高三物理模拟试题（一）参考答案
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】B
8.【答案】AD
9.【答案】BD
10.【答案】ACD
11.【答案】 ； ；
12.【答案】 ； 增大； ； ；100
13.解： 波沿 x 轴正方向传播时，有 …
解得周期为 …
由图可知波长为 4m ，波速为 …
波沿 x 轴负方向传播时，有 …
解得周期为 …
由图可知波长为 4m ，波速为 …
波沿 x 轴正方向传播时，当 时，有
此时的周期为
则波沿 x 轴正方向传播，根据同侧法可知质点 P 向上起振，从 时刻起，质点 P 第四次到达
波峰的时刻为 。
14.解： 设潜艇刚“掉深”时的加速度大小为 ，
对潜艇，由牛顿第二定律得： ……①
代入数据解得：
15s 末的速度为 ；……②
掉深 15s 时，潜艇下落的高度： ……③
潜艇减速下落的高度：
在减速阶段： ，解得 ……④
潜艇减重后的质量为 ，潜艇减重后以 的加速度匀减速下沉过程中，
由牛顿第二定律得： ……⑤
代入数据解得：
排水前潜艇的质量
“掉深”过程中排出水的质量： ……⑥
向下减速所需时间为
设上浮过程潜艇的加速度大小为 ，由牛顿第二定律得：
……⑦
解得：
在上浮过程中，根据位移一时间公式可得：
解得 ……⑧
故：潜艇下降过程阻力的冲量 方向竖直向上
潜艇上升过程中阻力的冲量 方向竖直向下
全程阻力的冲量 ……⑨
方向竖直向上……⑩
15.解： 初始时刻，回路中产生的感应电动势 ；
流过 M 的感应电流 ，由右手定则知，方向沿顺时针方向；
M 所受安培力 ，由左手定则知，方向水平向左；
由牛顿第二定律有： ，解得： ，方向水平向左。
由题知，M、N 均在 PQ 左侧运动时，对 N，由动量定理有：
；
解得： ；
设从初始时刻到 N 进入 PQ 右侧过程中，M、N 之间的相对位移为 ；
则 ，解得： ；
要使 M、N 在 PQ 左侧未相撞，初始时刻 M、N 的最小间距为 。
由分析知，M、N 均在 PQ 左侧运动时，所受安培力大小相等、方向相反，M、N 系统所受
合外力为零，故 M、N 系统动量守恒；
由动量守恒定律有： ，解得： ；
设 M 进入 PQ 右侧时，N 的速度为 ；
从 N 进入 PQ 右侧到 M 进入 PQ 右侧的过程中，M、N 所受安培力均水平向左；
对 M，由动量定理有： ；
对 N，由动量定理有： ，解得： ；
该过程中，对 N 又有： ；
解得： ；
该过程中，设 N 的位移大小为 ，M 的位移大小为 ；
则 ，解得： ；
即为 M 进入 PQ 右侧时 M、N 之间的距离；
假设 M、N 在 PQ 右侧未相撞而共速，则从 M 进入 PQ 右侧到二者共速的过程中：
由 M、N 系统动量守恒，有： ，解得： ；
该过程中，对 N，由动量定理有： ，解得：
；
该过程中，设 M、N 的相对位移为 ，则 ，解得： ；
故 ，即 M、N 在 PQ 右侧共速前会相撞；
相撞后，由分析知，N 向右减速，M 向右加速，直至最终两者以 的速度匀速运动；
因此，整个过程中，M、N 只碰撞一次。高三物理模拟试题（一）
满分：100分 时间：75分钟
一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1. 华为的WiFi6+路由器采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度（PSD），带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米（W/nm），改用国际单位制基本单位表示正确的是（ ）
A. N/s B. N/s2 C. kg·m/s3 D. kg·m/s4
2. 2024年春夏季节多地出现洪涝灾害，图甲为直直升机吊装集装箱填堵河道缺口的情景，某时刻集装箱被直升机悬吊处于静止状态，此时可简化为图乙所示模型，四根长度均为的轻绳分别系于长方体集装箱上表面的四个顶角、、、处，它们在上端系于点，轻绳与直升机连接。，，集装箱重力为且质量分布均匀，则轻绳对集装箱的拉力大小为( )
A. B. C. D.
3．为使小球A能击中离地面H高的小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道，如图所示．甲为高度小于H的倾斜平直轨道，乙丙丁均为圆轨道，圆心O如图所示．小球从地面出发，初速度大小都为,在甲轨道中初速度方向沿斜面，在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向，则小球A经过哪种轨道后有可能恰好击中P球（ ）
A．轨道甲和轨道丁
B．轨道乙和轨道丁
C．轨道丙和轨道丁
D．只有轨道丁
4. 如图所示，竖直平面内有方向水平向右的匀强电场，一带负电的粒子从电场中的O点以某一初速度向右上方发射，初速度方向与水平方向成37°。粒子运动到其轨迹的最高点时，速度大小与O点速度大小相等，则带电粒子受到的电场力大小与它的重力大小的比值为（ ）（已知sin 37°=0.6, cos 37°=0.8)
A. 2:1 B.1:2 C.3:1 D.1:3
5．云巅之上漫飞扬，巡天遥看一千河。一颗在低圆轨道上运行的卫星，轨道平面与赤道平面的夹角为30°，卫星运行到某一位置时恰好能观测到南极点或北极点，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则该卫星运行的周期为（ ）
A． B． C． D．
6．1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程一卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（ ）
A．在D→A绝热压缩过程中，气体内能减小
B．一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C．B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功
D．B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多
7．地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时大约要多（ ）
A．3小时 B．2小时 C．1.5小时 D．1小时
8．某款发电机示意图如图所示，矩形线框置于水平向右的磁感应强度为B的匀强磁场中，中心轴与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起以角速度顺时针匀速转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，矩形线框面积为S电阻为r，电刷C、D之间接有一阻值为R的电阻，其余部分电阻不计，则（ ）
初始时刻磁通量变化率最大
流过电阻R的电流变化周期为
线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R的电荷量为0
线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为
9．由锌板与铜板构成平行板电容器，其中锌板与静电计相连，静电计金属外壳和铜板都接地，现用频率的紫外线照射锌板，静电计指针偏转最后稳定在偏角上，对应电压。假定已知偏转角度与电势差U成正比。以Q表示两板带的电荷量，E表示两板间的电场强度。则下述过程中正确的是( )
A．将两板距离减小为原来的一半，则θ先减小后增大最后稳定在，Q不变
B．换用频率的紫外线继续照射锌板θ增大为2后稳定，则有
C．停止光照，将两板距离增大为两倍，则Q增大为2Q，θ增大为2
D．停止光照，将两板距离增大为两倍，则θ增大为2，E不变
如图所示，在xoy平面内x轴上方有垂直xoy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在O点有一粒子源，能向第I象限内各个方向发射出速率均为v的同种带正电的粒子（重力不计），P、Q是其中的两个粒子。已知P粒子初速度方向与x轴正向夹角为300，P粒子在第II象限内运动的时间为t，而Q粒子在第II象限内运动的轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量最大，则（ ）
A．粒子的比荷为
B．Q粒子在磁场中运动的时间为
C．所有粒子在第II象限内运动的时间均为t
D．Q粒子在第II象限内运动轨迹与两坐标轴所围面积的磁通量为
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）某同学采用如图装置来验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m1和m2在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。
（1）关于本次实验，下列说法正确的是( )
A．实验前平衡摩擦力需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端
B．实验前平衡摩擦力不需要去掉细线及动滑轮，分别垫高长木板一端
C．实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
D．实验中不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量
（2）连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz，其中乙纸带如图所示，通过纸带计算加速度a2= m/s2（保留三位有效数字）
（3）由于甲计时器中墨粉盘使用时间过长，纸带上未能打出清晰点迹，无法直接求得加速度a1。现已知两小车质量分别为m1=200g、m2=300g。若结论成立，可求得沙桶下落的加速度大小为a = m/s2（保留三位有效数字）
12．（10分）现有一微安表（量程为100，内阻约为1500Ω），为准确测量其内阻，设计如图所示电路图，其中。实验步骤：
（1）滑动变阻器R的量程应选
A．20Ω B．200Ω C．500Ω
（2）接通后，调节为1500Ω，调节为适当值，发现微安表示数为，接通，此时微安表示数变为，若，则应该 （选填“增大”或“减小”）的阻值；
（3）反复调节直至1812Ω，发现接通前后微安表示数不变，则可知微安表内阻为 Ω。（保留四位有效数字）
（4）现将该微安表改为1mA和2mA两个量程的毫安表，则可计算出 Ω， Ω。
13．（9分）如图所示是一列沿x轴传播的简谐波，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形，P是x轴上平衡位置坐标的质点。求：
（1）求该简谐波的周期和波速。
（2）若波速为9m/s，判断其传播方向；按波速为9m/s的传播方向，从t=0时刻起，质点P第四次到达波峰的时刻。
（12分） 潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减，潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”。我海军某潜艇在执行任务期间，突然遭遇“掉深”，全艇官兵紧急自救脱险，创造了世界潜艇史上的奇迹。总质量为6.0×106kg的某潜艇，在高密度海水区域距海平面200m，距海底138m处沿水平方向缓慢潜航，如图所示。当该潜艇驶入低密度海水区域A点时，浮力突然降为5.4×107N，15s后，潜艇官兵迅速对潜艇减重（排水），结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮，避免了一起严重事故。已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为1.2×106N潜艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度g取10m/s2，=8.31，求：
（1）潜艇“掉深”15s时的速度；
（2）潜艇减重排出水的质量；
（3）潜艇从A点开始“掉深”到返回A点过程中阻力的冲量。（结果取2位有效数字）
15．（17分）如图所示，长直金属杆M、N在水平固定的平行光滑长直金属导轨上运动，导轨间距为L；水平虚线与导轨垂直，左、右两侧区域分别充满垂直于导轨平面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。初始时刻，N静止在左侧导轨上，M从N左侧以初速度水平向右运动．M、N质量均为m、在导轨间的电阻均为R，整个运动过程中，两金属杆始终与导轨垂直并接触良好．感应电流产生的磁场、导轨电阻、空气阻力及两金属杆粗细均忽略不计，导轨足够长。
（1）求初始时刻M的加速度大小和方向；
（2）若M、N在左侧未相撞，N进入右侧时速度大小为，求初始时刻M、N间距至少为多少？
（3）在（2）的条件下，若M到达处时速度大小为，求M、N最终速度大小并判断M、N是否会发生碰撞，请说明理由．
