贵州省毕节市2024届高三下学期第二次诊断性考试（二模）物理试卷(含答案)

这是一份贵州省毕节市2024届高三下学期第二次诊断性考试（二模）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．如图为氦离子的能级图，根据玻尔原子理论和爱因斯坦光电效应理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是( )
A.大量处于能级的氦离子向低能级跃迁过程中最多可辐射出3种不同频率的光子
B.处于能级的氦离子，只要吸收的能量就能发生电离
C.用从能级向能级跃迁过程中发出的光去照射逸出功为的金属钙，能使金属钙发生光电效应
D.从能级跃迁至能级过程中发射光子频率为，从能级跃迁至能级过程中发射光子频率为，则
2．当前，破旧高楼外墙砖易脱落造成安全事故，引发人们关注。某实验小组对墙砖脱落的运动进行定量研究。在一次模拟实验中，小组成员将一墙砖从某旧楼（无人居住）的楼顶由静止释放，下落一小段距离后，开始计时，采集从此位置开始下落的高度H与时间t的相关数据，并作出的图像如图，运动过程中空气阻力恒定。则( )
A.计时开始时墙砖的速度大小为0
B.本次实验中墙砖下落的加速度大小为
C.从计时开始，墙砖在内的平均速度为
D.计时开始后经墙砖恰好落至地面，则这栋旧楼高度约为
3．质量均为的三个物体静置叠放在水平面上，如图，现给B物体施加一拉力F，大小为，方向斜向右上方与水平方向成，仍处于静止状态，g取，，下列说法正确的是( )
A.物体C对B的摩擦力大小为B.物体C与地面间的摩擦力大小为
C.物体C对地面的压力大小为D.物体B对A的摩擦力大小为
4．北斗系统是中国自研的全球卫星导航系统，可为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务。北斗系统的卫星轨道距离地面有两种高度，一种是地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星，离地面高度约为；另一种是中圆地球轨道卫星，离地面高度约为。地球半径约为，地球自转周期约为，试估算中圆地球轨道卫星的公转周期约为( )
A.B.C.D.
5．如图，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd的四个顶点上，长直导线分别通有方向垂直于纸面的恒定电流I，其中a、b处电流方向向里，c、d处电流方向向外。已知通电长直导线周围距离为r处磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流大小。忽略电流间的相互作用，若a处电流在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为，则O点处实际的磁感应强度的大小为( )
A.B.C.D.
6．春节过后，气温急升，贵州多地因高温引发山火和森林火灾，因交通不便，为尽快扑灭山火，减小损失，多地紧急出动空中直升机取水救火。图示为某一直升机取水后，平行地面沿直线加速飞往火灾现场的空中情境，在某一时间内悬绳与竖直方向的夹角θ保持不变，水桶和水的总质量为m，重力加速度为g，不计悬绳的质量和空气阻力，则在这段时间内( )
A.悬绳拉力大小为B.悬绳拉力对水桶及水做负功
C.直升机的加速度大小为D.水桶及水处于超重状态
7．如图，光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相切，半圆轨道半径为R，C是半圆形导轨上与圆心等高的点，一个质量为m可视为质点的小球将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下小球获得某一向右的速度后脱离弹簧，从B点进入半圆形导轨，恰能运动到半圆形导轨的最高点D，从D点飞出后落在水平轨道上的E点（E点未画出），重力加速度为g，不计空气阻力，则( )
A.小球过最高点D时的速度大小为
B.释放小球时弹簧的弹性势能为
C.小球运动到C点时对轨道的压力为2mg
D.水平轨道上的落点E到B点的距离为R
二、多选题
8．如图，两平行倾斜光滑导轨间距，与水平面间夹角均为，导轨底端连接阻值的电阻。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为。垂直于导轨放置一导体棒，其电阻为，质量为，导体棒始终与两导轨良好接触。由静止释放导体棒，经一段时间后速度达到最大，且未到达底端，之后做匀速运动，g取，则( )
A.导体棒释放后做匀加速直线运动
B.导体棒的最大速度为
C.导体棒匀速运动时流过电阻的电流大小为
D.导体棒下滑过程中所受安培力做正功
9．如图，物块静置叠放在光滑水平面上，上下表面水平。间动摩擦因数为，，某时刻起B受到水平向右随时间t变化的拉力，A始终在B上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则( )
A.时，A的加速度大小为B.时，间摩擦力大小为
C.时，即将发生相对运动D.时，B的加速度大小为
10．如图，竖直面内有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道BC，固定在光滑的水平地面上，且圆弧轨道最低点C与水平地面相切。空间加有水平向右的匀强电场，A点位于B点左上方，相对于B点的水平距离和竖直高度均为R，一可视为质点的带电小球从A点以某一速度水平抛出，恰能从B点无碰撞地沿圆弧切线进入轨道，小球离开轨道后，运动到D点（D点未画出）时速度减为零，则( )
A.小球带负电
B.CD段长度为
C.小球从A点抛出时的速度为
D.从A点到D点过程中小球的电势能增加了
三、实验题
11．某实验小组利用如图装置探究一定质量的气体等温变化的规律。
（1）在实验操作过程中，为保证温度不变，以下操作正确的是___________。
A.用橡皮帽堵住注射器的小孔B.移动活塞要缓慢
C.实验时不要用手握住注射器D.在注射器活塞一周涂润滑油
（2）在相同温度下，实验小组第一次密封了质量为的气体、第二次密封了质量为的气体，完成两次实验后，在同一坐标系中分别作出对应的压强与体积的关系图线如图，则根据图像，可判断在等温情况下，一定质量的气体压强与体积成___________关系（填“正比”、“反比”）；___________（填“>”、“<”）。
12．某实验小组欲把电流表改装为电压表，因电流表内阻未知，根据以下提供的实验仪器，测其内阻并完成电压表改装。
A.电源（，内阻忽略不计）
B.待测电流表（，内阻约）
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.导线、电键若干
（1）根据提供的实验仪器，设计测量电路如图，应选________，应选________（填写器材前面的字母序号）。
（2）根据实验设计完成以下各步骤中的相关问题。
①闭合电键之前，滑动变阻器的滑片应调至________端（填“a”或“b”）；
②闭合电键，断开电键，调节滑动变阻器使电流表满偏；
③保持②步骤中滑动变阻器的位置不变，闭合电键和，调节电阻箱使电流表半偏，读出电阻箱的阻值为，则电流表内阻的测量值________Ω；
④该实验测得电流表内阻的测量值________真实值（选填“大于”或“小于”）；
⑤现将该电流表改装成量程为的电压表，应串联一个阻值为________Ω的电阻。
四、计算题
13．如图，为某一扇形透明柱状介质的横截面，其中为的角平分线，从M点发出一束平行于BO的光线，射向OA界面，在C点处同时发生折射和反射，其中折射光线平行于OM，反射光线射到OB界面上的D点（图中D点未画出）。
（1）求介质折射率的大小，并作出经C点反射到D点的光路图；
（2）若OC的距离为L，光在真空中的传播速度为c，求光在介质内第一次从M点到D点所用的时间？（计算结果可用根式表示）
14．如图，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、带电荷量为的粒子，从电场的上边界O点由静止释放，进入磁场后，其运动轨迹与下边界相切于P点，不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的场强大小？
（2）带电粒子从O点运动到P点的时间？
15．如图，倾角为的足够长斜面，其中MN段光滑，其长度，其余部分粗糙程度相同，长为的轻绳连接两个材料相同、质量分别为m、2m的小滑块（均可视为质点），小滑块与粗糙部分的动摩擦因数均为。开始时a处于光滑部分的M点，轻绳恰好伸直。现由静止同时释放小滑块，经过一段时间后，b与a发生弹性碰撞。已知重力加速度，（以下计算结果可用分数表示）求：
（1）小滑块到N点时的速度大小分别为多少？
（2）小滑块从释放经过多长时间会发生弹性碰撞？
（3）小滑块发生弹性碰撞后的瞬间速度大小分别为多少？
参考答案
1．答案：D
解析：A.大量处于能级的氦离子，最多可辐射种不同频率的光子，A错误；
B.由图可知，处于能级的氦离子要发生电离，需要吸收的能量
才能发生电离，B错误；
C.从向能级跃迁，是从高能级向低能级跃迁，会释放
发出的光子能量小于金属钙的逸出功，所以不能使金属钙发生光电效应，C错误；
D.从跃迁到能级辐射的光子能量为
从跃迁到能级辐射的光子能量为
即，又，所以，从能级跃迁至能级过程中发射光子频率大于从能级跃迁至能级过程中发射光子频率为，D正确。
故选D。
2．答案：B
解析：AB.设开始计时的速度为，下降时的加速度为a，得
整理得
结合图像可知
，
解得
故A错误，B正确；
C.从计时开始，墙砖在后的速度为
故该段时间内平均速度为
故C错误；
D.由静止释放到开始计时间的时间为
故这栋旧楼高度约为
故D错误。
故选B。
3．答案：A
解析：AB.由平衡可知，物体C对B的摩擦力与物体C与地面间的摩擦力大小均等于拉力的水平分力，即
A正确，B错误；
C.对整体，竖直方向有
得
根据牛顿第三定律，物体C对地面的压力大小为，C错误；
D.A水平方向不受外力作用，则物体B对A的摩擦力为零，D错误。
故选A。
4．答案：C
解析：设同步卫星轨道半径为，周期为，地球轨道卫星轨道半径为，周期为，由开普勒第三定律知
代入得
故选C。
5．答案：D
解析：根据安培定则，ac处电流在O点的磁场方向均指向b，bd处电流在O点的磁场方向均指向c。结合题意，a处电流在正方形的几何中心O点处产生的磁感应强度大小为，电流均为I，则O点处实际的磁感应强度的大小为
故选D。
6．答案：C
解析：A.根据题意，飞机在水平方向做加速运动，则可知水桶在水平方向做加速度运动，其合外力在水平方向，受力分析如图所示
可得悬绳拉力大小为
故A错误；
B.悬绳的拉力方向与水及水桶速度方向的夹角为锐角，则可知悬绳拉力对水桶及水做正功，故B错误；
C.直升机的加速度大小与水桶加速度大小相同，水及水桶所受合外力
则根据牛顿第二定律
解得加速度
故C正确；
D.水及水桶在水平方向做加速运动，竖直方向合力为零，因此水及水桶既不超重也不失重，故D错误。
故选C。
7．答案：B
解析：A.小球恰好通过最高点，则
小球过最高点D时的速度大小为
A错误；
B.根据机械能守恒
释放小球时弹簧的弹性势能为
B正确；
C.根据机械能守恒
根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律，小球运动到C点时对轨道的压力为3mg，C错误；
D.小球从D点做平抛运动，则
，
得水平轨道上的落点E到B点的距离为
D错误。
故选B。
8．答案：BC
解析：AB.当导体棒下滑时，受向下的重力，轨道的支持力和沿斜面向上的安培力作用，某时刻的加速度为
随速度的增加，加速度逐渐减小，当加速度为零时速度达到最大，棒做匀速运动，此时棒的最大速度满足
解得
A错误B正确；
C.导体棒匀速运动时流过电阻的电流大小
C正确；
D.在导体棒下滑过程中，一直受到沿斜面向上的安培力作用，安培力做负功，D错误。
故选BC。
9．答案：AC
解析：C.不发生相对运动时，A的最大加速度为
以为整体，根据牛顿第二定律
解得
故C正确；
AB.时，以为整体，根据牛顿第二定律
解得A的加速度大小为
间摩擦力大小为
故A正确，B错误；
D.时，发生相对运动，对B，根据牛顿第二定律
解得B的加速度大小为
故D错误。
故选AC。
10．答案：AD
解析：A.由题意，可知小球恰好从B点无碰撞地沿圆弧切线进入轨道，则小球在水平方向上减速，小球受到水平向左的电场力作用，与电场方向相反，则小球带负电，故A正确；
BCD.小球恰好从B点无碰撞地沿圆弧切线进入轨道，小球在竖直方向上做自由落体运动，则
可得小球运动的时间和此时的速度大小为
小球在水平方向上，做匀减速直线运动，则有
可得小球从A点抛出时的速度大小为
小球在水平方向的加速度的大小为
可知小球受到的电场力大小为
小球从A到D的过程中，由动能定理可得
求得
可得CD段的长度为
根据功能关系可得从A点到D点过程中小球的电势能增加了
故BC错误，D正确。
故选AD。
11．答案：（1）BC（2）反比；>
解析：（1）A.橡皮帽的作用是密封注射器内的气体。A错误；
B.为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是缓慢移动活塞，避免做功导致温度变化，B正确；
C.为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是不用手握住注射器封闭气体部分，避免热传递导致温度变化，C正确；
D.为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是用润滑油涂活塞，D错误；
故选BC。
（2）根据图像，压强p与体积的倒数成正比，即压强p与体积V成反比，故填“反比”。
根据图像知，当体积相同时，的气体压强大于的气体压强，说明温度一定时，的气体的分子数大于的气体分子数，则，故填“>”。
12．答案：（1）F；C（2）b；990；小于；9010
解析：（1）当电流表的示数达到满偏值，可得此时对应的电路中最小总电阻为
所以滑动变阻器应选择阻值较大的，故选F。
而本实验想利用半偏法测量电流表的内阻，此时电阻箱的阻值约等于电流表的内阻，故电阻箱选择C；
（2）闭合电键之前，滑动变阻器的滑片应调至b端；闭合电键时，总电阻最大，电路的电流最小，防止烧坏电流表。
根据实验原理可知，当电流表G半偏时，总电流不变，由于待测电流表与电阻箱并联，电压相等，所以待测电流表的内阻等于电阻箱的阻值即990Ω。
由于待测电流表并联电阻箱后的电阻变小，总电流变大，所以流过电阻箱的电流大于满偏电流的一半，电压相同的情况下电阻则偏小。
根据欧姆定律可得串联的电阻的阻值为
13．答案：（1），见解析（2）
解析：（1）根据题意做出光路图如图所示（CD应垂直于OM）
由几何关系可得
根据折射定律
（2）由几何关系可得
光在介质中的速度
则光在介质中从M到D的时间
14．答案：（1）（2）
解析：（1）带电粒子在电场中的运动过程，由动能定理得
进入磁场中，粒子做圆周运动，由几何关系得
由牛顿第二定律得
联立得
（2）带点粒子在电场中运动的时间为，由前面式子得
得
带点粒子在磁场中运动到P点的时间为，得
带电粒子从O点运动到P点的时间为
15．答案：（1），（2）（3），
解析：（1）从M到N过程，由动能定理得
解得
a进入粗糙段，由
可知a将做匀速直线运动，此时b在光滑段做匀加速运动，根据牛顿第二定律
解得
则b运动至N点时速度，由
解得
（2）a从M到N过程，由
解得
b物体从M到N的时间为，则有
解得
物体a在时间内下滑的位移为
可知，b过N点后做匀速运动，b匀速追上a所用时间为，则
小滑块从释放后，发生弹性碰撞时经历的时间为
（3）b追上a发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
代入数据得
，