2024届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三下学期第一次模拟考试物理试卷

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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，1∼7小题只有一个选项正确，每小题4分。8~10小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的不得分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．质点是理想化模型，力学中为了研究方便，任何物体任何时候都可以看成质点
B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，这里运用了微元的思想
C．在真空中，所有电磁波的波长与频率的乘积都等于真空中光速
D．若在闭合导体回路中产生了感应电流，则一定有导体切割磁感线
2．2023年8月，日本不顾多个国家的反对，公然将含有大量放射性物质的核废水排放到太平洋中，其中有一种放射性物质是碳14，它的半衰期大约为5730年，其衰变方程为；则下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中X为粒子
B．如果有100个碳14，经过5730年将有50个原子核发生衰变
C．碳14半衰期很长，所以短期内不会对人类造成影响
D．衰变产生的X粒子电离本领比光子强
3．如图甲所示，直导线P、Q分别被两根等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，且P固定于水平轴正下方，两组绳长也相同，其截面图如图乙所示，导线P通以垂直纸面向里的电流；导线Q电流方向未知，平衡时两导线位于同一水平面，且两组绝缘轻绳与竖直方向夹角均为。已知Q的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．导线Q中电流方向垂直纸面向里
B．导线P、Q间的安培力大小为
C．仅使导线P中电流I缓慢增大且不超过90°，导线Q对悬线的拉力大小逐渐增大
D．当导线P中电流突然消失的瞬间，导线Q受到两绳的拉力大小之和为
4．“刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片（可视为质点）以初速度水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线与竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A．面片在空中运动的水平位移为
B．面片运动到锅边缘时的速度大小为
C．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则面片处于超重状态
D．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则所受摩擦力大小保持不变
5．科学家在地球上用望远镜观测一个双星系统，可观测到一个亮度周期性变化的光点，这是因为其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。现科学家用一航天器去撞击双星系统中的一颗小行星，撞击后，科学家观测到系统光点明暗变化的时间间隔变短。若不考虑撞击引起的小行星质量变化，且撞击后该双星系统仍能稳定运行，则被航天器撞击后（ ）
A．该双星系统的运动周期不变B．两颗小行星中心连线的距离不变
C．两颗小行星的向心加速度均变大D．两颗小行星做圆周运动的半径之比变大
6．如图，水平带电平面下方有一质量为m的带正电的小球，可看成质点，电量大小为q。当它在P点时所受合力为零。P点与平面的垂直距离为d，k和g分别为静电力常量和重力加速度，Q点是与P点对称的平面上方的一点。下列说法正确的是（ ）
A．平面带正电
B．Q点场强大小一定为
C．Q点场强可能为零
D．若将一负电荷从平面移到P点，该负电荷的电势能一定增加
7．轻质弹簧上端悬挂于天花板上，下端与质量为M的木板相连，木板静止时位于图中I位置。O点为弹簧原长时下端点的位置，质量为m的圆环形物块套在弹簧上（不与弹簧接触），现将m从O点正上方的II位置自由释放，物块m与木板瞬时相碰后一起运动，物块m在P点达到最大速度，且M恰好能回到O点。若将m从比II位置高的Q点自由释放后，m与木板碰后仍一起运动，则下列说法正确的是（ ）
A．物块m达到最大速度的位置在P点的下方
B．物块m与木板M从I位置到O的过程做匀减速运动
C．物块m与木板M在O点正好分离
D．物块m能回到Q点
8．如图甲所示，某建筑工地正用吊车将装混凝土的料斗竖直向上起吊到高处，料斗从静止开始向上运动的加速度随上升高度变化的规律如图乙所示，若装有混凝土的料斗总质量为0.5吨，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．从静止开始到运动过程，料斗做匀加速运动
B．从静止开始上升到高度时，料斗的速度大小为
C．从静止开始上升过程中，吊车对料斗做功为
D．从静止开始上升过程中，料斗运动的时间为
9．如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，振幅为，周期为．已知在时刻，质点A坐标为，质点B坐标为，A、B都沿y轴正向运动。下列说法正确的是（ ）
A．该列简谐横波波长可能为
B．A、B两质点可以一个在波峰，一个在波谷
C．从时刻起，经历时间，质点A的位移为
D．在时，质点B的位移为零
10．如图甲所示，某仪器平台悬挂在轻质弹簧的下端O，弹簧上端固定悬挂在点。为保持平台的稳定，需要在下方安装减振装置。减振装置由通过绝缘轻杆固定在平台下表面的一个线圈和固定在桌面上能产生辐向磁场的铁磁体组成，辐向磁场分布关于线圈中心竖直轴对称，线圈所在处磁感应强度大小均为B。处于静止状态的平台受到外界微小扰动，线圈在磁场中做竖直方向的阻尼运动，其位移随时间变化的图像如图乙所示。已知时速度为，方向向下，、时刻的振幅分别为，。平台和线圈的总质量为m，弹簧的劲度系数为，线圈半径为r、电阻为R。已知，当弹簧形变量为时，其弹性势能为。不计空气阻力，，则下列说法正确的是（ ）
A．时，线圈中的感应电流为
B．时，线圈所受安培力大小为
C．在时间内，线圈产生的焦耳热为
D．在时间内，弹簧弹力冲量大小为
二、实验题（共14分）
11．（6分）某同学利用牛顿第二定律测量小车的质量，其装置如图甲所示；在调节桌面水平后，用力传感器来测细线中的拉力。
（1）该实验______（填“需要”或“不需要”）砂桶质量远小于小车质量；
（2）实验中得到一条如图乙所示的纸带，图中每相邻两个点迹间还有四个计时点没画出来，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是______；（计算结果保留三位有效数字）
（3）若实验中小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示，若不计小车上滑轮的质量，则小车的质量______。（计算结果保留三位有效数字）
12．（8分）某实验小组想要测量电流表的内阻，可供选择的器材如下：
A．待测电流表（，内阻约）
B．电流表（，内阻约）
C．定值电阻
D．滑动变阻器
E．滑动变阻器
F．干电池（3.0V）
G．电键S及导线若干。
该实验要求可以测得多组数据且调节方便，而且电表指针的偏转角能够调节到尽可能大，则：
（1）滑动变阻器应选______。（在空格内填写仪器前序号）
（2）在甲图的虚线框中画出该实验的电路图；
（3）实验步骤如下：
①按电路图连接电路，将滑动变阻器触头移至合适的位置；
②闭合电键，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、；
（3）多次移动滑动变阻器的触头，记录相应的、的读数；
（4）以为纵坐标，为横坐标，作出相应图线，如图乙所示；
（4）根据图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式______。
三、计算题（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．（12分）如图1所示，水平放置的两导热气缸底部由细管连接（细管体积忽略不计），两厚度不计活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动。活塞的横截面积分别为、，两活塞及刚性杆总质量为。两气缸与细管道内封闭有一定质量的理想气体，初始状态活塞a、b到缸底部距离均为。已知大气压强，环境温度，取重力加速度。设活塞移动过程中不漏气。
（1）若缓慢升高环境温度，使某一活塞刚好缓慢移到所在气缸的底部，求此时环境的温度。
（2）若保持初始温度不变，将整个装置转至图2所示竖直放置，经一段时间后活塞达到稳定状态，求此过程中活塞移动的距离。
图1 图2
14．（12分）2024年哈尔滨成为了全国旅游的最热门的城市，美食和冰雪项目深受大量游客喜爱，如图1所示的滑雪圈是网红打卡项目之一。图2为某滑雪圈项目轨道的示意图，该项目的轨道由倾角、长滑道与水平冰雪地面平滑连接构成，雪圈与倾斜滑道间的动摩擦因数，与水平冰雪地面的动摩擦因数。游客甲从滑道顶端A点由静止开始下滑，雪圈过B点前后速度大小不发生变化，当游客甲滑至水平地面上C处时与停在C处未及时起身离开的游客乙发生正碰，作用时间很短，间距离。已知两游客最终都停在了水平面上，不计空气阻力引起的能量损失，两游客连同雪圈可看成质点，游客甲连同雪圈总质量，游客乙连同雪圈总质量为，。求：
（1）碰撞前游客甲的速度；
（2）全过程中两游客与轨道摩擦可能产生的热量的最小值。
图1 图2
15．（16分）有一种粒子分析器如图甲所示，粒子源G不间断地向外释放某种带电粒子，粒子质量为m，电量为。单位时间内有n个粒子无初速地飘入加速电场中，加速电压为，之后进入长为L、间距也为L的竖直偏转电场中，两极板间电压与时间关系如图乙所示，，为电场的水平中心线。偏转电场的右侧是两个有竖直的理想边界、方向相反、宽度均为的匀强磁场，左侧磁感应强度，方向垂直纸面向外；右侧磁感应强度，方向垂直纸面向里。磁场的右边界到竖直光屏的水平距离为（光屏足够大，且粒子打到上即被吸收，不计粒子的重力及相互间的作用力，不计电场变化时产生的磁场及电磁场的边缘效应）。
（1）求粒子离开偏转电场时的速度；
（2）如果在的右边界放置一上下长为L的吸收屏（能吸收一切打到屏上的粒子），过屏的中心，求打到光屏的粒子占总粒子数的百分比；
（3）如果可以从到中取任意值，求当为何值时，粒子从进入偏转磁场到打到屏的时间最短，并求出此最短时间及这种状态时粒子对PQ屏的作用力。