安徽省六校教育研究会2023-2024学年高三下学期下学期第二次素养测试（2月）物理及答案.pdf

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1、学科网（北京）股份有限公司安徽六校教育研究会 2024 届高三第二次素养测试物理试题一、单项选择题 本题包括 8 小题，每小题 4 分，共 32 分1.如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球水平表面处。已知探测器质量为 m，四条支架腿与竖直方向的夹角均为，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。下列说法正确的是（）A.每条腿对月球表面的正压力的方向均为竖直向下B.四条支架腿对月球表面的弹力大小为 mg/24C.支架腿沿水平方向合力为零，分力为 mgcos/24D.每条支架腿受到月球表面的作用力大小 mg/242 如图所示是某排水管道的侧面剖视图。井盖上的泄水孔因杂物而堵塞，井盖与井

2、口间密封良好但不粘连。设井盖质量 m=20kg，圆柱形竖直井内水面面积 S=0.30m2,图示时刻水面与井盖之间的距离 h=2.0m，井内密封有压强刚好等于大气压强0=1.01 105Pa,温度 T0=300K的空气（可视为理想气体），重力加速度 g=10m/s2。密封空气的温度始终不变。井盖每次被顶起后，都迅速回落再次封闭井内空气，此时空气压强重新回到0，温度仍为 T0。下列说法正确的是（）A.气体经历了等压变化，气体的分子势能减小 B.气体对外界放出热量，分子平均动能不变C若水面匀速上升，井盖相邻两次跳跃的时间间隔将变大D.从图示位置起，水面上涨 5cm 后，井盖第一次被顶起3.利用带电粒

3、子在电磁场中的运动，制作出的质谱仪可测量粒子的比荷。在研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，左图是三类射线在垂直纸面向外的磁场中的偏转情况的示意图。右学科网（北京）股份有限公司图是两块平行放置的金属板 A、B 分别与电源的两极 a、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。下列说法错误的是（）A.放射源可以打出三类射线，说明同时发生、衰变B.射线穿透能力最弱，速度也最慢，打到 A 板的是射线C.a 为电源正极，到达 A 板的为射线，不偏转的是射线D.正负极判断看射线在两板间的轨迹，比荷大的偏向 A 板4.练习钢琴和音乐课上常用到的一款节拍器，如图节拍器中有摆杆，摆杆在标度尺左右摆动，

4、有规律的发出节拍声。其中标度尺标出摆振动时每分钟发出的节拍声次数（n），摆杆上有个可上下移动的摆锤。摆锤位置所对标尺数，就表该摆每分钟振动的节拍数（次全振动有两次节拍数），由此可算出摆的振动周期（T）T=（260）/T（秒）。改变摆锤的位置就可以改变它的振动周期。下列说法正确的是（）A.节拍器上数值虽不清晰，但摆锤位置上移时摆动的频率变大B.摆锤上下移动时即使在不同的位置，发出的声音声速都相同C.音乐教室有两个相同节拍器，同时工作能听到类似音叉的共振现象D.声波、水波和光波一样，波传播方向和振动方向相类似，都是横波5.智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标

5、有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。为能让小车及时停下来获得高分，需要测试小车的刹车性能。小庐同学在平直路面上做了刹车实验。右图是刹车过程中位移和时间的比值tx与t之间的关系图像。下列说法正确的是（）A.由图像知刹车过程中加速度大小为 2m/s2B.从开始刹车时计时经 2s，位移大小为 0.5mC.某次得分 96 分一定是刹车阻力偏小造成的学科网（北京）股份有限公司6.6.我国在探索宇宙文明过程中取得了重大突破，中国科学院高能物理研究所公布：在四川稻城的高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座有一质量均匀分布的球形

6、“类地球”行星，其密度为，半径为R，自转周期为T0，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A该“类地球”行星的同步卫星的运行速率为02 RTpB该“类地球”行星的同步卫星的轨道半径为203GTrpC该“类地球”行星表面重力加速度在赤道的大小为43G RprD该“类地球”行星的卫星在行星表面附近做匀速圆周运动的速率为23GRrpp7如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平冰面上，底部与水平面相切，一个质量为m mM的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A在下滑过程中弧形槽对小球的弹力一定与圆弧面垂直，且弹力始终不做功B在小球与弹簧接触时

7、，弹簧始终处于压缩状态，且小球机械能能一直减小C因小球质量小于圆弧槽质量，小球与弹簧反弹后一定与圆弧形槽多次相碰D小球离开弹簧后，球和弧形槽系统机械能守恒，小球不能回到弧形槽h处8.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是()A滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑，R0消耗的功率变大B滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑，电压表 V 示数变大C滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑，电流表 A2示数变小D若闭合开关 S，则电流表 A1示数变大，A2示数也变大二、多项选择题 本题包括 2 小题，每小题 5 分，共 10 分9.如图所示为“中国天眼”维护时的示意图。为不损

8、伤望远镜球面，质量为m的工作人员被悬在空中的氦气球拉着，当他在离底部有一定高度的望远镜球面上缓慢行走时，氦气球对其学科网（北京）股份有限公司有大小恒为54mg，方向竖直向上的拉力作用。为尽可能保护镜面，工作人员对镜面的作用力不超过2mg，若将人视为质点。下列说法正确的（）A.工作人员缓慢行走时对球面有竖直向下的大小为5mg的作用力B.为维修更高处的镜面，工作人员需获得竖直向上加速度10g，此时镜面安全C.设镜面为光滑半球形，工作人员从最高处不慎滑下，到达镜面底端时镜面仍安全D.设镜面光滑，从半球形顶端无初速下滑，水平加速度最大位置处重力功率已减小10.霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型

9、。Oxy 平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。质量为 m、电荷量为 q 的粒子从 O 点沿 x 轴正方向水平入射。入射速度为 v0时，粒子沿 x 轴做直线运动；入射速度小于 v0时，粒子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。下列说法正确的是（）A.电场场强大小E=v0B，粒子带负电B.若粒子入射速度为04，最高的速度为02C.若粒子在 O 点无初速释放，电场力做功最大值 2mv20D.若粒子在 O 点无初速释放，一个周期内洛伦兹力的冲量mv0三、非选择题，共 5 题，58 分11（6 分）某探究小组

10、利用如图甲所示的实验装置探究加速度与物体质量的关系。首先平衡小车所受的摩擦力，保持砂和砂桶的质量一定。接通电源，释放小车。多次改变小车的质量，利用位移传感器测出所有对应的位置 x 并描绘 xt 图象。学科网（北京）股份有限公司(1)图乙为小车质量 M0.4 kg 时位移传感器记录下描绘的 xt 图象。由图象可知，此时小车的加速度 a_ m/s2。(2)该小组根据数据作出了加速度 a 的倒数和小车质量 M 的图象(1aM)如图丙，图丙中图线没有过原点，小组讨论后认为图线确实不应该过原点。请用所学知识分析，图丙中 c_，利用题中信息求出实验中砂和砂桶的质量 m_ kg。(结果保留 1 位有效数字，

11、当地重力加速度 g10 m/s2)12（10 分）测电阻有多种方法。（1）甲同学用多用电表欧姆挡直接测量待测电阻的阻值。某次测量时，多用电表表盘指针如图(甲)所示。已知他选用欧姆挡的倍率为“100”，则的测量值为。（2）乙同学用如图乙所示的电路，测量待测电阻的阻值。某次实验，电流表的示数为 I，电压表的示数为 U，则电阻的测量值为。若不考虑偶然误差，该测量值与的真实值相比（选填“偏小”或“偏大”）。（3）丙同学用如图丙所示的电路，测量待测电阻的阻值。操作步骤如下：先将开关 S 接 1，调节滑动变阻器1，读出电流表的示数 I；再将开关 S 接 2，保持1不变，调节电阻箱2，使电流表的示数仍为 I

12、，记下此时电阻箱的阻值为0。则的测量值为；电流表内阻对测量结果（选填“有”或“无”）影响。（4）丁同学用如图丁所示的电路，测量电流计内阻g的阻值。操作步骤如下：先闭合开关S1，调节1，使电流计指针满偏；再闭合开关S2，保持1不变，调节2使得电流计指针半偏，记下此时2的值为0。则g的测量值为；若不考虑偶然误差，电流计内阻的测量值（选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。学科网（北京）股份有限公司13.（10 分）宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由 MN 边从空气射入宝石，入射角 i 为 60，经过折射后，折射角为 30，该折射光

13、线第一次射到 OQ 边，刚好发生全反射。（已知空气中的光速终 c3108m/s），求：（1）该光线在宝石中的速度大小；（2）sin 大小。14.（14 分）如图所示，xOy 平面直角坐标系第三象限内存在沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度为 E，第一象限内存在垂直坐标平面的匀强磁场（未画出），MN 是长度为 L 的绝缘挡板，放在第一象限中，使 MNPO构成边长为 L 的正方形。一带电量为 q、质量为 m 的带正电粒子，由第三象限中的 S 点以沿 x 轴正方向的初速度射出，经过一段时间恰好从 O 位置进入第一象限，运动到 O 点的速度为1，速度方向与 x 轴正方向夹角为 30，带电粒子与挡板发生弹

14、性碰撞，经过一次碰撞后从 P 点（L，0）离开第一象限，不计粒子的重力。（1）求粒子初始位置 S 的横坐标；（2）求第一象限中磁感应强度的方向与大小；（3）调整粒子发射初速度大小与电场大小，初速度方向与电场方向不变，使粒子仍从 O 点进入第一象限，在 M 点与挡板第一次发生碰撞，求发射初速度0大小。15.（18 分）如图甲所示，由粗细均匀的金属丝绕制而成的正方形线圈固定在绝缘滑块上，线圈和滑块的总质量为M=2kg，匝数为10，边长为=0.2，水平面粗糙，滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为=0.5，矩形线圈总阻值=0.1，滑块的右侧有一长为 4L、宽为 L 的长方形磁场区域。磁场方向垂直纸面向里，

15、且线框的上边界与磁场区域的中间线重合。现给滑块施加一水平向右的外力，使整个装置以恒定的速度=0.2/通过磁场区域，从线框进入磁场瞬间开始计时，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2。求：（1）正方形线框进入磁场时，线框中的电流是多少？（2）正方形线框刚要全部进入磁场时滑块与地面间摩擦力应为多大？（3）正方形线框从刚进入磁场到刚好离开磁场的过程中，外力做的功为多少？学科网（北京）股份有限公司答案：1.如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球水平表面处。已知探测器质量为 m，四条支架腿与竖直方向的夹角均为，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。下列说法正确的

16、是（）A.每条腿对月球表面的正压力的方向均为竖直向下B.四条支架腿对月球表面的弹力大小为 mg/24C.支架腿沿水平方向合力为零，分力为 mgcos/24D.每条支架腿受到月球表面的作用力大小 mg/24答案：A2 如图所示是某排水管道的侧面剖视图。井盖上的泄水孔因杂物而堵塞，井盖与井口间密封良好但不粘连。设井盖质量 m=20kg，圆柱形竖直井内水面面积 S=0.30m2,图示时刻水面与井盖之间的距离 h=2.0m，井内密封有压强刚好等于大气压强0=1.01 105Pa,温度 T0=300K的空气（可视为理想气体），重力加速度 g=10m/s2。密封空气的温度始终不变。井盖每次被顶起后，都迅速

17、回落再次封闭井内空气，此时空气压强重新回到0，温度仍为 T0。下列说法正确的是（）A.气体经历了等压变化，气体的分子势能减小 B.气体对外界放出热量，分子平均动能不变C若水面匀速上升，井盖相邻两次跳跃的时间间隔将变大D.从图示位置起，水面上涨 5cm 后，井盖第一次被顶起答案：B B D选项当井盖刚好被顶起来时井内空气的压强为p1=0+/，从当前状态到第一次顶起井盖，密封部分气体经历等温过程：p0=11水面上升的距离为h1=h h1=1.3，由D项可得水面与井盖距离h和下一次顶起井盖水面上涨高度h之间的关系为h=0,随着h的减小，h也随之减小。因此水面匀速上涨的情况下，井盖相邻两次跳跃时间间隔

18、变小，C项也错了。学科网（北京）股份有限公司3.利用带电粒子在电磁场中的运动，制作出的质谱仪可测量粒子的比荷。在研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，左图是三类射线在垂直纸面向外的磁场中的偏转情况的示意图。右图是两块平行放置的金属板 A、B 分别与电源的两极 a、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。下列说法错误的是（）A.放射源可以打出三类射线，说明同时发生、衰变B.射线穿透能力最弱，速度也最慢，打到 A 板的是射线C.a 为电源正极，到达 A 板的为射线，不偏转的是射线D.正负极判断看射线在两板间的轨迹，比荷大的偏向 A 板答案：B【解析】从图可以看出，到达两极板的粒子做类平

19、抛运动，到达 A 极板的粒子的竖直位移小于到达 B 板粒子的，粒子在竖直方向做匀速直线运动，则据平抛公式，知两个粒子初速度 v 相差约 10 倍，但两者比荷相差几千倍，两极板电压 U 相同，比荷小的飞行距离短，所以电子的竖直位移小，故达到 A 极板距离小，是 射线，A 极板带正电，a 为电源的正极，故选项 B 错了，答案选错误的。4.练习钢琴和音乐课上常用到的一款节拍器，如图节拍器中有摆杆，摆杆在标度尺左右摆动，有规律的发出节拍声。其中标度尺标出摆振动时每分钟发出的节拍声次数（n），摆杆上有个可上下移动的摆锤。摆锤位置所对标尺数，就表该摆每分钟振动的节拍数（次全振动有两次节拍数），由此可算出摆

20、的振动周期（T）T=（260）/T（秒）。改变摆锤的位置就可以改变它的振动周期。下列说法正确的是（）A.节拍器上数值虽不清晰，但摆锤位置上移时摆动的频率变大B.摆锤上下移动时即使在不同的位置，发出的声音声速都相同C.音乐教室有两个相同节拍器，同时工作能听到类似音叉的共振现象D.声波、水波和光波一样，波传播方向和振动方向相类似，都是横波答案：B B学科网（北京）股份有限公司5.智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。为能让小车及时停下来获得高分，需要测试小车的刹车性能

21、。小庐同学在平直路面上做了刹车实验。右图是刹车过程中位移和时间的比值tx与t之间的关系图像。下列说法正确的是（）A.由图像知刹车过程中加速度大小为 2m/s2B.从开始刹车时计时经 2s，位移大小为 0.5mC.某次得分 96 分一定是刹车阻力偏小造成的D.车轮与地面间的动摩擦因数大约是 0.1答案：B B。动摩擦因数指没刹车时对应的数值，刹车后的加速度是 1 1m/s2而不滑行的加速度，因而 D D 错。6.6.我国在探索宇宙文明过程中取得了重大突破，中国科学院高能物理研究所公布：在四川稻城的高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，

22、其密度为，半径为R，自转周期为T0，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A该“类地球”行星的同步卫星的运行速率为02 RTpB该“类地球”行星的同步卫星的轨道半径为203GTrpC该“类地球”行星表面重力加速度在赤道的大小为43G RprD该“类地球”行星的卫星在行星表面附近做匀速圆周运动的速率为23GRrpp答案：D AD A 同步卫星半径不是星球本身的半径，A A 错；B B 少了开三次方，B B 错；C C 选项为两极的加速度大小，C C 错。正确答案 D D。学科网（北京）股份有限公司7如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平冰面上，底部与水平面相切，一个

23、质量为m mM 总=1g=g，则有12gg 真=(总12g)012g0可得g 真 0，则电流计内阻的测量值小于其真实值。13.宝石外观光彩夺目，部分原因是由于其特殊的成品形状可发生多种光学效应。如图为某宝石的剖面图，一条光线由 MN边从空气射入宝石，入射角 i 为 60，经过折射后，折射角为30，该折射光线第一次射到 OQ 边，刚好发生全反射。（已知空气中的光速终 c3108m/s），求：（1）该光线在宝石中的速度大小；（2）sin 大小。1）n=6030=3，=3=3 108/2）=1=3314.如图所示，xOy 平面直角坐标系第三象限内存在沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度为 E，第一象

24、限内存在垂直坐标平面的匀强磁场（未画出），MN 是长度为 L 的绝缘挡板，放在第一象限中，使 MNPO 构成边长为 L 的正方形。一带电量为 q、质量为 m 的带正电粒子，由第三象限中的 S 点以沿 x 轴正方向的初速度射出，经过一段时间恰好从 O 位置进入第一象限，运动到 O 点的速度为1，速度方向与 x 轴正方向夹角为 30，带电粒子与挡板发生弹性碰撞，经过一次碰撞后从 P 点（L，0）离开第一象限，不计粒子的重力。学科网（北京）股份有限公司（1）求粒子初始位置 S 的横坐标；（2）求第一象限中磁感应强度的方向与大小；（3）调整粒子发射初速度大小与电场大小，初速度方向与电场方向不变，使粒子

25、仍从 O 点进入第一象限，在 M 点与挡板第一次发生碰撞，求发射初速度0大小。【解答】解：（1）设初始位置 S 与 O 之间的水平距离为 x，竖直距离为 y，运动时间为 t，则：v0v1cos30v1sin30at 由牛顿第二定律得：Eqma 水平位移：x v0t=3214（2）若粒子要和挡板相碰，受力方向在速度左侧，可得磁场方向垂直纸面向里，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图所示根据洛伦兹力提供向心力有：q1=21由 OP 点的对称性可知，带电粒子和挡板在挡板中点相碰，由几何关系可得r=54 3 2=5（2 31）L22解得B=(4 3 2)153)=2;=2;0=故:v0=(2 3 1)

26、1515.如图甲所示，由粗细均匀的金属丝绕制而成的正方形线圈固定在绝缘滑块上，线圈和滑块的总质量为M=2kg，匝数为10，边长为=0.2，水平面粗糙，滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为=0.5，矩形线圈总阻值=0.1，滑块的右侧有一长为 4L、宽为 L 的长方形磁场区域。磁场方向垂直纸面向里，且线框的上边界与磁场区域的中间线重合。现给滑块施加一水平向右的外力，使整个装置以恒定的速度=0.2/通过磁场区域，从线框进入磁场瞬间开始计时，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，重力加速度为g=10m/s2。求：（1）正方形线框进入磁场时，线框中的电流是多少？（2）正方形线框刚要全部进入磁场时滑块与地面间

27、摩擦力应为多大？（3）正方形线框从刚进入磁场到刚好离开磁场的过程中，外力做的功为多少？学科网（北京）股份有限公司答案：（1）1A；（2）10.5N；（3）10.1J【解答】解：（1）正方形线框刚进入磁场时，线框切割磁感线产生的感应电动势：E1NB 2 v 由闭合电路的欧姆定律可知，线框中的电流：I1=1代入数据解得：I11A（2）正方形线框全部进入磁场所用的时间为 t=1s在此时间内，磁感应强度不变，均为 B0.5T线框将要全部进入磁场时，右边导线受到向左的安培力，大小为 F1NBI12=0.5线框的上边所受的安培力向下，大小为 F2NBI1L滑块所受滑动摩擦力为 f（Mg+F2）代入数据解得

28、：f10.5N（3）正方形线框刚进入磁场时的外力大小为 Ff+F1Mg+F1，代入数据解得：F10.5N线框全部进入过程中外力所做的功为 W1=L=10.5 112 0.2J2.15J线框整体在磁场中运动的时间为 t1=33s 则 13s 内有 E2N=N122代入数据解得：E20.05V线框中有沿顺时针方向的电流，电流大小为 I2=2=0.5A 线框完全进入磁场瞬间，磁感应强度发生变化，线框的上边受到向上的安培力，大小为 F3NBI2L0.5N则 13s 内外力做的功 W2=(3)2 2L，代入数据解得：W23.95J3s 后线框中无电流，此时直到线框完全离开磁场，外力做的功 W32MgL，代入数据解得：W34J 故整个过程外力做的总功为 WW1+W2+W310.1J学科网（北京）股份有限公司