He \to_{2}^{4} {He+}_{1}^{1} H$ 。已知 $_{1}^{2} H$ 的比结合能为1.09 MeV， $_{2}^{3} He$ 的比结合能为2.57 MeV， $_{2}^{4} He$ 的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为（　　）

A、3.3 MeV B、4.0MeV C、17.6 MeV D、18.4 MeV

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2. 如图所示，同学们在学校操场练习投掷实心球。假设两同学在同一高度(足够高)分别以大小为v₀₁=2m/s、v₀₂=8m/s的水平初速度沿相反方向同时抛出两小球，不考虑空气阻力的影响，取重力加速度g=10m/s²。则两球从抛出到速度方向垂直时所经历的时间为（　　）

A、0.3 s B、0.4 s C、0.5 s D、0.6 s

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3. 1994年发生了苏梅克-列维9号彗星与木星相撞事件，由于强大的引力潮汐效应，相撞前彗星被撕裂为二十几块。如图所示的简化模型能解释引力潮汐效应。质量分布均匀的球状行星半径为R、密度为ρ，两质量均为m的球体可视为质点，固定在长为L的轻质细杆两端。两球体在行星引力作用下自由下落，杆一直沿竖直方向，某时刻下端球体与行星表面间距离为h，忽略两球间的万有引力。关于杆上张力F随上述中的一个物理量变化的情况，下列说法正确的是（　　）

A、L越大，F越小 B、ρ越大，F越小 C、m越大，F越小 D、h越大，F越小

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4. 某学习小组利用手摇发电机研究远距离输电，如图1所示是手摇发电机原理示意图，手摇发电机产生正弦交流电，通过电阻为r的长导线到达用户，经过理想降压变压器降压后为灯泡供电，如图2所示是输电线路简图灯泡A、B电阻相同且保持不变，不计其它电阻。则（　　）

A、保持手摇转速不变，闭合S₁ ，灯泡A变亮 B、保持手摇转速不变，闭合S₁ ，摇动发电机更省力 C、手摇转速加倍，闭合S₁ ，灯泡A消耗功率增大 D、手摇转速加倍，闭合S₁ ，则灯泡A闪烁频率减半

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5. 某次无人机完成航拍任务后悬停在距离地面高H=80 m处，通过遥控使它先以a₁ =8 m/s²的加速度竖直向下运动，经过t₁ =2 s后，再使无人机向下做匀减速直线运动，落地时无人机的速度恰好为零，已知无人机的总质量m=20kg，重力加速度g取10m/s² ，则（　　）

A、整个过程无人机的运动时间为8s B、减速阶段，无人机的加速度大小为4m/s² C、加速阶段空气作用力与减速阶段空气作用力的大小之比为1：6 D、整个过程中重力与空气作用力的冲量大小之比为1：2

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6. 如图所示，a、b、c、d为四个质量均为m的带电小球（可视为点电荷），小球a、b、c在光滑绝缘水平面内的半径为R同一圆周上处于静止状态，O点为圆心，三小球所在位置恰好将圆周三等分。d小球位于圆心O点正上方距离为R处，d小球在外力和静电力的作用下处于静止状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A、a、b、c三个小球带等量同种电荷 B、O点处电场强度为零 C、a、b、c所在圆周上各点电势都相等 D、a、d两小球的电荷量之比为 $\sqrt{6}$ ：4

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7. 北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员（含装备）的质量为m，从助滑坡上A点由静止沿坡（曲线轨道）下滑，经最低点B从坡的末端C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上D点。已知A、C的高度差为h₁ ， C、D的高度差为h₂ ，重力加速度大小为g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判定正确的是（　　）

A、运动员在B点处于超重状态 B、运动员起跳时的速率 $v_{C} > \sqrt{2 g h_{1}}$ C、运动员着陆前瞬间的动能 $E_{k D} < m g (h_{1} + h_{2})$ D、运动员在空中飞行的时间 $t = \sqrt{\frac{2 h_{2}}{g}}$

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8. 如图所示，AME、HDG为两条足够长的光滑平行金属导轨。导轨倾斜部分倾角θ=30°，置于垂直倾斜导轨平面向下、磁感应强度大小为2T的匀强磁场中，距离MD足够远处放置一质量为20g、内阻不计的导体棒ab。导轨水平部分通过导线分别连接有电容C=5000μF的电容器和R=2Ω的电阻，导轨G端接有一单刀双掷开关。t=0时刻开关接1，对导体棒施加一个沿导轨向上、功率恒定的牵引力F，使导体棒从静止开始沿导轨向上运动，t=4s时达到最大速度2m/s，0~4s内电阻R上产生的热量为8.5J。t=6s时撤去牵引力，同时断开开关；t=6.4s时，开关接2。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，导轨间距L=0.5m，重力加速度g=10m/s² ，则（　　）

A、0~6s内导体棒先做匀加速运动后做匀速运动 B、整个过程中牵引力做功为13.2J C、导体棒沿轨道向上运动的最远距离为6m D、t=7s时，导体棒的速度大小为2.4m/s

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二、必考题：共47分。

9. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。长为l不可伸长的轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接一质量为m的小钢球（大小不计），竖直平面内固定一外部标有刻度（图中未画出）的光滑半圆导轨，如图所示。当小钢球在最低点时它与半圆导轨恰好不接触，现给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使它在竖直平面内摆动，记录钢球在向上摆动过程中拉力传感器示数的最大值F _max和最小值F _min ，当F _min刚好为0时，轻绳与水平方向的夹角为θ。改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的 $F_{\max} - \sin θ$ 图像是一条直线，已知重力加速度大小为g。

(1)、若小钢球摆动过程中机械能守恒，则 $F_{\max} - \sin θ$ 图像的数学表达式为（用题中所给的已知物理量符号表示）。

(2)、若 $F_{\max} - \sin θ$ 图线的斜率为k，则小钢球的质量m为。（用题中所给的已知物理量符号表示）

(3)、该实验系统误差的主要来源是_________（填正确答案序号）。

A、小钢球摆动角度偏大 B、小钢球初始速度不同 C、小钢球摆动过程中有空气阻力

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10. 某些半导体吸收某种气体后其阻值会发生变化，气敏电阻就是利用半导体的这一特性制成的。半导体气敏元件有N型和P型之分。N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小，P型在检测时阻值随气体浓度的增大而增大。

(1)、某探究小组利用图甲所示电路，测量某一气敏电阻在某一气体浓度下的阻值R_x ，实验的主要步骤如下：
①闭合S₁ ，断开S₂ ，调节滑动变阻器R和电阻箱R_p ，使电流表和电压表示数合适，记下两表示数分别为I₁、U₁；
②闭合S₂ ，保持R与R_p阻值不变，记下电流表和电压表示数分别为I₂、U₂。被测电阻的表达式R_x=(用两电表的读数表示)。由于电流表、电压表都不是理想电表，则被测电阻的测量值(填 “大于”、“小于”或“ 等于”)真实值。

(2)、该气敏电阻的阻值在室温下随某种气体浓度的变化关系如图乙所示，则该气敏电阻为型半导体气敏元件。

(3)、若将该气敏电阻与电源、定值电阻、电压表构成如图丙所示电路，测量该种气体的含量，并经过计算，把电压表上的电压值标注为气体浓度值，则表盘上刻度值(填“是”或“不是”)均匀分布的，表盘左侧对应浓度值(填“大于”或“小于”)右侧对应浓度值。

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11. 如图所示，轻弹簧的一端固定在垂直水平面的挡板上的P点，Q点为弹簧原长位置，开始时弹簧处于压缩状态并锁定，弹簧具有的弹性势能E_p $=$ 112J，弹簧右端一质量m₁ $=$ 2.0 kg的物块A与弹簧接触但不拴接，Q点右侧的N点静止一质量m₂ $=$ 8.0kg的物块B，Q、N两点间的距离d $=$ 6.0m，P、Q间水平面光滑， Q点右侧水平面粗糙且足够长，物块A与Q点右侧水平面间的动摩擦因数μ₁ $=$ 0.10，物块B与Q点右侧水平面间的动摩擦因数μ₂ $=$ 0.20。弹簧解除锁定后推动物块A向右运动，之后物块A与物块B发生多次弹性正碰，物块A、B均可视为质点，重力加速度g取10m/s²。求：
（1）物块A与物块B发生第一次碰撞前瞬间物块A的速度大小v₀；
（2）从物块A开始运动到物块A与物块B发生第二次碰撞的过程中物块A与水平面间因摩擦产生的热量Q。

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12. 如图，在xOy平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为3B，第四象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，第三象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。P点是第三象限内的一点，其坐标为(－L，－L)，在P点有一质量为m、电荷量为+q(q>0)的带电粒子。Q点是y轴上的一点，其坐标为(0，－L)，S点是第四象限内的一点，坐标为( $\frac{8}{3}$ L，－L) ，粒子重力及空气阻力忽略不计，求解过程中可能用到的平方根的数据取 $\sqrt{13}$ =3.61、 $\sqrt{14}$ =3.74、 $\sqrt{15}$ =3.87，题目最终结果可用根号表示。
（1）如果将带电粒子从P点由静止释放，粒子在电场中运动之后从Q点进入第四象限，在第四象限的磁场中偏转之后恰好沿y轴正方向进入第一象限，求此种情况下第三象限内所加匀强电场的电场强度大小E₁；
（2）如果将带电粒子从P点由静止释放，粒子在电场中运动之后从Q点进入第四象限，在第四象限的磁场中偏转之后进入第一象限，粒子在第一象限运动时恰好不进入第二象限，求此种情况下第三象限内所加匀强电场的电场强度大小E₂；
（3）如果已知第三象限内所加匀强电场的电场强度大小为某一恒定值E₀ ，将带电粒子从第三象限的某一点由静止释放，粒子在电场中运动之后从Q点沿x轴正方向进入第四象限，又经过一段时间之后打到第四象限的S点，判断带电粒子在第三象限释放点位置可能有几个(不要求计算释放点具体的位置坐标，只需给出判断依据)。

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三、【物理——选修3-3】（15分）

13. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，变化过程的P--V图线为如图所示的从A到B的实线段，已知ΔOAC和ΔOBD的面积分别为S₁和S₂ ，且S₁=S₂。在此过程中（　　）

A、状态A与状态B下气体分子的平均动能相等 B、A→B过程中气体的内能保持不变 C、A→B过程中气体分子数密度增大 D、状态A与状态B下气体分子单位时间对单位面积的容器壁的碰撞次数相同 E、A→B过程气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功

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14. 如图甲所示，一汽缸开口向右水平放置，用横截面积为S、质量为m的光滑活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，一原长为L的轻弹簧将活塞中心与汽缸底部中心相连，开始时缸内封闭气体的热力学温度为T₁ ，活塞与汽缸底部的间距为L。现打开汽缸底部阀门K，并将汽缸以底部为转轴，缓慢沿逆时针方向转动角度θ= 30°，如图乙所示，关闭阀门K，此时缸内气体的体积为原来的 $\frac{1}{2}$ ，已知外界大气压强 $p_{0} = \frac{2 m g}{S}$ ，重力加速度大小为g，汽缸转动过程中气体的温度始终保持不变，缸内气体可视为理想气体。求：
（i）弹簧的劲度系数和汽缸中剩余气体与原有气体的质量之比；
（ii）转动后对汽缸内气体缓慢加热，当缸内气体体积与原来相同时封闭气体的热力学温度T₂。

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四、【物理——选修3-4】（15分）

15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，位于坐标原点处的观察者观测到在 $2s$ 内有10个完整的波形经过该点．在 $t = 0$ 时刻的波形如图所示，质点A、B、C、D、E在x轴上的位置坐标分别为 $2m$ 、 $4m$ 、 $6m$ 、 $8m$ ， $20m$ ．下列说法正确的是（）

A、该波的周期 $T = 0.2 s$ B、该波的波速为 $4 m / s$ C、 $t = 0.35 s$ 时，质点E第一次到达波峰 D、从 $t = 0$ 时刻开始，在 $0.55 s$ 内质点E通过的路程为 $15cm$ E、此列波能和频率为 $0.5 Hz$ 的另一列简谐横波产生的干涉现象

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16. 如图所示，直角棱镜ABC，∠B=45°，折射率为n₁ ，直角棱镜ACD，∠D= 30°，折射率为n₂ ，两棱镜紧靠在一起，一单色光束从AB的中点E射入，入射角i=60° ，折射后光线EF平行于BCD，光线EF恰好在AD面上发生全反射，反射后光线FH从CD面上射出，已知AC=L，光速为c。求：
（i）两棱镜的折射率n₁、n₂；
（ii）光线从E点传到H点的时间。

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