物理：东北三省四市教研联合体2023-2024学年高三下学期二模试题（解析版）

这是一份物理：东北三省四市教研联合体2023-2024学年高三下学期二模试题（解析版），共21页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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，有错选或不答的得0分。
1. 在酒泉卫星发射中心发射的我国神舟十八号载人飞船与运载火箭组合体，总质量超过400t，总高度近60m。飞船入轨后，于北京时间2024年4月26日3时32分，成功对接于空间站天和核心舱径向端口。空间站的轨道高度约380～400km，运行速度约7.8km/s。下列说法正确的是（ ）
A. 速度、高度和质量均为矢量
B. “总质量超过400t”中的“t”为导出单位
C. 研究飞船与空间站天和核心舱对接时，可将飞船视为质点
D. “北京时间2024年4月26日3时32分”指的是时刻
【答案】D
【解析】A．速度为矢量，质量是标量，故A错误；
B．“总质量超过400t”中的“t”为质量的常用单位，不是导出单位，故B错误；
C．研究飞船与空间站天和核心舱对接时，飞船的形状不能忽略，不能视为质点，故C错误；
D．“北京时间2024年4月26日3时32分”指的是时刻，故D正确；
故选D。
2. 氢原子的能级如图所示，一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光，这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子的发射光谱是连续谱
B. 这群氢原子最多能发出三种不同频率的光
C. 从跃迁到能级时发出的光波长最短
D. 仅有两种频率的光能使锌板发生光电效应
【答案】C
【解析】A．氢原子只能处于几条特定的能级状态，在不同能级跃迁时发出特定频率的光，因此所发射的光谱不是连续的，故A错误；
B．这群氢原子最多能发出
种不同频率的光，故B错误；
C．从跃迁到能级时发出的光的能量最大，根据
光波长最短，故C正确；
D．一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种大于3.34eV，能使锌板发生光电效应，故D错误。故选C。
3. 人造地球卫星绕地球近似做匀速圆周运动。若卫星的线速度变为原来的后仍做匀速圆周运动，则卫星（ ）
A. 轨道半径变为原来的4倍B. 距地面高度变为原来的
C. 周期变为原来的2倍D. 向心加速度变为原来的
【答案】A
【解析】A．根据
线速度变为原来的，轨道半径变为原来的4倍，故A正确；
B．轨道半径变大，则距地面高度变大，故B错误；
C．根据
轨道半径变为原来的4倍，周期变为原来的8倍，故C错误；
D．根据
轨道半径变为原来的4倍，向心加速度变为原来的，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，点电荷a、b、c固定在平面内，a、b位于x轴上2d和3d处，c位于y轴上3d处。已知b、c带等量异种电荷且原点O处的电场强度沿y轴正方向。则（ ）

A. 点电荷a、b为同种电荷B. 点电荷c一定带负电
C. a的电荷量是c的倍D. O点电势高于P点电势
【答案】B
【解析】AB．由于原点O处电场方向沿y轴正方向，所以点电荷c一定带负电，点电荷a、b为异种电荷，由于b、c带等量异种电荷，b带正电，a带负电，且点电荷a、b在O点的电场强度等大反向，故A错误，B正确；
C．点电荷a在O点的电场强度
点电荷b在O点的电场强度
由于点电荷a、b在O点的电场强度等大反向，所以a的电荷量是b的倍，b、c带等量异种电荷，则a的电荷量是c的倍，故C错误；
D．电势是标量，运算法则符合代数运算法则。O点电势
由于
所以
O点电势
由于
所以
所以O点电势等于P点电势，故D错误。
故选B。
5. 一列简谐横波以速度沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点P此时刻的位移。则（ ）
A. 0～5s时间内，质点P沿x轴正方向移动20m
B. 该时刻后的极短时间内，质点P的加速度增大
C. 该波的周期为3s
D. 该波的波长为10m
【答案】C
【解析】A．质点只能在平衡位置上下振动，不能“随波逐流”，故A错误；
B．波向右传播，则质点P向下振动，位移减小，则加速度减小，故B错误；
CD．设波的表达式为
将（5，0）、（0，10）代入解得
，m
周期为
s
故C正确，D错误；
故选C
6. 如图所示，轻弹簧上端固定，另一端与置于水平地面b点的小滑块相连，小滑块处于静止状态。现用外力作用在小滑块上将其由b点沿水平地面缓慢移至a点，此时弹簧形变量与小滑块在b点时弹簧的形变量相同。则撤去外力后（ ）
A. 小滑块将静止在a点
B. 小滑块在a点时弹簧的弹力与b点时相同
C. 小滑块在a点对地面的压力小于b点对地面压力
D. 小滑块在a点所受的摩擦力大于b点所受摩擦力
【答案】A
【解析】B．根据题意，小滑块在a点时，弹簧处于压缩状态，在b点时，弹簧处于伸长状态，在a弹簧形变量与在b点时弹簧的形变量相同，则弹簧弹力大小相同，但方向不同，故B错误；
C．小滑块在a点时，弹簧弹力有向下的分力，小滑块在b点时，弹簧弹力有向上的分力，所以小滑块在a点对地面的压力大于b点对地面压力，故C错误；
A．小滑块在a点对地面的压力大于b点对地面压力，所以小滑块在a点受到地面的最大静摩擦力大于b点受到地面的最大静摩擦力，而小滑块在a、b两点弹簧弹力大小相同，在a点时弹簧弹力在水平方向的分力较小，所以小滑块将静止在a点，故A正确；
D．小滑块在a点时弹簧弹力在水平方向的分力较小，根据平衡条件，小滑块在a点所受的摩擦力小于b点所受摩擦力，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，半径为1m的四分之三光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，B点为轨道最低点，A点与圆心O等高。质量为1kg的小球（可视为质点）在A点正上方0.75m处静止释放，下落至A点时进入圆轨道，重力加速度g取，不计空气阻力，则（ ）
A. 小球在B点的动能为7.5JB. 小球在A点受到轨道的弹力大小为10N
C. 小球上升过程中距地面的最大高度为1.75mD. 小球离开轨道后将落至轨道B点
【答案】D
【解析】A．小球从释放到最低点，根据动能定理有
解得
J
故A错误；
B．小球从释放到A点，根据动能定理有
在A点，根据牛顿第二定律有
解得
N
故B错误；
C．设小球上升过程中距地面最大高度与圆心的连线和竖直方向的夹角为，则有
从B点到最高点，根据动能定理有
解得
最大高度为
m
故C错误；
D．假设小球离开轨道后将落至轨道B点，由C分析可知脱离轨道的速度为
m/s
根据斜抛的运动规律可知
解得m=
可知小球离开轨道后将落至轨道B点，故D正确；故选D。
8. 一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程、、、回到原状态，其图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（ ）
A. 外界对气体做功
B. 气体的内能增加
C. 气体向外界放热
D. 容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数增加
【答案】CD
【解析】A．过程，气体体积变大，气体对外做功，故A错误；
B．过程，气体体积不变，根据理想气体状态方程
可知压强减小，气体温度降低，内能减小，故B错误；
C．过程，气体压强不变，体积减小，即外界对气体做功，依据理想气体状态方程可得气体温度降低，气体内能减小，所以根据热力学第一定律
其中
，
可知
气体向外界放热，故C正确；
D．过程为等温变化，而气体压强变大，故单位面积单位时间，气体撞击器壁次数变多，故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，足够长的倾角为的光滑斜面底端固定一轻弹簧，弹簧的上端连接质量为m的薄钢板，钢板静止时弹簧的压缩量为。质量为m的物块从斜面上A点滑下，与钢板碰撞后二者（不粘连）立刻一起做简谐运动且运动到最高点时恰好不分开。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 碰撞后二者向下运动到最低点的过程中速度一直减小
B. 碰撞后物块、钢板和弹簧构成的系统机械能守恒
C. 简谐运动的振幅为
D. 弹簧弹力的最大值为
【答案】BD
【解析】A．钢板静止时有
当物体A与钢板接触后有
随着A物体和钢板对弹簧的压缩，其加速度逐渐减小，由于此时加速度方向与速度方向一致，所以其做加速度减小的加速运动，当
时，加速度为零，则是速度达到最大，下一刻则有
随着其压缩量变大，其加速度增加，由于加速度方向与速度方向相反，所以其做加速度增加的减速运动，直至速度为零，达到最低点。综上所述可知，其碰撞后二者先做加速度减小的加速后做加速度增加的加速运动，故A项错误；
B．碰撞后将物块、钢板和弹簧看成一个系统，该整体只有重力以及系统内弹簧的弹力做功，所以其系统机械能守恒，故B项正确；
C．碰撞后其做简谐运动，则为平衡位置时设弹簧的压缩量为，有
结合之前的分析有
解得
即平衡位置在O点下方处，由题意可知，其上升到最高点时速度为零，设此时弹簧的拉伸形变量为，对整体有
对物体A有
解得
所以其振幅为
故C项错误；
D．有上述分析可知，该简谐运动的振幅为，其平衡位置为在O点下方处，所以弹簧弹力最大位置，即两物体处于简谐运动的最低点，即O点下方处，此时弹簧的弹力为
结合之前的分析，可知弹簧的劲度系数为
解得
故D项正确。故选BD。
10. 如图所示，倾角为30°、间距为L、足够长的光滑平行金属导轨的底端接阻值为R的电阻；质量为m的金属棒通过跨过轻质定滑轮的细线与质量为4m的重物相连，滑轮左侧细线与导轨平行；金属棒的电阻为R、长度为L，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现将重物由静止释放，其下落高度h时达到最大速度v，重力加速度为g，空气阻力及导轨电阻不计，此过程中（ ）
A. 细线的拉力一直减小
B. 金属棒所受安培力的冲量大小为
C. 金属棒克服安培力做功为
D. 该过程所经历的时间为
【答案】BCD
【解析】A．根据题意，对重物和金属棒组成的系统受力分析可得
随着系统开始运动，加速度沿金属导轨向上，速度逐渐增大，安培力逐渐增大，则系统做加速度逐渐减小的加速运动，直至加速度为0时系统以速度做匀速直线运动。对重物受力分析可得
根据上述分析可知细线的拉力一直增大，速度最大后拉力大小保持不变。故A错误；
B．金属棒所受安培力的冲量为
故B正确；
C．由能量守恒定律得
解得
根据功能关系可知金属棒克服安培力做的功为
故C正确；
D．对整体列动量定理可知
方程联立可得
故D正确。
故选BCD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 研究碰撞中动量守恒的实验装置如图甲所示，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车A前端贴有橡皮泥、后端连接纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器的电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，各计数点之间的距离已标在图上。
（1）微调木板倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动的目的是__________。
A. 消除摩擦力的影响B. 为了便于实验的操作
（2）若小车A连同橡皮泥的总质量为0.41kg，小车B的质量为0.19kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是__________，碰后两小车的总动量是__________（结果均保留三位有效数字）；由此可以得出的实验结论是____________________________________________________________。
【答案】（1）A （2）0.750 0.744 见解析
【解析】【小问1详解】
为使小车碰撞前后均做匀速直线运动，实验需平衡摩擦力，故微调木板的倾斜程度，使小车能在木板上做匀速直线运动的目的是消除摩擦力的影响。
故选A。
【小问2详解】
[1]由纸带可知，在BC段和DE段点迹分布均匀，说明小车做匀速运动；因BC段平均速度较大，则计算小车A碰撞前的速度大小应选BC段，计算小车A碰撞后的速度大小应选DE段，相邻两计数点的时间间隔为
碰前小车的速度为
碰后小车的速度为
碰前两小车的总动量是
[2]碰后两小车的总动量是
[3]由于
由此可以得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，两小车碰撞过程中动量守恒。
12. 一灵敏电流表G的刻度盘上共有N格刻度而无具体示数，已知该电流表的满偏电流约为几百微安，内阻约为几百欧。现要求尽可能精确而简捷地测出此表的量程及其内阻。可供选择的器材如下：
①电压表V（量程3V，内阻）
②滑动变阻器（0～200Ω，0.5A）
③滑动变阻器（0～20Ω，2A）
④电阻箱（0～9999.9Ω）
⑤电池组（电动势为12V，内阻约为0.5Ω）
⑥开关S、导线
（1）采用如图所示的电路测定G的量程，其中滑动变阻器应选用__________（选填器材前数字序号）。
（2）调节滑动变阻器R，读出电压表的示数U和灵敏电流表G指针偏转格数n，则流过灵敏电流表G的电流为__________，灵敏电流表G的量程__________（涉及的物理量均用字母表示）。
（3）选用灵敏电流表G、电压表V、电阻箱、滑动变阻器、电池组、开关、导线来测定灵敏电流表G的内阻。
a．请设计测量方案并将实验电路图画在下面的方框内__________。
b．调节滑动变阻器和电阻箱，读出电压表的示数、电阻箱的阻值、灵敏电流表G指针偏转格数，则电流表G的内阻__________（涉及的物理量均用字母表示）。
【答案】（1）③ （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
滑动变阻器采用分压式接法，为调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，即滑动变阻器。
故选③。
【小问2详解】
[1]根据欧姆定律，流过灵敏电流表G的电流为
[2]根据
灵敏电流表G的量程为
【小问3详解】
[1]为了确保灵敏电流表G的安全，电阻箱与电流表G串联，为调节方便，滑动变阻器采用分压式接法，实验电路如图所示。
[2]灵敏电流表G指针偏转格数，此时流过灵敏电流表G的电流为
根据闭合电路的欧姆定律
解得
13. 隐身技术中要用到一种负折射率材料，如图甲所示，光在通过这种介质时，折射光线与入射光线分布在法线的同一侧，折射率为（i、r分别是入射光线、折射光线与法线的夹角）。图乙为真空中放置的一负折射率材料制作的直角三棱镜，顶角为；在棱镜下方处有一平行于下表面的光屏。一细束单色光从棱镜上的P点垂直OA入射且。已知棱镜对该单色光的折射率，光在真空中的传播速度。（不考虑光在介质中的多次反射，结果均保留两位有效数字，）
（1）若，求光在棱镜中传播时间t；
（2）若，光打在光屏上点（未画出），求点相对于光入射棱镜方向与光屏交点的侧移量x。
【答案】（1）s；（2）cm
【解析】（1）光路如图
若θ=45°，光在棱镜中的路径为
l=OP
光在棱镜中的传播速度为
传播时间为
代入数据解得s
（2）光路图如图
根据折射定律有
根据几何关系可知
解得
cm
14. 如图所示，空间坐标系中，在区域内存在沿z轴正方向的匀强电场E（大小未知），区域内存在沿z轴负方向的匀强磁场B（大小未知），在处垂直x轴的平面内区域有一荧光屏。一质量为m、电荷量为q的正电粒子从坐标为的M点在平面内进入电场区域，从N点沿x轴正方向以速度进入磁场区域。已知N点的坐标为，粒子重力不计。
（1）求电场强度E的大小；
（2）为使粒子在磁场中直接打到荧光屏上，求磁感应强度B的大小范围。
【答案】（1）；（2）≤B≤
【解析】（1）由题可知，带电粒子在电场中做类抛体运动，可将运动沿x轴和z轴进行分解：
沿x轴方向
沿z轴方向
由牛顿第二定律可知
解得
（2）在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
若粒子打到荧光屏下边缘，设圆周运动半径r1 ，根据几何知识有
若粒子打到荧光屏上边缘。设做周运动半径为r2，根据几何知识有
解得粒开正磁场中直接打到荧光屏上半径范围为≤r≤
解得磁感应强度B的大小范围为≤B≤
15. 如图所示，半圆形光滑轨道AB固定在竖直面内，与光滑水平面BC相切于B点。水平面BC右侧为顺时针转动的水平传送带，与传送带相邻的光滑水平面DF足够长。F处固定一竖直挡板，物块撞上挡板后以原速率反弹。现有物块P恰好通过圆弧最高点A，沿着圆弧运动到B点，此时速度大小为。DF上静置一物块Q。已知P、Q均可视为质点，质量分别为，，P、Q间碰撞为弹性碰撞。传送带长，物块P与传送带间的动摩擦因数。不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，重力加速度，不计空气阻力，结果可用根式表示。求：
（1）半圆形轨道半径R；
（2）调整传送带的速度大小，物块P到达D点时可能速度大小的范围；
（3）若传送带速度大小为，则从P、Q第1次碰撞结束到第2024次碰撞结束，物块P在传送带上运动的总时间t。（碰撞始终发生在DF上）
【答案】（1）0.5m；（2）m/ s≤≤3m/s；（3）s
【解析】（1）对物块在A点列牛顿第二定律得
对物块从A到B过程列动能定理有
解得
m
（2）设物块到达D点时最小速度为，最大速度为，根据动能定理有
解得
m/ s≤≤3m/s
（3）设水平向右为正方向，第1次碰撞对系统列动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
m/s，m/s
设向左滑上传送带的位移为x，根据牛顿第二定律和运动学规律可得
解得
m