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2024届吉林省白山市高三二模物理试题
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这是一份2024届吉林省白山市高三二模物理试题，共14页。试卷主要包含了 考生必须保持答题卡的整洁，5倍等内容，欢迎下载使用。
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
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，有选错的得0分。
1. 图甲为我国研制的盾构机刀盘吊装场景，刀盘由绳索与长方形钢架组成的设备悬挂于空中，处于静止状态，四条相同绳索分别牵引住钢架的四个顶点，如图乙。刀盘与钢架总重力为G，每条绳索与竖直方向的夹角均为，不计绳索重力，下列说法正确的是（ ）
A. 每根绳索对钢架的拉力大小为
B. 刀盘所受的合力方向竖直向上
C. 若每根绳索增加相同的长度，每根绳索的拉力将变小
D. 绳索对钢架的拉力大于钢架对绳索的拉力
2. 如图，喷泉可以美化景观，现有一喷泉从地面圆形喷口竖直向上喷出，若喷泉高度约为1.8m，喷口横截面积为，已知水的密度为，不计空气阻力，重力加速度g大小取，则该喷口每秒喷水质量大约为（ ）
A. 300kgB. 30kgC. 3kgD. 30g
3. 如图甲，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。用电动机匀速拉动纸带时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下径迹。调节电动机拉动速度，分别得出图乙和丙两条纸带，取3.14，重力加速度g大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 无论纸带是否匀速拉动，都可以用纸带通过的距离表示时间
B. 由图知乙纸带的速度为丙纸带速度的0.5倍
C. 单摆漏斗在P点和Q点运动的方向相同
D. 若乙图中，纸带拖动速度为10cm/s，可推算该单摆的摆长约为1m
4. 原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（ ）
A. ①和③的能量相等
B. ③的频率大于⑤的频率
C. ③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和
D. 若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生
5. 如图，玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，测得小车1s绕轨道运动一周，圆轨道半径为0.3m，玩具小车的质量为0.5kg，AC为过圆心竖直线，BD为过圆心水平线，重力加速度g大小取，小车看作质点，下列说法正确的是（ ）
A. 小车在BD下方运动时处于失重状态
B. 小车在B点不受摩擦力作用
C. 小车在C点时对轨道的压力恰好为零
D. 小车在A点时对轨道的压力比在C点时大10N
6. 1676年丹麦天文学家罗默通过木星卫星的掩食第一次测定了光速。如图甲，木卫1转到木星的背面时，会被木星遮住来自太阳的光线，形成掩食现象。已知木卫1绕木星做匀速圆周运动的周期为T，木星的半径为R，木星的质量为m，木星绕太阳公转周期为，木卫1绕木星转动周期远小于木星公转周期。如图乙，太阳光可视为平行光，太阳光与木星地面相切线与木卫1所在轨道的交点为P、Q点，，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 木卫1绕木星运动的线速度为
B. 木卫1一次“掩食”过程的时间约为
C. 木卫1绕木星运动的向心加速度为
D. 由题给信息可以推算出太阳的质量
7. 如图，在边长为L的正方形观景水池底部中央安装四条等长细灯带，它们围成一正方形，已知每条细灯带长度约为3m，细灯带到水面的距离，水的折射率，，则水面上有光射出的水面形状（用斑点表示）为（ ）
A. B. C. D.
8. 某同学利用感应起电机起电后，连接两接线柱形成一对正负电极，如图为该接线柱所在平面电场的分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，其中C、D两点在两点电荷连线的中垂线上，下列说法正确的是（ ）
A. A点的场强大小大于B点的场强大小B. C点和D点电场强度方向相反
C. 负电荷由A点移动到B点，电势能增加D. 正电荷在C点的电势能等于其在D点的电势能
9. 如图，将质量均为m的物块M、N，由劲度系数为k的轻质弹簧拴接后置于倾角为的固定斜面上，M底面光滑，N与斜面之间的动摩擦因数，用手托住M使其保持静止且使弹簧处于原长。时刻将M由静止释放，已知弹簧始终处于弹性限度之内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。从时刻至M、N首次共速的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻N的加速度大小为零
B. M和N组成的系统动量守恒
C. M减少的机械能等于N增大的机械能与系统因摩擦产生热量之和
D. 当M、N速度差最大时，弹簧的形变量为
10. 某兴趣小组利用电容放电装置研究电磁弹射。如图，离地面高为h的水平面上固定一半径为r的金属圆环，一根长为2r、电阻为的金属棒P沿直径放置，它的两端与圆环接触良好，该棒以圆心为转轴匀速转动。圆环内左半圆存在磁感应强度大小为的匀强磁场（方向竖直向上），圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距为l的水平放置的光滑平行金属轨道相连，轨道间接有电容为C的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。水平导轨上放置一质量为m金属棒Q，它置于磁感应强度为的匀强磁场（方向竖直向上）区域内靠左侧边缘。先将开关置于1端，让金属棒P绕轴以角速度匀速转动，等电容器充电结束后，再将开关S置于2端，电容器放电使得导轨上的金属棒Q运动起来水平抛出。圆环及轨道内阻均不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器充电后，M板带正电
B. 电容器充电后电容带电量为
C. 电容器充电后电容带电量为
D. 金属棒Q抛出到落地的最大水平距离为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学利用钩码和刻度尺研究一橡皮筋所受弹力与其伸长量之间的关系。
（1）如图甲，先将橡皮筋的一端固定在铁架台上，橡皮筋的另一端系一轻质挂钩和指针。
（2）在挂钩上逐个挂上单个质量为10g的钩码，并记录下指针所对应的刻度，为所挂钩码数量1~6个时指针所对应刻度，为不挂钩码时指针所对应刻度。记录如下表：
（3）根据测量数据作出图，如图乙。
（4）由图像可得该橡皮筋的劲度系数______N/m（结果保留两位有效数字，）。
（5）由图像，可以得出的结论是____________。
（6）若考虑挂钩和指针，本实验测得橡皮筋的劲度系数比真实值______（选填“偏小”“偏大”或“相等”）。
12.（8分）超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为，用多用电表粗测其电阻，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）如图乙用游标卡尺测量涂层的长度______mm，宽度。
（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
①电源E（电动势为3V、内阻约为）
②电压表V（量程1.0V、内阻为）
③电流表（量程0.06A、内阻）、（量程6A、内阻）
④滑动变阻器（阻值），滑动变阻器（阻值）
⑤定值电阻（阻值）
⑥导线若干，开关一只
（3）测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选______；为了测量范围大一些，滑动变阻器R应选______。（均用所选仪器的符号表示）
（4）请在图丙虚框中画出所需元件，并在图丁中完成实物连线。
（5）经测量，电压表示数为U，电流表示数为I，则该涂层上下总厚度为______（用题目所给的物理量符号表示）。
13.（10分）某同学利用玻璃瓶研究气体温度与体积的关系。如图，将一质量、底部横截面积的薄壁玻璃瓶倒扣在水中。容器厚度不计，当温度为时，测得此时瓶内液面比瓶外水平面低，瓶子露在水面上的部分长。已知大气压强为，重力加速度大小为，水的密度为，设容器外部的水面高度保持不变，，求：
（1）瓶内的气体压强；
（2）若加入热水混合稳定后，瓶内气体的温度缓慢上升至，则瓶子露在水面上部分长为多少？
14.（12分）2023年11月，首台国产质子治疗装置在上海正式走向临床治疗（如图甲），该装置的原理是质子加速后汇聚到圆柱形管道中轴线形成质子束，然后经高能运输线运送至各治疗室。现有质子加速后，沿圆柱形管道中轴线以匀速运动，如图乙，现由于某些客观原因，管道需要“拐弯”到另一对接圆柱形管道，对接管道与原管道夹角，现在“拐弯”处矩形ABCD区域内加上电场或磁场，使得管道中质子从该区域出射时刚好沿对接管道的中轴线运动（从ED的中点并与水平方向成射出）。已知：，质子电荷量，质子质量，质子重力不计，下面有两种设计方案：
（1）方案一：在矩形ABCD区域，区域内设计一沿AC方向的匀强电场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成射出，求电场强度的大小，以及AB与CD间需施加多大电压才能形成该电场；
（2）方案二：在矩形ABCD区域内设计一垂直ABCD所在平面的匀强磁场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成射出，求所需的磁场强度B的大小和方向；
（3）你认为上述两种方案中哪种方案更符合实际情况，便于实施，简要说明理由。
15.（18分）智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取）。如图乙，机器人A把质量的包裹从供包台沿直线运至相距的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度，运行最大速度，机器人运送包裹途中，看作质点。
（1）求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；
（2）若包裹与水平托盘的动摩擦因数为，则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角应该是多少；
（3）机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s，由于惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B，以最大速度碰撞3m/s与机器人A发生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2m停下来（其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作质点）。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？
2024年白山市第二次高三模拟考试
物理参考答案
1.【答案】C
【解析】刀盘处于平衡状态，对刀盘进行受力分析有，故每根绳索对刀盘与钢架的拉力大小为，A项错误；刀盘所受的合力为零，B项错误；若每根绳索增加相同的长度，变小，变大，则每根绳索的拉力将变小，C项正确；根据牛顿第三定律，绳索对钢架的拉力等于钢架对绳索的拉力，D项错误。
2.【答案】B
【解析】由竖直上抛运动公式，得，因此，B项正确。
3.【答案】D
【解析】纸带匀速运动时，由知，位移与时间成正比，因此只有在匀速运动的条件下，才可以用纸带通过的距离表示时间，A项错误；由于乙图中有单摆的摆动时间为两个周期，而丙图示四个周期，纸带同样移动40cm，丙的时间是乙的两倍，故乙纸带的速度为丙纸带速度的2倍，B项错误；根据振动图像性质，单摆漏斗在P点和Q点运动的方向相反，C项错误；乙图中，纸带拖动速度为10cm/s，可得单摆周期为，再根据，得单摆的摆长约为1m，D项正确。
4.【答案】C
【解析】因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、③对应的能量关系为，A项错误；由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为，由光子能量，③的频率小于⑤的频率，B项错误；XX态能级与基态能级差保持不变，故③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和，C项正确；由光子能量和，知用④照射某金属表面时能发生光电效应，可知大于此金属的逸出功，因，则无法比较与的大小关系，故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应，D项错误。
5.【答案】D
【解析】小球在BD下方运动时，向心加速度指向圆心，均有竖直向上的分量，故处于超重状态，A项错误；由于玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，切向分量上合力为零，故在B点受到竖直向上的摩擦力，B项错误；设玩具小车在C点时受到向下的压力，则，又，得，C项错误；设玩具小车在A点时受到向上的压力，则，得，D项正确。
6.【答案】C
【解桥】木卫1绕木星做匀速圆周运动，线速度为，又由几何关系知，得，则，A项错误；木卫1一次“掩食”过程的时间为，B项错误；木卫1绕木星运动的向心加速度为，C项正确；设木星到太阳的距离为d，木星绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得，解得太阳质量为，由于未给出木星到太阳的距离为d，无法由题给信息测定太阳质量，D项错误。
7.【答案】A
【解析】取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图1所示。由，可得，，每一条细灯带发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图2所示。由于每条灯带，在水面形成宽度为宽度的光斑，而灯带间恰好距离3m为两倍R，故灯带围成区域恰好无空缺部分，四条细灯带构成的正方形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图3所示，A项正确。
图1 图2 图3
8.【答案】CD
【解析】据电场线特征，疏密表示电场强度的强弱，由图可知A点场强大小小于B点的场强大小，A项错误；C点和D点电场强度方向相同，B项错误；负电荷由A点移动到B点，电场力做负功，电势能增加，C项正确；由图可知C点和D点在同一等势面上，电势相等，正电荷在C点的电势能等于在D点的电势能，D项正确。
9.【答案】AD
【解析】释放M的一瞬间，弹簧上的弹力为0，N的加速度为0，A项正确；M和N组成的系统所受合外力不为0，其动量不守恒，B项错误；M减少的机械能等于N增大的机械能、弹簧增加的弹性势能、系统产生的摩擦热之和，C项错误；当M、N加速度相同时其速度差最大，有，得出，D项正确。
10.【答案】ACD
【解析】开关S和接线柱1接通，电容器充电，充电过程，对绕转轴转动的金属棒P，由右手定则可知电流沿径向向外，即边缘为电源正极，圆心为负极，则M板带正电，A项正确；根据法拉第电磁感应定律可知，则电容器所带的电荷量，B项错误，C项正确；电容器放电过程对金属棒Q由动量定理有，，得，根据平抛运动公式，有，，联立可得，D项正确。
11.【答案】（4）4.9（2分） （5）在弹性限度内，橡皮筋弹力与其伸长量成正比（2分）
（6）相等（2分）
【解析】（4）根据受力平衡可得，又，联立可得，，可知图像的斜率为，解得弹簧的劲度系数为。
（5）图像为过原点的直线，则可得出在弹性限度内，橡皮筋弹力与其伸长量成正比。
（6）若考虑挂钩和指针，图像斜率不变，本实验测得橡皮筋的劲度系数不变。
12.【答案】（1）110.50（1分） （3）（1分） （1分） （4）见解析（2分） 见解析（1分）
（5）（2分）
【解析】（1）长度。
（3）本实验测导电薄膜的电阻，测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，当电流表选择量程0.06A，此时被测电阻两端的电压3V，而电压表V量程只有1.0V，为了放大电压表量程，可以利用定值电阻串联，当电压表示数为1V，则实际两端电压为3V。为了测量范围大一些，应采用滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选总阻值小的。
（4）
（5）由和，得。
13. 解：（1）对容器受力分析
（2分）
得（2分）
（2）由于容器的重力等于排开水的重力，由于浮力保持不变，排开水的体积不变，瓶内液面比瓶外水平面低，保持不变。温度变化前后，气体体积和温度如下
（1分）
（1分）
温度变化前后，容器内封闭气体等压变化，故有
（2分）
得（2分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
14. 解：（1）方案一：设计一沿AC方向的匀强电场，则质子在该区域内做类平抛运动，有
（1分） （1分） （1分）
得（1分）
（1分）
（2）方案二：加入垂直ABCD平面向外的磁场，质子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，得（2分）
如图已知两点速度方向，分别做垂线，交点即为圆心（1分）
由几何关系得（1分）
得，方向垂直于纸面向外（1分）
（3）方案一施加电压明显过高，从安全和技术角度已经无法实现，且电场会改变粒子的能量，因此无法使用；方案二所需磁感应强度，从安全和技术上看完全可以实现，同时也不会改变粒子的动能。因此，方案二更符合实际情况，便于实现。（2分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
15. 解：（1）当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式得
（1分） （1分）
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
（1分） （1分）
匀速直线阶段根据运动学的公式得
（1分）
运行总时间（1分）
（2）设要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角，对包裹，受力分析得
（1分） （1分） （1分）
托盘的最小倾角（1分）
（3）设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a，则有
机器人A制动后滑行4.5m后停下来，则有（1分）
设机器人A被碰后瞬间的速度为，滑行2m后停下来，则有（1分）
联立可得（1分）
A、B发生弹性碰撞，A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
（1分）
（1分）
解得（1分）
由于，（1分）
得（1分）
所以机器人B的质量是机器人A的0.5倍。
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。代表符号
数值（cm）
17.35
19.35
21.30
23.42
25.34
27.40
29.36
0
2.00
3.95
6.07
7.99
10.05
12.01
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3. 考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
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，有选错的得0分。
1. 图甲为我国研制的盾构机刀盘吊装场景，刀盘由绳索与长方形钢架组成的设备悬挂于空中，处于静止状态，四条相同绳索分别牵引住钢架的四个顶点，如图乙。刀盘与钢架总重力为G，每条绳索与竖直方向的夹角均为，不计绳索重力，下列说法正确的是（ ）
A. 每根绳索对钢架的拉力大小为
B. 刀盘所受的合力方向竖直向上
C. 若每根绳索增加相同的长度，每根绳索的拉力将变小
D. 绳索对钢架的拉力大于钢架对绳索的拉力
2. 如图，喷泉可以美化景观，现有一喷泉从地面圆形喷口竖直向上喷出，若喷泉高度约为1.8m，喷口横截面积为，已知水的密度为，不计空气阻力，重力加速度g大小取，则该喷口每秒喷水质量大约为（ ）
A. 300kgB. 30kgC. 3kgD. 30g
3. 如图甲，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。用电动机匀速拉动纸带时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下径迹。调节电动机拉动速度，分别得出图乙和丙两条纸带，取3.14，重力加速度g大小取。下列说法正确的是（ ）
A. 无论纸带是否匀速拉动，都可以用纸带通过的距离表示时间
B. 由图知乙纸带的速度为丙纸带速度的0.5倍
C. 单摆漏斗在P点和Q点运动的方向相同
D. 若乙图中，纸带拖动速度为10cm/s，可推算该单摆的摆长约为1m
4. 原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（ ）
A. ①和③的能量相等
B. ③的频率大于⑤的频率
C. ③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和
D. 若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生
5. 如图，玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，测得小车1s绕轨道运动一周，圆轨道半径为0.3m，玩具小车的质量为0.5kg，AC为过圆心竖直线，BD为过圆心水平线，重力加速度g大小取，小车看作质点，下列说法正确的是（ ）
A. 小车在BD下方运动时处于失重状态
B. 小车在B点不受摩擦力作用
C. 小车在C点时对轨道的压力恰好为零
D. 小车在A点时对轨道的压力比在C点时大10N
6. 1676年丹麦天文学家罗默通过木星卫星的掩食第一次测定了光速。如图甲，木卫1转到木星的背面时，会被木星遮住来自太阳的光线，形成掩食现象。已知木卫1绕木星做匀速圆周运动的周期为T，木星的半径为R，木星的质量为m，木星绕太阳公转周期为，木卫1绕木星转动周期远小于木星公转周期。如图乙，太阳光可视为平行光，太阳光与木星地面相切线与木卫1所在轨道的交点为P、Q点，，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 木卫1绕木星运动的线速度为
B. 木卫1一次“掩食”过程的时间约为
C. 木卫1绕木星运动的向心加速度为
D. 由题给信息可以推算出太阳的质量
7. 如图，在边长为L的正方形观景水池底部中央安装四条等长细灯带，它们围成一正方形，已知每条细灯带长度约为3m，细灯带到水面的距离，水的折射率，，则水面上有光射出的水面形状（用斑点表示）为（ ）
A. B. C. D.
8. 某同学利用感应起电机起电后，连接两接线柱形成一对正负电极，如图为该接线柱所在平面电场的分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，其中C、D两点在两点电荷连线的中垂线上，下列说法正确的是（ ）
A. A点的场强大小大于B点的场强大小B. C点和D点电场强度方向相反
C. 负电荷由A点移动到B点，电势能增加D. 正电荷在C点的电势能等于其在D点的电势能
9. 如图，将质量均为m的物块M、N，由劲度系数为k的轻质弹簧拴接后置于倾角为的固定斜面上，M底面光滑，N与斜面之间的动摩擦因数，用手托住M使其保持静止且使弹簧处于原长。时刻将M由静止释放，已知弹簧始终处于弹性限度之内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。从时刻至M、N首次共速的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻N的加速度大小为零
B. M和N组成的系统动量守恒
C. M减少的机械能等于N增大的机械能与系统因摩擦产生热量之和
D. 当M、N速度差最大时，弹簧的形变量为
10. 某兴趣小组利用电容放电装置研究电磁弹射。如图，离地面高为h的水平面上固定一半径为r的金属圆环，一根长为2r、电阻为的金属棒P沿直径放置，它的两端与圆环接触良好，该棒以圆心为转轴匀速转动。圆环内左半圆存在磁感应强度大小为的匀强磁场（方向竖直向上），圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距为l的水平放置的光滑平行金属轨道相连，轨道间接有电容为C的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。水平导轨上放置一质量为m金属棒Q，它置于磁感应强度为的匀强磁场（方向竖直向上）区域内靠左侧边缘。先将开关置于1端，让金属棒P绕轴以角速度匀速转动，等电容器充电结束后，再将开关S置于2端，电容器放电使得导轨上的金属棒Q运动起来水平抛出。圆环及轨道内阻均不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器充电后，M板带正电
B. 电容器充电后电容带电量为
C. 电容器充电后电容带电量为
D. 金属棒Q抛出到落地的最大水平距离为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某同学利用钩码和刻度尺研究一橡皮筋所受弹力与其伸长量之间的关系。
（1）如图甲，先将橡皮筋的一端固定在铁架台上，橡皮筋的另一端系一轻质挂钩和指针。
（2）在挂钩上逐个挂上单个质量为10g的钩码，并记录下指针所对应的刻度，为所挂钩码数量1~6个时指针所对应刻度，为不挂钩码时指针所对应刻度。记录如下表：
（3）根据测量数据作出图，如图乙。
（4）由图像可得该橡皮筋的劲度系数______N/m（结果保留两位有效数字，）。
（5）由图像，可以得出的结论是____________。
（6）若考虑挂钩和指针，本实验测得橡皮筋的劲度系数比真实值______（选填“偏小”“偏大”或“相等”）。
12.（8分）超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为，用多用电表粗测其电阻，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）如图乙用游标卡尺测量涂层的长度______mm，宽度。
（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
①电源E（电动势为3V、内阻约为）
②电压表V（量程1.0V、内阻为）
③电流表（量程0.06A、内阻）、（量程6A、内阻）
④滑动变阻器（阻值），滑动变阻器（阻值）
⑤定值电阻（阻值）
⑥导线若干，开关一只
（3）测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选______；为了测量范围大一些，滑动变阻器R应选______。（均用所选仪器的符号表示）
（4）请在图丙虚框中画出所需元件，并在图丁中完成实物连线。
（5）经测量，电压表示数为U，电流表示数为I，则该涂层上下总厚度为______（用题目所给的物理量符号表示）。
13.（10分）某同学利用玻璃瓶研究气体温度与体积的关系。如图，将一质量、底部横截面积的薄壁玻璃瓶倒扣在水中。容器厚度不计，当温度为时，测得此时瓶内液面比瓶外水平面低，瓶子露在水面上的部分长。已知大气压强为，重力加速度大小为，水的密度为，设容器外部的水面高度保持不变，，求：
（1）瓶内的气体压强；
（2）若加入热水混合稳定后，瓶内气体的温度缓慢上升至，则瓶子露在水面上部分长为多少？
14.（12分）2023年11月，首台国产质子治疗装置在上海正式走向临床治疗（如图甲），该装置的原理是质子加速后汇聚到圆柱形管道中轴线形成质子束，然后经高能运输线运送至各治疗室。现有质子加速后，沿圆柱形管道中轴线以匀速运动，如图乙，现由于某些客观原因，管道需要“拐弯”到另一对接圆柱形管道，对接管道与原管道夹角，现在“拐弯”处矩形ABCD区域内加上电场或磁场，使得管道中质子从该区域出射时刚好沿对接管道的中轴线运动（从ED的中点并与水平方向成射出）。已知：，质子电荷量，质子质量，质子重力不计，下面有两种设计方案：
（1）方案一：在矩形ABCD区域，区域内设计一沿AC方向的匀强电场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成射出，求电场强度的大小，以及AB与CD间需施加多大电压才能形成该电场；
（2）方案二：在矩形ABCD区域内设计一垂直ABCD所在平面的匀强磁场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成射出，求所需的磁场强度B的大小和方向；
（3）你认为上述两种方案中哪种方案更符合实际情况，便于实施，简要说明理由。
15.（18分）智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高，落袋准确率达99.9%。在供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上，智能扫码读取包裹目的地信息，经过大数据分析后生成最优路线，包裹自动送至方形分拣口。如图甲，当机器人抵达分拣口时，速度恰好减速为零，翻转托盘使托盘倾角缓慢增大，直至包裹滑下，将包裹投入分拣口中（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取）。如图乙，机器人A把质量的包裹从供包台沿直线运至相距的分拣口处，在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度，运行最大速度，机器人运送包裹途中，看作质点。
（1）求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t；
（2）若包裹与水平托盘的动摩擦因数为，则在机器人A到达投递口处，要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角应该是多少；
（3）机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障，机器人A立刻制动，制动时速度为3m/s，由于惯性，机器人A在地面滑行4.5m后停下来，此时刚好有另一机器人B，以最大速度碰撞3m/s与机器人A发生弹性正碰，碰撞后机器人A滑行了2m停下来（其加速度与制动后滑行加速度相等，机器人A、B均看作质点）。则机器人B的总质量是机器人A的多少倍？
2024年白山市第二次高三模拟考试
物理参考答案
1.【答案】C
【解析】刀盘处于平衡状态，对刀盘进行受力分析有，故每根绳索对刀盘与钢架的拉力大小为，A项错误；刀盘所受的合力为零，B项错误；若每根绳索增加相同的长度，变小，变大，则每根绳索的拉力将变小，C项正确；根据牛顿第三定律，绳索对钢架的拉力等于钢架对绳索的拉力，D项错误。
2.【答案】B
【解析】由竖直上抛运动公式，得，因此，B项正确。
3.【答案】D
【解析】纸带匀速运动时，由知，位移与时间成正比，因此只有在匀速运动的条件下，才可以用纸带通过的距离表示时间，A项错误；由于乙图中有单摆的摆动时间为两个周期，而丙图示四个周期，纸带同样移动40cm，丙的时间是乙的两倍，故乙纸带的速度为丙纸带速度的2倍，B项错误；根据振动图像性质，单摆漏斗在P点和Q点运动的方向相反，C项错误；乙图中，纸带拖动速度为10cm/s，可得单摆周期为，再根据，得单摆的摆长约为1m，D项正确。
4.【答案】C
【解析】因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、③对应的能量关系为，A项错误；由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为，由光子能量，③的频率小于⑤的频率，B项错误；XX态能级与基态能级差保持不变，故③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和，C项正确；由光子能量和，知用④照射某金属表面时能发生光电效应，可知大于此金属的逸出功，因，则无法比较与的大小关系，故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应，D项错误。
5.【答案】D
【解析】小球在BD下方运动时，向心加速度指向圆心，均有竖直向上的分量，故处于超重状态，A项错误；由于玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，切向分量上合力为零，故在B点受到竖直向上的摩擦力，B项错误；设玩具小车在C点时受到向下的压力，则，又，得，C项错误；设玩具小车在A点时受到向上的压力，则，得，D项正确。
6.【答案】C
【解桥】木卫1绕木星做匀速圆周运动，线速度为，又由几何关系知，得，则，A项错误；木卫1一次“掩食”过程的时间为，B项错误；木卫1绕木星运动的向心加速度为，C项正确；设木星到太阳的距离为d，木星绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得，解得太阳质量为，由于未给出木星到太阳的距离为d，无法由题给信息测定太阳质量，D项错误。
7.【答案】A
【解析】取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图1所示。由，可得，，每一条细灯带发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图2所示。由于每条灯带，在水面形成宽度为宽度的光斑，而灯带间恰好距离3m为两倍R，故灯带围成区域恰好无空缺部分，四条细灯带构成的正方形发光体发出的光在水面上有光射出的水面形状的示意图如图3所示，A项正确。
图1 图2 图3
8.【答案】CD
【解析】据电场线特征，疏密表示电场强度的强弱，由图可知A点场强大小小于B点的场强大小，A项错误；C点和D点电场强度方向相同，B项错误；负电荷由A点移动到B点，电场力做负功，电势能增加，C项正确；由图可知C点和D点在同一等势面上，电势相等，正电荷在C点的电势能等于在D点的电势能，D项正确。
9.【答案】AD
【解析】释放M的一瞬间，弹簧上的弹力为0，N的加速度为0，A项正确；M和N组成的系统所受合外力不为0，其动量不守恒，B项错误；M减少的机械能等于N增大的机械能、弹簧增加的弹性势能、系统产生的摩擦热之和，C项错误；当M、N加速度相同时其速度差最大，有，得出，D项正确。
10.【答案】ACD
【解析】开关S和接线柱1接通，电容器充电，充电过程，对绕转轴转动的金属棒P，由右手定则可知电流沿径向向外，即边缘为电源正极，圆心为负极，则M板带正电，A项正确；根据法拉第电磁感应定律可知，则电容器所带的电荷量，B项错误，C项正确；电容器放电过程对金属棒Q由动量定理有，，得，根据平抛运动公式，有，，联立可得，D项正确。
11.【答案】（4）4.9（2分） （5）在弹性限度内，橡皮筋弹力与其伸长量成正比（2分）
（6）相等（2分）
【解析】（4）根据受力平衡可得，又，联立可得，，可知图像的斜率为，解得弹簧的劲度系数为。
（5）图像为过原点的直线，则可得出在弹性限度内，橡皮筋弹力与其伸长量成正比。
（6）若考虑挂钩和指针，图像斜率不变，本实验测得橡皮筋的劲度系数不变。
12.【答案】（1）110.50（1分） （3）（1分） （1分） （4）见解析（2分） 见解析（1分）
（5）（2分）
【解析】（1）长度。
（3）本实验测导电薄膜的电阻，测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，当电流表选择量程0.06A，此时被测电阻两端的电压3V，而电压表V量程只有1.0V，为了放大电压表量程，可以利用定值电阻串联，当电压表示数为1V，则实际两端电压为3V。为了测量范围大一些，应采用滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选总阻值小的。
（4）
（5）由和，得。
13. 解：（1）对容器受力分析
（2分）
得（2分）
（2）由于容器的重力等于排开水的重力，由于浮力保持不变，排开水的体积不变，瓶内液面比瓶外水平面低，保持不变。温度变化前后，气体体积和温度如下
（1分）
（1分）
温度变化前后，容器内封闭气体等压变化，故有
（2分）
得（2分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
14. 解：（1）方案一：设计一沿AC方向的匀强电场，则质子在该区域内做类平抛运动，有
（1分） （1分） （1分）
得（1分）
（1分）
（2）方案二：加入垂直ABCD平面向外的磁场，质子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，得（2分）
如图已知两点速度方向，分别做垂线，交点即为圆心（1分）
由几何关系得（1分）
得，方向垂直于纸面向外（1分）
（3）方案一施加电压明显过高，从安全和技术角度已经无法实现，且电场会改变粒子的能量，因此无法使用；方案二所需磁感应强度，从安全和技术上看完全可以实现，同时也不会改变粒子的动能。因此，方案二更符合实际情况，便于实现。（2分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
15. 解：（1）当机器人A先做匀加速直线运动加速至3m/s，然后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动至零时，机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式得
（1分） （1分）
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
（1分） （1分）
匀速直线阶段根据运动学的公式得
（1分）
运行总时间（1分）
（2）设要使得包裹刚开始下滑，托盘的最小倾角，对包裹，受力分析得
（1分） （1分） （1分）
托盘的最小倾角（1分）
（3）设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a，则有
机器人A制动后滑行4.5m后停下来，则有（1分）
设机器人A被碰后瞬间的速度为，滑行2m后停下来，则有（1分）
联立可得（1分）
A、B发生弹性碰撞，A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
（1分）
（1分）
解得（1分）
由于，（1分）
得（1分）
所以机器人B的质量是机器人A的0.5倍。
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。代表符号
数值（cm）
17.35
19.35
21.30
23.42
25.34
27.40
29.36
0
2.00
3.95
6.07
7.99
10.05
12.01
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