2024年安徽省高三模拟检测物理试卷
一、单选题（32分）
1．一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点的振动图像如图乙所示，质点的平衡位置在处，下列说法正确的是（ ）
A．该波的周期为
B．该波的波速为
C．质点的振动频率为
D．任意时刻、两质点偏离平衡位置的位移相同
2．红外测温仪只能捕获红外线，红外线光子的能量为。如图为氢原子的能级图，大量处在能级的氢原子向外辐射的光子中，能被红外线测温仪捕获的不同频率的光子共有（ ）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
3．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船成功对接空间站“天和”核心舱，六名航天员进行了太空会师，开启了中国空间站长期有人驻留的新时代。已知中国空间站运行轨道面与地球赤道面的夹角约为41.5°，运行周期为，地球自转周期为，一颗地球同步静止卫星位于地球赤道上空，示意图如图所示。某时刻，中国空间站和这颗同步卫星相距最近，从此时刻开始计时，再次相距最近所需时间为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。时刻解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的图像，其中Ob段为曲线，bc段为直线，已知物块在0-0.2s内运动的位移为0.8m，取，则下列说法正确的是（ ）
A．滑块速度最大时，滑块与弹簧脱离
B．滑块在0.2s时机械能最大
C．滑块与斜面间的动摩擦因数为
D．时刻弹簧的弹性势能为32J
5．如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和均为该圆直径。将电荷量为的粒子从a点移动到b点，电场力做功为；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W。下列说法正确的是（ ）
A．该匀强电场的场强方向与平行 B．a点电势低于c点电势
C．将该粒子从d点移动b点，电场力做功为0.5W D．若粒子从d点顺时针移动到b点，电场力做正功；从d点逆时针移动到b点，电场力做负功
6．2023年11月10日，我国首条具有完全自主知识产权的超高速低真空管道磁浮交通系统试验线——高速飞车大同（阳高）试验线一期主体工程完工，其速度能达1000千米/时以上，标志着我国在新型交通领域的研究已迈入世界先进行列。如图所示．高速飞车的质量为m，额定功率为，列车以额定功率在平直轨道上从静止开始运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设恒定阻力为，则（ ）
A．列车达到的最大速率等于 B．列车达到最大速度前加速度与牵引力成正比
C．列车在时间t内牵引力做功大于 D．在时间t内列车位移大于
7．光导纤维作为光传导工具。已广泛应用于通信、互联网等领域。一段光导纤维由折射率不同的内芯和包层构成，如图所示，AB和CD为光导纤维横截面的直径，AB与CD平行，AD和BC长度均为d，一束单色光经AB的中点与AB横截面成45°角从空气入射到光导纤维中，折射光线与AD的夹角为30°，光在真空中传播的速度大小为c，则下列说法中正确的是（ ）
A．光导纤维对该单色光的折射率为
B．光导纤维内芯的折射率小于包层的折射率
C．如果增大入射光线与AB横截面的夹角，光线可能在AB的横截面上发生全反射
D．若外部包层的折射率与空气的折射率相同，则光从AB传播到CD所用的最长时间为
8．如图所示为某弹跳玩具，底部是一个质量为m的底座，通过弹簧与顶部一质量的小球相连，同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接，稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放，小球运动到初始位置处时，瞬间绷紧细绳，带动底座离开地面，一起向上运动，底座离开地面后能上升的最大高度为h，已知重力加速度为g，则（ ）
A．玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功为
B．绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为
C．绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为
D．用手将小球按下一段距离后，弹簧的弹性势能为
二、多选题（10分）
9．手机无线充电工作原理如图所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流再通过转换电路转换成直流电实现给手机快速充电，这时转换电路ef两端的电压为5V，受电线圈中的电流为2A。把装置线圈视同为理想变压器，则（ ）
A．若ab间接入5V直流电压，则转换电路ef两端的电压为5V
B．受电线圈中的频率与送电线圈中的频率相同
C．快速充电时，流过送电线圈的电流大小为0.2A
D．快速充电时，线圈cd两端的输出电压为42.5V
10．2020年12月1日23时11分，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面西经51.8度、北纬43.1度附近的预选着陆区。小明同学在感到骄傲和自豪的同时，考虑到月球上没有空气，无法通过降落伞减速降落，于是设计了一种新型着陆装置。如图，该装置由船舱、间距为的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和质量为的“∧”型刚性线框组成，“∧”型刚性线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。总质量为的船舱、导轨和磁体固定在一起。已知，整个装置着陆瞬间的速度为，着陆后“∧”型线框速度立刻变为0，已知船舱电阻为6r，“∧”型线框的每条边的边长均为，电阻均为r，月球表面的重力加速为为，整个过程中只有ab边在磁场中，线框与月球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力，则（ ）
A．着陆装置接触到月球表面后瞬间ab边产生的电动势为
B．着陆后，在船舱下降的过程中a点的电势低于b点的电势
C．若在导轨下方缓冲弹簧接触月面前船舱已匀速，则船舱匀速的速度大小为
D．若在导轨下方缓冲弹簧接触月面前船舱已匀速，则从着陆开始到船舱匀速瞬间经过ab边的电荷量为
三、实验题（16分）
11．某小组同学利用如图所示的实验装置研究力的分解。A、B为两个完全相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，在受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，并可沿固定的圆弧形轨道移动。B固定不动，通过光滑铰链连接一轻杆。轻杆右端与细绳连接。调整实验装置使连接点O位于圆弧形轨道的圆心处，实验过程中始终保持轻杆沿水平方向。操作步骤如下：
①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ；
②对两个传感器进行调零；
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的示数；
④取下钩码，移动A传感器，改变θ角，重复上述步骤，将数据记录在表格中。
F1/N 1.001 0.580 … 1.002 …
F2/N －0.868 －0.291 … 0.865 …
θ 30° 60° … 150° …
（1）根据表格中数据，可知A传感器读数对应表中的 （填“F1”或“F2”），可求得钩码质量为 kg（保留一位有效数字，重力加速度g取10m/s2）。
（2）当θ=120°时，F1= N，F2= N（结果可以保留分数和根号）。
（3）B固定不动，A传感器从图示位置E缓慢移动至位置F的过程中，传感器A示数大小的变化情况是
12．某半导体材料制成的压敏电阻的阻值随所受压力的增大先减小后趋于不变，某同学利用伏安法量其阻值随压力的变化关系。除该压敏电阻外，实验中还用到的器材有：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）、电压表（内阻约为2000Ω）和毫安表（内阻Rg=10Ω）。实验时，将压敏电阻置于水平地面上，记录不同压力下电压表和毫安表的示数，计算出相应的压敏电阻阻值。实验得到该压敏电阻阻值R随压力F变化的曲线如图乙所示（重力加速度g取10m/s2）。
(1)实物连图中还有两条导线没有连接，请你补充完整 。
(2)若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为6V和30mA，则此时压敏电阻的阻值 。
(3)某工厂车间操作时需两位单个质量均不低于70kg（含所穿的防护服）的操作人员同时进入，单人不可进入，双人单个质量小于70kg也不可进入。将上述实验中两个相同的压敏电阻并联可以制作一个控制电路，其电路的一部分如图丙所示，图中，E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），电磁继电器电阻可视为恒定，其大小为。图中为踏板空置，电动门处于闭合状态，若两个满足质量要求的操作人员同时站在踏板上且电流表（内阻Rg=10Ω）示数不小于40mA时，电动门控制电路将打开电动门，操作人员方可进入车间，则图中电阻R的阻值应为 Ω；现因装备改良，可要求两位操作人员单个质量均不低于65kg时即可进入车间，则电阻R的阻值需要调 （选填“大”、“小”）。
四、解答题（42分）
13．如图所示，质量为m滑块A套在一水平固定的光滑细杆上，可自由滑动。在水平杆上固定一挡板P，滑块靠在挡板P挡板P左侧且处于静止状态，其下端用长为L的不可伸长的轻质细线悬挂一个质量为3m的小球B，已知重力加速度大小为g。现将小球B拉至右端水平位置，使细线处于自然长度，由静止释放，忽略空气阻力，求：
（1）小球第一次运动至最低点时，细线拉力的大小；
（2）滑块运动过程中，所能获得的最大速度。
14．在导热良好的矩形气缸内用厚度不计的活塞封闭有理想气体，当把气缸倒置悬挂在空中，稳定时活塞刚好位于气缸口处，如图甲所示；当把气缸开口朝上放置于水平地面上，活塞稳定时如图乙所示。已知活塞质量为m，横截面积为S，大气压强，环境温度为T0，气缸的深度为h，重力加速为g，不计活塞与气缸壁间的摩擦。
（1）求图乙中活塞离气缸底部的高度h1；
（2）活塞达到图乙状态时将环境温度缓慢升高，直到活塞再次位于气缸口，已知封闭气体的内能随热力学温度变化的关系为U=kT，k为常数，大气压强保持不变，求在该过程中封闭气体所吸收的热量Q。
15．如图所示是科学仪器中广泛应用的磁致离子偏转技术原理图。位于纸面的xOy平面内，和两条直线间存在着垂直纸面向内的匀强磁场。原点O处的离子源能沿纸面发射质量为电量为的正离子。其中向第一象限且与x轴正向成发射的速度为的离子，刚好从A点射出磁场。
（1）求该离子从A点射出磁场时的速度方向及匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）若离子源向与x轴正向最大夹角为：范围内发射离子，且所有离子都不离开磁场，求其发射的离子最大速度及最大速度离子到达的磁场区域面积S；
（3）若磁场布满整个空间且磁场区域充满空气，使进入磁场的离子受到与速度大小成正比、方向相反的阻力。离子源沿x轴正向持续发射速度为的离子，单位时间发射离子数为，这些离子均经过A点。若在A点沿y轴放一小块离子收集板以收集所有射到A点的离子，不考虑离子间的相互作用，求离子束对收集板的作用力沿x轴方向分力的大小。
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