2024届陕西省西安市长安区高三下学期第一次模拟考试理综物理试题

2024届陕西省西安市长安区高三下学期第一次模拟考试理综物理试题
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
如图所示，虚线MN下方存在着方向水平向左、范围足够大的匀强电场。

AB为绝缘光滑且固定的四分之一圆弧轨道，轨道半径为R，O为圆心，B位于O点正下方。

一质量为m、电荷量为q的带正电小球，以初速度v A竖直向下从A点沿切线进入四分之一圆弧轨道内侧，沿轨道运动到B处以速度v B射出。

已知重力加速度为g，电场强度大小为，，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A．从A到B过程中，小球的机械能先增大后减小
B．从A到B过程中，小球对轨道的压力先减小后增大
C．在A、B两点的速度大小满足v A>v B
D．从B点抛出后，小球速度的最小值为
第(2)题
四根在同一平面（纸面）内的长直绝缘导线组成一个“井”字形，导线中通过的电流大小均为I，方向如图所示。

a、b和c三点位于“井”字形对角线上，其中b点在“井”字形中心，且ab=bc。

下列说法正确的是（ ）
A．b点的磁感应强度不为零
B．a、c两点的磁感应强度相同
C．a点磁感应强度方向垂直于纸面向外
D．减小导线1的电流，b点的磁感应强度也减小
第(3)题
在海洋中是不能应用电磁波进行水下通讯的，在大海中航行的潜艇都装有声呐，声呐利用声波来进行水下通讯，帮助船只导航、测距、定位等，在海洋中不能应用电磁波进行水下通讯的主要原因是（）
A．电磁波不能在海水中传播
B．在海水中电磁波的频率不稳定，会随海水起伏而变化
C．电磁波在海水中传播速度比在空气中传播速度小
D．海水是导体，电磁波在海水中的衰减导致传播距离较短
第(4)题
图示为一半球形玻璃砖的截面图，AB为直径，O为球心。

一束纸面内的单色光从直径上某点C与直径成θ射入，恰好从D点射出。

现换用不同频率的色光从C点以相同方向入射，不考虑多次反射，则（ ）
A．到达圆弧部分的光，一定会从圆弧部分射出
B．到达圆弧部分的光，可能不从圆弧部分射出
C．频率改变前从D点出射的光线一定与从C点入射时的光线平行
D．所有不同频率的色光在玻璃砖中的传播时间均相等
第(5)题
我国天宫号空间站绕地球做圆周运动，宇航员多次利用空间站内物体的完全失重现象开设“天宫课堂”，下列说法正确的是（ ）
A．空间站内物体受到地球的万有引力充当圆周运动的向心力
B．空间站内物体受到地球的万有引力因离开地球很远可以忽略不计
C．空间站必须在同步轨道运动时才会产生完全失重
D．空间站内物体之间因完全失重而不可能做摩擦实验
第(6)题
霍尔效应是电磁基本现象之一，我国科学家在该领域的研究上获得了重大发现。

如图所示，在一矩形霍尔半导体薄片元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，电子以速度定向移动时，形成电流，同时外加磁感应强度为、与薄片垂直的匀强磁场，在M、N间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压。

已知薄片的厚度为，M、N间距离为，P、Q间距
离为，则（）
A．电子定向移动方向为B．M表面电势高于N表面电势
C．M、N表面间的电压D．元件内单位体积内自由电子数为
第(7)题
某同学用如图所示装置验证动量守恒定律，实验中除小球的水平位移外，还必须测量的物理量有（）
A．A、B球的直径B．A、B球的质量
C．水平槽距纸面的高度D．A球释放位置G距水平槽的高度
第(8)题
“遥遥领先”伴随华为mate60系列手机发布迅速成为网络热词，华为手机搭载的卫星通讯功能需要借助通信卫星实现，我国在赤道上空圆形轨道Ⅰ和Ⅲ上拥有多颗通讯卫星，已知在轨道Ⅰ中分布的三颗卫星恰好实现赤道上所有地区通信，轨道Ⅱ为椭圆转移轨道，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和Ⅲ分别相切于a、b两点，轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道，地球半径为R，自转周期为T，同步卫星轨道离地高度约6R，以下说法正确的是（）
A．某卫星在轨道Ⅰ上运行的周期为
B．某卫星在轨道Ⅱ上a点运动到b点所用时间为
C．某卫星在Ⅱ、Ⅲ轨道经过b点时向心加速度不同
D．某卫星从Ⅱ轨道的b点变轨到Ⅲ轨道，必须向运动方向喷气
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，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段
与轴平行，导轨左端接入一电阻。

导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。

设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，
电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。

下列图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
第(2)题
中国电磁炮技术世界领先，下图是一种电磁炮简易模型。

间距为L的平行导轨水平放置，导轨间存在竖直方向、磁感应强度为B的匀强磁场，导轨一端接电动势为E、内阻为r的电源。

带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒电阻为R，导轨电阻不计。

通电后棒沿图示方向发射。

则（ ）
A．磁场方向竖直向上
B
．闭合开关瞬间，安培力的大小为
C．轨道越长，炮弹的出射速度一定越大
D．若同时将电流和磁场方向反向，炮弹将沿图中相反方向发射
第(3)题
如图所示，用长为L的绝缘细线拴住一只质量为m、带电荷量为q的小球，线的另一端拴在O点，整体处于水平向右的匀强电场中。

开始时把小球、线拉到和O在同一水平面上的A点（线拉直）让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到
达B点时，球的速度恰好为零，重力加速度为g。

空气阻力忽略不计，以下说法中正确的是（ ）
A．B、A两点之间的电势差为
B．匀强电场的场强为
C．小球运动到B点时细线上的拉力大小为mg
D．小球到达B点以后恰好能保持静止
第(4)题
如图所示，小球在竖直放置的光滑固定圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径很小，则下列说法正确的是（ ）
A．小球通过最高点时的最小速度
B．小球通过最高点时的最小速度
C．小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D．小球在水平线以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
如图所示，绝缘水平面右侧锁定有一水平绝缘台阶，其上固定有两平行正对金属薄板A、B，相距为d，台阶左侧有一小车，小车上表面绝缘且与台阶齐平，小车与台阶紧贴无粘连，车上固定有两平行正对金属薄板C、D，相距也为d，车和C、D板总质量为m，一质量为m的金属小球（视为质点）紧贴A板下端，此时小球电荷量为q，静止释放，不计一切摩擦，B板和C板下端开有略大于小球直径的小孔，A、B、C、D板均带电，仅考虑A、B板之间形成的电场和C、D板之间形成的电场，且
，忽略边缘效应，求：
（1）小球经过B板时速度大小；
（2）小球经过C板小孔的同时撤去小车右边的所有装置，并关闭C板下端小孔，在小球第一次从C板运动到D板的过程，小车对地位移的大小；
（3）在第二问基础上，设小球与D板碰撞时间极短且无机械能损失，同时小球立即带上与该板同种的电荷，电荷量仍为q，两板的带电量可认为不变，试推出相邻的两次碰撞之间的时间间隔需满足的规律。

第(2)题
下图是工厂里一种运货过程的简化模型，货物（可视为质点）质量m=4kg，以初速度v0=10m/s滑上静止在光滑轨道OB上的小车左端，小车质量为M=6kg，高为h=1.25m。

在光滑轨道上的A处设置一固定的障碍物，当小车撞到障碍物时会被粘住不动，而货物继续运动，最后货物恰好落在光滑轨道上的B点，已知货物与小车上表面间的动摩擦因数µ=0.5，货物做平抛运动的水平位移AB长为1.5m，重力加速度g取10m/s2？
（1）求货物从小车右端滑出时的速度大小；
（2）若OA段足够长，且小车长度为6.7m，判断货物是否还能落在B点，若不能，则落点到B点距离为多少？
第(3)题
如图，某透明体的横截面是半径为的四分之一圆，一细束光线射向透明体的圆弧面，到达一侧面的点时恰好发生全反射，并从另一侧面的点射出。

已知，，真空中光速为，求：
（1）光线的入射角；
（2）光从到的时间。

第(4)题
依据运动员某次练习时推动冰壶滑行的过程建立如图所示模型：冰壶的质量，当运动员推力F为5N，方向与水平方向夹角为时，冰壶可在推力作用下沿着水平冰面做匀速直线运动，一段时间后松手将冰壶投出，重力加速度g取
10m/s2，，，求：
（1）冰壶与地面间的动摩擦因数μ；
（2）若冰壶投出后在冰面上滑行的最远距离是，则冰壶离开手时的速度为多少？
四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。

情境1：如图，滑块上安装了宽度的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间，则可估算出滑块经过
光电门的速度大小______。

情境2：某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。

当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。

根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。

显示屏如图乙所示（图乙中标的数据、、t为已知量），已知光速
为c。

则：
a．当第一个脉冲电磁波遇到汽车时，汽车距雷达的距离为______。

b．从第一个脉冲遇到汽车的瞬间到第二个脉冲遇到汽车的瞬间，所经历的时间为______。

c．若考虑到，，则可写出汽车的速度为______。

情境3：用霍尔效应制作的霍尔测速仪可以通过测量汽车车轮的转速n（每秒钟转的圈数），进而测量汽车的行驶速度。

某同学设计了一个霍尔测速装置，其原理如图甲所示。

在车轮上固定一个强磁铁，用直流电动带动车轮匀速转动，当强磁铁经过霍尔元件（固定在车架上）时，霍尔元件输出一个电压脉冲信号。

当半径为的车轮匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号如图乙所示。

求车轮边缘的线速度大小。

（取
3.14）______
第(2)题
小明同学在做测量电源电动势和内阻的实验，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻较小；电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ）；电流表A（0~0.6A，内阻为0.6Ω）；滑动变阻器R（最大阻值10Ω）。

（1）为了更准确地测出电源电动势和内阻。

请在给出的虚线框中画出实验电路图________。

（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的图线，可得出该电源电动势E=_______V，内阻r=________Ω。

（3）若不考虑偶然误差的影响，用E真表示电池电动势的真实值，则有E___________E真（选填“>”“=”“<”）。