2023—2024學年度第一學期高三摸底質量檢測物理1.答題前，考生先將自己的姓名、考生號、座號等填寫在相應位置，認真核對條形碼上的姓名、考生號和座號等，并將條形碼粘貼在指定位置上。2.選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題目的答題區域內作答，超出答題區域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每個題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.2023年12月1日，在北京觀測到了極光現象。來自太陽高能帶電粒子流被地磁場俘獲，形成極光現象。如圖所示，是某高能粒子被地磁場俘獲后的運動軌跡示意圖，忽略萬有引力和帶電粒子間的相互作用，以下說法正確的是（）A.圖中所示的帶電粒子帶正電B.洛倫茲力對帶電粒子做正功，使其動能增大C.圖中所示的帶電粒子做螺旋運動時，旋轉半徑越來越小D.若帶負電的粒子在赤道正上方垂直射向地面，一定會向東偏轉【答案】C【解析】【詳解】A．地球的磁場由南向北，根據左手定則可知，粒子帶負電，故A錯誤；B．洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功，動能不變，故B錯誤；C．粒子在運動過程中，南北兩極的磁感應強度較強，由洛倫茲力提供向心力得出的半徑公式可知，當磁感應強度增加時，半徑減小，圖中所示的帶電粒子做螺旋運動時旋轉半徑一定越來越小，故C正確；D．若帶負電的粒子在赤道正上方垂直射向地面，由左手定則可知一定會向西偏轉，故D錯誤。故選C。2.周村古商城有一件古代青銅“魚洗”復制品，在其中加入適量清水后，用手有節奏地摩擦“魚洗”的雙耳，會發出嗡嗡聲，并能使盆內水花四濺，如圖甲所示。圖乙為某時刻相向傳播的兩列同頻率水波的波形圖，四個位置中最有可能“噴出水花”的位置是（）A.A位置 B.位置 C.位置 D.位置【答案】B【解析】【詳解】由題意知“噴出水花”是因為兩列波的波峰與波峰或波谷與波谷發生了相遇，即振動加強。由圖像可知，兩列波的波峰傳到B位置時間相等，故B是振動加強點，其它三點振動不穩定。所以最可能“噴出水花”的是B位置。故選B。3.洛埃鏡實驗可以得到楊氏雙縫干涉實驗的結果，其實驗的基本裝置如圖所示。為單色光源，為一平面鏡，發出的光直接照在光屏上，同時發出的光還通過平面鏡反射到光屏上，最終在光屏上得到明暗相間的干涉條紋。設光源到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為和，光的波長為，在光屏上形成干涉條紋。則（）A.若將平面鏡右移一小段距離，光屏上條紋間距變小B.若將平面鏡右移一小段距離，光屏上的條紋間距變大C.相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離D.相鄰兩條亮紋（或暗紋）間的距離【答案】D【解析】【詳解】CD．光源到屏的距離可以看做雙縫到屏的距離，光源到平面鏡中虛像的間距看做雙縫的間距，則有根據雙縫干涉相鄰條紋之間的距離公式可得故C錯誤，D正確；AB．若將平面鏡右移一小段距離，光源到平面鏡中虛像的間距看做雙縫的間距不變，光屏上的條紋間距不變。故AB錯誤。故選D。4.理論上利用三顆赤道上空位置適當的人造衛星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。已知地球的半徑為，地球表面重力加速度為，現用三顆衛星來實現上述目的，則衛星繞地球轉動線速度的最大值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設地球半徑為R，畫出僅用三顆地球同步衛星使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊時同步衛星的最小軌道半徑示意圖，如圖所示由圖中幾何關系可得，同步衛星的最小軌道半徑則在地球表面解得衛星繞地球轉動線速度的最大值為故選A。5.距地面高的水平直軌道上有兩點相距，在點用細線懸掛一小球，離地高度為，如圖。小車沿軌道向右做加速度為的勻加速直線運動，以的速度經過點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下，小車運動至點時細線被軋斷，兩球在距離地面處相碰，小球落地后不反彈。不計空氣阻力，取重力加速度。可求得等于（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】經過A點，將小球自由卸下后，A球做平拋運動，小車從A點運動至點，根據運動學規律解得所用時間小車運動至點時細線被軋斷，兩球在距離地面處相碰，設又經歷時間，根據運動學規律可得A球和B球聯立解得故選B。6.如圖所示，一個直角邊長為的等腰直角三角形虛線框內有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個邊長也為的正方形導線框所在平面與磁場方向垂直，三角形的高與導線框的一條邊垂直，的延長線平分導線框。在時，使導線框從圖示位置開始以恒定速度沿方向移動，直到整個導線框離開磁場區域。表示導線框中感應電流的強度，取逆時針方向為正。下列關于感應電流的強度隨時間變化關系的圖像中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】從正方形線框下邊開始進入到下邊完全進入過程中，線框切割磁感線的有效長度逐漸增大，感應電流也逐漸增大，如圖的位置Ⅰ；從正方形線框下邊完全進入至下邊剛穿出磁場邊界，切割磁感線的有效長度不變，感應電流不變，如圖的位置Ⅰ→Ⅱ；當正方形線框下邊離開磁場，上邊尚未進入磁場過程中，穿過線圈的磁通量不變，感應電流為零。如圖的位置Ⅱ→Ⅲ；當正方形線框下邊繼續離開磁場，上邊也進入磁場過程中，上下兩邊線框切割磁感線產生的感應電動勢方向相反，切割磁感線的有效長度增大，產生的感應電動勢增大，感應電流增大，如圖的位置Ⅲ→Ⅳ。從正方形線框上邊完全進入到上邊完全離開過程中，切割磁感線的有效長度不變，產生的感應電動勢不變，感應電流不變。如圖的位置。故選C。7.如圖所示，是利用電流天平測量勻強磁場的磁感應強度的一種方法。它的右臂掛著等腰梯形線圈，且，匝數為。線圈底邊水平，一半的高度處于虛線框內的勻強磁場中，磁感應強度的方向與線圈平面垂直。當線圈中通入順時針電流時，調節砝碼使兩臂達到平衡。然后使電流反向，大小不變。在左盤中增加質量為的砝碼時，兩臂再次達到新的平衡，重力加速度為，則（）A.虛線框內磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度B.虛線框內磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度C.虛線框內磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度D.虛線框內磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度【答案】B【解析】【詳解】線圈一半處于勻強磁場中，則有效長度為，安培力大小為電流反向時，需要在左盤中增加質量為m的砝碼，說明原來的安培力方向向上，根據左手定則可知，方框內磁場方向垂直紙面向外，當電流反向，安培力變為向下時，再次平衡，說明安培力等于mg的一半，即所以故選B。8.如圖所示，為游樂場的“旋轉飛椅”的示意圖。“旋轉飛椅”有一座椅的質量為，“旋轉飛椅”靠電機帶動，穩定轉動時繩與豎直方向的夾角；若改變電機轉速通過繩對座椅做功，使繩與豎直方向的夾角增大為，座椅穩定轉動。已知繩的長度為，繩懸點到轉軸的水平距離為，重力加速度為，不考慮空氣阻力和繩的質量，座椅可視為質點。則該過程中，繩對座椅做的功為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】初始時有末狀態有該過程中，由功能關系可知，其做功為解得故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每個題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.圖甲為一理想變壓器的工作原理圖。輸入端所接電壓隨時間的變化關系如圖乙所示。燈泡的電阻恒為，額定電壓為，定值電阻，滑動變阻器的最大阻值為。下列說法正確的是（）A.電源輸入電壓隨時間變化的規律是B.電源輸入電壓隨時間變化的規律是C.調節滑動變阻器接入電路的電阻為時，燈泡正常工作，則理想變壓器原、副線圈匝數比為D.滑動變阻器的滑片向下移動時，燈泡變亮【答案】AC【解析】【詳解】AB．電源輸入電壓隨時間變化的規律是故A正確，B錯誤；C．燈泡正常工作，通過燈泡的電流為設兩端電壓為，根據電流關系有變壓器原線圈電壓為變壓器副線圈電壓為理想變壓器原、副線圈匝數比為故C正確；D．滑動變阻器的滑片向下移動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻增大，變壓器原、副線圈電壓不變，電路總電流減小，燈泡變暗，故D錯誤。故選AC。10.在絕緣光滑水平面上的的A處、的處分別固定正電荷，如圖甲所示。圖乙是之間連線上的電勢與位置之間的關系圖像，圖中點為電勢的最低點。若在的點由靜止釋放一個帶正電小球（可視為質點），下列說法正確的是（）A.小球運動到處的加速度最大 B.兩正電荷帶電量之比C.小球在處的動能最大 D.小球不能經過的位置【答案】BC【解析】【詳解】A．圖像中，斜率即為合電場強度，點處斜率為0，即合電場強度為0。小球運動到處的加速度為零，最小。故A錯誤；B．處場強為零，根據點電荷場強則有解得故B正確；C．從到的過程中，電勢降低，帶正電小球電勢能減小，電場力做正功，動能增加。從再向右運動過程中，電勢升高，帶正電小球電勢能增大，電場力做負功，動能減小。小球在處的動能最大。故C正確；D．設點和小球運動能到達的最右端處電勢差為，根據動能定理得，得所以小球能運動到電勢與出發點相同的位置。由乙圖可知，和處電勢相等的點在的右側，故小球能經過的位置。故D錯誤。故選BC。11.為取得良好的保溫效果，一窗戶安裝了雙層平行玻璃，雙層玻璃由厚度均為的單層玻璃組成，兩玻璃板平行且中間有空氣。如圖所示，一束光線從窗外射入室內，入射光線與玻璃面的夾角，光線通過雙層玻璃后出射光線與入射光線會有一個偏移量（兩光線的垂直距離），玻璃的折射率，取，則（）A.這束光進入玻璃后折射角的正弦值為 B.這束光進入玻璃后折射角的正弦值為C.這束光從室外到室內的偏移量為 D.這束光從室外到室內的偏移量為【答案】AD【解析】【詳解】AB．光線射入玻璃面的入射角射入玻璃的折射角為r，根據光的折射定律可得解得故A正確，B錯誤；CD．如圖由光路可逆性可知，空氣中的光線都是平行的，玻璃中的光線也是平行的，設光線通過第一塊玻璃光線的側移量為，光線通過第二塊玻璃光線的側移量為，根據光路圖中的幾何關系可得則出射光線相對于入射光線的側移量故C錯誤，D正確。故選AD。12.在一種新的“子母球”表演中，讓同一豎直線上的小球A和小球B，從距水平地面高度為（）和h的地方同時由靜止釋放，如圖所示。球A的質量為m，球B的質量為3m。設所有碰撞都是彈性碰撞，忽略球的直徑、空氣阻力及碰撞時間，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.當球B第一次落地時，球A的速度大小為B.若，則兩球在球B第一次上升到最高點時相碰C.若球B在第二次落地之前與球A相碰，則D.若，球A在第一次碰后能達到的最大高度為【答案】ABD【解析】【詳解】A．由于兩球同時釋放，所以球B第一次落地時A球下落的高度為h，設此時A球的速度大小為v，有解得故A項正確；B．設B反彈后經時間t后與A碰，A、B碰撞時，A球自由下落高度B球豎直上升的高度因為相碰，所以有其中，因為B球上升到最高點，所以有解得故B項正確；C．若B球第二次落地前與A球相碰，則時間t有結合之前的分析有故C項錯誤；D．若，則由之前的分析可知，碰撞用時為由之前分析可知，B球從地面彈起到最高點時間為，所以其AB兩球在落地瞬間碰撞，則此時A球的速度設為，B球的速度設為碰后A球的速度為，B球的速度為，有兩球碰撞有A球碰后上升的高度為H，有解得故D項正確。故選ABD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某實驗小組用圖甲所示的雙線擺和光電計數器測量當地的重力加速度。測得圖中細線長度均為，與水平方向夾角均為，小球兩側為光電計數器。（1）用游標卡尺測量小球的直徑如圖乙所示，則小球的直徑__________。（2）雙線擺的等效擺長__________（用所測物理量的符號表示）。（3）將擺球垂直于紙面向外拉開一個較小的角度后釋放。啟動光電計數器，光電計數器示數為“0”，由靜止釋放小球，小球每經過平衡位置時光電計數器計數一次。當小球第一次經過平衡位置時，用秒表開始計時，當光電計數器上顯示的計數次數為時，測得所用的時間為，由此可知：單擺的振動周期__________。（4）可測得當地的重力加速度__________（用符號表示）。【答案】①.1.86②.③.④.【解析】【詳解】（1）[1]小球的直徑為（2）[2]擺長等于擺線的有效長度與小球的半徑之和，即等效擺長為（3）[3]當光電計數器顯示數為“1”時是0時刻，故計數次數剛好為n時，周期次數為故單擺的振動周期（4）[4]根據單擺的周期公式可知可得14.半導體薄膜壓力傳感器阻值會隨壓力變化而改變。某小組設計實驗測量一薄膜壓力傳感器在不同壓力下的阻值，其阻值約幾十千歐，現有以下器材：電源：電動勢，內阻不計電流表：量程，內阻約為電流表：量程，內阻約為電壓表V：量程，內阻約為滑動變阻器：阻值范圍壓力傳感器，開關，導線若干請完成下列問題：（1）為了提高測量的準確性，電流表應選__________（選填“”或“”），并請補充完整圖甲中虛線框內的測量電路。（）（2）通過多次實驗測得其阻值隨壓力變化的圖像如圖乙所示，由圖乙可知壓力越大，壓力傳感器的阻值__________（選填“越大”或“越小”）。（3）完成前面的實驗工作后，將該壓力傳感器接入如圖丙所示電路中，制作成簡易電子秤，它主要構成有：壓力傳感器，定值電阻，理想電流表（量程），電動勢為的電源，電源內阻不計。將該電子秤水平放置在豎直方向運動的電梯里，在托盤上放一砝碼，托盤和砝碼的總質量為，電流表示數為，取重力加速度。通過計算可知壓力傳感器的阻值為__________，可得電梯的加速度大小為__________，電梯的運動狀態可能是__________。【答案】①.②.③.越小④.16⑤.0.2⑥.向上加速運動或向下減速運動【解析】【詳解】（1）[1]電路中最大電流為故為了提高測量的準確性，電流表應選；[2]由于滑動變阻器的阻值相比壓力傳感器阻值小得多，且使電表示數變化范圍更大，滑動變阻器采用分壓式接法，根據所以電流表采用內接法，故電路圖連接如圖所示（2）[3]由圖乙可知，壓力越大，壓力傳感器的阻值越小；（3）[4][5][6]由閉合電路的歐姆定律代入數據解得由圖乙可知，當時，壓力傳感器的示數為由牛頓第二定律解得因為加速度方向豎直向上，且不知道電梯的運動方向，所以電梯的運動狀態可能是向上加速運動或向下減速運動。15.一款語音控制電動窗簾軌道盒的工作原理如圖所示，電動機通過輕繩拉動質量為的滑塊（正常使用時滑塊與窗簾布連接），質量為的防撞滑塊B，用一輕繩與左墻面連接。從語音控制電動機接收到打開窗簾的指令開始計時，電動機以額定輸出功率牽引滑塊（未連接窗簾布）由靜止出發，向左運動。當滑塊達到最大速度后，與滑塊B發生完全非彈性碰撞，碰撞時間極短，碰撞瞬間電動機自動切斷電源停止對滑塊提供拉力，滑塊、B到達墻面時速度剛好為零。已知滑塊、B在軌道上滑動時所受阻力均為滑塊重力的0.2倍，最初位置與滑塊B相距。取重力加速度。求：（1）電動機正常工作時的額定輸出功率；（2）滑塊由靜止出發到最后停止運動所用的時間。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）滑塊達到最大速度時又而解得電動機正常工作時的額定輸出功率（2）與B碰撞前，對物體，由動能定理得解得和B碰撞過程，由動量守恒定律得解得和B碰撞后，根據牛頓第二定律解得又根據運動學公式解得故滑塊由靜止出發到最后停止運動所用的時間16.新一代航母攔阻系統采用了電磁阻攔技術，其工作原理如圖所示，兩根電阻不計的平行金屬軌道固定在水平面內，間距為，兩軌道之間存在垂直軌道向下的勻強磁場，磁感應強度大小為，兩軌道左端點間接有阻值為的電阻，一個長度也為、阻值為的導體棒垂直于放在軌道上。質量為的飛機水平著艦鉤住導體棒上的絕緣繩（導體棒和絕緣繩的質量均忽略不計），同時關閉動力系統，飛機與導體棒、絕緣繩瞬間達到共同速度，在第一次試降測試中，兩軌道之間未施加磁場，它們受到恒定阻力，飛機從著艦到停止滑行的距離為，在第二次試降測試中，兩軌道之間施加磁場，導體棒與軌道始終接觸良好且垂直于軌道，飛機從著艦經時間停在甲板上，除受到安培力外，還受到與第一次試降相同的恒定阻力作用。取重力加速度為。求飛機在第二次測試中，（1）導體棒所受安培力的最大值；（2）從著艦到停止滑行的距離。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）當速度最大時，導體棒所受安培力最大，有解得（2）第一次測試：可得第二次測試過程由動量定理可得（或）解得17.如圖所示，有一圓心為、半徑為的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內，半徑與水平半徑之間的夾角。圓弧軌道右側某處有一光滑水平桌面，桌面邊緣與木板C的左側對齊，木板C長為且厚度不計，在木板C左端點有一靜止的小滑塊B。現將小球A從圓弧軌道內側點由靜止釋放，并從圓弧軌道末端點飛出，到最高點時恰好與滑塊B發生彈性碰撞，A、B可視為質點且碰撞時間極短。已知質量的球A表面光滑，滑塊B與木板C的質量，B、C兩者之間的動摩擦因數為，取重力加速度，空氣阻力忽略不計，，。（1）求球A到達點時速度的大小；（2）求點與點之間的水平距離；（3）求A、B碰撞后，滑塊B和木板C組成的系統損失的機械能；（4）若僅將滑塊B初始位置向右移動，使滑塊B到木板C左端點的距離等于，球A仍從點由靜止釋放，求A、B發生彈性碰撞后整個過程中摩擦力對滑塊B所做的功。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）當時，，當時，【解析】【詳解】（1）球A從點運動到點，由動能定理得解得（2）球A離開點后做斜拋運動，水平方向豎直方向解得（3）A、B物體碰撞，動量守恒、能量守恒解得B在C板上滑動過程中，若共速前不從C板上滑下。由動量守恒、能量守恒得解得則物塊B未從C板滑下。滑塊B和木板C組成的系統損失的機械能為（4）當時，B不會從C板滑下，對B物體由動能定理得解得當時，B能從C板滑下，由動量守恒和能量守恒得解得由動能定理得解得18.如圖所示，在平面內，的區域中，存在沿軸正方向的勻強電場，電場上邊界正上方和下邊界正下方填充某特殊物質，粒子進入即被吸收，的整個區