安徽省滁州市2024届高三下学期二模物理试卷（Word版附答案）

这是一份安徽省滁州市2024届高三下学期二模物理试卷（Word版附答案），共16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。
1.图示为氢原子能级图。用光子能量为的光照射处于基态的大量氢原子，氢原子辐射出不同频率的光，其中有几种频率的光可以使逸出功为的金属板发生光电效应?( )
A. 4B. 3C. 2D. 1
2.如图所示，在“测定玻璃的折射率”实验中，将平行玻璃砖放在白纸上，、分别是玻璃砖与空气的两个界面，在玻璃砖的上方依次插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在下方透过玻璃砖观察，再依次插上大头针和，就可以确定从玻璃砖射出的光线。以上操作中( )
A. 只挡住的像B. 只挡住的像
C. 同时挡住、的像D. 只挡住和的像
3.如图，在蚌埠港码头，吊车正以的速度匀速吊起总质量为的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380V，电流为20A，重力加速度取，则( )
A. 电动机的内阻为B. 电动机的发热功率为
C. 电动机的输出功率为D. 电动机的工作效率为
4.图示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图。已知双星的总质量为M，双星间的距离为L，双星运动的周期为T，下列说法正确是( )
A. 当L一定、M变大时，T不变B. 当L一定、M变大时，T变小
C. 当M一定、L变大时，T变小D. 当M一定、L变小时，T不变
5.我国已拥有“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三台深海载人潜水器。某次潜水器由静止开始竖直下潜，下潜过程中受到的阻力与它下潜的速度大小成正比，下列关于潜水器的速度一时间图像、重力势能一时间图像、机械能一位移图像和动能一位移图像，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，人拉着拉杆箱沿水平地面匀速运动，其施加的拉力F沿拉杆的方向，且与地面的夹角为，当改变角时，为了维持匀速运动需改变拉力F的大小。已知地面对箱子的阻力是箱子对地面压力的k倍，则拉力F最小时，的值为( )
A. kB. C. D.
7.如图所示，A、B、C是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，，现将电荷量的电荷P从A移动到B，电场力做功将P从C移动到A，电场力做功，已知B点的电势，则( )
A. 将电荷P从B移动到C，电场力做的功为
B. C点的电势为
C. 电场强度大小为，方向由C指向A
D. 电荷P在A点的电势能为
8.如图所示，abcd是边长为l、总电阻为R的正方形导体框，其外接圆内充满着均匀变化的磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小，则下列说法正确的是( )
A. 时刻ab边产生的感应电动势为B. 时刻ab边受到的安培力大小为
C. 时间内通过cd边的电荷量为D. 撤去导体框，圆上a处的电场强度为零
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有两个相距10m的质点a、b，它们的振动图像如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 质点a、b的运动都是受迫振动
B. 质点a在任意1s内的运动路程为10cm
C. 若波速为，则波的传播方向从b到a
D. 在时间内，质点a、b间的距离先变大后变小
10.如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，小球A向左压缩弹簧并锁定，带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块B静止放在A的右侧，轨道下端与水平面相切，整个装置位于足够大的光滑水平面上。某时刻解锁，小球被弹出后向右运动，经轨道上升到距水平面的最大高度为h，已知A、B的质量分别为m、3m，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 小球沿B的轨道上升时，A和B组成的系统动量守恒
B. 弹簧锁定时的弹性势能为
C. 小球不可能第二次滑上B的轨道
D. 滑块B的最大动能为mgh
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某小组设计如图甲所示的装置进行“测量重力加速度”的实验。长为l的光滑轻质细杆AO可绕O点在竖直平面内转动，一小球套在杆上可沿杆运动，B是杆的中点，AC是以O为圆心的圆弧，在B的正下方C处装有光电门与数字计时器相连。将细杆抬至水平，将小球置于B处，释放细杆让其转动，小球近似做自由落体运动，测出小球通过光电门的时间t，可求出重力加速度。
用游标卡尺测量小球直径d，刻度如图乙所示，则__________
根据该方案，重力加速度的表达式为__________，A端转动至C处时细杆的角速度大小为__________均用字母l、d、t表示
12.某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表量程为，内阻约为的内阻。可使用的器材有：滑动变阻器最大阻值为电阻箱最大阻值为电源电动势约为定值电阻的阻值为，的阻值为定值电阻阻值为，灵敏电流计电流从+接线柱流入时，指针正向偏转，开关S，导线若干。
完成下列填空：
应选__________填“”或“”。
闭合开关前，应将 R的滑片移至__________填“a”或“b”端。
闭合开关S，将R的滑片置于适当位置，再反复调节，使__________，则微安表的内阻与__________填“”“”或“”的阻值相等。
若发现灵敏电流计G指针位于乙图所示位置，应__________填“增大”或“减小”电阻箱的阻值。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图，小物块可视为质点置于水平桌面的右端，用小锤水平向左快速打击物块，使其沿桌面向左运动并从桌面的左端滑出，最终落到地面。已知桌面高度为、长度为，物块质量为，落地点到桌面左端的水平距离为，物块与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度取，不计空气阻力，求：
物块滑出桌面时的速度大小;
小锤打击物块时的冲量大小。
14.如图所示，内壁光滑、高度均为2h的两个绝热气缸底部由细管连通，左侧气缸上端封闭，右侧气缸上端开口与大气相通，两气缸中面积均为S的绝热活塞M、N密闭两部分理想气体A、开始时，气体A、B温度均为T，活塞M、N均静止在距气缸底部h处。已知活塞M、N的质量分别为2m和m，大气压强为，重力加速度为g，细管内气体体积忽略不计。
求气体A的压强;
缓慢加热气体B，使其温度升至稳定时，求活塞N距气缸底部的高度;
上述加热过程中，若B吸收的热量为Q，求B的内能增加量。
15.某科研小组研究带正电粒子在磁场中的运动规律。图示的空间坐标系中存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向沿z轴负方向。带正电粒子的质量为m、电荷量为q，不计粒子重力。
若该粒子在xOy平面第一象限沿与x轴正方向成角的方向以速率v从原点O射出，求粒子在xOy平面第一象限内运动的轨迹长度;
若该粒子在yOz平面第一象限沿与z轴正方向成角的方向以速率v从原点O射出，求粒子第一次通过z轴时的位置到原点O的距离
在上述的情形中，求粒子在 t时刻的坐标。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查能级跃迁与光电效应。发生能级跃迁时，吸收或者辐射的光子能量正好等于能级差。发生光电效应的条件：光子能量只有大于金属的逸出功时才能使金属发生光电效应。
【解答】
用光子能量为的光照射处于基态的大量氢原子，由于，所以氢原子跃迁到能级上，而在能级上的氢原子不稳定，会再向低能级跃迁，根据能级跃迁释放的光子能量等于能极差可知会产生、、、、、种光子，其中前三种可以使逸出功为的金属板发生光电效应，故选B。
2.【答案】C
【解析】【分析】
根据实验的原理，连接、表示入射光线，连接、表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。用插针法测定玻璃砖折射率时，大头针间的距离和入射角都应适当大些，可减小角度引起的相对误差，提高精度。
【解答】
根据实验的原理，连接、表示入射光线，连接、表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使的像被的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针、，使挡住、的像，使挡住和、的像，故ABD错误，C正确。
3.【答案】D
【解析】【分析】
对于电动机电路，要知道正常时是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，关键要抓住功率是怎样分配的，掌握功率公式。
【解答】
电动机的输入功率为： ①，
电动机的输出功率为： ②，
电动机发热功率为 ③，
由；
；
得：
代入解得：电动机的内阻，电动机的效率为：；
联立①②可得：，
故选D。
4.【答案】B
【解析】【分析】
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，会用万有引力提供向心力进行求解。
双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得到周期表达式进行分析。
【解答】
根据牛顿第二定律，有：，，其中：，联立解得：，故L一定，M越大，T小，故A错误，B正确；
M一定，L越大，T越大，L越小，T越小，故CD错误。
5.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了功能的图像问题，明确各种图像斜率的物理意义即可就解题。
【解答】
A、下潜过程阻力随速度变化，则合力变化，加速度是变化的，根据图像斜率表示加速度可知A错误；
B、图像的斜率表示重力做功的瞬时功率，即，由于v是变化的，所以图像斜率变化，故B错误；
C、图像的斜率表示阻力，下潜过程中阻力先变大，最终会不变，而图中斜率变小，故C错误；
D、图像斜率表示合外力，下潜过程中，合力越来越小，最终可能为零，故D正确。
故选D。
6.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查四力平衡求极值问题，如果有两个力满足固定的比例关系，那么往往先将这两个力合成为一个力，然后四力平衡问题就变为了三力平衡问题，再利用矢量三角形方法求极值。
【解答】
箱子受到重力、支持力、阻力以及拉力，将支持力与阻力合成为一个新的力，该力的方向与竖直方向的夹角满足关系式，
所以箱子等效为受到重力、拉力F以及新力，根据矢量三角形法，当F与垂直时，F最小，此时F与水平方向的夹角，故。
故选A。
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题为匀强电场中负电荷移动问题，关键词为匀强电场、负电荷，由电场力做功与电势的关系进行求解即可，再由，求解ABC点电势，进而完成选项求解；再根据求解电场强度大小，再根据做功求电场强度方向。
【解答】
AB、根据，， B点的电势，解得：，
同理由 ，，解得，
进而求得电荷P从B移动到C，，电场力做的功为，故AB错误；
C、因为，，解得，又，，，
因此可在AC上找到一点D电势为0的点，因为是匀强电场，因此，，
如图所示，根据电势等分法判断电场强度方向为红线所示，由C指向A，
进而根据可解得，故C正确；
D、因为，所以电荷P在A点的电势能：，故D错误。
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了法拉第电磁感应定律、安培力公式、要掌握电荷量的推论公式，知道变化的磁场会产生电场。
【解答】
A、根据法拉第电磁感应定律，整个导体框产生的感应电动势为，故A错误；
B、时刻感应电流为，ab边受到的安培力大小为，故B正确；
C、根据电荷量的推论公式可得时间内通过cd边的电荷量为，故C错误；
D、撤去导体框，根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，故圆上a处的电场强度不为零，故D错误。
故选B。
9.【答案】AC
【解析】【分析】
本题考查振动图像以及机械波的传播，解题关键是掌握横波传播的特点，知道横波传播与质点做简谐运动的关系。
【解答】A、波传播过程中，后面的质点带动前面的质点运动，质点a、b的运动都是受迫振动，故A正确；
B、根据图像可知周期为，1s为四分之一个周期，只有从平衡位置或者最大位移处开始计时，1s内运动的路程才为10cm，其他情况不是10cm，故B错误；
C、若波的传播方向从b到a，则ab间距，则，当时，波速为，故C正确；
D、根据振动图像，在时间内，两个质点沿传播方向的直线距离不变，而垂直传播方向的距离先变小后变大，则质点a、b间的距离先变小后变大，故D错误。
故选AC。
10.【答案】BCD
【解析】【分析】
本题考查了动量守恒、机械能守恒的应用，要掌握动量守恒和机械能守恒的条件，选取合适的研究对象以及研究过程，抓住临界情况，根据动量守恒与机械能守恒定律分析解题。
【解答】
A、小球沿B的轨道上升时，A和B组成的系统在水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，故A错误；
B、小球离开弹簧的初速度设为，分析AB系统，根据水平方向动量守恒，，根据机械能守恒，，弹簧的弹性势能，联立解得，故B正确；
C、小球从B左侧离开轨道后，根据动量守恒，，解得，，小球A向左压缩弹簧后向右的速度变为，所以不可能从左侧第二次滑上B的轨道，故C正确；
D、当A从B左侧离开时，B的动能最大，为，故D正确。
11.【答案】；
或；
【解析】【分析】
本题为“测量重力加速度”的实验。游标卡尺读数为主尺示数+游标尺示数，不需要估读，要注意游标尺的精度，本题精度为。
知道光电门测速原理为物体在极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度。明确小球做自由落体运动，根据自由落体运动的规律结合线速度与角速度的关系式分析求解。
【解答】
根据图乙，。
根据几何关系，，小球到达C点的速度为，
因为小球近似做自由落体运动，则，
联立得，
小球的竖直速度向下，沿切线方向的线速度为，
此时小球恰好运动到A点，则角速度。
12.【答案】；
；
灵敏电流计指针指在零刻度线；；
增大。
【解析】【分析】本题考查电桥法测电阻，实验需要调节G表的示数为零，此时G表上下之间没有电势差，到达了电桥平衡。
【解答】本题采用电桥法测电阻，当G示数为零时，满足关系式，最小值约为，则应该大于，故应选 。
为保证电路安全，闭合开关前，应将 R的滑片移至a端。
根据电桥法测电阻的原理可知应该使灵敏电流计指针指在零刻度线，根据，可知微安表的内阻与的阻值相等。
若发现灵敏电流计G指针位于乙图所示位置，说明电流从负接线柱流入G表，则下面的电势高，即电压太大，电压太小，故应该增大电阻箱的阻值。
13.【答案】解：物块以速率v滑出桌面后做平抛运动，下落高度，水平射程
则有①
②
解得③
设物块被打击后瞬间的速率为，物块在桌面上运动的距离
由动能定理和动量定理知
④
⑤
解得⑥
【解析】本题考查了平抛运动、动能定理和动量定理的应用
物块以速率v滑出桌面后做平抛运动，根据下落高度和水平射程可以求出物块滑出桌面时的速度大小；
由动能定理和动量定理知小锤打击物块时的冲量大小。
14.【答案】解：分别以M、N为研究对象，由受力情况可知
①
②
解得③
加热气体B的过程中，A、B的压强保持不变，设稳定时活塞N距底部高度为
由等压变化知④
解得⑤
加热过程中气体对外做的功⑥
根据热力学第一定律有⑦
解得B的内能增加量⑧
【解析】本题考查了求气体的压强、盖-吕萨克定律与热力学第一定律，分析清楚气体状态变化过程、求出气体的状态参量是解题的关键;
以M、N为研究对象，由受力情况可知气体A的压强;
加热气体B的过程中，A、B的压强保持不变， 应用盖吕萨克定律求出活塞N距气缸底部的高度。
加热过程中求出气体对外做的功，应用热力学第一定律求出B的内能增加量。
15.【答案】带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动，设圆心为C，半径为r，轨迹如图所示
由牛顿第二定律①
由题意知②
故粒子运动轨迹长度③
解得④
分析题意可知，粒子沿z轴正方向做匀速直线运动，在平行xOy平面内做匀速圆周运动，合运动的轨迹为螺旋线如图所示
由运动分解知⑤
圆周运动的周期⑥
第一次通过z轴的位置到原点O的距离⑦
解得⑧
粒子的z轴坐标⑨
粒子在平行xOy平面内做匀速圆周运动，轨迹的俯视图如图所示，
设圆心为D，半径⑩
t时刻粒子运动到P点，①
粒子的x轴坐标⑫
粒子的y轴坐标⑬
解得粒子的坐标
，，。
【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动，作出粒子的运动轨迹是解题的关键，根据洛伦兹力提供向心力，结合几何关系求解，有一定难度。