2024届黑龙江省哈尔滨市第九中学高三下学期第四次模拟考试物理试题（原卷版+解析版）

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一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 若放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B. 福岛核电站利用轻核聚变的原理发电
C. 衰变产生的光子具有很强的电离能力
D. 衰变产生的电子来源于原子核，其实质是核内的中子转化为质子和电子
2. “天同一号”火星探测器从地球上发射到与火星会合的过程中，其运动轨迹可简化为图中虚线所示。“天问一号”飞向火星过程中，认为太阳对“天问一号”的万有引力远大于地球和火星对它的引力。下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”在地球上的发射速度大于第三宇宙速度
B. 与火星会合前，“天问一号”的加速度小于火星公转的加速度
C. “天问一号”运动周期大于火星公转的周期
D. “天问一号”在无动力飞向火星过程中，引力势能增大，动能减少，机械能守恒
3. 如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，下列说法正确的是（ ）
A. 若a光束为蓝光，b光束可能是红光
B. a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大
C. 玻璃对a光的折射率为
D. 用a光和b光分别照射同一狭缝，观察衍射现象，a光的中央亮条纹更窄
4. 如图甲所示，在x轴上有两个波源S1和S2，两波源在纸面内做垂直于x轴的简谐运动，其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为0.25m/s，则（ ）
A. 两波源形成的波振幅不同，不能产生干涉现象
B. x=0m处的点为振动减弱点，振幅为2m
C. x=1m处的点为振动加强点，振幅为6m
D. 两波源的连线间（不含波源）有12个振动加强点，且位移均恒为6m
5. 新冠肺炎疫情持续期间，医院需要用到血液流量计检查患者身体情况。某种电磁血液流量计的原理可简化为如图所示模型。血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出，空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间的电压稳定时测量值为U，流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。下列说法正确的是（ ）
A. 离子所受洛伦兹力方向一定竖直向下
B. M点的电势一定高于N点的电势
C. 血液流量
D. 电压稳定时，正、负离子不再受洛伦兹力
6. 下图为理想LC振荡电路工作中的某时刻，电容器两极板间的场强E的方向与线圈内的磁感应强度的方向如图所示，M是电路中的一点。下列说法中正确的是（ ）
A. 电路中的磁场能在增大B. 流过M点的电流方向向右
C. 电路中电流正在减小D. 电容器所带电荷量正在减少
7. 在如图所示的电路中，D是一只理想二极管，平行板电容器AB内部有一带电小球Q处于静止状态。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。电流表A、电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数分别用、、和表示，它们的示数变化量的大小分别用、、和表示。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A. 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，变小、变大，变小、带电小球Q向下运动
B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，不变，减小
C. 若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B稍错开一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
D. 若滑动变阻器的滑动触头P不动时，当两极板A和B的间距稍增大一些（两极板仍平行），Q仍静止不动
8. 某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
A. 降压变压器T2原线圈的输入电压为55V
B. 降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为1：1
C. 升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D. 当用户端用电量增大时，发电机输出的功率也增大
9. 如图，两根足够长且电阻不计光滑平行金属导轨MNPQ和，固定在水平面上，MN与距离为2L，PQ与距离为L。金属棒a和b的质量分别为2m和m，长度分别为2L与L，金属棒a、b分别垂直放在导轨和上，保持静止。整个装置处于竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场中。现a棒获得水平向右初速度，a始终在上运动，b始终在上运动，经过足够长时间后，下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒a做加速度减小的减速运动，b做加速度增大的加速运动
B. 金属棒a和b运动稳定时回路感应电动势为零
C 金属棒a和b运动稳定时均做匀速运动，且速度大小满足
D. 在整个运动过程中，流过金属棒a的电荷量是
10. 利用下图光电计时器测量物体A、B的速度。光滑水平导轨MN上放两个相同物块A和B，MN左端有一挡板P。MN右端N处与水平传送带平滑连接，现将宽度为的两黑色遮光条分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度匀速传动。物块B与传送带间的动摩擦因数，质量。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态。现解除锁定，弹开物块A和B，迅速移去轻弹簧，之后两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为。g取，所有碰撞均为弹性碰撞。下列说法中正确的是（ ）
A. 弹簧储存的弹性势能为16J
B. 物块B沿传送带向右滑动的最远距离为9m
C. 物块B滑回水平面MN的速度大小为4m/s
D. 若物体B仅在返回水平面MN后，才会与物块A发生碰撞，则从开始运动到即将碰撞第15次的过程中，物块B与传送带之间的摩擦生热为720J
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 在某星球上用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。在铁架台的悬点O的正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时立即被烧断，之后小球做平抛运动。现利用频闪数码照相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球做平抛运动的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，而后用平滑曲线连接各点得到小球做平抛运动的轨迹。已知照相机拍照的频率为20Hz。
（1）根据上述信息可知，a点_____（选填“是”或“不是”）小球平抛的起点；
（2）小球在c点时的速度大小为_____m/s；（结果保留根式）
（3）该星球表面的重力加速度大小为_____。
12. 电子测力计在医药、汽车、机械等各种行业都被广泛使用，具有操作方便、测量精度较高等特点。哈九中小峰同学想利用电流表表盘与弹簧制作一个简易电子测力计。
（1）小峰同学在实验室找来一根粗细均匀的导体棒，其每厘米电阻为，如图甲所示，利用游标卡尺测量该导体棒的长度为_____mm。
（2）他设计了如图乙所示的实验原理图，实验器材包括：弹簧（电阻可以忽略，劲度系数为k）、电阻箱、电流表（0-0.6A，可看成理想电表）、电源（电动势约3V，内阻未知），刻度尺。已知滑片固定在弹簧上且与导体棒接触良好，当弹簧处于原长时，滑片位于导体棒最左端。若沿拉钩方向每增加相同的力，就在电流表表盘上标注一个刻度，则刻度分布_____（填“均匀”或“不均匀”）。
（3）用图乙进一步测量该电源电动势与内阻，他将调为3Ω，拉动拉钩，改变导体棒接入电路中的长度，测出不同对应的电流表示数，并作出图像如图丙所示，可测得电源内阻为_____Ω。
（4）若弹簧的劲度系数为200N/cm，调为，则该电子测力计的零刻线对应电流表的刻度为_____A，该电子测力计的量程为_____N。
三、解答题（本题共3小题，共40分）
13. 2022年北京举办了第24届冬奥会，图甲是钢架雪车比赛项目一段赛道，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑（如图乙所示），运动员经过B点时速率未发生改变，到C点共计用时5.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为100kg，，g取，求雪车（包括运动员）：
（1）在直道AB上的加速度大小；
（2）过C点的速度大小；
（3）在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
14. 如图所示，密封良好的连体汽缸A、B，其容积V均为3m3，连接管道中间有一开口，可以与打气筒C相连，打气筒C容积为1m3，该连接口左右两侧各有一单向阀门M、N。初始状态打气筒的活塞在最下方，两阀门均处于关闭状态，将阀门缓慢向上提到最上端的过程中，M阀门关闭，N阀门打开；再缓慢向下压至底端的过程中，N阀门关闭，某一时刻M阀门打开，将气筒C内全部气体压入A中，上述过程记为一次抽压过程。所有过程气体温度保持不变，初状态汽缸A、B内的气体压强均为，忽略连接管道及两阀门间的气体体积。试求：
（1）抽压1次后，B容器内气体压强是多少；
（2）抽压第2次的过程中，打气筒C中气体的体积为多少时，M阀门打开。
15. 工程师在制做芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹。如图所示，以为原点建立空间直角坐标系，一粒子源不断释放质量为m，电量为的带正电粒子，初速度视为零，经过加速电压U后，以一定速度恰好沿着半径为R的圆弧轨迹通过辐射状电场，接着垂直平面射入棱长为L的正立方体区域，入射位置可调节，不计粒子重力及其相互作用。
（1）求辐射状电场中离子运动轨迹处电场强度E的大小；
（2）若仅在正方体区域中加上沿x轴正方向的匀强磁场，让粒子对准MN边中点H入射，电量为q的粒子恰好在边射出。若使所有粒子都能到达平面内的区域，求所加磁感应强度B的大小及n的最大值；
（3）若在正方体区域中同时加上沿x轴正方向场强为的匀强电场和（2）中的匀强磁场，让粒子对准平面中心点入射，求电量为q的粒子离开正方体区域时的坐标（结果保留根式和）。