2024届安徽省马鞍山市高三下学期第三次教学质量监测理综物理试题

2024届安徽省马鞍山市高三下学期第三次教学质量监测理综物理试题
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
某兴趣小组做发射水火箭实验。

假设水火箭竖直上升至最高点开始匀加速竖直下落，一段时间后，其降落伞打开，再匀减速竖直下降。

若从最高点开始计时，下列关于水火箭图像可能正确的是（）
A．B．C．D．
第(2)题
关于光电效应现象，下列说法正确的是（ ）
A．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
第(3)题
城市夜景因绽放的霓虹灯变得多姿多彩。

霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为，若一群氢原子处于能级，则下列说法正确的是（ ）
A．这群氢原子自发跃迁时能辐射出4种不同频率的光
B．这群氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线
C．氢原子从能级向能级跃迁过程中发出的光为可见光
D．这群氢原子自发跃迁时能辐射出3种不同频率的可见光
第(4)题
如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高，大气压强为，现移动右侧玻璃管，使两侧管内水银面相平，此时气体柱的长度为（ ）
A．B．C．D．
第(5)题
如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地
由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中（）
A．F增大，N减小
B．F减小，N减小
C．F增大，N增大
D．F减小，N增大
第(6)题
如图所示，水平导体棒ab质量为、长为、电阻为，其两个端点分别搭接在竖直平行放置两光滑金属圆环
上，两圆环半径均为、电阻不计。

阻值为的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻两端。

整个空间有磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场，导体棒ab在外力F作用下以转速，绕两圆的中心轴匀速转
动，已知重力加速度为g。

则导体棒ab在运动过程中，交流电压表的示数是（ ）
A．B．C．D．
第(7)题
如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源的输出电压不变，副线圈回路中接有电阻R和灯泡。

现增加并入电路灯泡的个数，则（ ）
A．原线圈中的电流减小B．副线圈中的电流减小
C．变压器的输出功率增大D．灯泡消耗的总功率增大
第(8)题
如图所示，在光滑的绝缘水平面上相距为4L的A、B两点固定两个等量正点电荷，C、O、D三点将线段AB四等分，一带正电、可视为点电荷的小球从C点由静止释放后，在C、D两点之间做往复运动。

已知小球运动过程中的最大动能为，带电荷量为Q的点
电荷在空间某点的电势（k为静电力常量，r为该点到点电荷的距离），下列说法正确的是（）
A．小球在C、D两点之间做简谐运动B．小球运动过程中机械能守恒
C．小球的最小电势能为D．小球的最大电势能为
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
如图所示，条形磁铁与螺线管在同一平面内，条形磁铁从位置A分别由静止加速和以某一速度匀速运动到位置C，则磁铁（ ）
A．匀速运动过程中，电流计中没有电流通过
B．加速和匀速过程通过电流计的电流方向相同
C．加速和匀速过程通过电流计的电荷量相同
D．加速过程中螺线管回路产生的平均电动势一定比匀速过程的大
第(2)题
为了市民换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。

骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。

稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压U H大小随之变化。

已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度v m越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（ ）
A．霍尔元件下表面电势高于上表面
B．霍尔元件下表面电势低于上表面
C．从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大v m
D．其他条件不变，调大电流I，可以增大v m
第(3)题
如图为一正方体，在A、G两顶点分别固定等量正、负点电荷，以无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A．顶点D、F两处电势相等
B．顶点B、H两处场强相同
C．正方体的12条棱上共有3个点电势为零
D．将一正试探电荷从D移到C和从B移到F，电势能减小相同数值
第(4)题
静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。

已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为m X、m Y和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。

则（）
A．衰变方程可表示为B．核Y的结合能为
C
．核Y在磁场中运动的半径为D．核Y的动能为
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
三星堆考古引发的关注热潮，让考古再次走进大众视线。

除了常见的陆地考古外，更让人惊喜的是水下考古打捞和发掘。

水下考古困难更多，有些文物出水后，因为受到压力变小，也会变形，或出现裂缝，打捞前需要临时存放于压力容器内，模拟水底的压力环境。

如图，某文物在水下深处，文物已存放在压力容器中，容器用被锁定的活塞密封好，容器中除了文物和一
些海水外，已充入的理想气体，气压与此处水压相等。

接着缓慢将容器提起，到水面时，因容器内气体热力学温度升高了10%，文物所处环境压强也相应发生了变化。

已知海水密度为，大气压强为，重力加速度。

（1）求文物打捞前和打捞到水面时所处环境的压强分别是多少？
（2）打捞到水面时，为了抵消温度升高的影响，应通过阀门将压力容器内的气体放出一些，求所放出的气体占容器内原有气体的百分比？
第(2)题
磁力刹车是为了保证过山车在进站前降到安全速度而设计的一种刹车方式，在轨道上安装可产生很强磁场的长条钕磁铁，刹车金属片安装在过山车底部或两侧。

磁力刹车的结构原理可简化为如图1所示，相距为L，水平放置的导轨处于磁感应强度大小
为B，方向竖直向下的匀强磁场中，整个回路的等效电阻为R。

将过山车上的刹车金属片等效为一根金属杆MN。

设过山车的质量为m，不计轨道摩擦和空气阻力。

（1）若过山车水平行驶的速度为v，采用磁力刹车时，求此时过山车的加速度大小a。

（2）我们已经学过放射性同位素衰变的快慢遵循一定的统计规律。

任意半衰期T初始时刻的放射性同位素个数为N。

时间T内发生衰变的放射性同位素个数为ΔN，满足。

某同学经过分析发现过山车的速度变化与放射性同位素衰变规律相似，即过山车任意相等短时间内速度变化与初速度的比为定值，请推导过山车速度每减小一半所用时间的表达式。

并根据该结论在图2中定性画出水平行驶的过山车在磁力刹车过程中的速度大小v随时间t的变化图像。

（3）结合（1）、（2）的研究，对比摩擦力刹车方式，从刹车效果分析，简要说明磁力刹车的优势和不足。

第(3)题
如图所示，在xOy平面坐标系的第一、四象限内分布着磁感应强度大小为B、垂直于纸面向里的匀强磁场，在原点O处有一粒子源，可向坐标系xOy平面内第四象限的各个方向（速度方向与x轴正方向间的夹角α满足0°≤α≤90°）均匀持续地发射大量质量
为m、电荷量为q（q>0）的粒子，粒子初速度大小。

在第四象限内处有一垂直于x轴的挡板（不计挡板厚度），其长度为R。

不计粒子重力及粒子间的相互作用力。

求：
（1）y轴正半轴上有粒子飞出部分的长度；
（2）同一时刻发射出的粒子中能被挡板挡住的粒子数占发射粒子总数的几分之几。

第(4)题
如图，粗细相同的水平直杆与圆弧杆BC在B点平滑连接，固定在竖直平面内，直杆的AB部分长，圆弧杆BC的半径。

一个质量、直径略大于杆截面直径的小环（可视为质点）穿在水平直杆上的A点。

现让小环以的初速度
由A向B运动的同时，在竖直面内对小环施加一个垂直杆AB的恒力F作用，运动到B点时撤去F，之后小环沿圆弧杆BC上滑的最大高度为。

已知小环与直杆AB的动摩擦因数、与圆弧杆BC的摩擦不计，重力加速度取，试求：
（1）小环在B点的速度的大小；
（2）小环沿圆轨道BC上滑至最高点的时间t；
（3）小环在杆AB上的加速度a的大小；
（4）小环在杆AB上所受的恒力F的大小。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的（甲）或（乙）方案来进行。

(1)比较这两种方案，甲方案好些，理由是：______。

(2)该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点间的时间间隔。

物体运动的加速
度______（结果保留2位有效数字）。

该纸带是采用______（填“甲”或“乙”）实验方案得到的，简要写出判断依
据______。

(3)下图是采用（甲）方案时得到的一条纸带，现选取N点来验证机械能守恒定律。

下面是几位同学分别用不同方法计算N点的速度，其中正确的是______。

A． B． C． D．
第(2)题
验证牛顿第二定律的实验装置如图甲所示.
（1）本实验中___________（填“需要”或“不需要”）满足砝码盘和砝码质量远小于小车的质量.
（2）A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变砝码盘中砝码的质量m，得到多组加速度大小a和对应力传感器的示数F，作出a-F图像如图乙所示，图像未过原点的原因是____________.
（3）B组同学在实验中，正确补偿阻力后，保持砝码盘中的砝码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为，则砝码盘和动滑轮的总质量为___________（用字
母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）.。