安徽省淮北市2024届高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题 含解析

这是一份安徽省淮北市2024届高三下学期第二次质量检测（二模）物理试题 含解析，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：本大题共8小题，共32分。
1. 医学影像诊断设备堪称“现代医学高科技之冠”。它在医疗诊断中，常用半衰期为的作为示踪原子。获得的核反应方程为：，诊断设备工作时，放射粒子的核反应方程为：，下列说法中正确的是（ ）
A. 放射出射线
B. 的电荷数与的电荷数相等
C. 经，会全部发生衰变
D. 的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒，可得的质量数为0，核电荷数为1，所以为，故A错误；
B．根据质量数和核电荷数守恒，可得的质量数为
核电荷数为
所以为，所以的电荷数与的电荷数不相等，故B错误；
C．的半衰期为，设原来的个数为N0，经t=40min后的个数为N，则有
代入数据解得
所以经只有的发生衰变，故C错误；
D．X是，的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离，故D正确。
故选D。
2. 2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由米和秒及普朗克常量来定义，该决定于2019年5月20日起生效。此次标准实施后，SI单位中的7个基本单位将全部建立在不变的自然常数基础上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。下列关于千克的定义关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为
所以
所以
故选B。
3. 一位舞蹈演员抖动绸带的一端，绸带随之舞动，形成了一列美丽的波。甲图是一列简谐波在时刻的波形图，是该波上的两个质点，乙图是质点的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿轴负方向传播B. 时，质点恰好传播到点
C. 0~0.75s内，质点运动的路程为D. 质点的振动方程为：
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙知，时刻质点沿轴负方向运动，结合图甲，由同侧法知，该波沿轴正方向传播。故A错误；
B．波动中各质点不随波迁移，只在平衡位置附近做简谐运动。故B错误；
C、由图乙知，振幅，周期，质点在时刻处于平衡位置，则经过
通过的路程
故C错误；
D、由图甲知，时刻质点位于波峰，则质点的振动方程
故D正确。
故选D。
4. 无人机灯光表演给喜庆的节日氛围增添了几许惊艳。在一次无人机表演中，若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向，某架参演的无人机在方向的图像分别如图甲、乙所示，则在时间内，该无人机的运动轨迹为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知，在时间内无人机竖直方向做匀速直线运动，水平方向向右做匀减速直线运动，可知在时间内无人机受到的合外力方向水平向左，根据合外力指向轨迹凹处，可知时间内无人机运动的轨迹向左弯曲；在时间内无人机竖直方向向上做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，可知在时间内无人机的合外力竖直向下，根据合外力指向轨迹凹处，可知在时间内无人机运动的轨迹向下弯曲。
故选A。
5. 在光滑绝缘水平面上，相隔4L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷，a、、b是A、B连线上的三点，为AB的中点，。空间另有水平向左的匀强电场。一质量为m，电荷量为q的试探电荷在电场力作用下，以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，当它运动到点时，其动能为初动能的2倍，到b点时速度刚好为零，已知静电力常量为k，处的电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A. 试探电荷带负电B. a点的电势
C. 点的场强大小为D. b点的场强大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据等量同种电荷的电场特点可知，试探电荷从a点运动到b点过程中，两个正电荷对试探电荷做的功为0，故匀强电场对该电荷做负功，试探电荷带正电，故A错误；
B．试探电荷从a点运动到点过程中，根据动能定理，有
并且
解得
故B错误；
CD．试探电荷从a点运动到b点过程，根据动能定理有
解得匀强电场的电场强度
根据矢量叠加，两点电荷在点合场强为零，点电场强度大小
方向水平向左；b点电场强度大小
方向水平向左，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示，北京时间2024年3月2日，神舟十七号航天员汤洪波、唐胜杰、江新林密切协同，在地面科研人员的配合支持下，进行了约8小时的出舱活动，完成既定任务。为了保证出舱宇航员的安全，通常会采用多重保障，其中之一就是出舱宇航员要背上可产生推力的便携式设备，装备中有一个能喷出气体的高压气源。假设一个连同装备共有的航天员，脱离空间站后，在离空间站的位置与空间站处于相对静止的状态。航天员为了返回空间站，先以相对空间站的速度向后喷出的气体距离空间站时，再次以同样速度喷出同等质量的气体，则宇航员返回空间站的时间约为（ ）
A. 200sB. 300sC. 400sD. 600s
【答案】B
【解析】
【详解】设宇航员的速度方向为正方向，第一次喷气后航天员的速度为，则根据动量守恒定律
即
解得
此所需的时间为
再次喷气，设喷气后航天员速度为，根据动量守恒定律
即
解得
此后所需的时间为
则宇航员返回空间站的时间约为
故选B。
7. 因为用长度单位去描述遥远的星体没有什么太大意义，所以我们通常描述天体的大小都是以地球上看到的角度大小来描述，即“角直径”（如图中）。宇宙中某恒星质量是太阳质量的倍，设想地球“流浪”后绕该恒星公转。当地球绕该恒星和太阳的公转周期之比为时，该恒星正好与太阳具有相同的角直径，则该恒星与太阳的平均密度之比为（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据
可得
平均密度为
做出辅助线，如图
几何关系可知
联立，解得
可得该恒星与太阳的平均密度之比为
故选A。
8. 如图所示，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在木板上的点，将木板以底边为轴由水平缓慢转动直至竖直，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中（ ）
A. 细绳上的拉力的合力保持不变B. 两细绳上拉力均先增大后减小
C. 圆柱体对木板的压力先减小后增大D. 圆柱体对木板的压力先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】CD．设两绳子对圆柱体的拉力的合力为，木板对圆柱体的支持力为，绳子合力与木板夹角为，木板与水平方向夹角为，沿着木板和垂直于木板建立坐标系，如图
圆柱体保持平衡，则在沿着木板方向有
垂直于木板方向有
将木板以底边为轴由水平缓慢转动直至竖直，已知不变，从0逐渐增大到90°，则变大，且
可得
根据数学知识可知
所以先增大后减小，结合牛顿第三定律可知，圆柱体对木板的压力先增大后减小，故C错误；D正确；
AB．设两绳子之间的夹角为，绳子拉力为，则
可得
不变，逐渐增大，可知绳子拉力不断增大，故AB错误。
故选D。
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9. 在电子技术中，科研人员经常通过在适当的区域施加磁场控制带电粒子的运动。如图所示，正方形边长为，一束相同的正离子以相同的速度垂直边射入，如果在的某区域内存在着磁感应强度大小为、方向垂直纸面的匀强磁场，最终所有离子均从点射出，则（ ）
A. 磁场方向垂直纸面向里B. 离子的比荷为
C. 磁场区域的最小面积为D. 离子在磁场中运动的最长时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，粒子向下偏转，由左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B．画出粒子轨迹，如图
可知为磁聚焦模型，故运动半径，再由
得
故B正确；
C．由图知，磁场区域最小面积为“叶”型面积
故C错误；
D．粒子最大圆心角为，则最长时间为
故D正确。
故选BD。
10. “落体偏东”现象是指在距地面一定高度的物体，做自由落体运动时，将落在正下方位置偏东位置。这一现象可解释为除重力外，由于地球自转，下落过程物体还受到一个水平向东的“力”，物理学上称为“科里奥利力”。不考虑重力加速度的变化，质量为的物体在赤道上方下落时，“科里奥利力”可表示为，其中为地球自转角速度，为物体下落时间。现将小球从赤道上方处无初速释放，忽略空气阻力，，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A. 小球落地时水平速度大小约为
B. 小球落地点在正下方位置偏东约处
C. 小球从赤道竖直上抛，上升过程受到的“科里奥利力”方向水平向西
D. 小球从赤道竖直上抛，到最高点时水平方向的加速度和速度均为零
【答案】AC
【解析】
【详解】．小球做自由落体运动，由
得
水平方向受力是科里奥利力
F与成正比，则根据动量定理可知
则小球落地时水平速度大小约为
故A正确；
B．小球下落的过程，由受力分析可知，水平方向受到的科里奥利力逐渐增大，即水平方向加速度逐渐增大，小球落地点在正下方位置偏东距离约为
而由于加速度逐渐增大，可知平均速度小于，所以小球落地点在正下方位置偏东小于，故B错误；
D．小球竖直向上运动受到水平的一个力，导致物体水平有加速度，虽然加速度会越来越小，但是加速运动，因此物体到最高点时，水平方向有速度，而水平方向加速度却为零，故D错误；
C．由以上分析可知，小球从赤道竖直上抛，可看做小球竖直下落过程的逆过程，则上升过程受到的“科里奥利力”方向水平向西，故C正确。
故选AC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 某研究小组的同学根据所学的光学知识测量液体折射率。
（1）取一个圆形的薄板，用游标卡尺测其直径的示数如图甲所示，则______mm；
（2）在它的圆心处竖直插上一根大头针，让薄板浮在液面上（如图乙所示）；
（3）调整大头针插入薄板的深度，使它露在液体里的长度为，这时从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针；
（4）所测液体的折射率可表示为______（不计薄板厚度，用符号和表示）。
【答案】 ①. 50.20 ②.
【解析】
【详解】（1）[1]20分度游标卡尺精确度为，由图甲可知软木塞直径为
（4）[2]由于从液面上方的各个方向都恰好看不到大头针，表明恰好发生全反射，光路图如图所示
根据几何关系有
根据临界角公式
联立解得折射率为
12. 酒驾严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图甲所示。某同学利用酒精气体传感器设计一款酒精检测仪电路图如图乙所示。但是该同学除了酒精气体传感器外，在实验室只找到以下器材：
A．干电池组（电动势，内阻）
B．表头G（满偏电流，内阻）
C．电阻箱（最大阻值）
D．电阻箱（最大阻值）
E．多用电表
F．开关及导线若干
（1）为了完成实验，该同学先将表头和电阻箱改装成量程为的电压表。与应______联（选填“串”或“并”），的阻值调为______；
（2）该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上处，则电阻箱的阻值应调为______（保留两位有效数字）；
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶，酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶，则该次测试的酒精气体浓度在______（选填“酒驾”或“醉驾”）范围内；
（4）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. 串 ②. 360
（2）33 （3）醉驾
（4）偏大
【解析】
小问1详解】
[1][2]要将表头改装为电压表，需要串联一个电阻
【小问2详解】
由题意，表头显示电流为时，传感器电阻为，电路中电流为
则
小问3详解】
此时表头中的实际电流为，则电压为，此时传感器的实际电流为
此时传感器电阻
属于醉驾范围。
【小问4详解】
使用较长时间后，干电池电动势降低，内阻增大，同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，传感器分压减小，故所测得的酒精浓度值偏大。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图甲所示，气动避震是通过充放气体来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙所示，在导热良好的汽缸内用可自由滑动的面积为活塞和砝码组合体封闭一定质量的气体，活塞和砝码总质量为。初始时，开关阀门关闭，此时汽缸内气体高度为。已知外界大气压强，重力加速度取。外界环境温度不变。求：
（1）此时汽缸内气体压强；
（2）打开阀门，充气装置向汽缸内充入压强、体积的气体后，汽缸内气体高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对活塞和砝码整体，由平衡条件
解得此时汽缸内气体压强
（2）活塞和砝码稳定时，由平衡条件知，汽缸内气体的压强仍为，对充入汽缺的气体和原有气体，由理想气体状态方程
解得汽缸内气体高度
14. 如图所示，电阻不计且足够长的型金属框架放置在倾角的绝缘斜面上，金属框架上端与阻值的电阻相连，该装置处于磁感应强度大小，方向垂直斜面向下的匀强磁场中。质量、电阻的导体棒垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好。框架的质量、宽度，框架与斜面间的动摩擦因数，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度取。
（1）若框架固定，棒从静止开始下滑位移时速度，求此过程中电阻上产生的热量；
（2）证明：流过棒的电量，其中为磁通量的变化量。并求出（1）过程中流过棒的电量；
（3）若框架不固定，判断其能否运动。如果框架不能运动，求导体棒的最大速度；如果框架能运动，求框架刚运动时导体棒的速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据能量转化和守恒定律有
代入数据解得
解得
（2）流过棒的电量
据闭合电路欧姆定律
据法拉第电磁感应定律
故可推出
其中
代入数据解得
（3）假设框架不能运动，导体棒到达最大速度时安培力为，则
对框架分析，此时
框架受到最大静摩擦力
故框架在棒达最大速度前运动。
设框架刚运动时导体棒速度为，此时棒产生的电动势
回路中感应电流
棒所受的安培力
对框架有
代入数据解得
15. 如图所示，质量、长度的长木板放置在水平地面上，长木板左端与地面上点对齐。与长木板等高的挡板固定在地面点，挡板右侧固定倾角、长度的传送带。质量的物块（可视为质点）以的速度滑上长木板的左端。长木板的右端与挡板相碰后原速率反弹，物块在点无能量损失滑上传送带。已知段的长度，物块与长木板及传送带间的动摩擦因数，长木板与水平地面的动摩擦因数，传送带顺时针转动且速率，重力加速度取。不计长木板与挡板碰撞的时间，求：
（1）物块在长木板上滑行时，长木板的加速度大小；
（2）长木板运动到C点时的速度大小；
（3）物块从滑上木板到在传送带上运动至最高点过程中，整个系统由于摩擦产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块在长木板上滑行时，物块与木板间摩擦力
木板与地面间摩擦力
此过程，物块的
木板的加速度
（2）假设木板与挡板相碰前，物块与木板已经共速，设速度为，则
得
此过程，木板的位移
物块的位移
且
故物块达到木板右侧时恰好与木板共速，此后，一起向右减速，加速度
到达点时速度设为，则
解得
（3）物块在木板上滑行过程，产生的热量
木板向右运动过程，产生的热量
因为
物块滑上传送带先向上做匀减速直线运动，加速度
速度减为0时间
此过程物块位移
此过程传送带位移
物块与传送带由于摩擦产生的热量
木板与向左做匀减速直线运动，加速度
故木板在内位移
产生的热量
物块从滑上木板到运动到传送带最高点过程中，整个系统由于摩擦产生的热量