2024屆陜西省商洛市高三下學(xué)期尖子生學(xué)情診斷考試（第二次）物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE7商洛市2024屆高三尖子生學(xué)情診斷考試（第二次）物理試卷一、選擇題1.如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當(dāng)小車在水平面上向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿對(duì)小球作用力的方向可能沿圖中的（）A.OA方向 B.OB方向 C.OC方向 D.OD方向〖答案〗C〖解析〗小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于球固定在桿上，而桿固定在小車上，則球和小車具有相同的水平加速度，由牛頓第二定律可知，小球所受重力和桿對(duì)小球作用力的合力水平向右，桿對(duì)小球作用力方向只可能沿圖中的OC方向。故選C。2.利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，用波長(zhǎng)為的光照射某種金屬，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為；若用波長(zhǎng)為的光照射該金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能為。則該金屬的極限波長(zhǎng)為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)金屬的逸出功為W，根據(jù)光電效應(yīng)方程解得又因?yàn)樗怨蔬xB。3.圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈電阻為1Ω，外接電阻為2Ω，線圈轉(zhuǎn)速為n，電路中電流的最大值Im，電壓表示數(shù)為U則（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由題圖乙可知，交流電的周期為，由可得轉(zhuǎn)速為電動(dòng)勢(shì)的有效值為則電壓表的示數(shù)為電路中電流的最大值為故選A。4.如圖所示，一個(gè)帶有擋板的光滑斜面固定在地面上，斜面傾角為θ，輕彈簧的上端固定于擋板，下端連接滑塊P，開始處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)用一平行于斜面向下的力F作用在P上，使滑塊向下勻加速（a<gsinθ）運(yùn)動(dòng)一段距離。以x表示P離開初位置的位移，t表示P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，E表示P的機(jī)械能（設(shè)初始時(shí)刻機(jī)械能為零），重力加速度為g，則下列圖像可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗AB．設(shè)物塊P的質(zhì)量為m，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧相對(duì)原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)量為x0，彈簧的勁度系數(shù)為k，則有由牛頓第二定律有兩式聯(lián)立可得A錯(cuò)誤，B正確；CD．由題可知初位置物塊P的機(jī)械能為0，則物塊P機(jī)械能的變化量CD錯(cuò)誤。故選B。5.2022年11月29日“神舟十五號(hào)”飛船順利發(fā)射，六名中國宇航員完成首次太空交接班。已知核心艙繞地球運(yùn)行近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離地面距離為400km，做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為90min，向心加速度大小為，地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為，已知地球半徑為6400km，地球表面的重力加速度為，下列關(guān)系正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗A．在地球表面有對(duì)核心艙有解得故A錯(cuò)誤；B．地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小并不等于，故B錯(cuò)誤；CD．對(duì)核心艙有其中地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體有其中解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6.兩款兒童玩具電動(dòng)車與計(jì)算機(jī)相連，在平直道路上進(jìn)行競(jìng)速比賽，時(shí)兩車從同一位置同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)，通過計(jì)算機(jī)得到兩車的圖像如圖所示（為位移，為時(shí)間），下列說法正確的是（）A.車的速度變化比車快B.開始運(yùn)動(dòng)后車在前，后來車在前C.兩車相遇前相距最遠(yuǎn)距離為D.兩車在運(yùn)動(dòng)過程中只能相遇一次〖答案〗CD〖解析〗AB．根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式整理得在圖像中是直線，由此可得，，，因?yàn)檐嚨募铀俣却?，車的速度變化快，車初速度大，但加速度小，故開始運(yùn)動(dòng)后車在前，后來車在前，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)兩車速度相同時(shí)，兩車相距最遠(yuǎn)，由得兩車相距最遠(yuǎn)距離為故C正確；D．兩車相遇有，即解得只有一解，相遇一次，故D正確。故選CD。7.如圖所示，等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C分別固定有電荷量為、、的點(diǎn)電荷，A點(diǎn)處電荷受到的電場(chǎng)力方向平行于BC，B點(diǎn)處電荷受到電場(chǎng)力方向垂直于BC，O為三角形的中點(diǎn)，P和O在紙面內(nèi)關(guān)于AC對(duì)稱，無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則下列說法正確的是（）A.B.O點(diǎn)電勢(shì)與P點(diǎn)電勢(shì)相等C.將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到O點(diǎn)，其電勢(shì)能增大D.將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功〖答案〗AD〖解析〗A．由題意可知，和在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)平行于BC向右，設(shè)等邊三角形邊長(zhǎng)為，根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得則有和在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)垂直于BC向下，則有可得則有故A正確；B．O、P兩點(diǎn)在A、C兩處點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)相等，在B點(diǎn)電荷電場(chǎng)中O點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高，故O點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；C．在兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，BC垂直平分線是等勢(shì)線，因此將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到O點(diǎn)，該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能不變，故C錯(cuò)誤；D．在兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，A點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高，因此將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到P點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，故D正確。故選AD。8.如圖所示，傾角的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌寬度為，其上端連接電阻，等高的兩點(diǎn)P、Q上方導(dǎo)軌光滑，其空間內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，P、Q兩點(diǎn)下方導(dǎo)軌不光滑，空間無磁場(chǎng)．質(zhì)量為、電阻為的金屬棒b放置在P、Q位置，將質(zhì)量為、電阻為的金屬棒a從P、Q上方某位置由靜止釋放，當(dāng)a棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)與靜止的b棒發(fā)生彈性碰撞，碰撞后a棒運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)．兩棒與不光滑導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度，，，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，其他電阻不計(jì)。以下說法正確的是（）A.a棒勻速運(yùn)動(dòng)速度大小為B.b棒運(yùn)動(dòng)位移大小C.a棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為D.兩棒可以發(fā)生兩次碰撞〖答案〗BC〖解析〗A．a(chǎn)棒勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得又有解得故A錯(cuò)誤；B．兩棒發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，有得b棒沿斜面向下做減速運(yùn)動(dòng)，b棒運(yùn)動(dòng)位移大小為，由動(dòng)能定理解得故B正確：C．碰撞后a棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t，其位移由動(dòng)量定理有通過a棒電量得故C正確；D．a(chǎn)棒再次到達(dá)P、Q位置時(shí)速度一定小于，a棒不用下降時(shí)速度已經(jīng)零，兩棒一定不可能發(fā)生第二次碰撞，故D錯(cuò)誤。故選BC。三、非選擇題：共174分。第22~32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。9.某同學(xué)利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置探究滑塊加速度與板塊間動(dòng)摩擦因數(shù)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過程中選取上表面粗糙程度不同的木板，通過紙帶測(cè)出滑塊加速度a及對(duì)應(yīng)動(dòng)摩擦因數(shù)數(shù)值，作出圖像如圖乙所示，作圖時(shí)忘記標(biāo)明縱、橫截距數(shù)據(jù)，重力加速度g取。（1）為盡可能準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_________。A．木板需要調(diào)整為水平B．實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)過程不需要保持小桶及沙子質(zhì)量m不變D．實(shí)驗(yàn)過程需要保持小桶及沙子質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量ME．連接滑塊的細(xì)線需要與長(zhǎng)木板平行（2）已知滑塊質(zhì)量為，當(dāng)換用動(dòng)摩擦因數(shù)的木板時(shí)，實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖丙所示，已知交流電頻率，相鄰記數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則滑塊加速度大小__________（保留兩位有效數(shù)字）。（3）結(jié)合以上信息，則小桶及沙子質(zhì)量__________；圖乙中橫截距___________?！即鸢浮剑?）AE（2）2.0（3）0.750.375〖解析〗（1）[1]A．木板不水平會(huì)出現(xiàn)重力分力，需要調(diào)整木板水平，故A正確；B．探究動(dòng)摩擦因數(shù)與加速度關(guān)系，不需要平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；CD．實(shí)驗(yàn)過程需要保證滑塊質(zhì)量M，小桶及沙子質(zhì)量m保持不變，但不需要保持小桶及沙子質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M，故CD錯(cuò)誤；E．為防止出現(xiàn)分力，連接滑塊的細(xì)線需要與長(zhǎng)木板平行，故E正確。故選AE。（2）[2]根據(jù)逐差法有解得（3）[3][4]根據(jù)題意，已知，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律，有當(dāng)時(shí)，有則當(dāng)，則10.某同學(xué)想要測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值。（1）該同學(xué)先用多用電表粗測(cè)未知電阻的阻值，他先用歐姆表“”倍率測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)該選擇__________（選填“”或“”）倍率，并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，正確操作并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測(cè)量結(jié)果是___________；若多用電表使用時(shí)間過長(zhǎng)，電源的電動(dòng)勢(shì)降低，但仍能進(jìn)行歐姆調(diào)零，則測(cè)得的電阻_____________（填“偏大”“不變”或“偏小”）。（2）為了盡可能精確測(cè)量的阻值，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，所選實(shí)驗(yàn)器材均符合實(shí)驗(yàn)要求．閉合，將接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P到適當(dāng)位置并保持不變，此時(shí)電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為；再將接b，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則待測(cè)電阻的阻值為_______________；（用測(cè)量量的字母符號(hào)表示），實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到的值與真實(shí)值相比____________（填“偏大”“偏小“或“相等”）?！即鸢浮剑?）“”9.0偏大（2）相等〖解析〗（1）[1][2]歐姆表“”倍率測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大，說明被測(cè)電阻較小，應(yīng)選用較小倍率“”；由圖甲可知，測(cè)量結(jié)果為。[3]歐姆表內(nèi)阻電源電動(dòng)勢(shì)E降低，歐姆調(diào)零時(shí)歐姆表內(nèi)阻變小，用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，電流由于偏小，I偏小，指針偏左，被測(cè)電阻的測(cè)量值偏大。（2）[4][5]閉合，當(dāng)接a時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則當(dāng)接b時(shí)，電壓表示數(shù)，電流表示數(shù)為，則則待測(cè)電阻的阻值為由以上分析知，計(jì)算得到值與真實(shí)值相等。11.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的小球運(yùn)動(dòng)軌道，若將小球從左側(cè)固定斜面上、離地高度為的位置由靜止釋放，經(jīng)過圓弧軌道后，小球飛上右側(cè)平臺(tái)且與平臺(tái)不發(fā)生碰撞，已知斜面與圓弧軌道相切，圓弧軌道左右兩端點(diǎn)等高，圓弧軌道所對(duì)圓心角為，半徑為，小球質(zhì)量為，整個(gè)軌道處在豎直面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力及一切摩擦，重力加速度?。螅海?）小球在圓弧軌道最低點(diǎn)所受到的支持力大?。唬?）平臺(tái)左側(cè)上邊緣到圓弧軌道右端點(diǎn)的水平距離?！即鸢浮剑?）23N；（2）3.072m〖解析〗（1）由動(dòng)能定理得小球在圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí),對(duì)其由牛頓第二定律得解得（2）小球到圓弧軌道右端點(diǎn)的速度為v0,由動(dòng)能定理得解得飛出圓弧軌道右端點(diǎn)水平方向小球做勻速運(yùn)動(dòng),則解得12.如圖甲所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I，圓心的坐標(biāo)為（0，R），在x軸下方有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，P、Q為長(zhǎng)2R的平行板，Q板在x軸負(fù)半軸上，兩板間的距離為2R，在兩板間加上如圖乙所示的電壓，在兩板的左側(cè)有一粒子源，從時(shí)刻開始沿兩板中線發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，粒子初速度為，長(zhǎng)為2R的接收器ab水平放置在x軸正半軸上，a端離O點(diǎn)距離為R，在時(shí)刻從粒子源射出的粒子經(jīng)磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后從O點(diǎn)沿y軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)II，此粒子剛好打在接收器上的b點(diǎn)，所有粒子均能從兩板間射出，不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用，求：（1）粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)的最大側(cè)移；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、II的磁感應(yīng)強(qiáng)度和的大??；（3）當(dāng)時(shí)，接收器ab上有粒子打到區(qū)域長(zhǎng)度?！即鸢浮剑?）；（2），；（3）〖解析〗（1）粒子穿過磁場(chǎng)的時(shí)間因此粒子從時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子側(cè)移最大粒子在電場(chǎng)中加速度最大側(cè)移（2）所有粒子射出電場(chǎng)時(shí)，沿電場(chǎng)方向的速度變化量為零，因此所有粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度大小為，方向均沿x軸正向。在時(shí)刻從粒子源射出的粒子恰好從兩板間中線上出電場(chǎng)，沿半徑方向射入磁場(chǎng)I，此粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)II，則粒子在磁場(chǎng)I中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)題意可知，粒子在磁場(chǎng)II中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為根據(jù)牛頓第二定律解得（3）當(dāng)時(shí)，粒子在電場(chǎng)中的最大側(cè)移為由于所有粒子在磁場(chǎng)I中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均等于R，因此所有粒子經(jīng)磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)II。在電場(chǎng)中向上側(cè)移為R的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后軌跡和在電場(chǎng)中向下側(cè)移為R的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后軌跡如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩粒子進(jìn)磁場(chǎng)II時(shí)的速度方向與y軸負(fù)方向的夾角均為，兩粒子打在粒子接收器上的位置相同，該點(diǎn)是離O點(diǎn)最近的點(diǎn)，離O點(diǎn)的距離因此，接收器ab上有粒子打到的區(qū)域長(zhǎng)度13.關(guān)于熱現(xiàn)象，則下列說法正確的有（）A.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用B.兩分子間距離越大，分子勢(shì)能就越大C.水的溫度越高，懸浮在水中的花粉布朗運(yùn)動(dòng)越顯著D.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化E.一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能隨溫度的升高而減小〖答案〗ACD〖解析〗A．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用。故A正確；B．兩分子間距離為時(shí)，分子勢(shì)能最小，當(dāng)兩分子間距由減小時(shí)，分子勢(shì)能變大，由增大時(shí)，分子勢(shì)能也增大。故B錯(cuò)誤；C．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。故C正確；D．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化。故D正確；E．一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能隨溫度的升高而增大。故E錯(cuò)誤。故選ACD。14.如圖所示，兩端開口的U型管粗細(xì)均勻，左右兩管豎直，底部的直管水平，水銀柱的長(zhǎng)度如圖中標(biāo)注所示，水平管內(nèi)兩段空氣柱a、b的長(zhǎng)度分別為10cm、5cm．在左管內(nèi)緩慢注入一定量的水銀，穩(wěn)定后右管的水銀面比原來高h(yuǎn)=10cm．已知大氣壓強(qiáng)P0=76cmHg，求向左管注入的水銀柱長(zhǎng)度．〖答案〗21cm〖解析〗初態(tài)ab兩部分空氣柱的壓強(qiáng)p1=90cmHg因右管水銀面升高的高度10cm<12cm，故b空氣柱仍在水平直管內(nèi)，末狀態(tài)ab兩部分空氣柱的壓強(qiáng)p2=100cmHg設(shè)末狀態(tài)ab兩部分空氣柱的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)a2、Lb2，對(duì)a，由玻意耳定律p1La1S=p2La2S對(duì)b，由玻意耳定律p1Lb1S=p2Lb2S代入數(shù)據(jù)可得La2=9cmLb2=4.5cm左管注入的水銀柱的長(zhǎng)度L=2h+(La1+Lb1)-(La2+Lb2)解得L=21.5cm15.彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是典型的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，A、B兩彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示，則由圖象判斷下列說法正確的是______。A.A、B兩彈簧振子周期之比為2∶1B.A、B兩彈簧振子頻率之比為2∶1C.A、B兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比為2∶1D.振子A速度為零時(shí)，振子B速度最大E.振子B速度最大時(shí)，振子A速度不一定為零〖答案〗ADE〖解析〗AB．從題給圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比，則頻率之比，故A正確，B錯(cuò)誤；C．由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復(fù)力的最大值之比不一定為，故C錯(cuò)誤；D．由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速度最大，在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從圖象中可以看出，在振子A到達(dá)最大位移處時(shí)，振子B恰好到達(dá)平衡位置，故D正確。E．當(dāng)振子B到達(dá)平衡位置時(shí)，振子A有兩個(gè)可能的位置，一個(gè)是最大位移處，一個(gè)是平衡位置，故E正確。故選ADE。16.電視機(jī)遙控器中有一半導(dǎo)體發(fā)光二極管，它發(fā)出的紅外光用來控制電視機(jī)的各種功能。如圖甲所示，AB為半圓的直徑，O為圓心，在O點(diǎn)左側(cè)，用電視機(jī)遙控器從E點(diǎn)射入的紅外光光線進(jìn)入半球形介質(zhì)后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角。①求半球形介質(zhì)的折射率。②如圖乙所示，若用與半球形介質(zhì)相同的材料制成一直角三棱鏡放置在真空中，其截面三角形的斜邊BC的長(zhǎng)度為d，，一束紅外光從AB側(cè)面的中點(diǎn)垂直AB入射。紅外光在真空中的傳播速度為c，求該紅外光從進(jìn)入棱鏡到第一次從棱鏡射出所經(jīng)歷的時(shí)間。〖答案〗①；②〖解析〗①由圖甲可計(jì)算出該半球形介質(zhì)的折射率。由全反射條件有即半球形介質(zhì)的折射率②畫出該紅外光在三棱鏡中傳播的光路圖如圖所示。當(dāng)光線到達(dá)三棱鏡的BC邊時(shí)，因，由幾何關(guān)系可知又因?yàn)槿忡R的折射率所以光發(fā)生全反射的臨界角為，因，所以該紅外光在BC邊發(fā)生全反射因?yàn)榻孛嫒切蔚男边匓C的長(zhǎng)度為d，D為AB邊的中點(diǎn)，，由幾何關(guān)系可知因?yàn)?，所以，又，由幾何關(guān)系可知該紅外光在三棱鏡中的傳播速度為所以紅外光從進(jìn)入棱鏡到第一次從棱鏡射出所經(jīng)歷的時(shí)間代人數(shù)據(jù)可解得商洛市2024屆高三尖子生學(xué)情診斷考試（第二次）物理試卷一、選擇題1.如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當(dāng)小車在水平面上向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，桿對(duì)小球作用力的方向可能沿圖中的（）A.OA方向 B.OB方向 C.OC方向 D.OD方向〖答案〗C〖解析〗小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于球固定在桿上，而桿固定在小車上，則球和小車具有相同的水平加速度，由牛頓第二定律可知，小球所受重力和桿對(duì)小球作用力的合力水平向右，桿對(duì)小球作用力方向只可能沿圖中的OC方向。故選C。2.利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，用波長(zhǎng)為的光照射某種金屬，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為；若用波長(zhǎng)為的光照射該金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能為。則該金屬的極限波長(zhǎng)為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)金屬的逸出功為W，根據(jù)光電效應(yīng)方程解得又因?yàn)樗怨蔬xB。3.圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈電阻為1Ω，外接電阻為2Ω，線圈轉(zhuǎn)速為n，電路中電流的最大值Im，電壓表示數(shù)為U則（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗由題圖乙可知，交流電的周期為，由可得轉(zhuǎn)速為電動(dòng)勢(shì)的有效值為則電壓表的示數(shù)為電路中電流的最大值為故選A。4.如圖所示，一個(gè)帶有擋板的光滑斜面固定在地面上，斜面傾角為θ，輕彈簧的上端固定于擋板，下端連接滑塊P，開始處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)用一平行于斜面向下的力F作用在P上，使滑塊向下勻加速（a<gsinθ）運(yùn)動(dòng)一段距離。以x表示P離開初位置的位移，t表示P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，E表示P的機(jī)械能（設(shè)初始時(shí)刻機(jī)械能為零），重力加速度為g，則下列圖像可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗AB．設(shè)物塊P的質(zhì)量為m，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧相對(duì)原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)量為x0，彈簧的勁度系數(shù)為k，則有由牛頓第二定律有兩式聯(lián)立可得A錯(cuò)誤，B正確；CD．由題可知初位置物塊P的機(jī)械能為0，則物塊P機(jī)械能的變化量CD錯(cuò)誤。故選B。5.2022年11月29日“神舟十五號(hào)”飛船順利發(fā)射，六名中國宇航員完成首次太空交接班。已知核心艙繞地球運(yùn)行近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離地面距離為400km，做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為90min，向心加速度大小為，地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為，已知地球半徑為6400km，地球表面的重力加速度為，下列關(guān)系正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗A．在地球表面有對(duì)核心艙有解得故A錯(cuò)誤；B．地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小并不等于，故B錯(cuò)誤；CD．對(duì)核心艙有其中地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體有其中解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6.兩款兒童玩具電動(dòng)車與計(jì)算機(jī)相連，在平直道路上進(jìn)行競(jìng)速比賽，時(shí)兩車從同一位置同時(shí)同向運(yùn)動(dòng)，通過計(jì)算機(jī)得到兩車的圖像如圖所示（為位移，為時(shí)間），下列說法正確的是（）A.車的速度變化比車快B.開始運(yùn)動(dòng)后車在前，后來車在前C.兩車相遇前相距最遠(yuǎn)距離為D.兩車在運(yùn)動(dòng)過程中只能相遇一次〖答案〗CD〖解析〗AB．根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式整理得在圖像中是直線，由此可得，，，因?yàn)檐嚨募铀俣却螅嚨乃俣茸兓?，車初速度大，但加速度小，故開始運(yùn)動(dòng)后車在前，后來車在前，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)兩車速度相同時(shí)，兩車相距最遠(yuǎn)，由得兩車相距最遠(yuǎn)距離為故C正確；D．兩車相遇有，即解得只有一解，相遇一次，故D正確。故選CD。7.如圖所示，等邊三角形ABC的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、C分別固定有電荷量為、、的點(diǎn)電荷，A點(diǎn)處電荷受到的電場(chǎng)力方向平行于BC，B點(diǎn)處電荷受到電場(chǎng)力方向垂直于BC，O為三角形的中點(diǎn)，P和O在紙面內(nèi)關(guān)于AC對(duì)稱，無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則下列說法正確的是（）A.B.O點(diǎn)電勢(shì)與P點(diǎn)電勢(shì)相等C.將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到O點(diǎn)，其電勢(shì)能增大D.將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功〖答案〗AD〖解析〗A．由題意可知，和在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)平行于BC向右，設(shè)等邊三角形邊長(zhǎng)為，根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式可得則有和在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)垂直于BC向下，則有可得則有故A正確；B．O、P兩點(diǎn)在A、C兩處點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中電勢(shì)相等，在B點(diǎn)電荷電場(chǎng)中O點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高，故O點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì)，故B錯(cuò)誤；C．在兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，BC垂直平分線是等勢(shì)線，因此將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到O點(diǎn)，該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能不變，故C錯(cuò)誤；D．在兩點(diǎn)的點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，A點(diǎn)電勢(shì)比P點(diǎn)電勢(shì)高，因此將A點(diǎn)的點(diǎn)電荷沿直線移到P點(diǎn)，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做正功，故D正確。故選AD。8.如圖所示，傾角的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌寬度為，其上端連接電阻，等高的兩點(diǎn)P、Q上方導(dǎo)軌光滑，其空間內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，P、Q兩點(diǎn)下方導(dǎo)軌不光滑，空間無磁場(chǎng)．質(zhì)量為、電阻為的金屬棒b放置在P、Q位置，將質(zhì)量為、電阻為的金屬棒a從P、Q上方某位置由靜止釋放，當(dāng)a棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)與靜止的b棒發(fā)生彈性碰撞，碰撞后a棒運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)．兩棒與不光滑導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度，，，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，其他電阻不計(jì)。以下說法正確的是（）A.a棒勻速運(yùn)動(dòng)速度大小為B.b棒運(yùn)動(dòng)位移大小C.a棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為D.兩棒可以發(fā)生兩次碰撞〖答案〗BC〖解析〗A．a(chǎn)棒勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得又有解得故A錯(cuò)誤；B．兩棒發(fā)生彈性碰撞，動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，有得b棒沿斜面向下做減速運(yùn)動(dòng)，b棒運(yùn)動(dòng)位移大小為，由動(dòng)能定理解得故B正確：C．碰撞后a棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t，其位移由動(dòng)量定理有通過a棒電量得故C正確；D．a(chǎn)棒再次到達(dá)P、Q位置時(shí)速度一定小于，a棒不用下降時(shí)速度已經(jīng)零，兩棒一定不可能發(fā)生第二次碰撞，故D錯(cuò)誤。故選BC。三、非選擇題：共174分。第22~32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33~38題為選考題，考生根據(jù)要求作答。9.某同學(xué)利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置探究滑塊加速度與板塊間動(dòng)摩擦因數(shù)的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過程中選取上表面粗糙程度不同的木板，通過紙帶測(cè)出滑塊加速度a及對(duì)應(yīng)動(dòng)摩擦因數(shù)數(shù)值，作出圖像如圖乙所示，作圖時(shí)忘記標(biāo)明縱、橫截距數(shù)據(jù)，重力加速度g取。（1）為盡可能準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是_________。A．木板需要調(diào)整為水平B．實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力C．實(shí)驗(yàn)過程不需要保持小桶及沙子質(zhì)量m不變D．實(shí)驗(yàn)過程需要保持小桶及沙子質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量ME．連接滑塊的細(xì)線需要與長(zhǎng)木板平行（2）已知滑塊質(zhì)量為，當(dāng)換用動(dòng)摩擦因數(shù)的木板時(shí)，實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖丙所示，已知交流電頻率，相鄰記數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，則滑塊加速度大小__________（保留兩位有效數(shù)字）。（3）結(jié)合以上信息，則小桶及沙子質(zhì)量__________；圖乙中橫截距___________?！即鸢浮剑?）AE（2）2.0（3）0.750.375〖解析〗（1）[1]A．木板不水平會(huì)出現(xiàn)重力分力，需要調(diào)整木板水平，故A正確；B．探究動(dòng)摩擦因數(shù)與加速度關(guān)系，不需要平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；CD．實(shí)驗(yàn)過程需要保證滑塊質(zhì)量M，小桶及沙子質(zhì)量m保持不變，但不需要保持小桶及沙子質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M，故CD錯(cuò)誤；E．為防止出現(xiàn)分力，連接滑塊的細(xì)線需要與長(zhǎng)木板平行，故E正確。故選AE。（2）[2]根據(jù)逐差法有解得（3）[3][4]根據(jù)題意，已知，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律，有當(dāng)時(shí)，有則當(dāng)，則10.某同學(xué)想要測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值。（1）該同學(xué)先用多用電表粗測(cè)未知電阻的阻值，他先用歐姆表“”倍率測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)該選擇__________（選填“”或“”）倍率，并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，正確操作并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤上的指針位置如圖甲所示，則測(cè)量結(jié)果是___________；若多用電表使用時(shí)間過長(zhǎng)，電源的電動(dòng)勢(shì)降低，但仍能進(jìn)行歐姆調(diào)零，則測(cè)得的電阻_____________（填“偏大”“不變”或“偏小”）。（2）為了盡可能精確測(cè)量的阻值，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，所選實(shí)驗(yàn)器材均符合實(shí)驗(yàn)要求．閉合，將接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P到適當(dāng)位置并保持不變，此時(shí)電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為；再將接b，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則待測(cè)電阻的阻值為_______________；（用測(cè)量量的字母符號(hào)表示），實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到的值與真實(shí)值相比____________（填“偏大”“偏小“或“相等”）。〖答案〗（1）“”9.0偏大（2）相等〖解析〗（1）[1][2]歐姆表“”倍率測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大，說明被測(cè)電阻較小，應(yīng)選用較小倍率“”；由圖甲可知，測(cè)量結(jié)果為。[3]歐姆表內(nèi)阻電源電動(dòng)勢(shì)E降低，歐姆調(diào)零時(shí)歐姆表內(nèi)阻變小，用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，電流由于偏小，I偏小，指針偏左，被測(cè)電阻的測(cè)量值偏大。（2）[4][5]閉合，當(dāng)接a時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則當(dāng)接b時(shí)，電壓表示數(shù)，電流表示數(shù)為，則則待測(cè)電阻的阻值為由以上分析知，計(jì)算得到值與真實(shí)值相等。11.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的小球運(yùn)動(dòng)軌道，若將小球從左側(cè)固定斜面上、離地高度為的位置由靜止釋放，經(jīng)過圓弧軌道后，小球飛上右側(cè)平臺(tái)且與平臺(tái)不發(fā)生碰撞，已知斜面與圓弧軌道相切，圓弧軌道左右兩端點(diǎn)等高，圓弧軌道所對(duì)圓心角為，半徑為，小球質(zhì)量為，整個(gè)軌道處在豎直面內(nèi)，不計(jì)空氣阻力及一切摩擦，重力加速度?。螅海?）小球在圓弧軌道最低點(diǎn)所受到的支持力大小；（2）平臺(tái)左側(cè)上邊緣到圓弧軌道右端點(diǎn)的水平距離?！即鸢浮剑?）23N；（2）3.072m〖解析〗（1）由動(dòng)能定理得小球在圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí),對(duì)其由牛頓第二定律得解得（2）小球到圓弧軌道右端點(diǎn)的速度為v0,由動(dòng)能定理得解得飛出圓弧軌道右端點(diǎn)水平方向小球做勻速運(yùn)動(dòng),則解得12.如圖甲所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I，圓心的坐標(biāo)為（0，R），在x軸下方有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)II，P、Q為長(zhǎng)2R的平行板，Q板在x軸負(fù)半軸上，兩板間的距離為2R，在兩板間加上如圖乙所示的電壓，在兩板的左側(cè)有一粒子源，從時(shí)刻開始沿兩板中線發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，粒子初速度為，長(zhǎng)為2R的接收器ab水平放置在x軸正半軸上，a端離O點(diǎn)距離為R，在時(shí)刻從粒子源射出的粒子經(jīng)磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后從O點(diǎn)沿y軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)II，此粒子剛好打在接收器上的b點(diǎn)，所有粒子均能從兩板間射出，不計(jì)粒子重力和粒子間相互作用，求：（1）粒子在兩板間運(yùn)動(dòng)的最大側(cè)移；（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、II的磁感應(yīng)強(qiáng)度和的大?。唬?）當(dāng)時(shí)，接收器ab上有粒子打到區(qū)域長(zhǎng)度?！即鸢浮剑?）；（2），；（3）〖解析〗（1）粒子穿過磁場(chǎng)的時(shí)間因此粒子從時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng)的粒子側(cè)移最大粒子在電場(chǎng)中加速度最大側(cè)移（2）所有粒子射出電場(chǎng)時(shí)，沿電場(chǎng)方向的速度變化量為零，因此所有粒子射出電場(chǎng)時(shí)速度大小為，方向均沿x軸正向。在時(shí)刻從粒子源射出的粒子恰好從兩板間中線上出電場(chǎng)，沿半徑方向射入磁場(chǎng)I，此粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)II，則粒子在磁場(chǎng)I中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)題意可知，粒子在磁場(chǎng)II中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為根據(jù)牛頓第二定律解得（3）當(dāng)時(shí)，粒子在電場(chǎng)中的最大側(cè)移為由于所有粒子在磁場(chǎng)I中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均等于R，因此所有粒子經(jīng)磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后均從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)II。在電場(chǎng)中向上側(cè)移為R的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后軌跡和在電場(chǎng)中向下側(cè)移為R的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)I偏轉(zhuǎn)后軌跡如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩粒子進(jìn)磁場(chǎng)II時(shí)的速度方向與y軸負(fù)方向的夾角均為，兩粒子打在粒子接收器上的位置相同，該點(diǎn)是離O點(diǎn)最近的點(diǎn)，離O點(diǎn)的距離因此，接收器ab上有粒子打到的區(qū)域長(zhǎng)度13.關(guān)于熱現(xiàn)象，則下列說法正確的有（）A.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用B.兩分子間距離越大，分子勢(shì)能就越大C.水的溫度越高，懸浮在水中的花粉布朗運(yùn)動(dòng)越顯著D.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化E.一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能隨溫度的升高而減小〖答案〗ACD〖解析〗A．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用。故A正確；B．兩分子間距離為時(shí)，分子勢(shì)能最小，當(dāng)兩分子間距由減小時(shí)，分子勢(shì)能變大，由增大時(shí)，分子勢(shì)能也增大。故B錯(cuò)誤；C．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。故C正確；D．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)