2024届吉林省通榆县实验中学校高三下学期二模物理试题（原卷版+解析版）

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分值：100分 时间：75分钟
选择题：共46分。1~7题单选，每题4分；8~10题多选，每题6分，全部选对得6分，选不全得3分，有选错不得分。
1. 2023年艺术体操亚锦赛，中国选手赵雅婷以31.450分摘得带操金牌。带操选手伴随着欢快的音乐，完成了各项专业动作，产生各种优美的波形。如图为带操某一时刻的情形，下列说法正确的是（ ）
A. 带上质点的速度就是波传播的速度
B. 带上质点运动的方向就是波传播的方向
C. 图示时刻，质点P的速度大于质点Q的速度
D. 图示时刻，质点P的加速度大于质点Q的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．机械能的传播速度由介质决定，与质点的振动速度无关，故A错误；
B．图示为横波，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，故B错误；
CD．图示时刻，质点P在波谷，质点Q在平衡位置附近，质点P偏离平衡位置的位移较大，则质点P的速度小于质点Q的速度，质点P的加速度大于质点Q的加速度，故C错误，D正确。
故选D。
2. 两个点电荷的电荷量分别为、，、为其连线的中垂线上的两点，电子在、两点所受电场力的方向如图中箭头所示，则（ ）
A. 为正电荷B. 为负电荷
C. 小于D. 大于
【答案】C
【解析】
【详解】根据电子在M点的受力情况可知为负电荷，为正电荷，根据库仑定律结合矢量的合成可知小于。
故选C
3. 某汽车沿直线停车过程中，其图像如图所示。已知该汽车所有减速过程的加速度均相等，中间有一段时间匀速运动，图示整个过程中该汽车行驶了450m。则该汽车匀速运动的时间为（ ）
A 8sB. 10sC. 12sD. 16.5s
【答案】B
【解析】
【详解】图像斜率的绝对值表示加速度大小，可知该汽车减速过程的加速度大小为
利用逆向思维，两次减速过程中，该汽车的总位移为
则汽车匀速运动的时间
故选B。
4. 如图所示，两根半圆柱体静止于粗糙程度处处相同的水平地面上，紧靠但无相互作用力。现将一根圆柱体轻放在这两根半圆柱体上，三者均静止。已知圆柱体和两半圆柱体的材料、长度、半径、密度均相同，不考虑它们之间的摩擦，则半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设圆柱体的质量为m，则半圆柱体的质量为，设圆柱体与半圆柱体之间的弹力大小为F，对圆柱体进行受力分析，根据平衡条件有
解得
令地面对一个半圆柱体的支持力为N，结合对称性，对圆柱体与半圆柱体整体进行分析有
解得
三者始终处于静止状态，则有
解得
即半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为。
故选B。
5. 2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约10分钟后。神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。如图所示，虚线为飞船的运行轨道，周期为，离地高度为。若飞船绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，则地球的第一宇宙速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力有
则地球质量
设地球的第一宇宙速度大小为，则
解得
故选B。
6. 图为铀238衰变为钍234过程中铀核质量随时间变化图像，则（ ）
A. 原子核衰变过程中不释放核能
B. 铀238衰变为钍234同时放出电子
C. 铀238半衰期为年
D. 环境温度降低衰变速度将变慢
【答案】C
【解析】
【详解】A．原子核衰变过程中有质量亏损，会释放核能，故A错误；
B．铀238衰变为钍234，质量数减少4，为衰变，故B错误；
C．由图可知铀238从衰变到的时间为年，则可知半衰期为年，故C正确；
D．外界因素不会影响半衰期大小，故D错误。
故选C。
7. 图甲为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，其具有单向导电性。原、副线圈的匝数比为，电阻，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则（ ）
A. 电压表V1、V2读数相同
B. 电压表V2的读数为20V
C. 电流表A读数为2A
D. 原线圈的输入功率为20W
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为。根据原、副线圈匝数比与电压比的关系有
解得
由于二极管具有单向导电性，只有半个周期内能通过电流，故有
解得
故AB错误；
CD．通过R的电流为
理想变压器输入功率等于输出功率，则有
原线圈虽然整个周期都有电压但是只有在副线圈有电流和功率时原线圈才有功率，电流表电流
可得
故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示，一束蓝光和一束绿光以同一光路从圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖间的夹角，真空中光速。下列说法正确的是（ ）
A. a光束是蓝光，b光束是绿光
B. 玻璃对a光的折射率为
C. a光玻璃中速度为
D. 相同介质中a光比b光临界角大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．b光束在玻璃柱体中偏折程度较大，折射率较大，蓝光的折射率较大，故a光束是绿光，b光束是蓝光，故A错误；
B．由折射定律可得，玻璃对a光的折射率为
故B错误；
C．由光速与折射率的关系式，可得a光在该玻璃中传播的速度为
故C正确；
D．由全反射临界角公式
b光折射率较大，可知在相同介质中a光比b光的临界角大，故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功
B. 在小球压缩弹簧的过程中，小球的机械能减小
C. 小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高处
D. 在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成系统机械能守恒，水平方向动量守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】A．因为光滑弧形静止在光滑水平面上，则可知小球下落，小球和弧形槽整体在水平方向上动量守恒，小球获得水平向右的速度，弧形槽获得水平向左的速度，可知在小球下滑的过程中小球给弧形槽做正功，则弧形槽给小球的弹力做负功，故A错误；
B．当小球压缩弹簧的过程中，弹簧和小球组成的系统的机械能守恒，但弹簧对小球的弹力做负功，故小球机械能减小，故B正确；
C．小球在弧形槽上下滑的过程中，系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，小球与弧形槽分离时两者动量大小相等，由于m＜M，则小球的速度大小大于弧形槽的速度大小，小球被弹簧原速率弹回后将追上弧形槽并要滑上弧形槽。在小球离开弹簧后，只有重力和系统内弹力做功，故小球和弧形槽组成的系统机械能守恒。由于球与弧形槽组成的系统总动量水平向左，球滑上弧形槽的最高点时两者共速，则此时共同速度也必须水平向左，则二者从静止开始运动到共速状态，系统的动能增加，重力势能一定要减小，小球上升的最大高度要小于h，故C正确；
D．整个运动过程中小球和弧形槽、弹簧组成的系统只有重力与系统内弹力做功，故系统机械能守恒；在整个过程中，由于存在墙壁对弹簧水平方向上的弹力，故水平方向上的动量不守恒，故D错误；
故选BC。
10. 如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ相互平行，间距为L，导轨平面与水平面成θ角（0°<θ<90°），磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。导轨电阻不计，上端接入阻值为R的定值电阻，今有一质量为m、内阻为r的金属棒ab垂直于导轨放置，并由静止开始下滑，设磁场区域无限大，当金属棒下滑达到最大速度vm时，运动的位移为x。重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A. 金属棒最大加速度为gsinθ
B. 当金属棒下滑速度为v时，其两端电压为BLv
C. 金属棒下滑最大速度
D. 此过程中流过电阻R的电荷量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．金属棒刚开始运动的一瞬间所受安培力为零，此时加速度最大，为
故A正确；
B．当金属棒下滑速度为v时，感应电动势为
E=BLv
感应电流为
其两端电压为
故B错误；
C．当金属棒所受安培力与重力沿轨道的分力平衡时速度达到最大值vm，则
解得
故C错误；
D．此过程中流过电阻R的电荷量为
故D正确。
故选AD。
实验题：共16分。
11. 某兴趣小组利用斜槽和多个相同小玻璃球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图所示。
主要实验步骤如下：
①将斜槽固定在贴有正方形方格纸木板旁，调节木板竖直（方格纸中的竖线也竖直）；
②依次将多个相同小玻璃球从斜槽上同一位置由静止释放；
③玻璃球运动过程中，用手机对玻璃球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。
回答下列问题∶
（1）以下操作中，必须的是（ ）
A. 斜槽尽可能光滑B. 斜槽末端切线水平C. 玻璃球体积适当大些
（2）如题，某次实验所拍照片中同时出现了三个小球。已知该方格纸每小格的边长为10cm，当地重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力，则连续拍照的时间间隔______s，玻璃球做平抛运动的水平初速度______m/s，图中A球所在位置到斜槽末端的水平距离______m。
【答案】（1）B （2） ①. 0.1 ②. 2.0 ③. 0.30
【解析】
【小问1详解】
A．斜槽还否光滑对实验无影响，选项A错误；
B．斜槽末端切线水平，这样才能保证小球做平抛运动，选项B正确；
C．玻璃球体积适当小些，这样才能更准确的确定小球的位置，选项C错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]连续拍照的时间间隔
[2]玻璃球做平抛运动的水平初速度
[3]在B点竖直速度
到达B点的时间
图中A球所在位置到斜槽末端的水平距离
12. 某同学欲测量一阻值约为10Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。实验室除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：
电源（电动势，内阻约）
电压表V（量程为，内阻约）
电流表（量程，内阻约）
电流表（量程，内阻约）
滑动变阻器（最大阻值）
滑动变阻器（最大阻值）
（1）用游标卡尺测得该金属丝的长度如图甲所示，读数为______cm；用螺旋测微器测得该金属丝的直径如图乙所示，读数为______mm。
（2）测量金属丝的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，电流表应选______，滑动变阻器应选______。
（3）设测得金属丝的电阻为R，可得金属丝的电阻率为______。（用R、L、D三个物理量表示）
【答案】（1） ①. 5.020 ②. 0.729##0.730##0.731
（2） ①. ②.
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1]用游标卡尺测得该金属丝的长度为
L=5cm+0.05mm×4=5.020cm
[2]用螺旋测微器测得该金属丝的直径
D=0.5mm+0.01mm×23.0=0.730mm
【小问2详解】
[1][2]电路可能达到的最大电流为
则电流表选择A1；滑动变阻器要接成分压电路，则应选阻值较小的R1。
【小问3详解】
根据
解得
计算题：共38分。写清解答步骤。
13. 如图所示，内壁光滑的导热汽缸内被轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为时气体的体积为，现对汽缸缓慢加热，使缸内气体的温度上升至，该过程缸内气体吸收了热量，已知大气压，求：
（1）温度升高至时，气体的体积；
（2）温度升高至过程中，气体内能的增量。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）温度上升过程气体的压强不变，始终为大气压强，则
当温度为时
气体的温度上升至时
解得
（2）外界对气体做功
由热力学第一定律
可知温度升高至过程中，气体内能的增量
14. 如图所示，水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对，极板长度和极板间距都为L，板间存在方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为的粒子，以水平速度从两极板的左端正中央射入极板间，恰好做匀速直线运动。不计粒子的重力及空气阻力。
（1）求匀强磁场磁感应强度B的大小；
（2）若撤去电场，调整磁感应强度B大小使粒子刚好能从极板a右端射出，求粒子运动半径；
（3）若撤去磁场，粒子能从极板间射出，求粒子穿越电场过程中的动能增量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由粒子受力平衡可知
解得
因此，匀强磁场磁感应强度B的大小为。
（2）撤去电场，粒子刚好从极板a右端间射出，如图所示
由几何关系得

解得
因此，粒子运动半径为。
（3）撤去磁场，粒子做类平抛运动，则有
又由牛顿第二定律得
解得
由动能定理得
因此，粒子穿越电场过程中的动能增量为。
15. 质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小；
（2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小及为使A恰好不滑离木板时木板的长度L。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得
解得
对小球由牛顿第二定律得
解得
（2）小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立解得
，
物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
由能量守恒定律得
解得