2024届新疆维吾尔自治区乌鲁木齐地区高三下学期第二次质量监测（二模）理综试题-高中物理（含解析）

这是一份2024届新疆维吾尔自治区乌鲁木齐地区高三下学期第二次质量监测（二模）理综试题-高中物理（含解析），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．中子星是目前发现的除黑洞外密度最大的星体，设中子星的密度为，半径为r，由于自转而不瓦解的最小周期为。则不同的中子星（ ）
A．越大，一定越小B．越大，一定越大
C．r越大，一定越小D．r越大，一定越大
2．小宁和父亲一起将一个废旧变压器改装成一个小电焊机。他们先将废旧变压器的副线圈拆下，在铁芯上原来副线圈处用较粗的导线缠绕几圈后成为新的副线圈，该副线圈的一端引线与工件连接，另一端引线与焊钳连接，便将废旧变压器改装成了小电焊机。焊接工件时，利用被焊钳夹着的电焊条与工件间产生的高温电弧来熔化电焊条和被焊工件。若焊接处的电阻不变，将变压器视作理想变压器，当小电焊机副线圈的匝数变为原来的时，原线圈的输入功率变为原来的（ ）
A．2倍B．4倍C．倍D．倍
3．一空心弹力球内充有一定质量的理想气体，若用手指将弹力球迅速捏瘪后又恢复原状的过程可视为绝热过程，球内气体的压强、体积和温度分别用p、V和T表示，下列关于该过程的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．某光源发出的光由红、绿、蓝三种色光组成，绿光的强度最大，红光的强度最小。在光电效应实验中，用该光源发出的光分别照射金属A、B、C时，均能发生光电效应现象，且产生的饱和光电流、、均不相等。已知金属A、B、C的极限波长的关系为，则（ ）
A．B．C．D．
5．我国无人机技术发展迅猛，应用也越来越广泛，无人机配送快递就是一种全新的配送方式。如图所示，一架配送包裹的无人机从地面起飞后竖直上升的过程中，升力的功率恒为。已知无人机的质量与包裹的质量的比值为k，忽略空气阻力的影响，则该过程中悬吊包裹的轻绳（不可伸长）对包裹做功的功率为（ ）
A．B．C．D．
二、多选题
6．如图所示为钓鱼时圆柱形鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小段距离后松口，鱼漂做上下振动，一定时间内鱼漂的运动可看作简谐运动。鱼漂运动过程中，露出水面的最大长度为6cm，最小长度为2cm，则（ ）
A．鱼漂露出水面的长度为6cm时速度最大
B．鱼漂露出水面的长度为5cm时加速度方向竖直向下
C．鱼漂露出水面的长度为4cm时的动能是露出水面的长度为3cm时的2倍
D．鱼漂露出水面的长度为2cm时的回复力是露出水面的长度为3cm时的2倍
7．我国光伏发电技术处于世界领先地位。为提高光伏发电效率，需要在光伏玻璃的上表面涂一层增透膜，而增透膜材料的折射率对透光率有明显影响。我国某厂家发明了空心纳米粒子增透膜（内部呈蜂窝状结构），改变了材料的折射率，显著提高了透光率。若增透膜使用折射率为的实心纳米粒子材料制成，其最小厚度为；若增透膜使用折射率为的空心纳米粒子材料制成，其最小厚度为。则（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示为有一小孔的绝缘圆筒的横截面，内圆的半径为R，外圆圆筒的半径为2R。内、外圆间环形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、带电量为q的带电粒子以初速度大小从小孔沿半径方向射入筒内，粒子在筒内运动过程中，每次与筒壁碰撞后均以原速率弹回，且碰撞过程中粒子的电荷量不变。已知粒子从小孔射出前始终在环形磁场区域内运动，不计粒子重力，忽略小孔的尺寸，。则（ ）
A．粒子在磁场中运动的半径为
B．粒子在磁场中运动的半径为
C．粒子在时间内能够从小孔射出
D．粒子在时间内不能从小孔射出
三、实验题
9．小梁同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，该装置斜面末端与水平放置的木板的连接处做了平滑处理。实验时，将物块1从斜面上P点由静止释放，物块1通过木板上的Q点后继续滑行直至停下，测得停下的位置距Q点的距离为。现将物块2放置在Q点，仍将物块1从斜面上P点由静止释放，物块1与物块2在Q点相碰后，测得物块1与物块2停下的位置距Q点的距离分别为和。已知物块1与物块2的质量分别为和，且，整个实验过程中斜面与木板始终固定不动且两物块与木板间的动摩擦因数相同。
(1)用该装置验证动量守恒定律， （选填“必须”或“不必”）测出物块与木板间的动摩擦因数；
(2)若该实验遵循动量守恒定律，则一定有关系式 成立（用已知量和测得的物理量的字母表示）；
(3)若木板安装不水平，右端比左端略高，碰撞过程遵循动量守恒定律，则测得的碰撞前瞬间系统的动量 （选填“大于”“小于”或“等于”）测得的碰撞后瞬间系统的动量。
10．小梁同学用如图所示的电路图测量一新型导电材料的电阻率，提供的样品是横截面为圆环形的空心直管，其电阻用表示。其他器材如下：
A．电源（电动势9V，内阻不计）
B．电压表（量程15V，内阻约）
C．电压表（量程1V，内阻）
D．定值电阻（阻值为、、的电阻各一只）
E．滑动变阻器R（）
F．多用电表、天平、刻度尺、开关、导线等
(1)小梁同学用多用电表粗测样品的电阻时，将选择开关拨到欧姆挡“×10”挡，欧姆调零后测量时发现表针偏转的角度 （选填“太大”或“太小”），然后将选择开关旋钮调至欧姆挡“×1”挡，重新进行欧姆调零后再进行测量，测得样品的电阻约为；
(2)根据样品粗测的阻值，定值电阻应选阻值为 的电阻接入电路最合适；
(3)实验中，该同学用天平测得样品的质量为m，用刻度尺测得样品的长度为l，从互联网上查得样品材料的密度为。当电压表的示数为时，电压表的示数为，则测得的样品的电阻为 （保留一位小数），样品的电阻率为 （用、m、l、表示）；
(4)若样品材料内部有一个气泡，当样品中通有恒定电流时，则在样品材料内靠近气泡区域的电场强度 （选填“大于”“小于”或“等于”）远离气泡区域的电场强度；由于样品材料内部有气泡导致电阻率的测量值 （选填“偏大”或“偏小”）。
四、解答题
11．如图所示在xOy坐标平面第一象限内，电场的等势线平行于x轴。一带电量为＋q、质量为m的离子，从坐标原点以初速度大小为射入第一象限，初速度方向与x轴正方向的夹角为。不计离子重力，，，图中和均已知。求
（1）离子在第一象限内运动时的加速度a的大小和方向；
（2）离子从射入第一象限到速度大小变为的过程中所用的时间t。
12．如图所示为一电动打夯机的原理图，电动机的转轴上固定一轻杆，轻杆的另一端固定一铁球。工作时电动机带动杆上的铁球在竖直平面内转动。若调整转速使打夯机恰好不离开地面，且匀速转动一段时间后，切断电力，铁球继续做圆周运动。整个过程中打夯机的底座始终与地面相对静止。已知打夯机（包括铁球）的总质量为，重力加速度为g，铁球可视为质点，不计一切阻力。
（1）求切断电力前，打夯机匀速转动时对地面产生的最大压力；
（2）若切断电力后，打夯机对地面产生的最大压力为，求铁球的最小质量m。
13．如图所示为一质量为m的动车电磁刹车装置的原理图。动车底部固定三个相同的、水平放置的正方形金属线圈，每个线圈的匝数均为N，边长均为L，电阻均为R，相邻的两线圈之间的间隔均为L。动车刹车时，在其行驶区域内会产生磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域与无磁场区域间隔排列，每个磁场区域的宽度均为L，无磁场区域的宽度均为2L。以速度匀速行驶的动车刹车时，撤去动车的动力，动车从开始刹车到停下来行驶的距离为60L。刹车过程中，机械阻力始终为车重的0.1倍；空气阻力始终为所有线圈受到的安培力的0.1倍。已知重力加速度大小为g，求：
（1）线圈1从开始进入一磁场区域到完全进入该磁场区域的过程中，通过线圈1导线某横截面的电荷量；
（2）整个刹车过程中，三个线圈总共产生的焦耳热Q；
（3）整个刹车过程所用的时间t。
参考答案：
1．A
【详解】中子星不瓦解是由于星球表面的物体所受到的引力大于或等于自转所需的向心力，即
解得
所以
AB．越大，越小,A正确，B错误；
CD．与r无关，CD均错误。
故选A。
2．D
【详解】根据变压器变压比
可知，当副线圈的匝数变为原来的时，副线圈两端的电压也变为原来的，根据
可知，副线圈的输出功率变为原来的，根据理想变压器
所以，原线圈的输入功率变为原来的。
故选D。
3．B
【详解】由状态方程
得

或者得
恢复原状态过程，体积变大，变小，图中切线斜率
应变小。而图线斜率不变，应为过原点的倾斜向上的直线，故ACD错误，B正确。
故选B。
4．C
【详解】由光电效应方程
可知，金属A的极限频率最小，三种光均发生光电效应，而由产生的饱和光电流、、均不相等，故金属B仅有蓝光和绿光，金属C仅有蓝光，根据光的强度越大，光电效应产生的饱和光电流越大可知，，故ABD错误，C正确。
故选C。
5．B
【详解】对整体研究可得
对包裹研究可得
整理解得
故选B。
6．BD
【详解】A．鱼漂露出水面的长度为6cm时，鱼漂处于最高点，速度为零，故A错误；
B．鱼漂运动过程中，露出水面的最大长度为6cm，最小长度为2cm，根据对称性可知，鱼漂露出水面的长度为4cm时，鱼漂位于平衡位置。鱼漂露出水面的长度为5cm时，鱼漂的位移竖直向上，根据
可知加速度方向竖直向下，故B正确；
C．作出图像，根据
可知图像与坐标轴围成的面积表示速度的平方，鱼漂露出水面的长度为4cm时的动能为
露出水面的长度为3cm时的动能为
则
故C错误；
D．鱼漂露出水面的长度为2cm时的位移大小为，露出水面的长度为3cm时的位移大小为，根据
可知鱼漂露出水面的长度为2cm时的回复力是露出水面的长度为3cm时的2倍，故D正确。
故选BD。
7．BC
【详解】AB．空心纳米粒子增透膜（内部呈蜂窝状结构），改变了材料的折射率，显著提高了透光率，故，故B正确，A错误；
CD．增透膜的厚度只使反射的光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为光在膜中波长的，使光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消。光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化，若光在真空中波长为，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的光系和光速与波长及频率的关系得
得
解得增透膜厚度
则
则
故C正确，D错误。
故选BC。
8．AC
【详解】AB. 带电粒子在圆筒内做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
又
解得
故A正确，B错误；
CD. 带电粒子在磁场中的轨迹如图所示
根据几何知识有
解得
则
带电粒子在磁场中的周期为
带电粒子在磁场中偏转一次运动时间为
当时，粒子偏转的次数为
粒子偏转N次对应的圆心角为
可知粒子在时间内能够从小孔射出，故C正确，D错误。
故选AC。
9．(1)不必
(2)
(3)等于
【详解】（1）没有碰撞过程中，根据动能定理可得
碰撞后过程中，根据动能定理可得
由于验证动量守恒定律，故碰撞前后动量守恒，故不需要测量动摩擦因数。
（2）碰撞前后动量守恒，则
解得
（3）若木板安装不水平，右端比左端略高，则碰撞前后根据动能定理可得
可得
故测得的碰撞前瞬间系统的动量等于测得的碰撞后瞬间系统的动量。
10．(1)太大
(2)1
(3) 9.5
(4) 大于 偏大
【详解】（1）由题知样品的电阻比较小，用大的倍率档测电阻时，示数小即指针偏转的角度太大。
（2）与串联，电压表和的量程比是15:1，的电阻大约，根据串联电路电阻分到电压跟电阻成正比，所以选择的电阻接入电路最合适。
（3）[1][2]由欧姆定律有
得
由电阻定律有
得
（4）[1][2]靠近气泡区域空间小，电场线密集，所以在样品材料内靠近气泡区域的电场强度大于远离气泡区域的电场强度；由于样品材料内部有气泡导致电阻增大，所以电阻率的测量值偏大。
11．（1），方向沿轴负方向；（2）或
【详解】（1）根据沿电场线电势降低，等势面与电场线垂直，故电场线方向沿轴负方向，电场强度为
根据牛顿第二定律，离子在第一象限内运动时的加速度大小为
方向沿轴负方向。
（2）离子做斜抛运动，轴方向的速度为
轴方向的速度为
速度大小变为时，有
解得
或
12．（1）；（2）
【详解】（1）设小球质量为，切断电力前，最高点打夯机对小球的作用力为，最低点最高点打夯机对小球的作用力为，匀速转动的角速度为，小球做圆周运动的半径为。在最高点，对小球由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得，小球在最高点对打夯机的反作用力大小
打夯机恰好不离开地面，则
得
即
小球在最低点时，由牛顿第二定律得
得
切断电力前，打夯机匀速转动时，地面对打夯机的最大支持力
由牛顿第三定律得打夯机匀速转动时对地面产生的最大压力大小
（2））若切断电力后，铁球的最小质量m，最高点小球速度为零，最低点速度为，最低点打夯机对小球的力为，则小球从最高点到最低点，由动能定理得
得
最低点，对小球由牛顿第二定律得
得
小球对打夯机的作用力的大小
地面对打夯机的最大支持力
由牛顿第三定律得，打夯机对地面产生的最大压力
解得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设线圈1从开始进入一磁场区域到完全进入该磁场区域得过程中，磁通量变化量为，产生的平均感应电动势为，平均感应电流为，用时为，由法拉第电磁感应定律
，
结合
，
可得
（2）整个刹车过程中，由于克服安培力做的功等于焦耳热，而空气阻力做的功为安培力做功的0.1倍，设空气阻力做的功为，则
设克服机械阻力做的功为，机械阻力始终为车重的0.1倍，则
由功能关系得
解得
（3）
其中空气阻力始终为所有线圈受到的安培力的0.1倍，则可知
联立可求得
所以，整个刹车过程中，三个线圈总共产生的焦耳热
（3）设整个刹车过程中三个线圈中通过的平均感应电流为，三个线圈受到的平均安培力为，动车所受空气阻力为
对动车整个刹车过程列动量定理得
每运动一个L的距离，三个线圈中通过导线某横截面的电荷量为，设整个刹车过程中通过三个线圈中导线某横截面的总电荷量为q，则
解得