江西省鹰潭市2024届高三下学期第二次模拟考试物理试卷(含答案)

这是一份江西省鹰潭市2024届高三下学期第二次模拟考试物理试卷(含答案)，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．2023年8月，日本不顾多个国家的反对，公然将含有大量放射性物质的核废水排放到太平洋中，其中有一种放射性物质是碳14，它的半衰期大约为5730年，其衰变方程为；则下列说法正确的是( )
A.衰变方程中X为α粒子
B.衰变产生的X粒子电离本领比γ光子强
C.碳14半衰期很长，所以短期内不会对人类造成影响
D.如果有100个碳14，经过2865年将有25个原子核发生衰变
2．甲、乙两个物体从同一地点同时出发，沿同一直线运动，运动过程中的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.在时间内，甲、乙两物体的速度大小无相等时刻。
B.乙物体运动过程中位移大小增加得越来越快
C.甲、乙两物体在相距最远的时刻发生在时间内的某时刻
D.甲物体始终沿同一方向运动
3．原地纵跳摸高是常见的体能测试项目。在某次摸高测试中，一同学从如图A所示的静止下蹲状态，脚刚离开地面，如图B所示，身体运动到最高点时位置如图C所示，三幅图代表同一竖直线上的三个位置，不计空气阻力，关于该同学测试的全过程，下列说法正确的是( )
A.从A到B的运动过程中，该同学因为受地面支持力的位移为零，所以支持力冲量为零
B.该同学在C图位置的机械能等于在A图位置的机械能
C.从A到B的运动过程中，地面对脚的支持力始终大于该同学的重力
D.从A到C的过程中，地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向
4．天问一号从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号( )
A.发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
B.从P点转移到Q点的时间小于6个月
C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
5．真空中的点电荷在其周围产生电场，电场中某点的电势（取无穷远处电势为零）与点电荷的电量成正比，与该点到点电荷的距离成反比，即，在某真空中有一如图所示的正六边形ABCDEF，O为中心，A、C、E三个顶点各固定一点电荷，其中A、C两点电荷量为q，E点电荷量为，、分别表示B、O点场强的大小，、分别表示B、O点的电势，则与的比值及与的比值，正确的是( )
A.，B.，
C.，D.，
6．氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，，用和光进行如下实验研究，则( )
A.照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽
B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小
C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数少
D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小
7．制作“吸管潜水艇”是深受小朋友喜爱的科学实验，如图所示，将吸管对折后用回形针固定，然后管口竖直向下插入装有水的矿泉水瓶中，使吸管顶部露出水面，最后用盖子封紧矿泉水瓶（如图a）实验时，用力按压瓶身，“潜水艇”就会沉入水底，松开手后，“潜水艇”又浮出水面。设水面上方的封闭气体体积为，压强为，吸管内封闭气体的体积为V，“吸管潜水艇”的总质量为m，水的密度恒为ρ，气体温度始终保持不变，所有气体视为理想气体。缓慢挤压瓶身时，瓶内封闭气体吸热还是放热，挤压瓶身使“潜水艇”恰好悬浮在水中时（如图b），水面上方的气体体积减小了多少？（不考虑吸管厚度和回形针的体积，吸管内外液面高度差产生的压强远小于大气压，即管内外气压始终相等）下列选项正确的是( )
A.吸热，B.放热，
C.吸热，D.放热，
二、多选题
8．如图甲所示，自耦变压器的原线圈与N匝、半径为x的圆形线圈（图中未画全）相连，副线圈与定值电阻R构成回路，图示位置副线圈的匝数为原线圈匝数的。线圈内有垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化。不考虑电阻随温度的变化以及线圈的电阻，下列说法正确的是( )
A.图示位置，定值电阻两端的最大电压为
B.图示位置，定值电阻消耗的电功率为
C.若磁感应强度的变化周期减小，则变压器的输出功率将增大
D.若自耦变压器的滑片P顺时针转动，则通过原线圈的电流增大
9．如图所示，在光滑的水平地面上放有质量为m的U形导体框，导体框的电阻可忽略不计。一电阻为R、质量也为m的导体棒CD两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路，矩形回路的宽度为L、长为s；在U形导体框右侧有一竖直向下足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界与EF平行，且与EF间距为。现对导体棒CD施加一水平向右的恒力F使U形导体框和导体棒CD以相同加速度向右运动，当EF刚进入磁场U形导体框立即匀速运动，而导体棒CD继续加速运动。已知重力加速度为g，导体棒CD与U形导体框间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒与框始终接触良好。下列判断正确的是( )
A.EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小为
B.EF在刚进入磁场以后导体棒CD受到导体框的摩擦力大小
C.导体棒CD与U形导体框都进入磁场，经过足够长时间后两者可能都做匀速运动
D.导体棒CD与U形导体框都进入磁场，经过足够长时间后两者都做匀加速运动
10．如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB。小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为h。已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是( )
A.小球从C点运动到D点的过程中，弹性绳弹力增大，其水平分力也增大。
B.整个运动过程中，弹性绳的最大弹性势能大于
C.若在D点给小球一个向上的速度y，小球恰好回到C点，则
D.若仅把小球质量变为，则小球到达D点时的速度大小为
三、实验题
11．某实验小组同学利用图甲装置测量滑块（含遮光条）和砝码的质量，主要操作步骤如下：
①打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨使其水平；
②用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示；
③用毫米刻度尺测量光电门1和光电门2之间的距离L；
④挂上槽码，调节定滑轮使细线与气垫导轨平行；
⑤打开气泵，由静止释放滑块，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和；
⑥依次在滑块上添加个砝码，重复实验。
回答下列问题：
(1)调节气垫导轨时，轻推滑块，若发现遮光条通过光电门2的时间小于遮光条通过光电门1的时间，应______直至气垫导轨水平；
(2)遮光条的宽度______；
(3)滑块运动的加速度______（用测量的物理量的符号表示）；
(4)已知槽码和挂钩的总质量为，重力加速度为g，以放在滑块上的砝码数n为横坐标，滑块加速度a的倒数为纵坐标作出图像，获得该图像的斜率为k，纵截距为b。由以上数据可得滑块和遮光条的总质量_____，每个砝码的质量_____（用已知量的物理符号表示）。
12．水的硬度主要与水中溶解的钙、镁离子浓度有关，水的硬度也将影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率，检测员将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示）。粗测水样电阻约有几万欧姆。已知容器金属电极间距离为，用游标卡尺测量容器内直径时读数如图乙所示。
(1)乙图中游标卡尺的读数是_____；
(2)在测定水样电阻后，水样的电阻率的表达式为______（用题中测得物理量L、d、表达）
(3)若测得水样的电阻率越小，则说明水中溶解的离子浓度越_____（填“大”或“小”）；
(4)用如图丙电路图测量水样的电阻。将开关置于a处，闭合开关，调节滑动变阻器，使灵敏电流计读数为；将开关置于b处，保持滑动变阻器不动，调节电阻箱，为保证在转换开关和调节电阻箱时滑动变阻器的分压几乎不变，在提供的两款滑动变阻器：和，检测员应该选用_____（填或）。
(5)操作时发现当电阻箱阻值为时灵敏电流计读数，若已知灵敏电流计内阻为，根据测量可知所取水样的电阻为_____Ω。
四、计算题
13．如图甲所示水槽中放有一个挡板，挡板上开有小孔A、B，A、B两点距波源s的距离分别为、，波源s的振动图像如图乙所示。我们可以把水波简化看作简谐波，已知水波的波长。求：
(1)从波源振动开始计时，在时间内，小孔A处的质点通过的路程；
(2)在挡板前方处的水面上有一点C，直线AC与挡板垂直，AB距离，请计算说明AC线段上振动加强点（除A外）的个数。
14．如图所示，在倾角足够长的粗糙斜面上放一长，质量为m、上下挡板厚度不计的U形盒子P（盒子内底面与斜面平行），盒子P与斜面间的动摩擦因数。在盒子的上端放一质量等于的物块Q（可看做质点），Q与盒子内表面无摩擦，放开物块后即在盒内滑下与下面挡板碰撞，设碰撞时间极短且碰撞中没有机械能损失，重力加速度g取，，。求：
(1)物块Q与盒子P发生第一次碰撞后各自速度大小；
(2)物块Q与盒子P发生第一次碰撞后再经过多长时间与P发生第二次碰撞。（结果可用根式表示）
15．离子约束技术对实现可控核聚变有着决定性作用。某离子束实验装置的基本原理如图甲所示，在半径为R的圆柱体底面建立空间直角坐标系，坐标原点与圆柱底面圆心重合。圆柱体区域内存在沿z轴负方向、电场强度为E的匀强电场，圆柱区域正上方存在沿x轴负方向、磁感应强度为的匀强磁场。如图乙所示，从离子源不断飘出（不计初速度）电荷量为q、质量为m的正离子，经电场加速后从圆柱边界正上方沿y轴负方向进入磁场，恰好在圆柱顶面圆心处与y轴正方向成角斜向下射出磁场，进入圆柱区域内的电场中，最后落在圆柱底面上坐标为的D点（图中未画出），不计离子重力。
(1)求加速装置的电压U；
(2)若已知，求圆柱体区域的高度h；
(3)若将圆柱体区域（含边界）的电场，换成一个沿z轴负方向的匀强磁场，且知圆柱区域高度为。为使离子都能到达圆柱底面，并在O点“聚焦”，则磁感应强度B应为多大？
参考答案
1．答案：B
解析：A.根据质量数和电荷数守恒，衰变方程为可知衰变方程中X为电子，故A错误；
B.衰变产生的X粒子电离本领比γ光子强，故B正确；
C.碳14半衰期很长，短期内会对人类造成影响，故C错误；
D.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适用，故D错误。故选B。
2．答案：C
解析：A.甲运动对应的图像斜率绝对值先减小到零，后增大，即甲先沿正方向做减速运动，后沿负方向做加速运动，乙沿负方向做匀速直线运动，即当两图线斜率相等时，两物体的速度相同，故A错误；
B.乙运动位移大小均匀增加，对应的图像斜率不变，乙做匀速直线运动，故B错误；
C.当甲、乙速度相同时，即在时间内某时刻甲、乙两物体相距最远，C正确；
D.甲的位移时间图像斜率由正变到了负，说明速度方向发生了变化，故D错误。故选C。
3．答案：D
解析：AC.运动员从用力蹬地到刚离开地面的起跳过程，先向上加速，地面支持力大于重力；当地面支持力等于重力时速度最大；之后脚与地面作用力逐渐减小，运动员开始减速；当脚与地面作用力为零时，离开地面。此过程地面对脚的支持力的冲量不为零，AC错误；
B.蹬地起跳过程中运动员消耗体内化学能转化为机械能，B图位置的机械能大于在A图位置的机械能，从B到C的运动过程中机械能守恒，则该同学在C图位置的机械能大于在A图位置的机械能，B错误；
D.从A到C的过程中，应用动量定理有
所以地面对脚的支持力冲量与该同学的重力冲量等大反向，D正确。故选D。
4．答案：C
解析：天问一号发射后要脱离地球引力束缚，则发射速度要超过11.2 km/s，故选项A错误；由题图甲可知地火转移轨道的半长轴长度比地球轨道半径要大，根据开普勒第三定律可知，天问一号在地火转移轨道上运行的周期大于12个月，因此从P到Q的时间大于6个月，故选项B错误；同理根据开普勒第三定律，并结合停泊轨道、调相轨道的半长轴长度关系可知，天问一号在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故选项C正确；天问一号在P点点火加速，做离心运动进入地火转移轨道，故在地火转移轨道上P点的速度比地球环绕太阳的速度大，但在到达Q点之后，要加速进入火星轨道，即，根据可知地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，即，所以，即天问一号在地火转移轨道上并不是每一点的速度都比地球绕太阳的速度大，故选项D错误。
5．答案：A
解析：A处点电荷在B点产生的电场强度为
C处点电荷在B点产生的电场强度为
E处点电荷在B点产生的电场强度为
由电场的叠加可知，A、C两处点电荷在B处的荷场强为
所以B处的场强为
同理可求得：O处的场强为
所以
B处的电势为
O处的电势为
所以，故选A。
6．答案：A
解析：A.根据巴耳末公式可知，光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽，故A正确；
B.光的波长较长，根据可知光的频率较小，则光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，光的侧移量小，故B错误；
C.光的频率较小，光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，光的光子数较多，真空中单位长度上光的平均光子数多，故C错误；
D.若、光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的频率较小，光的光子能量较小，光的光子数较多，则光的饱和光电流大，光的饱和光电流小，故D错误。故选A。
7．答案：B
解析：环境温度不变，则瓶内封闭气体发生等温变化，故内能保持不变，即
挤压瓶身时，水面上方气体体积减小，外界对气体做功，即
根据热力学第一定律
则，即气体对外放热。
设“潜水艇”悬浮时，吸管内部封闭气体的压强为，体积为，根据平衡条件得
解得
对吸管内的气体，根据玻意耳定律
解得
设水面上方的气体体积减小，对水面上方的气体，根据玻意耳定律
解得，故选B。
8．答案：BC
解析：A.由图乙可得磁感应强度为
由法拉第电磁感应定律得圆形线圈中产生的感应电动势为
所以原线圈两端的最大电压为
由得定值电阻两端的最大电压为，A错误；
B.定值电阻消耗的电功率为，B正确；
C.若磁感应强度的变化周期减小，则感应电动势的最大值增大，有效值增大，副线圈两端的电压增大，定值电阻消耗的电功率即变压器的输出功率将增大，C正确；
D.自耦变压器的滑片P顺时针转动，副线圈的匝数减小，副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流减小，由可知通过原线圈的电流减小，D错误。故选BC。
9．答案：ABD
解析：A.EF在进入磁场以前，棒与框一起加速运动，则有
导体框受静摩擦力作用加速运动，则有
根据牛顿第三定律可知，EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小，A正确；
B.导体框进入磁场前做匀加速运动，根据运动学关系可知
解得
EF在刚进入磁场以后，导体框切割磁感线产生感应电动势
通过EF电流为
受到安培力作用为
导体棒与导体框发生相对运动，之间的摩擦力变为滑动摩擦力，导体框在磁场中匀速运动可知，滑动摩擦力与安培力平衡
根据牛顿第三定律可知，导体棒CD受到导体框的摩擦力大小也为，B正确；
CD.导体棒CD与U形导体框都进入磁场，开始时，导体棒CD速度大于U形导体框的速度，由导体棒CD边与导体框共同切割磁感线产生电动势，形成电流，使得U形导体框EF边受到向右的安培力，与摩擦力共同作用使其做加速运动，EF边受到向左的安培力，向右做加速运动。设导体棒CD和金属框的速度分别为和，则电路中的电动势
电路中的电流
金属框和导体棒CD受到的安培力
与运动方向相同
与运动方向相反
则对导体棒CD
对金属框
初速度，则开始逐渐减小，逐渐变大。当时，相对速度
大小恒定，经过足够长时间后两者都做匀加速运动，C错误，D正确。故选ABD。
10．答案：BCD
解析：A.设BC的长度为L，根据胡克定律，有
BD与竖直方向的夹角为α时，伸长量为，故弹力为
水平方向
可知，小球从C点运动到D点的过程中，弹性绳弹力增大，其水平分力保持不变，故A错误；
B.小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为
当运动到D时，绳子伸长最长，弹性势能最大，根据能量守恒
因为最初绳子也具有弹性势能，所以，绳子最大的弹性势能大于，故B正确；
C.对球从C到D过程，根据动能定理，有
解得
若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，根据动能定理，有
解得，故C正确；
D.若仅把小球的质量变成2m，小球从C到D过程，根据动能定理，有
解得，故D正确。故选BCD。
11．答案：(1)调节旋钮P使左侧升高或调节旋钮Q使右侧降低
(2)2.20
(3)
(4)；
解析：(1)调节气垫导轨时，轻推滑块，若发现遮光条通过光电门2的时间小于遮光条通过光电门1的时间，说明气垫导轨左侧偏低，应调节旋钮P使左侧升高或调节旋钮Q使右侧降低。
(2)20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知遮光条的宽度为
(3)滑块通过光电门1的瞬时速度为
通过光电门2的瞬时速度为
由匀变速直线运动规律得
联立可得滑块运动的加速度为
(4)由牛顿第二定律得，
联立整理可得
所以图像的斜率为
则每个砝码的质量为
纵轴截距为
则滑块和遮光条的总质量为
12．答案：(1)1.150或1.145或1.155
(2)
(3)大
(4)
(5)39900
解析：(1)乙图中游标卡尺的读数是
(2)由电阻定律有
解得
(3)水样的电阻率越小，所以电阻越小，水中溶解的离子浓度越大
(4)为保证在转换开关和调节电阻箱时滑动变阻器的分压几乎不变，不管是或是与滑动变阻器左侧部分的并联电阻应该变化不大，所以滑动变阻器的阻值应该很小，故选用
(5)由欧姆定律有
解得
13．答案：(1)360cm(2)上有2个振动加强点
解析：(1)通过图像可知，水波的振动周期为，可知水波的波速为
则水波从波源传播到A点所需时间为
故在时间内，小孔A处的质点通过的路程
(2)设线段上P点为振动加强点，则满足
整理得
根据几何关系可知
根据几何关系可知
即
因为距离等于4米，，则
解得n存在两个解或
由几何关系可知，AC上的点，越靠近C点，波程差越小，故分析最靠近C点的加强点是否满足距离关系即可，设较远点为，对应，则同理满足
解得，故有2个加强点。
14．答案：(1)，(2)
解析：(1)物块Q下滑，第一次碰撞前做匀加速运动，根据牛顿第二定律
解得
根据速度与位移关系公式
得物块Q与盒子P发生第一次碰撞前的速度为
物块Q与盒子P发生第一次碰撞满足动量守恒和机械能守恒，则有
解得，
(2)第一次碰撞后盒子P做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
解得
物块Q与盒子P速度相等时有
解得
在时，盒子P与物块Q的位移差为
故共速前二者不会相碰，共速后继续之前的运动，第一次碰后盒子P经过时间减速至0，则
第一次碰后盒子P减速至0过程中经过的位移为
物块Q在时间内的位移为
所以盒子P停止运动之前两者未相碰，第一次碰后物块Q只要经过t时间，下滑位移就会与盒子P发生二次碰撞，根据运动学公式
解得时间
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)设离子进入磁场的速度为v，根据动能定理，有
离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
根据几何关系，有
解得
(2)由(1)可得
离子在圆柱形区域内的电场中沿y轴正方向做匀速直线运动，沿z轴负方向做匀加速直线运动，则沿y轴正方向有
沿z轴负方向有
其中，
解得
(3)在圆柱形区域内撤电场加磁场后，离子沿z轴负方向做匀速直线运动，可知离子在圆柱形区域内运动的时间
为使在底面O点聚集有，
得到
为使粒子不在中途从圆柱侧面射出则，
得到
综上