2024届贵州省遵义航天高中高三第四次模拟物理试卷

2024届贵州省遵义航天高中高三第四次模拟物理试卷
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
如图所示，竖直平面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，一长为R的轻杆一端固定于球上，另一端通过光滑的铰链连接于圆环最低点，重力加速度为g。

当圆环以角速度绕竖直直径转动时，轻杆对小球的作用力大小和方向为（ ）
A．，沿杆向上B．，沿杆向下
C．，沿杆向上D．，沿杆向下
第(2)题
2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。

“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km，运行一圈所用时间约为100分钟。

如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”。

下列说法正确的是（ ）
A．“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
B．“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
C．给出万有引力常量和地球半径再结合题干信息，可以估算出地球的质量
D．由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离
第(3)题
2023年4月，我国有“人造太阳”之称的托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录。

其中磁约束的简化原理如图：在半径为和的真空同轴圆柱面之间，加有与轴线平行的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，。

假设氘核沿内环切线向左
进入磁场，氚核沿内环切线向右进入磁场，二者均恰好不从外环射出。

不计重力及二者之间的相互作用，则和的速度
之比为（ ）
A．B．C．D．
第(4)题
如图所示，一列简谐横波向右传播，a、b两质点的平衡位置相距为l，在某时刻a、b均振动到平衡位置，且a、b之间仅有一个波谷。

这列波的波长不可能是（ ）
A ．
B ．
C ．l
D ．
第(5)题
如图所示，电流互感器是一种测量大电流的仪器，将待测通电导线绕过铁芯作为原线圈，副线圈两端接在电流表上，则该电流互感器（ ）
A ．电流表示数为电流的瞬时值
B ．能测量直流输电电路的电流
C ．原、副线圈电流的频率不同
D ．副线圈的电流小于原线圈的电流
第(6)题
如图所示，地球和火星均绕太阳做匀速圆周运动，二者与太阳的连线夹角为时，是火星探测器的发射窗口期。

中国自主研发的火星探测器“天问一号”就是在窗口期内发射的，已知两次相邻的发射窗口期的时间间隔为N 年，则火星的公转半径与地球的公转半径之比为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
第(7)题
智能手机安装适当的软件后，利用传感器可测量磁感应强度B 的大小。

如图甲所示，在手机上建立三维坐标系，手机显示屏所在平面为xOy 面。

某同学在某地对地磁场进行了两次测量，将手机显示屏朝上平放在水平桌面上测量结果如图乙，之后绕x 轴旋转某一角度后测量结果如图丙，图中显示数据的单位为μT （微特斯拉）。

已知手机显示屏的面积大约为0.01m 2，根据数据可知两次穿过手机显示屏磁通量的变化量约为（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
第(8)题
据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancri e”该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地
球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度相同，“55 Cancri e”与地球做匀速圆周运动，则“55 Cancri e”与地球的（ ）
A ．轨道半径之比约为
B ．轨道半径之比约为C
．向心加速度之比约为
2
D ．向心加速度之比约为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
近日，国家航天局公布了我国探月工程四期及深空探测任务后续规划。

探月工程四期嫦娥六号任务计划于2025年前后实施，拟在月球背面采样返回。

设想嫦娥六号被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ上运行，当经过近月点M 点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ上运行，已知月球半径为R ，圆形轨道Ⅱ距月球表面距离为nR ，椭圆轨道I 远月点距月球表面距离为kR ，如图所示，忽略其他天体对嫦娥六号的影响，关于嫦娥六号的运动，以下说法正确的是（ ）
A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在M点点火使其加速才能完成
B ．在轨道Ⅰ上的近月点速度是远月点的倍
C．在轨道Ⅰ上运行周期是轨道Ⅱ上运行周期的倍
D．在轨道Ⅱ上运行速度为月球第一宇宙速度的倍
第(2)题
如图所示，abcd为N匝矩形线框，可以围绕ad边匀速旋转，角速度为ω，每匝面积为S。

在ad连线下方、且在dc连线左侧的区域，存在垂直于纸面向里的匀强磁场，场强为B，线框的总电阻为r，两端连接到理想变压器，对负载R供电。

变压器初级线圈和次级线圈的匝数为n1和n2，A为理想交流电流表，不计一切摩擦，则（）
A．电流表的示数大小为
B．调节R的大小，当时，R的功率最大
C．若使R的电阻值减小，电流表的示数将增大
D．若使线框角速度变为2ω，R的平均功率变为原来的2倍
第(3)题
某科学小组利用一根粗细均匀长度为1m玻璃管，和一个导热的柱形金属容器连接在一起，做了一个简易温度计，如图所示。

玻璃管水平固定在木板上，管内放入一可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），摩擦不计。

玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，当温度为时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。

以下说法正确的是（ ）
A．该温度计的刻度是不均匀的
B．如果测量时外界压强增大则对应的温度测量值偏低
C．该温度计的测温范围与金属容器的体积无关
D．该温度计的测温范围随金属容器的体积增大而减小
第(4)题
如图甲为某种转椅的结构示意图，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。

图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻筒内气体所对应的曲线为b、人坐上椅子后M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（ ）
A．密闭气体压强增大，分子平均动能增大
B．外界对气体做功，气体分子的密集程度保持不变
C．密闭气体内能增大，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加
D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成a曲线
E．密闭气体的分子速率分布曲线可能会变成c曲线
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图所示是一款弹射游戏装置，由处在同一竖直平面内的水平弹射器、半径R=0.5m的圆形细圆管道ABC（H为最高点）、倾角θ=37°的斜面CD、半径R=0.5m的圆轨道DEF（E为最低点）构成。

A、C、D三处平滑连接，CD长度可调。

游戏时，滑块从水平弹射器弹出，经过圆管、斜面和圆轨道后从F点水平抛出落回斜面，离D点越近成绩越好。

滑块质量m=100g，弹射时滑块从静止释放且弹射器势能全部转化为动能，忽略一切阻力。

（1）若滑块离开F点后能落至CD上与O2点等高处，求滑块离开F点时的速度v F；
（2）若调节CD长度使C点与F点等高，游戏中滑块落在斜面上G处（图中未画出）并获得最好成绩，求此时的v F和滑块弹射时的初速度v A；
（3）当斜面长度L超过某一值，无论如何操控弹射器，都不能取得（2）问中的最好成绩。

为了能取得该最好成绩，求斜面长度L的最大值。

第(2)题
如图所示，平行且光滑的导轨ABCD和水平面EFGH平行。

质量分别为和m，电阻均为R的导体棒a、b垂直于导轨静置于图示位置（b静止在导轨右边缘BC处）。

b的两端由二根足够长的轻质导线与导轨相连接，与a棒形成闭合回路。

在BEHC右侧区域空间存在竖直向下的磁场，磁感应强度为B，当给导体棒a一个水平初速度 2v₀后，在BC处与导体棒b发生弹性碰撞。

碰撞后导体棒b飞离轨道并恰好从地面FG处离开磁场，导体棒运动过程中不会发生转动。

已知导轨间距为l，导轨离地高度也为l，磁场区域长度EF为s，不计其他电阻，求：
（1）导体棒b进入磁场时的速度和刚进入磁场时受到的安培力；
（2）导体棒b离开磁场时，速度与水平方向的夹角正切值；
（3）导体棒在磁场中运动过程中，b棒产生的总热量。

第(3)题
如图，一横截面是四分之一圆形的玻璃砖平放在水平木板上，其半径R=20cm，O为圆心。

一细束单色光从A点平行于木板射入玻璃砖，经玻璃砖折射后射到水平木板上的C点，测得A点到O点的距离为12cm，C点到圆弧右端点B的距离为12cm。

（1）求玻璃砖对该光的折射率；
（2）若将入射光线平行于木板上下移动，当光射入玻璃砖的入射点从A点移动到D点（图中未画出）时，圆弧面上恰好没有光线射出，求A、D两点间的距离。

第(4)题
如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距
为L，一端连接阻值为R的电阻。

一金属棒垂直导轨放置，质量为m，接入电路的电阻为r。

在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，金属棒在水平拉力作用下，速度v随时间t按余弦规律变化，如图乙所示，取水平向右为正方向，重力加速度为g。

在到的过程中，求：
（1）拉力做的功；
（2）拉力冲量的大小。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
某兴趣小组利用如下图所示的装置探究风力大小与风速的关系。

质量为m的圆柱状物体通过轻质细线悬挂于O点，其中心轴线处于水平方向。

水平放置的刻度尺的0刻线位于悬点O的正下方，与O点的高度差为h。

可调速风机（图中未画出）产生的水平方向均匀气流正对物体端面，气流的速度即风速为v，可从风机上读取。

物体达到平衡后细线在刻度尺上偏离0刻线距离为x，已知重力加速度大小为g。

请回答下列问题：
（1）图中刻度尺最小分度为1mm，图中x=______；
（2）用题中所给物理量写出物体所受风力的函数表达式F=______；
（3）改变风速多次实验，得到多组数据后作图发现，v-x图像并不是一条直线。

该小组通过查阅资料发现，当物体相对空气运动速度不太大时，物体所受空气阻力的大小与相对空气速度的平方成正比。

据此可知，下列图像处理方法中能得到线性关系的是______。

A. B. C. D.
第(2)题
用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。

已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1.
(1)在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第______（填“一”“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相等的钢球分别放在______（填“A和B”“A和C”或“B和C”）位置，匀速转动手柄，左侧标尺露出4格，右侧标尺露出2格，则左右两球所受向心力大小之比为______；
(2)在探究向心力大小与角速度的关系时，若将传动皮带调至图乙中的第三层，转动手柄，则左右两小球的角速度之比
为______。

为了更精确探究向心力大小F与角速度的关系，采用接有传感器的自制向心力实验仪进行实验，测得多组数据经拟合后得到图像如图丙所示，由此可得的实验结论是__________________。