2024届安徽省黄山市高三上学期一模理综物理试题

2024届安徽省黄山市高三上学期一模理综物理试题
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
下列有关光电效应的说法正确的是（ ）
A．只要入射光照射时间足够长，任何金属都能发生光电效应
B．对于某种金属，只要入射光频率低于极限频率就不能发生光电效应
C．金属的逸出功与入射光的频率有关，入射光频率越大，逸出功越大
D．饱和光电流与入射光的频率有关，入射光频率越大，饱和光电流一定越大
第(2)题
如图甲所示，公交车上的手拉吊环具有辅助乘客站稳的作用，当车静止或匀速运动时，手拉吊环处于竖直状态，当车突然启动或刹车时，其会荡起一定的角度。

某兴趣小组突发奇想：将其简化成图乙所示，且将长L的刚性绳换成原长为L的弹性绳，现使车由静止开始向左加速，加速度从零逐渐增大至一定值a，然后保持恒定，手拉吊环稳定的偏离竖直方向某一角度（弹性绳始终在弹性限度内且遵循胡克定律、重力加速度为g），那么手拉吊环的高度与稳定在竖直位置相比，吊环高度（ ）
A．保持不变
B．上升高度
C．上升高度
D．升高或降低多少由弹性绳的劲度系数决定
第(3)题
如图所示，一个横截面为四分之一圆（半径为）的透明柱体水平放置。

平行于底面的光线从左侧射入，已知柱体的折射率为，其中点为的中点，真空中的光速为，只讨论界面的第一次折射或反射，柱体周围可视为真空。

已知由点入
射的光线经圆弧面折射后到达延长线上的点（图中未画出），下列说法正确的是（ ）
A．由点入射的光线从点传到所在水平面上点的时间为
B
．光线在面上的最高出射点到所在水平面的距离为
C
．圆弧面上有光线射出的弧长为
D．由点入射的光经圆弧面折射后，折射光线与入射光线相比偏转了45°
第(4)题
如图为远距离输电电路图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻R均不变。

若输电的功率增大，则（ ）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压不变
C．输电线上损耗的功率增大
D．若发电厂输出电流增大1倍，则输电线上损耗增加为2倍
第(5)题
如图所示，水平地面上放置一个滚筒洗衣机，某同学启动洗衣机的甩干功能将筒中的一个小毛绒玩具甩干。

在玩具中的水分基本被甩干后的一段时间内，玩具相对滚筒内壁静止，在同一竖直面内做匀速圆周运动。

已知玩具的质量为，做圆周运动的半
径为，玩具可视为质点，重力加速度为。

则在该段时间内（）
A．玩具运动的线速度可能小于
B．玩具运动过程中受到的合力保持不变
C．玩具分别在筒中的最低点和最高点时，对滚筒内壁的压力差为
D．玩具由筒中的最低点运动至最高点的过程中，摩擦力做的功为
第(6)题
水上滑梯项目在夏日给人们带来了清凉。

某水上滑梯项目可简化为如图所示的模型：人从倾角为的滑梯顶端在细水流的冲击下由静止开始下滑，水流对人的作用力大小恒定且沿滑梯向下，经过时间后人由滑梯底端进入水中，人在水中运动时，所受的浮力和阻力恒定，在水中速度减为零。

已知人的质量为，人可视为质点，重力加速度为，不考虑空气阻力和人在滑梯上滑下时所受到的水的浮力。

下列说法正确的是（ ）
A．人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力的冲量方向垂直滑梯向上，大小为
B．整个过程中，人的动量大小一直增大
C．人在泳池里时，对水的作用力方向水平向左
D．若水流作用力减小，则人在滑梯上时重力对人的冲量大小为
第(7)题
如图所示，在竖直向上的匀强电场中，A球位于B球的正上方，质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出，它们最后落在水平面上同一点，其中只有一个小球带电，不计空气阻力，下列判断不正确的是（ ）
A．如果A球带电，则A球一定带负电B．如果A球带电，则A球的电势能一定增加
C．如果B球带电，则B球一定带正电D．如果B球带电，则B球的电势能一定增加
第(8)题
北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动全部既定任务。

已知核心舱组合体离地高度约 391.9千米。

以下说法正确的是（ ）
A．航天员相对太空舱静止时，所受合外力为零
B．由于太空舱在绕地圆周运动，出舱后航天员会很快远离太空舱
C
．航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过周
D．航天员出舱后，环绕地球的速度约为7.7km/s
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
如图，竖直平面内存在一个具有理想边界，大小为2T，方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场区域。

一个质量m = 0.04kg、边长L =0.1m 、电阻R =0.2Ω的匀质正方形刚性导线框，从距磁场区域高度h处以速度v0=2m/s水平向右抛出，线框在进入磁场过程中速度保持不变（线框运动过程中不翻转，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2）。

下列说法正确的是（ ）
A．cd边进入磁场前，其两端电压恒为0.1 V
B．若v0 =1m/s，线框进入磁场的速度将增大
C．线框离开磁场时ab边还未到达x轴
D．ab边通过x轴时的速度大小为3.5m/s
第(2)题
如图所示，足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，间距为L，其上端连接有阻值为R的电阻和电容器C，装置区域有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。

将一根水平金属棒开始下滑。

已知金属棒的质量为m，电阻也为R。

金属棒在运动中始终保持水平且与导轨良好接触，且通过金属棒的电流恒定不变，忽略导轨电阻，重力加速度为g。

则下列说法正确的是
（ ）
A．因为通过金属棒ab的电流不变，所以金属棒ab做匀速运动，速度大小是
B．尽管通过金属棒ab的电流不变，金属棒还是ab做匀变速运动，加速度大小是
C．电阻R的电功率
D．若金属棒ab由静止下滑，开始时电容器所带电荷量为0，那么经过时间t，电容器两端电量
第(3)题
投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。

宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。

”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为37°和53°。

已知两支箭的质量、竖直方向下落高度均相等，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为16∶9
B．甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为3∶4
C．甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为9∶16
D．甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比为16∶9
第(4)题
特高压直流输电是国家重点工程，如图所示，高压输电线上使用“正方形间隔棒”支撑导线L1、L2、L3、L4，其目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，图中导线L1、L2、L3、L4水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上，的几何中心为点，
点到导线的距离远小于导线的长度，忽略地磁场，当四根导线通有等大、同向的电流时，则（ ）
A．点的磁感应强度为零
B．点的磁感应强度沿连线方向
C．L1对L2的安培力比L1对L3的安培力大
D．L1所受安培力的方向为从L1指向L2
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图甲，半径为R的半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O与足够大光屏的距离，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过角时，光屏上光点位置距离点为。

光在真空中的传播速度为c，
求：
（ⅰ）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度的正弦值；
（ⅱ）若将玻璃砖按图乙所示方式放置，初始玻璃砖的直径与光屏平行，圆心O到光屏的距离为2R，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光屏上位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点到点的距离H及光束在玻璃砖内的传播时间。

第(2)题
某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯，如图所示。

如果彩灯为一个直径M N=a的圆形水平灯盘，放置在水池底部，灯盘到水面的距离为h，水池面积足够大。

已知灯盘发出的红光在水中的折射率为，真空中的光速为c，求：（1）灯盘发出的红光能射出水面的最短时间；
（2）灯盘发出红光时，能直接射出水面的面积。

第(3)题
如图所示，在竖直面内有一直角坐标系，轴竖直，长度、倾角的绝缘斜面下端固定在O点；区域存在
正交的匀强磁场与匀强电场（图中未画出），磁场的磁感应强度大小，方向垂直坐标平面向里。

一质量、电荷量的带正电滑块（视为质点）从斜面的顶端A点由静止沿斜面下滑，离开斜面后恰好做匀速圆周运动，从y轴上
的C点（图中未画出）离开磁场。

滑块与斜面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，。

不计空气阻力，计算结果可用π和分式表示。

（1）求滑块通过O点时的速度大小v以及电场的电场强度大小E；
（2）求滑块从A点运动到C点的时间以及滑块从O点运动到C点的路程s；
（3）若在滑块离开斜面后运动半周通过D点（图中未画出）时，立即将电场方向沿顺时针方向转过，电场强度增大为
且匀强电场充满全部空间，其他情况不变，求滑块从D点起到第二次通过y轴所用的时间t。

第(4)题
如图所示，水平面与两段半径均为R、圆心角分别为和的竖直光滑圆轨道在B、C两点平滑连接。

轻质弹簧左端固
定、质量为m可视为质点的小球在外力作用下把弹簧压缩到P处（未拴接），由静止释放小球，小球向右运动脱离弹簧后，
从B点进入圆轨道，刚好能从最高点D脱离圆轨道水平飞出。

已知重力加速度为g，不计空气阻力。

求：
（1）小球从D点做平抛运动的水平位移大小；
（2）改变小球初始释放位置，小球刚好能上升到D点，求从B点进入圆轨道时受到的支持力大小；
（3）在（2）的情景下，处于D点处的小球由于微小扰动继续沿圆弧轨道向右滑动，从Q点（未画出）脱离竖直圆轨道，
求Q点到D点的竖直高度h。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
某学校物理实验小组利用DIS实验系统探究加速度与力的关系。

实验装置如图所示，实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F大小，在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器，记录小车到达A、B两位置时的速率为小v1、v2。

（1）用本题中测得的物理量写出加速度的表达式：a=________________ ；
（2）小车质量为M，钩码的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，现保持小车质量M不变，改变钩码的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值，根据实验数据画出了如图乙所示的一条倾斜直线，图像没有经过坐标原点的原因是该实验小组遗漏了一步实验操作，这一步是______________________；
（3）利用图甲装置实验时，钩码的总质量m较大导致a较大，关于图乙的说法，正确的是_____________（选填字母代号）。

A．图线逐渐偏向纵轴
B．图线逐渐偏向横轴
C．图线仍保持原方向不变
第(2)题
某同学利用如图所示的装置验证系统机械能守恒定律，操作步骤如下：
①用天平测量两铁质小圆柱体的质量分别为；
②用刻度尺测量小圆柱体与光电门的高度差h，用10分度的游标卡尺测量的厚度d（竖直方向上），实验中高度差h远大于
小圆柱体的厚度d；
③安装如图所示的实验装置，用手托住，让细绳伸直且系统保持静止；
④释放，测得经过光电门的挡光时间为t。

以和系统为研究对象，计算过程中系统势能的减少量，与动能的增加
量来验证和系统的机械能是否守恒。

回答下列问题（取）：
（1）用10分度的游标卡尺测量的厚度（竖直方向上），示数如图所示，则_________。

（2）若测得遮光时间，则和系统动能的增加量_______J；测得释放前与光电门的高度差为
，则和系统势能的减少量________J。

（计算结果均保留3位有效数字）
（3）百分误差是衡量实验精确度的重要标准，其定义为百分误差，中学阶段学生实验的要求。

本实验将重物重力势能的变化量作为“实际值”，将重物动能变化量作为“测量值”，请判定该实验中和系统的机械
能否在误差允许范围内守恒？______________（填“守恒”或“不守恒”）。

（4）调整光电门高度，测得多组不同高度h对应的遮光时间t的数据，该同学决定不计算速度，仅作出图像，若图线为过原点的直线，则下列说法正确的是_________。

A.应该描绘关系图像
B.应该描绘关系图像
C.若直线斜率，则能证明系统机械能守恒
D.若直线斜率，则能证明系统机械能守恒。