陕西省汉中市2024届高三下学期第二次检测理综物理试卷(含答案)

这是一份陕西省汉中市2024届高三下学期第二次检测理综物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是( )
A.α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个
B.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
C.衰变成要经过7次β衰变和8次α衰变
D.氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下4个氡原子核
2．在新冠疫情暴发期间，为防止疫情扩散，被隔离的人员不许出门，不允许与他人有接触。某学校兴趣小组根据所学力学知识设计了如图所示的送餐装置，送餐员将食物放在吊盘中，被隔离者自行通过细绳搭在光滑定滑轮上将带铰链的轻杆缓慢上拉，从而取得食物。在轻杆被缓慢上拉到取到食物前的过程中( )
A.此人手上所受的拉力F先减小，后增大
B.此人手上所受的拉力F始终不变
C.轻杆所受压力大小始终不变
D.轻杆所受压力先减小，后增大
3．2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船成功对接于空间站（离地面高度约为400km）天和核心舱后向端口。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实（试）验装置等物资，并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。下列说法正确的是( )
A.为实现成功对接，天舟七号在与空间站同一轨道上需要加速靠近天和核心舱
B.天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度大于7.9km/s
C.天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比同步卫星的周期大
D.天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时，“年货”处于完全失重
4．如图所示，在匀强电场中，有边长为8cm的圆内接等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为，DE是平行于AB过O点的直线，D、E是直线与圆周的两个交点。下列说法正确的是( )
A.O点电势为8V
B.匀强电场的场强大小为150V/m，方向由A指向C
C.在三角形ABC的外接圆上的E点电势最低
D.将电子由D点移到E点，电子的电势能减少了
5．如图所示，BC是半径为R的竖直面内的光滑圆弧轨道，轨道末端C在圆心O的正下方，，将质量为m的小球，从与O等高的A点水平抛出，小球恰好无碰撞从B点滑入圆轨道，则小球在C点对轨道的压力为( )
A.B.C.D.
二、多选题
6．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数，副线圈的匝数为，为定值电阻，为滑动变阻器，所有电表均为理想交流电表，输入端所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。下列判断正确的有( )
A.原线圈接交变电压的表达式为
B.电压表的示数为
C.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，电压表的示数变大
D.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，电流表A的示数将减小
7．将质量为1kg的物体从倾角为θ的固定斜面底端以某一初速度上滑，向上运动的动能和重力势能随位移变化的图像如图所示。取斜面底端水平面为零势能面，重力加速度g为。下列说法正确的是( )
A.物体初速度的大小
B.物体与斜面间的动摩擦因数
C.物体回到出发点的动能为6J
D.物体上升过程中重力的冲量小于下降到出发点的过程中重力的冲量
8．如图所示，M、N是真空中宽为d的匀强磁场的左右边界（边界上有磁场），磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。大量比荷为k的正离子从M边界上的P点以速率进入磁场，速度方向分布在的范围内，不计离子重力，也不计离子间的相互作用，磁场区域足够长。则( )
A.从边界N飞出磁场的离子，飞出点与P点距离小于或等于
B.从边界N飞出磁场的离子中，在磁场中运动的最短时间为
C.磁场中有离子经过的区域的面积为
D.若将M、N边界间的距离变为3d，其他条件不变，则从P点沿不同方向射入磁场的离子有可能从M边界上同一点射出磁场
9．以下说法正确的是( )
A.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大斥力
B.浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距大，分子力表现为引力
C.一切自发过程总是沿着分子无序性增大的方向进行
D.一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子平均动能不变，其分子之间的势能增加
E.第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
三、实验题
10．实验小组用如图甲所示实验装置，探究一定质量小车加速度与力的关系。安装仪器完成后，将打点计时器接入频率交流电源，小车和前端固定光滑滑轮的总质量为M，砂及砂桶质量为m，跨过滑轮的细线一端挂着砂桶，另一端与拉力传感器相连。
（1）本实验过程中操作正确的是( )（填正确选项标号）
A.实验需要用天平测出砂及砂桶的质量m
B.实验前应将长木板的右端垫高，以达到补偿阻力效果
C.为了减小系统误差，实验中一定要保持砂及砂桶质量m远小于小车质量M
D.若相邻两个计数点间还有4个计时点，则相邻两计数点间时间间隔为0.08s
（2）测出在不同砂及砂桶重力作用下，得到纸带加速度a与拉力传感器读数F，以F为横坐标，以a为纵坐标，作出。图像如图乙所示，已知图线斜率为k，实验得到图像合理的是______________（填“A”或“B”）；小车及滑轮总质量。____________（用题中字母表示）。
（3）某次实验中，拉力传感器读数为，打下纸带上部分计数点如图丙所示。（相邻计数点间还有4个点未画出），则小车加速度大小____________（结果保留两位有效数字）。
11．锂离子电池是极具发展前景的重要能源存储装置之一，广泛应用于便携式电子产品和电动汽车等领域。内阻是锂离子电池的重要参数之一，具有非常重要的研究意义。某研究小组利用左图所示电路，对铭牌如右图所示的某锂离子电池进行研究(该锂离子电池内阻不超过)除开关和导线外，可选的其他实验器材有：
A.电压表(量程)
B.电流表(量程)
C.定值电阻(阻值2Ω,额定功率5W)
D.定值电阻(阻值20Ω,额定功率10W)
E.滑动变阻器(阻值范围,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值范围,额定电流2A)
(1)为尽量准确、方便地测出该锂离子电池的内阻，定值电阻应该选择滑动变阻器R应该选择______(填相应器材前的字母标号)
(2)正确选取器材后，电压表应接在______(选填“a”“b”)处。
(3)闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片位置，得到多组电压表和电流表的数值U和I，并作出对应的图像如题图所示。由此可得，该锂离子电池的电动势为_____V,其内阻为_____Ω。(结果均保留两位小数)
四、计算题
12．冰壶运动被称为冰上象棋，比赛具有挑战性和观赏性，是冬奥会比赛项目之一。在某次比赛时，运动员在水平冰面上。用水平向右的恒力推着冰壶从起滑架A点由静止开始沿图中虚线向右做匀加速直线运动，加速度大小为，到达投掷线B点后撤去推力，冰壶继续在冰面上沿直线滑行最终停在营垒中心O点。冰壶与冰面各处的动摩擦因数均为μ，已知AB相距，BO相距，冰壶质量，取重力加速度，求：
(1)冰壶与冰面之间的动摩擦因数μ；
(2)冰壶自静止开始到停在营垒中心处的时间t；
(3)在AB段运动员水平推冰壶做的功W。
13．如图所示，两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置，弧形部分竖直，直线部分水平且左端连线垂直于导轨，导轨间距为L。水平区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，细金属杆M、N长度都稍大于L。初始时刻，细金属杆M静止在弧形部分距水平导轨高度h处，磁场内的细金属杆N处于静止状态。某时刻静止释放M杆后，两杆与导轨接触良好且运动过程始终与导轨垂直，两杆在磁场中未碰撞且N杆出磁场时的速度大小为。已知M、N杆的质量分别为m和2m，电阻分别为R和2R，重力加速度为g，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。求：
(1)细金属杆N在磁场内运动过程中最大加速度的大小和方向：
(2)细金属杆N在磁场内运动过程中产生的焦耳热Q；
(3)细金属杆N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；
(4)初始时刻细金属杆N到ab的最小距离x。
14．图甲为某气压型弹跳杆，其核心部分可简化为图乙所示的竖直倒立质量为m的圆筒形汽缸（导热性良好），连杆一端与水平地面接触，另一端与面积为S的活塞连接（活塞厚度不计），汽缸内密封一定质量的理想气体。没有站人时活塞位于距缸底为H的A处。当某同学站上汽缸最终稳定后，活塞位于距离缸底的B处。已知大气压强为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间的摩擦，汽缸始终保持竖直。
(1)求该同学的质量M；
(2)若该同学仍然站在踏板上，使密闭气体缓慢升温，最终活塞回到位置A，若此过程中气体内能增加了，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。
15．道威棱镜是由发明的一种棱镜，该棱镜是将一等腰直角棱镜截去棱角而得，如图所示，一束平行于底边CD的单色光从AD边射入棱镜，已知棱镜玻璃的折射率为，光在真空中的速度为。
(1)求该单色光到达CD面上的入射角；
(2)若，光从AD边射入在CD面上经过一次反射从BC边射出，求光在棱镜内传播的时间。
五、填空题
16．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，波源位于处的甲波沿x轴正方向传播，波源位于处的乙波沿x轴负方向传播，时刻两列波的波形图如图所示。已知甲的波速为，回答下列问题：
甲、乙两列波_____发生稳定的干涉；（填“能”或“不能”）
两列波叠加后，处为振动_____的点；（“减弱”或“加强”）
时刻，处的质点位移为_____cm。
参考答案
1．答案：B
解析：A.α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质子数和中子数均减少2个，故A错误；
B.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故B正确；
C.衰变成所经历的α衰变的次数为
经过β衰变的次数为，故C错误；
D.半衰期是描述大量原子核衰变的统计规律，对极少量原子核的衰变并不适用，故D错误。故选B。
2．答案：C
解析：对结点C受力分析，如图所示
缓慢上拉，三个力平衡，三个力组成首尾相接的闭合三角形，力三角形与几何三角形ABC相似，根据相似三角形对应边比值相等，有
因上拉过程mg，AB不变，故AC减小则F减小，即工人手上所受的拉力减小，BC不变则N不变，根据牛顿第三定律，即轻杆所受压力大小始终不变。故选C。
3．答案：D
解析：A.为实现成功对接，需点火加速做离心运动从较低轨道进入较高的轨道，故A错误；
B.由万有引力提供向心力
得
可知空间站的轨道半径大于地球的半径，所以天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度小于7.9km/s，故B错误；
C.由万有引力提供向心力
得
可知空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，得空间站的周期小于地球同步卫星的周期，故C错误；
D.天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时，因为万有引力充当做圆周运动的向心力，可知空间站内物体处于完全失重状态，故D正确。故选D。
4．答案：D
解析：A.由题意，AB中点电势为
由几何关系可知，O点电势为10V，故A错误；
B.AB与CO连线垂直，匀强电场的场强大小为
电场线由高电势指向低电势，则电场方向由A指向B，故B错误；
C.D点和E点是圆上沿电场线方向电势最低点和最高点，故C错误；
D.由几何关系，圆形半径为，D点和E点的电势差为
将电子由D点移到E点，电势升高，电子的电势能减少eV，故D正确。故选D。
5．答案：A
解析：小球由A至B做平抛运动，设初速度，平抛时间t，竖直方向有
B点的速度相切于圆轨道，故平抛的速度偏向角为60°，则
可得
从A至C由动能定理得
在C点，对小球由牛顿第二定律
由牛顿第三定律可得球对轨道的压力与支持力大小相等，解得，故选A。
6．答案：AD
解析：A.根据题图乙可知，原线圈所接交变电压的最大值为
则原线圈接交变电压u的表达式，故A正确；
B.因原线圈电压的有效值为
又有原、副线圈匝数比为，根据理想变压器电压规律
可得副线圈两端电压为，电压表测的是两端电压，所以其示数小于，故B错误；
C.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，接入电路的阻值减小，阻值不变，分得的电压变小，则电压表的示数减小，故C错误；
D.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，接入电路的阻值增大，副线圈接入电路的总电阻增大，则通过副线圈的电流减小，根据理想变压器的电流规律可知，原线圈中电流减小，则电流表A的示数减小，故D正确。故选AD。
7．答案：BD
解析：A.根据得物体初速度的大小为，故A错误；
B.物块上滑的过程根据能量守恒可知，，
解得物体与斜面间的动摩擦因数，故B正确；
C.物体回到出发点时重力势能不变，所以物体回到出发点时损失的能量为
所以回到出发点时动能为，故C错误；
D.物体上升过程的加速度为
下落过程中的加速度为
所以
根据
可知上升的时间小于下降的时间，利用
可知物体上升过程中重力的冲量小于下降到出发点的过程中重力的冲量。故D正确。故选BD。
8．答案：ACD
解析：A.根据洛伦兹力提供向心力
解得正离子运动半径为
根据几何关系可知水平向右入射的离子在N边界的切点与竖直向下入射的离子在N边界的飞出点离Р点的距离均为，故飞出点与P点距离小于或等于，故A正确；
B.轨迹弦长为d的离子是从N边界飞出的离子中弦长最短，离子运动轨迹圆心角最小，为，在磁场中运动的最短时间为，故B错误；
C.有离子经过的磁场区域为半径为d的两个四分之一圆和边长为d的正方形组合而成，磁场中有离子经过的区域的面积为，故C正确；
D.若将M、N边界间的距离变为3d，则所有离子都从M边界上射出磁场，且初速度方向从竖直向下到竖直向上变化的过程中，根据旋转圆知识知，离子从M边界上射出的位置从P点依次向上增大到距离为2d的位置再依次向下减小到P点，故从P点沿不同方向射入磁场的离子有可能从M边界上同一点射出磁场，故D正确。故选ACD。
9．答案：ACD
解析：A.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大于斥力，使分子间有收缩的趋势，故A正确；
B.浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距小，分子间作用力表现为斥力，故B错误；
C.根据热力学第二定律，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故C正确；
D.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子平均动能不变，吸收热量增加了分子之间的势能，故D正确；
E.第二类永动机不可能制成，是因为违背了根据热力学第二定律，故E错误。
故选ACD。
10．答案：（1）B（2）A；（3）0.80
解析：（1）B.探究“加速度与力的关系”实验，保持小车质量不变，首先要补偿阻力，应将长木板的右端垫高，使小车做匀速运动以达到补偿阻力效果，故B正确;
AC.由于细线与拉力传感器相连，则小车受的合力为拉力传感器读数F的两倍，不需要测砂桶质量，也不需要满足,故AC错误;
D.若相邻两个计数点间还有4个计时点，相邻两计数点间时间间隔
故D错误，
故选B。
（2）拉力传感器读数为F，小车受的合力为2F，由牛顿第二定律有
解得
在图像中是过原点的直线，且图线不会出现弯曲，实验得到图像合理的是A。
在图像A中斜率为
得
（3）根据匀变速直线运动逐差法，小车加速度
11．答案：(1)C；E
(2)a
(3)3.78(3.76~3.79均可)；7(0.43~0.48均可)
解析：
(1)若选阻值为20Ω的定值电阻，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流最大约为，使用电流表(量程)测量误差较大，因此定值电阻应选2Ω，故选C；若选阻值范围的滑动变阻器接入电路.侧操作困难、读数误差大，因此滑动变阻器应选阻值范围，故选E
(2)电压表接在a点相当于增加了电源内阻，可使测量时电压表变化范围大，操作方便，偶然误差小，也可避免电压表超出量程。
(3)由闭合电路欧姆定律，有，得，由图像的截距可知，该锂离子电池的电动势,斜率解得该锂离子电池的内阻。
12．答案：(1)0.02(2)22s(3)176J
解析：(1)设冰壶到达B点的速度为v，则有，
根据牛顿第二定律有
解得，
(2)根据位移与平均速度的公式解得
总时间为
解得
(3)在AB段根据动能定理有
代入数据解得
13．答案：(1)，方向向右(2)(3)(4)
解析：(1)从M释放到进磁场，根据机械能守恒定律有
M进磁场时，对金属杆N根据牛顿第二定律有
解得
根据左手定则可知，安培力的方向水平向右，则加速度方向向右；
(2)由MN组成的系统动量守恒，则
根据能量守恒有
所以细金属杆N产生的焦耳热为
(3)对细金属杆N根据动量定理可得
其中
解得
(4)当N出磁场时M也刚好出磁场，此时N到ab的距离最小，设细金属杆N到ab的最小距离为x，则整个过程中流过闭合回路的电荷量有
所以
14．答案：(1)(2)
解析：(1)根据题意可知，没有站人时，对汽缸分析
站人稳定后，对人和汽缸整体分析
对汽缸内气体的等温变化分析
由以上解得
(2)缓慢升温过程中，气体的压强保持不变，外界对气体做的功为
对密闭气体用热力学第一定律可得
由以上解得
15．答案：(1)(2)
解析：(1)光在棱镜中传播光路如图所示.
由折射定律
解得
所以
(2)光线在棱镜内传播
在三角形MDP中，由正弦定理
解得
在三角形NCP中，由正弦定理
解得
光在棱镜内部传播的路程
由
解得
16．答案：能；加强；
解析：同种介质中两列简谐波的波速相等均为，由图可知甲、乙的波长均为
根据
可得甲、乙的频率均为，频率相同的简谐波能发生稳定的干涉；
各质点的振动周期为
乙的波峰第一次到达处的时间为
在时间内即2T时间内，对甲处的质点完成两次全振动，仍处于波峰位置，则时刻甲、乙的波峰相遇，两列波叠加后，处为振动加强点；
经过0.5s甲、乙两波在处相遇，1.5s时两列波在处的质点的平衡位置的位移为0，再经过0.25s即1.75s的时刻，甲的波峰与乙的波谷在处相遇，甲乙两波叠加后位移为。