广西壮族自治区贵港市2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)

这是一份广西壮族自治区贵港市2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)，共19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。

一、单选题
1．医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病的。示踪剂常利用同位素作示踪原子标记，其半衰期为20min。小型回旋加速器输出的高速质子轰击获得，同时还释放一种粒子的射线。则下列说法正确的是( )
A.用高速质子轰击，生成的同时释放的粒子是中子
B.用高速质子轰击，生成的同时释放的粒子是α粒子
C.当聚集到病变部位时，其半衰期会发生变化
D.用高速质子轰击，在一次核反应过程中，核反应前和质子的质量之和，一定与核反应后与所释放的这种粒子的质量之和完全相同
2．如图所示，用三个完全相同的小立柱将足球支起，小立柱的上端可视为点，小立柱的位置连线成正三角形，放在水平桌面上，足球与小立柱的触点与足球球心的连线与竖直方向的夹角均为37°，已知每个小立柱对足球的支持力大小为2.5N，不计足球与小立柱间的摩擦及小立柱的重力，已知，，则下列说法正确的是( )
A.单个小立柱对足球的支持力方向竖直向上
B.足球所受的重力为7.5N
C.足球对小立柱的作用力与桌子对小立柱的作用力是平衡力
D.足球对小立柱的作用力与桌子对小立柱的作用力是相互作用力
3．下图是一款小型电钻的简化电路图，它由变压器及电机两部分构成，变压器为理想变压器，电机的内阻为，额定电压为11V，额定电流为2A。当变压器输入电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是( )
A.变压器原线圈电流的最大值为
B.变压器副线圈电流的最大值为2A
C.变压器的输入功率为4W
D.电机产生的机械功率为22W
4．B超是医院对病人进行检查的重要设备，B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体不同组织时会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是( )
A.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
B.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
C.时质点M运动到横坐标处
D.内质点M的路程为1.6mm
5．某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼，假设其在空中的俯冲看作自由落体运动，进入水中后可以看作匀减速直线运动，其图像如图所示，自由落体运动的时间为，整个过程的运动时间为，最大速度为，重力加速度g取，下列说法正确的是( )
A.
B.整个过程中，鸟下落的高度为3m
C.至时间内，鸟的加速度大小为
D.至时间内，鸟所受的阻力是重力的1.5倍
6．质谱仪在物理研究中起着非常重要的作用。如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源（在加速电场上方，未画出）产生的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的电场强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片。平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场。不计带电粒子的重力和粒子间的作用力，下列表述正确的是( )
A.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
C.粒子打在胶片上的位置离狭缝P越远，粒子的比荷越大
D.某种元素同位素的原子核，打在胶片上的位置离狭缝P越远，表明其质量数越大
7．2024年2月23日，“长征5号”遥七运载火箭搭载通信技术试验卫星十一号发射成功，被誉为龙年首发。卫星进入地球同步轨道后，主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是( )
A.地球同步卫星可以静止在北京上空
B.同步卫星运行速度是第一宇宙速度的
C.同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的
D.若忽略地球的自转效应，则同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的
二、多选题
8．体育课上一位同学练习足球控球技术，某次练习中足球由静止自由下落1.25m时，不等足球着地就被这位同学用脚背接住并快速竖直向上踢出，球离开脚背后上升的最大高度仍为1.25m。已知足球与脚背的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度大小g取，不计空气阻力，则( )
A.足球下落到与脚背刚接触时动量大小为
B.足球自由下落过程重力的冲量大小为
C.足球与脚背作用过程中，足球的动量变化量为零
D.脚背对足球的平均作用力大小为44N
9．图甲所示是一种静电除尘装置，其原理简图如图乙所示，在板状收集器A与线状电离器B间加恒定高压，让废气从一端进入静电除尘区经过净化后从另一端排出，其中一带负电的尘埃微粒沿图乙中虚线向收集器A运动，P、Q是运动轨迹上的两点，不计微粒重力和微粒间的相互作用，不考虑微粒运动过程中的电荷量变化。下列分析正确的是( )
A.P点电势比Q点电势低B.微粒在P点速度比Q点的大
C.微粒在P点具有的电势能比Q点的大D.微粒在P点具有的电势能比Q点的小
10．图甲所示的无人机，某次从地面由静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图乙所示。已知无人机的质量为m，重力加速度为g，取竖直向上为正方向，不计空气阻力，则从地面飞至高处的过程中，无人机( )
A.先做匀加速直线运动后做匀速直线运动
B.飞至高处时速度大小为
C.飞至高处时无人机所受的升力为2mg
D.机械能增加量为
三、实验题
11．某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时，已经画好了部分图线，如图甲所示，在玻璃砖一侧插上大头针，确定入射光线AO。现需在玻璃砖另一侧插上和大头针，以确定光在玻璃砖中的折射光线。
（1）下列确定位置的方法正确的是( )
A.透过玻璃砖观察，使挡住的像
B.透过玻璃砖观察，使挡住的像
C.先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置
（2）在图甲中作出光在玻璃砖中光线和从玻璃砖中出射后的光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；
（3）经过多次测量作出的图像如图乙所示，玻璃砖的折射率为______。（保留三位有效数字）
12．利用6V的恒压电源、量程为0~0.6A的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（总长度为0.05m，总阻值为）、金属弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计，拉力为零时滑片P刚好在电阻丝的左端。
（1）图甲的电路中，如果开关闭合，拉力F增加时，电流表的示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）图甲的电路中，定值电阻的作用是______，阻值至少为______Ω；
（3）弹簧所受拉力F与其伸长量的关系如图乙，若定值电阻为，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式______（A），由此可知用电流表改装的测力计刻度是______（选填“均匀”“不均匀”）的。
四、计算题
13．某学校开展庆祝活动，使用气球渲染气氛。早晨，学校地表附近的气温为27℃，大气压强为，此时在地表附近的气球体积为。若气球导热良好，气球内所充的氦气可视为理想气体，气球内外气压差很小可以忽略。
（1）正午时大气压仍为，此时地表附近的气球体积增大了，求此时地表附近气温达到多少℃？
（2）若某高处的大气压强为，气温为15℃，若气球悬停在这一高处时，气球体积变为多少？
14．如图甲所示，光滑水平面上宽度为3L的区域有方向垂直于水平面向下的匀强磁场，初始时磁感应强度为，一个边长为L，质量为m，总电阻为R的单匝正方形金属框在拉力作用下以速度向右匀速进入磁场，当金属框完全进入磁场时撤去拉力，线框依然能以速度继续匀速运动至磁场右边界，速度方向始终与磁场边界垂直。以金属框cd边到达磁场左边界时为计时起点，磁感应强度按如图乙所示的规律变化。
（1）求金属框进入磁场过程中，通过回路的电荷量q；
（2）求金属框进入磁场过程中，拉力对金属框所做的功W；
（3）cd边由磁场左边界运动到磁场右边界的过程中，求金属框产生的焦耳热Q。
15．“离心轨道演示仪”是学习机械能守恒定律的经典演示装置，如图甲所示，该实验装置可以简化为如图乙所示的物理模型：竖直平面内由倾斜斜面轨道AB、半径为的圆周轨道BCD和半径为的部分圆周轨道CE构成的装置固定于水平地面，B、C两处轨道平滑连接，轨道正前方放置一个竖直挡板，板面正对着轨道。圆心、与C点在同一竖直线上，与竖直方向的夹角为，E点与竖直挡板的距离。现将质量为的小球从斜面的某高度h处由静止释放。斜面轨道AB足够长，忽略小球尺寸和所受阻力，已知重力加速度取，，。
（1）若小球的初始高度，求小球第一次到达最低点C时，对轨道BCD压力的大小；
（2）若小球能沿轨道到达E点，求h的最小值；
（3）若小球释放后，第二次到达最低点时与静止在C点的质量为的另一个小球发生弹性正碰，碰撞后被碰小球通过E点之后恰好能垂直碰到竖直挡板，求小球释放时的高度。
参考答案
1．答案：B
解析：AB.根据质量数与电荷数守恒，核反应方程为
可知用高速质子轰击，生成的同时释放的粒子是α粒子，故A错误，B正确；
C.半衰期由核内部本身因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，故当聚集到病变部位时，其半衰期不变，故C错误；
D.用高速质子轰击，伴随着能量变化，根据质能方程可知，在一次核反应过程中，核反应前和质子的质量之和，与核反应后与所释放的这种粒子的质量之和不是完全相同，故D错误。
故选B。
2．答案：C
解析：
A.弹力的方向垂直接触面指向受力物体，故单个小立柱对足球的支持力方向斜向上，故A错误；
B.对足球进行受力分析，根据平衡条件可知，三个立柱对足球的作用力的合力与足球受到的重力平衡，足球所受的重力为
故B错误；
CD.足球对小立柱的作用力与桌子对小立柱的作用力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故C正确，D错误。
故选C。
3．答案：A
解析：A.根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
可得
根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
解得变压器原线圈电流的有效值为
变压器原线圈电流的最大值为
故A正确；
B.变压器副线圈电流的最大值为
故B错误；
C.变压器的输入功率等于输出功率，为
故C错误；
D.电机产生的机械功率为
故D错误。
故选A。
4．答案：B
解析：A.因为波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；
B.由图像可知波长为
则血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
故B正确；
C.质点并不会随波的传播方向迁移，故C错误；
D.由题意可知周期为
由于
且时刻，质点M处于平衡位置开始起振，则内质点M的路程为
故D错误。
故选B。
5．答案：B
解析：A.根据
可知
故A错误；
B.根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知整个过程中，鸟下落的高度为
故B正确；
CD.至时间内，鸟的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
可得
故CD错误。
故选B。
6．答案：D
解析：A.根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，A错误；
B.在速度选择器中，电场力和洛伦兹力平衡，有
求得
能通过狭缝P的带电粒子的速率等于，B错误；
CD.粒子进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的轨迹半径越小，粒子的比荷越大；粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越远离狭缝P，粒子的轨迹半径越大，表明其质量越大，C错误，D正确。
故选D。
7．答案：B
解析：A.地球同步卫星静止在赤道上空，不可能静止在北京上空，故A错误；
B.根据万有引力提供向心力
可得
则
故B正确；
C.同步卫星、地球赤道上物体角速度相同，根据
则
故C错误；
D.根据万有引力与重力的关系
根据牛顿第二定律
可得
故D错误。
故选B。
8．答案：BD
解析：AB.足球刚下落到脚上的速度大小为
则足球下落到与脚背刚接触时动量大小为
足球自由下落过程，根据动量定理可得重力的冲量大小为
故A错误，B正确；
CD.足球与脚作用过程中，根据对称性可知，足球动量的变化大小为
根据动量定理可得
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
9．答案：AC
解析：A.由于A带正电，B带负电，根据沿电场方向电势降低，可知离A越近电势越高，离B越近电势越低，则P点电势比Q点电势低，故A正确；
BCD.微粒由P点向Q点运动过程中，只受电场力作用，电场力做正功，动能增加，电势能减少，则微粒在P点速度比Q点的小，粒在P点具有的电势能比Q点的大，故BD错误，C正确。
故选AC。
10．答案：CD
解析：A.由图可知，无人机先做变加速直线运动后做匀加速直线运动，故A错误；
B.飞至高处时，根据动能定理
解得速度大小为
故B错误；
C.飞至高处时，根据牛顿第二定律
解得无人机所受的升力为
故C正确；
D.从地面飞至高处的过程中，无人机动能增加量为
重力势能增加量为
机械能增加量为
故D正确。
故选CD。
11．答案：（1）B（2）见解析（3）1.25
解析：（1）确定位置的方法是：透过玻璃砖观察，使挡住的像。
故选B。
（2）如图所示
（3）根据折射定律可得
由图像可得玻璃砖的折射率为
12．答案：（1）增大（2）保护电流表不会被烧坏；10（3）；不均匀
解析：（1）拉力F增大时，滑动触头向右移动，电阻丝接入电路阻值减小，则总电阻减小，电路电流增大，即电流表的示数增大。
（2）定值电阻的作用是：保护电流表不会被烧坏；
当电路中电流达到最大0.6A时，电路中的总电阻最小值为
所以定值电阻至少为10Ω。
（3）由图乙可知
可得
设定值电阻为R，电阻丝总电阻为，移动距离为
由闭合电路欧姆定律
又
联立可得
其中
，，，
代入数据可得
由上式可知拉力F与I不是线性关系，所以由电流表改装的测力计刻度是不均匀的。
13．答案：（1）37℃（2）
解析：（1）由题意可知此过程为等压变化，由盖-吕萨克定律得
且
解得
（2）由理想气体状态方程
且
，
解得
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）金属框进入磁场过程中，产生的电动势为
感应电流为
通过回路的电荷量为
（2）金属框进入磁场过程中，拉力对金属框所做的功为
（3）金属框在磁场中运动过程，产生的感应电动势
感应电流为
cd边由磁场左边界运动到磁场右边界的过程中，金属框产生的焦耳热为
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）小球第一次到达最低点C时，根据动能定理有
在最低点C，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律，小球第一次到达最低点C时，对轨道BCD压力的大小为
（2）小球能沿轨道到达D点，根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
解得
小球能沿轨道到达E点，根据动能定理有
解得
综上所述，小球能沿轨道到达E点，h的最小值为
（3）被碰小球通过E点之后，做平抛运动，恰好能垂直碰到竖直挡板有
解得
根据机械能守恒，被碰小球碰撞后的速度满足
解得
根据动量守恒以及能量守恒可得
解得
根据机械能守恒
解得小球释放时的高度为