山东省菏泽市2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)

这是一份山东省菏泽市2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)，共26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．核电池，又叫同位素电池，它是一种利用放射性同位素衰变放出载能粒子，并将其能量转换为电能的装置。已知某电池的核燃料为，一个静止的原子核衰变成一个新核和另外一个带电粒子A。下列说法正确的是( )
A.粒子A的穿透能力比γ射线强
B.该衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒
C.比的比结合能小
D.的衰变速度随温度的升高而加快
2．下列说法中正确的是( )
A.鉴别晶体与非晶体的依据是该物质是否具有各向异性
B.一定质量的理想气体，吸收热量，内能一定增大
C.一定质量的理想气体，体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大
D.荷叶上的露珠呈扁平球形主要是因为表面张力的作用
3．以下说法中正确的是( )
A.甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B.乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时放出了一定能量的光子
C.丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷
D.爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图
4．2024年4月25日晚，神舟18号载人飞船成功发射，在飞船竖直升空过程中，整流罩按原计划顺利脱落。整流罩脱落后受空气阻力与速度大小成正比，它的图像正确的是( )
A.B.C.D.
5．在同一水平面上有两个波源P和Q，沿垂直水平面方向同时开始振动，振幅分别为A和2A，经过半个周期，P和Q同时停止振动，此时C点处于波峰位置，D点处于波谷位置。一段时间后，M点先后出现了两次振动，，，，则( )
A.两列波的波长均为2L
B.M点振动的总路程为6A
C.两列波相遇后，波速均发生改变
D.若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点始终处于波峰或波谷位置
6．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为同向转动的圆，每隔N年，该行星会运行到日地所在的直线上。下列说法正确的是( )
A.该行星与地球绕太阳公转的向心加速度之比为
B.该行星的公转周期为
C.该行星与地球绕太阳公转的半径之比为
D.该行星和地球绕太阳公转的线速度之比为
7．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V 22W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述错误的是( )
A.矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B.电风扇输出的机械效率约为99.1%
C.原、副线圈的匝数比
D.若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
8．在楼房维修时，工人使用如图所示的装置提升建材，为防止碰撞阳台，跨过光滑定滑轮的a绳和b、c绳连结在O点，甲在固定位置拉动绳的一端使建材上升，乙在地面某固定位置用力拉着足够长的b绳。在建材沿竖直方向匀速上升过程中，下列说法正确的是( )
A.甲受到的支持力变大，乙受到的支持力变大
B.甲受到的支持力变小，乙受到的支持力变小
C.甲受到的摩擦力变大，乙受到的摩擦力变小
D.甲受到的摩擦力变小，乙受到的摩擦力变大
二、多选题
9．以下说法正确的是( )
A.泊松亮斑是由光的衍射形成的
B.将托马斯·杨双缝干涉实验装置放进水中，条纹间距会变大
C.用一个偏振片来观察某光源发出的光，在垂直光的传播方向上旋转偏振片时，发现光的强度发生变化，说明该光是偏振光
D.为增加透射光的强度，在眼镜、相机等镜片表面涂有一层“薄膜”，使光学系统成像更清晰，这是利用了薄膜前后表面反射光相互干涉的原理
10．如图，圆形水平餐桌面上有一个半径为r、可转动的同心圆盘，圆盘的边缘放置一个质量为m的物块，物块与圆盘、物块与餐桌面间的动摩擦因数均为μ。从静止开始缓慢增大圆盘转动的角速度至物块恰好要发生相对滑动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，物块可视为质点，下列说法正确的是( )
A.物块随圆盘转动的过程中，圆盘对物块的摩擦力与速度方向相反
B.物块随圆盘转动的过程中，圆盘对物块的摩擦力做功大小为
C.继续增大圆盘转动的角速度，物块由于受到一个大于向心力的离心力作用而从圆盘滑动到餐桌面上
D.继续增大圆盘转动的角速度，物块从圆盘滑动到餐桌面上，若物块最终停在餐桌面边沿，忽略圆盘和餐桌面的高度差，可求出餐桌面的直径为
11．两等量正点电荷（图中未画出）。在其连线的垂面上有P、M三个点，O为两电荷连线的中点，如图，下列说法正确的是( )
A.M、N两点的电场强度大小相等
B.P、N两点的电场强度的大小一定不相等
C.给电子某一初速度，它能沿图中的圆做匀速圆周运动
D.负检验电荷从P点沿直线移动到N点过程中，电势能先增大后减小
12．如图，质量分别为和的金属棒a、b，垂直放在足够长的水平光滑导轨和上，左右两部分导轨间距分别为0.5m和1m。磁感应强度大小均为，左侧方向竖直向下，右侧方向竖直向上。两金属棒的电阻均与长度成正比，不计导轨电阻。开始时b在位置，a在NQ位置，绕过足够远的光滑定滑轮的绝缘细线连接b和质量为的物块c，最初c距地面的高度。c由静止开始下落，落地后不反弹，c落地时a、b速率之比，c下落过程中，b棒上产生的焦耳热为20J。a、b运动过程中和导轨接触良好，。下列说法正确的是( )
A.物块c落地时，a棒的速度大小为4m/s
B.物块c落地后，b棒的最终速度大小为4m/s
C.从c落地到a、b匀速运动过程中，a产生的热量为2J
D.c从开始运动到落地的过程中通过b棒的电荷量为0.4C
三、实验题
13．实验室有一块一侧有反光涂层的矩形玻璃砖，它的长宽比为，某同学用激光笔测量该玻璃砖的折射率。由于缺少标准测量工具，该同学将纸张裁成和玻璃砖一样大，通过对折产生折痕对纸张进行等分，将纸张变为测量工具。
（1）用纸张折痕确定法线，调整激光笔的位置如图所示，AO为入射光线，光线通过玻璃砖从B点射出，可知玻璃砖的折射率为______（可用分数、小数及根号表示）；
（2）激光在这种玻璃砖中发生全反射临界角的正弦值______；
（3）在本实验中，下列方法最能有效减小实验误差的是_______（单选，填选项序号）。
A.仅适当增大光线的入射角B.仅适当减小光线的入射角
C.仅适当增加纸张的等分折痕D.仅适当减少纸张的等分折痕
14．智能手机中大都配置有气压传感器，某种气压传感器主要传感元件是一个对气体压强敏感的薄膜，它连接一个柔性电阻器，当气压传感器所处环境气压变化时，这个薄膜变形，柔性电阻器的阻值也随之发生变化。已知某气压传感器的阻值变化范围为一百欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究其阻值随气压p变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A.气压传感器，一个标准大气压下阻值约为200Ω
B.直流电源，电动势6V，内阻不计
C.电流表量程为50mA，内阻不计
D.电流表量程为150mA，内阻不计
E.电压表V，量程为3V，内阻为3kΩ
F.定值电阻
G.滑动变阻器R，最大电阻值约为20Ω
H.开关S与导线若干
（1）请根据给定的实验器材在虚线框内画出实验电路图，在图上标注出元件符号（R、、V、或）
（2）将实物连线图补充完整。
（3）当气压传感器所处环境气压为p时，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则气压传感器的阻值______。
（4）改变环境压强p的大小，测得不同的值，绘成图像如图所示，由图可得阻值和压强p的函数关系式为______Ω。
四、计算题
15．如图，哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短的平底大烧瓶。在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，体积为，是气球中气体体积的两倍，气体的压强都为大气压强。
（1）在一次实验中，保持温度不变，用打气筒对气球充气，当瓶内气体体积由减小时，压强增大20%。求瓶内气体体积由减小时，体积减小前后瓶内气体压强的比值。
（2）另一次实验中，每充一次气都能把体积为、压强为的气体充进气球内，气球缓慢膨胀过程中，认为气球内和瓶内气体压强近似相等，保持温度不变，当瓶内外压强差时，橡皮塞会被弹出。求向气球内至少充气几次，橡皮塞被弹出？
16．如图，在xOy平面内虚线OM与x轴负方向夹角为45°，虚线OM右上侧和第一象限为区域I，I内存在垂直xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，虚线OM左下侧和第三象限为区域Ⅱ，Ⅱ内存在垂直xOy平面向外、磁感应强度为的匀强磁场。一个比荷为k的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度射入磁场，不计粒子重力。求：
（1）粒子从O点进入磁场到第二次穿过OM直线时所用的时间；
（2）粒子第二次穿过x轴与x轴交点的位置坐标；
（3）粒子第2n次通过OM直线时与O点的距离表达式。（其中）
17．如图，电力工人在倾角的山坡上架设电线，竖直电线杆高，工人将拖线器（拖线器为一连接细线的重物）抛出，拖线器恰好能够越过电线杆顶端，忽略空气阻力、人的身高和细线质量，。求：
（1）拖线器抛出时的最小速度大小及方向；
（2）拖线器抛出点到电线杆底部的距离；
（3）拖线器在山坡上的落点到电线杆底部的距离。
18．如图，三个质量均为的弹性小球用两根长均为的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。现给中间的小球B一个水平初速度，方向与绳垂直。小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长。求：
（1）当小球第一次相碰时，小球B的速度；
（2）当三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度；
（3）运动过程中小球A的最大动能和此时两根绳的夹角θ；
（4）当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F的大小。
参考答案
1．答案：C
解析：A.由题意，衰变方程为
故带电粒子A为，粒子的穿透能力没有γ射线强，A错误；
B.该衰变过程遵守质量数守恒和电荷守恒，但是核反应过程会释放核能，有质量亏损，B错误；
C.比结合能越大，原子核越稳定，自发衰变时，生成物的比结合能比反应物的比结合能大，因此比的比结合能小，C正确；
D.的衰变速度与温度无关，D错误。
故选C。
2．答案：D
解析：A.鉴别晶体与非晶体的依据不能根据是否具有各向异性，因为晶体不是所有性质均表现为各向异性，有些性质表现为各向同性，故A错误；
B.根据热力学第一定律可知，一定质量的理想气体，吸收热量，若同时对外界做功，内能可能增大，可能不变，可能减小，故B错误；
C.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数和温度有关，体积减小时，分子数密度增大，但气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数不一定增大，故C错误；
D.荷叶上的露珠呈扁平球形主要是因为表面张力的作用，故D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：A.甲图是α粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的α粒子数最少，故A错误；
B.乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定能量的光子，故B错误；
C.丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷，故C正确；
D.普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图，故D错误。
故选C。
4．答案：A
解析：空气阻力与速度大小成正比，设空气阻力为
上升阶段由牛顿第二定律
随着速度的减小，加速度逐渐减小，上升阶段做加速度逐渐减小的减速运动。在最高点加速度为
下降阶段由牛顿第二定律
随着速度的增大，加速度继续减小，下降阶段做加速度逐渐减小的加速运动。
故选A。
5．答案：B
解析：A.由于波源只振动了半个周期，可以判断得出波源P开始起振方向垂直纸面向外，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波峰状态传播到C点；可以判断得出波源Q开始起振方向垂直纸面向里，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波谷状态传播到D点，因此
解得两列波的波长均为
故A错误；
B.因为质点M到两波源的路程差为
当左侧波峰到达M点时右侧波还未传到M点，M会到达位置，当右侧波谷传播到达M点时左侧波已完全通过M点，则M会到达位置，随后两波均通过M点，M会到达平衡位置，因此M振动经过的总路程为
故B正确；
C.在同一介质中传播，两列波相遇后，波速均不发生改变，故C错误；
D.振动加强点是波峰和波峰或波谷和波谷的叠加，经过半个周期后，加强点将从波峰叠加变为波谷叠加（或从波谷叠加变为波峰叠加），所以必须经过平衡位置，因此若两波源一直振动，P和Q连线上的振动加强点不是始终处于波峰或波谷位置，故D错误。
故选B。
6．答案：A
解析：B.设该行星周期为，地球的周期为，又有每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，要使行星、地球、太阳三者共线，则只需地球比行星多转半个圆即可，则
解得
故B错误；
C.根据开普勒第三定律
可得
故C错误；
A.根据
可得
故A正确；
D.根据
可得
故D错误。
故选A。
7．答案：D
解析：A.根据法拉第电磁感应定律，有
解得
故A正确，与题意不符；
B.副线圈电路中，灯泡与电风扇并联，灯泡L正常发光，则电风扇M的电压为
电风扇所在之路电流为
电风扇输出的机械效率约为
故B正确，与题意不符；
C.原、副线圈的匝数比为
，
又
由闭合电路欧姆定律，可得
联立，解得
故C正确，与题意不符；
D.若将电风扇去掉，副线圈电阻增大，电流表示数减小，导致原线圈电流减小，原线圈的端电压增大，副线圈电压随之增大，则小灯泡变亮。故D错误，与题意相符。
故选D。
8．答案：B
解析：AB.重物沿竖直方向匀速上升，O点受到c绳的拉力大小等于重物的重力，受力分析如下图所示
当物体上升时，a绳与竖直方向的夹角变大，b绳与竖直方向的夹角变小，根据平行四边形法则可知ab绳中的拉力都变大，对甲分析可知，甲手中的绳子与竖直方向的夹角不变，设夹角为θ，则有
故随着变大，减小。对乙分析可知，乙手中的绳子与竖直方向的夹角变小，设夹角为α，则有
故随着变大，α减小，减小，故A错误，B正确；
CD.根据前面分析可知对工人甲水平方向
故随着变大，增大。对重物和乙整体分析，水平方向上根据平衡条件可知工人乙水平方向上受到地面的摩擦力等于a绳沿水平方向上的分力，所以工人乙受到地面的摩擦力越来越大，故CD错误。
故选B。
9．答案：ACD
解析：A.泊松亮斑是光绕过障碍物形成的，属于光的衍射现象，故A正确；
B.将托马斯·杨双缝干涉实验装置放进水中，根据光的折射定律
可知，光的波长变小，结合条纹间距与波长之间的关系
可知条纹间距变小，故B错误；
C.自然光在各个振动方向上的强度相同，所以旋转偏振片时透射光的亮度不变，而用一个偏振片来观察某光源发出的光，在垂直光的传播方向上旋转偏振片时，发现光的强度发生变化，说明该光是偏振光，故C正确；
D.根据薄膜干涉原理，为增加透射光的强度，在眼镜、相机等镜片表面涂有一层“薄膜”， 薄膜前后表面反射光相互干涉而消弱，使光学系统成像更清晰，故D正确。
故选ACD。
10．答案：BD
解析：A.物块随圆盘转动的过程中，圆盘对物块的径向摩擦力提供向心力，圆盘对物块的切向摩擦力使物块加速，故圆盘对物块的摩擦力方向不是与速度方向相反，故A错误；
B.物块随圆盘运动的过程中，将要滑离圆盘时
圆盘对物块的摩擦力做功大小为
故B正确；
C.继续增大圆盘转动的角速度，由于物块提供的向心力小于做圆周运动所需的向心力，而从圆盘滑动到餐桌面上，故C错误；
D.物块从圆盘上滑落到滑到桌面的边缘，如图所示
由动能定理可得
解得
餐桌面的直径为
故D正确。
故选BD。
11．答案：AC
解析：A.根据题意可知M、N点的电场强度如图所示
根据对称性可知，M、N两点的电场强度大小相等，P、N两点的电场强度的大小不一定相等，故A正确，B错误；
C.圆上所有点的电势相等，且电场方向背离圆心，所以电子在圆周上受到的电场力指向圆心，当速度大小合适，恰好由电场力提供向心力，电子可以做匀速圆周运动，故C正确；
D.由题意可知电场线的方向背离圆心，负检验电荷从P点沿直线移动到N点过程中，电场力先做正功再做负功，电势能先减小后增大，故D错误。
故选AC。
12．答案：CD
解析：A.金属棒的有效长度分别为L和2L，电阻分别为R和2R，金属棒串联，在任何时刻电流均相等，b棒上产生的焦耳热，根据焦耳定律
得a棒上产生的焦耳热为
根据能量守恒定律有
由题意可知
解得物块c落地时的速度为
，
A错误；
B.物块c落地后，a棒向左做加速运动，b棒向右做减速运动，两棒最终匀速运动时电路中电流为零，即两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，则
得
对两棒分别应用动量定理，有

解得
，
B错误；
C.根据能量守恒定律，从物块c落地到匀速运动过程中系统产生的热量为
又
解得
C正确；
D.对a，由动量定理有
又
解得
a与b串联，相同时间通过的电量相等，所以从b开始运动到c落地过程中通过b棒的电荷量为，D正确。
故选CD。
13．答案：（1）（2）0.69/0.67/0.68/0.70/0.71（3）C
解析：（1）设长为8a，高为4a，则入射角的正弦为
折射角的正弦值为
故折射率为
（2）全反射临界角为
（3）本实验的实验误差主要来源于求解正弦值时各条边长度的测量，为了提高测量长度的精准度使实验更准确，可以增加纸张的折痕。
故选C。
14．答案：（1）见解析（2）见解析（3）（4）
解析：（1）电源电动势为6V，电压表的量程为3V，为了确保安全，使电压的测量范围广泛一些，需要将电压表改装成6V的量程，即在电压表上串联定值电阻，由于电流表内阻不计，测量电路采用电流表内接法，为了使得实验测量数据范围广泛一些，控制电路中的滑动变阻器采用分压式接法，设计电路如图所示
（2）根据电路图连接实物图如图所示
（3）根据上述可知，电压表与串联的定值电阻阻值相等，两者承担电压相等，根据欧姆定律有
（4）令阻值和压强p的函数关系式为
根据图像，将坐标与代入上述关系式，解得
，
可知，阻值和压强p的函数关系式为
15．答案：（1）（2）8
解析：（1）以瓶内气球和橡皮塞封闭的气体为研究对象，设体积减小后的压强为p，由玻意耳定律得：
，
联立以上两式解得
（2）设向气球内至少打气n次，橡皮塞被弹出，以打气后球内气体为研究对象，打气后气体的体积为，由玻意耳定律得
以瓶内气球和橡皮塞封闭的气体为研究对象，打气后这部分气体的体积为，由玻意耳定律得：
另外
解得
故向气球内至少打气8次，橡皮塞被弹出。
16．答案：（1）（2）（3）（其中，2，3⋯）
解析：（1）在区域Ⅰ中，设轨迹半径为，周期为，由洛伦兹力提供向心力，可得
又
解得
在区域Ⅱ中，设轨迹半径为，周期为，由洛伦兹力提供向心力，可得
又
解得
由题意可知
，
故粒子从O点进入磁场到第二次穿过OM直线时所用的时间为
（2）由得
由得
如图，由半径关系可知该点的横坐标为
代入得
所以坐标表达式为
（3）粒子第2次通过OM直线时与O点距离为
每一次周期性运动沿OM方向的侧移量均为L，第2n次通过OM直线时与O点距离为
代入得
（其中）
17．答案：（1），方向垂直斜面向上（2）48m（3）48m
解析：（1）电线杆顶端到山坡的垂直距离
设初速度沿垂直斜面方向的分速度为，平行斜面方向的分速度为
联立解得
当时，抛出时的速度最小
即
方向垂直斜面向上
（2）平行斜面方向
抛出点到线杆底部的距离
代入数据解得
（3）由对称性可知，垂直斜面方向下落时间与上升时间相等，抛出点到落点距离
落点到电线杆底部的距离
代入数据解得
18．答案：（1）1m/s（2）-1m/s（3）2.25J；90°（4）9N
解析：（1）设小球第一次相碰时，小球B的速度为，考虑到对称性及绳的不可伸长特性，小球沿小球B初速度方向的速度也为，由动量守恒定律，得
解得
代入数据得
（2）当三个小球再次处在同一直线上时，则由动量守恒定律和机械能守恒定律，得
，
解得
，（三球再次处于同一直线），，（初始状态，舍去）
所以，三个小球再次处在同一直线上时，小球B的速度为
代入数据得
（3）当小球A的动能最大时，小球B的速度为零。设此时小球的速度大小为u，两根绳间的夹角为θ（如图），
则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律，得
，
另外
由此可解得，小球A的最大动能为
此时两根绳间夹角为。
（4）小球均以半径L绕小球B做圆周运动，当三个小球处在同一直线上时，以小球B为参考系（小球B的加速度为0，为惯性参考系），小球A（C）相对于小球B的速度均为
所以，此时绳中拉力大小为
代入数据得