2024届辽宁省鞍山市普通高中高三下学期第二次质量监测（二模）物理试题及答案

这是一份2024届辽宁省鞍山市普通高中高三下学期第二次质量监测（二模）物理试题及答案，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．“急动度”表示加速度随时间的变化率，在实际应用中是一个重要的概念。在汽车工程领域急动度被用来衡量乘客的舒适程度，在结构动力学等其他方面也有应用。急动度的单位应是（ ）
A．m/s3B．m/s2C．N/s3D．N/s2
2．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其简化装置如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。气闸舱与座舱在太空中可认为与外界绝热。下列说法正确的是（ ）
A．气体平衡后压强增大B．气体平衡后内能减小
C．气体平衡后温度不变D．气体平衡后分子热运动的平均动能增大
3．水平面内的两根平行长直导线上通以大小相等、方向相反的恒定电流，A、B、C三点均在两根导线所在平面内，位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．A点处的磁感应强度方向垂直于平面向下
B．B点处的磁感应强度方向垂直于平面向下
C．C点处的磁感应强度方向垂直于平面向下
D．A、B、C三点处的磁感应强度大小均为零
4．如图所示，轻绳的一端与静止在斜面上的物块a相连，另一端通过滑轮与静止在弹簧上的容器b相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦。现缓慢向容器b中加水，在物块a保持静止状态的过程中（ ）
A．轻绳的拉力逐渐增大
B．弹簧的弹力逐渐增大
C．物块a受到的摩擦力逐渐增大
D．轻绳对滑轮的作用力保持不变
5．静电除尘机原理如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向未标出）。实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹，A、B是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点，不考虑尘埃颗粒在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，不计空气对尘埃颗粒的作用力和尘埃颗粒的重力，下列说法正确的是（ ）
A．A点场强比B点场强小
B．该尘埃颗粒在迁移过程中动能先减小后增大
C．该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速曲线运动
D．该尘埃颗粒在A点的电势能低于在B点的电势能
6．目前，国产部分品牌家用汽车已安装智能雨刮器。有的智能雨刮器借助于光学式传感器实现下雨时自动启动，前挡风玻璃安装光学传感器后的横截面示意图如图所示，其工作原理可做如下简化：不下雨时，激光光源发出的红外线在玻璃内传播斜射到处，全反射后被接收器接收；下雨时处的外侧有水滴，光源发出的红外线在处不能全反射，接收器接收到的光照强度变小，从而启动雨刮器。关于智能雨刮器工作原理的分析中正确的是（ ）
A．入射角θ的设计与红外线的频率无关
B．前挡风玻璃的折射率需要比雨水的折射率小
C．若前挡风玻璃外侧区域有油污，可能会影响雨刮器的自动启动
D．若光源和接收器的距离变大了，一定会导致不下雨时雨刮器自动启动
7．已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍。若某行星的平均密度约为地球平均密度的8倍，自转周期与地球相同，则该行星的同步卫星的轨道半径约为该行星半径的（ ）
A．14倍B．3.5倍C．7倍D．8倍
二、多选题
8．如图，某种太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生内光电效应，电子从材料内部由P型向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料中的电子至少需要吸收一个能量为E的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．太阳光的强度越弱，则通过负载的电流越小
B．通过负载的电流方向从下至上
C．能使该材料发生内光电效应的最长波长为
D．改用紫外线照射该材料，则不能发生光电效应
9．O点处有一质点从t=0时刻开始在y方向做简谐运动，t=0.4s时，在其右边的水平绳上第一次形成如图所示的波形，此时波源质点的频率突然变为原来的2倍，则（ ）
A．t=0.4s后波速为10m/s
B．当x=10m处的质点第一次处于波峰时，x=8.5m处的质点处于波谷
C．从t=0到t=0.8s时间内，x=2m处的质点通过的路程为20cm
D．t=0.65s时，x=1m处的质点处于波峰
10．如图，两长度均为L的相同轻质细杆用铰链A、B、C相连，质量可忽略的铰链A固定在地面上，铰链B和C质量不可忽略，均为m，铰链A、B、C均可视为质点。起始位置两细杆竖直，如图虚线所示，铰链A和C彼此靠近。t=0时铰链C在水平外力的作用下从静止开始做初速度为零，加速度大小为的匀加速直线运动（g为重力加速度），到t=t1时AB和BC间的夹角变为120°，如图实线所示。若两个轻质细杆始终在同一竖直面内运动，所有摩擦均不计，下列说法正确的是（ ）
A．t=t1时重力对B做功的瞬时功率为
B．t=t1时重力对B做功的瞬时功率为
C．从t=0到t=t1时间内，力F做的功为
D．t=t1时连接AB的细杆中的弹力大小为
三、实验题
11．某研究性学习小组想利用如图甲所示的实验装置来验证动能定理。在一端带滑轮的长木板上固定一个光电门，光电门在滑轮附近，与光电门相连的数字毫秒计可以显示出小车上的遮光片经过光电门的时间。在远离滑轮的另一端附近固定一标杆A，小车初始位置如图甲所示。小车可用跨过滑轮的细线与重物相连，力传感器可显示细线拉力F的大小。正确平衡摩擦力后进行实验。
(1)下列说法正确的是（ ）
A．平衡摩擦力时不能将重物通过细线挂在小车上
B．实验前应调节滑轮高度使细线和长木板平行
C．实验中选择的重物应该重而且小
D．本实验选用的重物质量应该远小于小车的质量
(2)如图乙，用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽d= mm；
(3)测出标杆A与光电门的距离L，车及遮光片的总质量m。连接上重物，使小车从图甲所示位置由静止开始运动，并记下遮光片通过光电门的时间及力传感器显示的力的大小F。更换不同重物后重复实验，记录下多组数据。根据记录的数据做出图像为过原点的倾斜直线，斜率为k。以小车（含遮光片）为研究对象，若动能定理成立，则图像的斜率k= 。（用“m”、“L”、“d”表示）
12．一个电源的电动势约为5V，某实验小组用伏安法测量该电源的电动势和内阻的值，实验室提供的器材如下：
电流表A1（量程0~2.0mA，内阻为500Ω）；
电流表A2（量程0~1.5A，内阻约为1.0Ω）；
定值电阻R1（阻值为2500Ω）；
滑动变阻器R2（阻值0~50Ω）；
导线和开关。
(1)由于实验室没有提供电压表，需要将电流表A1与定值电阻R1 （选填“并”或“串”）联改装为量程为0~ V的电压表。
(2)利用电流表A1和定值电阻R1连接当作电压表测量该电源的电动势和内阻，宜采用 （选填“甲”或“乙”）电路进行测量，实验前应将滑动变阻器的滑片滑到最 （选填“左”或“右”）端。
(3)利用（2）中选择的电路测量多组数据，电流表A1的示数记为I1，电流表A2的示数记为I2.根据数据绘制得到的I1—I2图线如图（丙）所示，则电源的电动势E= V，内阻r= Ω。（结果均保留2位有效数字）
四、解答题
13．如图所示，质量为m的小球A通过长为L的不可伸长轻绳悬挂于天花板上，质量为2m的小球B放在高也为L的支架上。现将A球拉至水平位置由静止释放，在最低点与静止的B球发生碰撞，碰后瞬间B球的速度大小为。求：
（1）从碰后至B球落地时的B球的水平位移x；
（2）A、B碰后瞬间轻绳对A的拉力大小FT。
14．如图，光滑水平桌面上放置一质量M=6kg的U型导体框，一质量m=2kg的金属棒MN放置在U型导体框上，电阻值为R=0.5Ω，与U型导体框构成矩形回路MNOP，OP长度L=0.5m。金属棒与U型导体框间的动摩擦因数μ=0.2。在金属棒右侧有垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场，磁场左边界（图中虚线）与金属棒平行，距离金属棒的距离为L0某时刻起，金属棒在大小为F=10N的水平恒力作用下从静止开始向右加速运动，进入磁场时刚好做匀速直线运动。除金属棒外其余部分的电阻均忽略不计（重力加速度g取10m/s2）。求
（1）到达磁场左边界时，金属棒中的电流方向（用“M”“N”表示）
（2）金属棒最初与磁场左边界的距离L0；
（3）若金属棒进入磁场后又经过t0=2s，导体框的OP边刚好进入磁场，求此时回路中的电流I。
15．如图，在x≥0，y≥0区域内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面的匀强磁场，该磁场做周期性变化（不考虑磁场变化瞬间对粒子运动的影响），变化规律如图乙所示，规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。在y轴左侧有一对竖直放置的平行金属板M、N，两板间的电势差为U0.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（重力和空气阻力均忽略不计），从贴近M板的位置由静止开始运动，通过N板小孔后在t=0时刻从坐标原点O沿x轴正方向垂直射入磁场中。（可能用到的数据：）
（1）求粒子进入磁场做匀速圆周运动时的动量大小p；
（2）若磁场的变化周期，求时刻粒子的位置坐标；
（3）若且在范围内大小可以任意调节，且粒子出磁场后不再返回磁场，求
（a）粒子在y轴上可能击中的范围；
（b）若时刻粒子仍在第一象限，试判断可能的横坐标（x坐标）的取值范围。
参考答案：
1．A
【详解】加速度单位为m/s2，由题意可得“急动度”表示加速度随时间的变化率，则可知其单位为m/s3。
故选A。
2．C
【详解】A．气体平衡后体积增大，密度减小，压强减小，A错误；
BCD．气体自由扩散，没有对外做功，气闸舱与座舱在太空中认为与外界绝热，则气体温度不变，内能不变，分子热运动的平均动能不变，BD错误，C正确。
故选C。
3．B
【详解】A．根据左手定则，上方电流在A点的磁场方向垂直平面向上，下方电流在A点的磁场方向垂直平面向下，A点距上方电流较近，则A点处的磁感应强度方向垂直于平面向上，A错误；
B．上方电流在B点的磁场方向垂直平面向下，下方电流在B点的磁场方向垂直平面向下，则B点处的磁感应强度方向垂直于平面向下，B正确；
C．上方电流在C点的磁场方向垂直平面向下，下方电流在C点的磁场方向垂直平面向上，C点距下方电流较近，则C点处的磁感应强度方向垂直于平面向上，C错误；
D．综上所述，D错误。
故选B。
4．A
【详解】AB．由题意，a保持静止，说明轻绳未移动，b保持静止，则弹簧弹力不变，对b受力分析可知，加入水后向下的力增大，则轻绳向上的拉力增大，A正确，B错误；
C．a初状态平衡，受斜面摩擦力可能沿斜面向下，可能为零，也可能沿斜面向上，所以细绳拉力增大，摩擦力可能沿斜面向下增大，也可能沿斜面向上减小，C错误；
D．两部分轻绳拉力大小增大，夹角不变，则合力增大，所以对滑轮的作用力增大，D错误。
故选A。
5．B
【详解】A．电场线的疏密程度代表电场大小，则A点场强比B点场强大，故A错误；
B．该尘埃颗粒在迁移过程中电场力先做负功，后做正功，则动能先减小后增大，故B正确；
C．该尘埃颗粒在迁移过程中，电场力不断变化，尘埃做变速曲线运动，故C错误；
D．电场力指向轨迹的凹侧，可知集尘极带正电，沿电场线方向电势逐渐降低，可知A点电势较低，由于尘埃带负电，所以该尘埃颗粒在A点的电势能高于在B点的电势能，故D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．根据全反射的条件可知，入射角的设计需要大于或等于全反射临界角，而全反射临界角与红外线的频率有关，A错误；
B．根据全反射的条件可知，前挡风玻璃的折射率需要比雨水的折射率大，B错误；
C．若前挡风玻璃外侧区域有油污，油污对红外线有折射作用，接收器接受到的光照强度变小，不下雨时雨刮器也可能自动启动，C正确；
D．若光源和接收器的距离变大了，根据几何关系可知，光源发出的红外线在玻璃内传播斜射到处的入射角变大，若入射角仍大于或等于全反射临界角，则接收器仍可以接收到红外线，雨刮器不会启动，D错误。
故选C。
7．A
【详解】设地球半径为,密度为，同步卫星的轨道半径为r，周期为T，由万有引力提供向心力有
又有
得
由题意有
设行星半径为，其同步卫星轨道半径为即
所以
故选A。
8．AB
【详解】A．太阳光强度越弱，内光电效应释放的电子越少，向N型一侧移动的自由电子越少，两端电势差越小，电路中的电流越小，故太阳光的强度越弱，则通过负载的电流越小，A正确；
B．自由电子向N型一侧移动，N型一侧电势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故电流应该从下至上通过负载，B正确；
C．发生光电效应的极限波长满足
解得
C错误；
D．太阳光中紫外线的频率最高，太阳光能让该材料发生内光电效应，则该材料的极限频率应小于等于紫外线的频率，故改用紫外线照射该材料，能发生内光电效应，D错误。
故选AB。
9．ABD
【详解】A．由图可知，波长为4m，周期为0.4s，波的传播速度由介质决定，频率变化后，周期变化，但波的传播速度不变，所以t=0.4s后波的传播速度为
故A正确；
B．由题意可知前0.4s，质点的周期为T1=0.4s，0.4s后质点的周期为
第一个波峰传播到x=10m处需要的时间为
而波传播到x=8.5m处需要0.85s，所以x=8.5m处质点在波的带动下振动了0.45s
即x=8.5m处的质点正在波谷的位置，故B正确；
C．波传播到x=2m处需要0.2s，然后在T1=0.4s波的带动下振动了一个周期即路程为4A，然后又在T2=0.2s波作用下振动了0.2s即1个周期即质点的路程为4A，则在0至0.8s内振动走过的路程为
s=8A=16cm
故C错误；
D．波传播到处需要0.1s，在t=0.65s时，x=1m处的质点振动了0.55s，即，质点的起振方向向下，处于波峰的位置，故D正确。
故选ABD。
10．BC
【详解】AB．t=t1时C的位移为
根据匀变速直线运动的规律，有
解得
B绕A做圆周运动，根据运动的合成与分解如图
解得
重力对B做功的瞬时功率为
A错误，B正确；
C．根据功能关系有
解得
C正确；
D．B绕A做圆周运动，对B进行受力分析，如图
B所受合力沿AB杆指向A，设AB杆对B的弹力沿AB杆指向B，根据受力分析，有
解得
根据牛顿第二定律，有
解得
即AB杆对B的弹力大小为，方向沿AB杆指向A，D错误。
故选BC。
11．(1)AB
(2)20.45
(3)
【详解】（1）A．平衡摩擦力时，应将细线从小车上拿去，轻轻推动小车，使小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，所以，平衡摩擦力时不能将重物通过细线挂在小车上，故A正确；
B．实验前应调节滑轮高度使细线和长木板平行，这样平衡摩擦力以后，重力沿长木板的分力与摩擦力相互抵消，细线对小车的拉力就等于小车受到的合力，故B正确；
CD．平衡摩擦力后，小车受到的拉力即为小车的合力，所以实验中选择的重物不需要满足重而且小，且拉力可以直接通过传感器测量的，所以也不需要满足重物质量应该远小于小车的质量，故CD错误。
故选AB。
（2）如图乙，用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度为
（3）极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则小车经过光电门时的速度表达式为
外力对小车做功为
动能定理的内容是合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，则需要证明
整理得
则图像为过原点的倾斜直线，以小车（含遮光片）为研究对象，若动能定理成立，则图像的斜率
12．(1) 串 6
(2) 甲 左
(3) 4.8 3.6
【详解】（1）将电流表A1改装成电压表，需要串联定值电阻R1。设改装后的电压表内阻为，
则电流表A1改装成电压表的量程为
（2）[1]从丙图可以估测内阻
改装后的电压表内阻远大于电源内阻，选择甲电路测量时，电压表分流很小，误差较小，因此选择甲电路误差小，测量较准确；
[2]为保证实验安全，测量时滑动变阻器滑倒阻值最大处即左侧。
（3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
又由
综合可得
由图丙可得
求得
，
13．（1）；（2）
【详解】（1）碰后B球做平抛运动运动，则有
得
（2）设A球碰前的速度为v0，对A球列动能定理有
A、B两球碰撞满足动量守恒，设碰后A球速度为v0，向右为正，则有
得
由牛顿第二定律得
得
14．（1）M到N；（2）；（3）2A
【详解】（1）根据右手定则，金属棒中的电流方向为M到N。
（2）假设金属杆b在进入磁场前与金属导轨相对运动，则
U型框的加速度为
金属杆的加速度为
由于
假设成立，金属杆进入磁场后匀速运动，受力平衡
设金属杆匀速的速度为v，则
感应电流为
解得
由动力学公式
解得
（3）金属杆进入磁场前的运动时间为
U型框进入磁场前一直做匀加速直线运动，进入磁场时的速度为
此时回路的电流为
15．（1）；（2）；（3）（a）；（b）
【详解】（1）对带电粒子列动能定理
动量为
得
（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，由
得
周期为
由
得圆周运动的圆心角为
，
则粒子在0~T0内的轨迹如图所示
由几何关系得
，
粒子的位置坐标为
（3）如图所示
（a）当时，粒子会击中的位置；当时，时，粒子会击中的位置。所以y轴有粒子击中的范围为
又有当时，粒子轨迹如图
击中y轴位置为
当时，粒子轨迹如图，击中y轴位置为
所以y轴有粒子击中的范围为
综上两个范围为粒子击中y轴的全部可能值。
（b）当时
当时
所以时刻仍在第一象限中的粒子位置的横坐标取值范围为