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2024年河东区高中学业水平等级性考试第二次模拟考试
物理
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟．第Ⅰ卷1至4页，第Ⅱ卷4至8页．考生务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效．
第Ⅰ卷（共40分）
注意事项：
1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑．
2．本卷共8题，每题5分，共40分．
一、单项选择题（每题5分，共25分．每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 2022年11月23日由三峡集团研制的单机容量16兆瓦海上风电机组成功下线，该机组是目前全球单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组，风力发电机简易模型如甲图所示，某兴趣小组自制了一台风力发电机，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，产生的交流电电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）
A. 电流的频率为 B. 电流的有效值为
C. 线圈处于甲图所示位置时产生的电流最大 D. 电流的瞬时值表达式为
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于周期为0.2s，因此频率为5Hz。故A正确；
B．电流的有效值为
故B错误；
C．图示位置恰好为中性面，此时感应电流为零。故C错误；
D．电流的瞬时值表达式为
D错误。
故选A。
2. 图甲是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包．在某次演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，其图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A. 消防员上升的最大高度为 B. 消防员在内处于超重状态
C. 消防员在前内加速度最大 D. 消防员在内的平均速度大小为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．有题意可知，消防员上升最大高度为内图象与坐标轴围成的面积，最大高度为，A错误；
B．由图象可知，内消防员的加速的方向为向下，即消防员的重力大于飞行背包的牵引力，此时消防员处于失重状态，B错误；
C．由图象可知，消防员在前30s内，图象的斜率最大，即前30s内加速度最大，C正确；
D．消防员在内位移不为0，所以平均速度大小也不为0，D错误。
故选C。
3. 在光电效应实验中，小张同学分别用甲光、乙光、丙光照射同一光电管，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示．则可判断出（ ）
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 甲光的强度大于乙光的强度
C. 丙光的波长大于乙光的波长
D. 甲光照射时光电子最大初动能大于丙光照射时光电子最大初动能
【答案】B
【解析】
【详解】AC．根据光电效应方程
根据动能定理可得
联立可得
根据图像中遏止电压的大小关系可知，甲光、乙光、丙光的频率大小关系为
则甲光、乙光、丙光的频率波长大小关系为
故AC错误；
B．由于甲光的频率等于乙光的频率，由图像可知，甲光照射时的饱和电流大于乙光照射时的饱和电流，则甲光的强度大于乙光的强度，故B正确；
D．由于甲光的频率小于丙光的频率，则甲光照射时光电子最大初动能小于丙光照射时光电子最大初动能，故D错误。
故选B。
4. 计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。连接电源使计算机处于工作状态，当按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相关的信号．则下列说法正确的是（ ）
A. 按下按键时，金属片间场强减小 B. 按下按键时，可变电容器电荷量减小
C. 松开按键时，可变电容器两板间电压增大 D. 松开按键时，可变电容器放电
【答案】D
【解析】
【详解】A．按下按键时，减小，不变，根据公式
可知，金属片间场强增大，故A错误；
B．按下按键时，根据公式
可知，减小，电容增大，不变，所以可变电容器电荷量增大，故B错误；
CD．松开按键时，电容器电压不变，根据可知电容减小，根据公式可知，电容器的电荷量减小，可变电容器放电，故D正确，C错误。
故选D。
5. 2024年2月9日农历除夕，神舟十七号3名航天员在中国空间站里贴春联、挂灯笼、系中国结，并通过视频向祖国和人民送上新春祝福。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度
B. 根据题中所给物理量无法计算出地球的密度
C. 空间站离地面的高度为
D. 春联和中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
可得
可知当卫星贴近地球表面运动时的速度最大即为第一宇宙速度，可知空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B．物体在地面表面受到的万有引力等于重力，则有
可得
又
联立可得地球的密度为
故B错误；
C．空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
故C正确；
D．春联和中国结处于完全失重状态，受到地球的万有引力提供绕地球转动所需的向心力，故D错误。
故选C。
二、不定项选择题（每题5分，共15分．每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分．）
6. 根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ）
A. 是核裂变反应
B. 在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C. 氡的半衰期为3.8天，现有氡原子核，经过7.6天后剩下氡原子核
D. 大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子
【答案】AC
【解析】
【详解】A．该方程是中子轰击铀核，生成两个中等质量的原子核的反应，是重核的裂变，故A正确；
B．比结合能越大，核子结合得越牢固，故B错误；
C．氡的半衰期为3.8天，现有16g氡原子核，经过7.6天后，即经过两个半衰期后，应剩下原来氮原子核的，即剩下4g氡原子核，故C正确；
D．大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，根据
可知最多能辐射出3种不同频率的光子，故D错误。
故选AC。
7. 中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距的两个质点，P点振动领先Q点，时刻Q质点正处于波峰（图中未画出），图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，P质点所受合力沿y轴正方向
B. P质点的振动方程为
C. 该简谐横波的波长可能为
D. 该简谐横波的传播速度可能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．时刻，质点在平衡位置，所受合力为0，故A错误；
B．由图甲和图乙可知，质点的振幅和周期分别为
，
角速度为
则质点的振动方程为
故B正确；
C．P点振动领先Q点，时刻Q质点正处于波峰，则有
（，，）
可得
（，，）
当时，可得
当时，可得
故C错误，
D．该简谐横波传播速度为
（，，）
当时，可得
故D正确。
故选BD。
8. 一定质量的理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态，则下列说法中正确的是（ ）
A. a→b的过程气体放出热量
B. b→c的过程是等温变化
C. c→a的过程气体分子的平均动能减小
D. c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由理想气体状态方程及图像得，a→b温度增加，内能增加，又由牛顿第一定律内容,图像知体积增大，气体对外做功，气体吸收热量。故A错误；
B．由理想气体状态方程得等温过程压强与体积成反比，等温线应是一条双曲线，b→c的过程不是等温变化，故B错误；
C．由理想气体状态方程得，c→a温度降低，气体分子的平均动能减小，故C正确；
D．由理想气体状态方程得，c状态与b状态温度相同，c状态比b状态压强大，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多，故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（共60分）
注意事项：
1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上．
2．本卷共4题，共60分．
9. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套．先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O．再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，如图甲所示．
（1）物理学有很多的科学研究方法，本实验所采用的是__________；
A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎推理法
（2）图甲中沿OB方向拉的弹簧测力计的示数为__________N；（保留三位有效数字）
（3）实验中，在白纸上画出的测量结果如图乙所示，其中O处为结点位置．图中的F与两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是__________；
（4）关于本实验，下列说法正确的是__________．
A 弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
B. 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可
D. 拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
【答案】（1）B （2）3.70
（3） （4）AD
【解析】
【小问1详解】
本实验用一根弹簧测力计拉橡皮条的效果替代两根弹簧测力计拉橡皮条的效果，应用了等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
弹簧测力计的精确度为0.1N，因此要估读到下一位，所以弹簧测力计的示数为3.70N。
【小问3详解】
是通过平行四边形得出值，而是用一个弹簧拉绳套时测得的力，其方向一定沿橡皮筋方向。
【小问4详解】
A．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，A正确；
B．橡皮筋可以与两绳夹角的平分线在同一直线上，也可以不在同一直线上，保证每次的结点相同即可，B错误；
C．本实验采用“等效法”，为了使两次拉伸橡皮条的效果相同，要求两次拉橡皮条时必须将其结点拉至同一个位置，即沿同一个方向拉伸相同长度，故C错误；
D．弹簧测力计标记同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故D正确。
故选AD
10. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，小李同学想测定一段粗细均匀、电阻约为的合金丝的电阻率，器材有：
A．电池组（电动势，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．电压表（量程，内阻约）
D．电压表（量程，内阻约）
E．滑动变阻器（，允许最大电流）
F．滑动变阻器（，允许最大电流）
（1）以上器材中，电压表应选__________，滑动变阻器应选__________（填写器材前面的字母）．
（2）用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图1所示，读数为__________mm．
（3）根据如图2所示电路图，小李已经连接一部分电路如图3所示，请在答题卡中的图3对应位置将电路连接完整__________．
【答案】（1） ①. ②.
（2）1.220 （3）
【解析】
【小问1详解】
[1]电池组电动势为，电压表应选择；
[2]为方便调节，滑动变阻器应该选择阻值较小的。
【小问2详解】
螺旋测微器固定刻度的读数为1mm，可动刻度的最小分度值为0.01mm，读数为0.220mm，则螺旋测微器的读数为
【小问3详解】
11. 图甲为某种可测速的跑步机，其测速原理如图乙所示。跑步机底面固定着两根间距、长度的平行金属导轨，两金属导轨间充满磁感应强度、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与的定值电阻及理想电压表相连，跑步机的橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为，橡胶带以匀速运动，求：
（1）电压表的示数U；
（2）细金属条受到安培力F的大小与方向；
（3）某根金属条每经过一次磁场区域过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
【答案】（1）0.6V；（2），方向向左；（3）0.006J
【解析】
【详解】（1）金属条做切割磁感线运动产生的电动势大小
回路中的电流大小为
电压表的示数为
（2）金属条受到的安培力大小为
根据左手定则可知，方向向左。
（3）一根金属条每次经过磁场区域金属条上产生的焦耳热为
又
解得
12. 如图所示，半径的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为的水平面BC相切于B点，BC离地面高，C点与一倾角为的光滑斜面连接。质量的小滑块，从距地面高的圆弧上某点由静止释放，当小滑块运动到C点时与一个质量的小球正碰，碰后返回恰好停在B点。已知滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度g取，求：
（1）到达B点时小滑块对圆弧轨道的压力大小；
（2）小球第一落点到C点的水平距离x。
【答案】（1）；（2）0.75m
【解析】
【详解】（1）滑块由距离地面H高处下滑，根据机械能守恒定律有
由题图可知B点为圆周运动的最低点，在该点有
由牛顿第三定律可知在该点圆弧轨道对滑块的支持力大小等于滑块对圆弧轨道的压力大小，所以有
联立解得
（2）设滑块到达C点且碰撞前的速度为，由动能定理
在C点两滑块发生碰撞，设碰后滑块速度变为，小球速度为，由于碰后滑块速度方向反向，且滑块回到B点恰好速度为零，由动量守恒有
对滑块又有
解得
碰后小球做平抛运动，假设小球能落到水平面上，其水平方向做匀速直线运动，有
竖直方向有
解得
由于
可知假设成立，则落点与C的距离
13. 如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求：
（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v；
（2）直线运动区C、D板间的电势差；
（3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用的三角函数表示）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在加速电场中根据动能定理
解得原子核经加速电场加速后的速度大小
（2）直线运动区，由粒子受力平衡
因为原子核带正电，根据左手定则，受到向下的洛伦兹力，受到向上的电场力，则C、D板间的电势差为
（3）在圆形磁场区，根据洛伦兹力提供向心力
如图
由几何关系
其中
联立可得，比荷k与粒子偏转角度θ之间的关系为2024年河东区高中学业水平等级性考试第二次模拟考试
物理
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟．第Ⅰ卷1至4页，第Ⅱ卷4至8页．考生务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效．
第Ⅰ卷（共40分）
注意事项：
1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑．
2．本卷共8题，每题5分，共40分．
一、单项选择题（每题5分，共25分．每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 2022年11月23日由三峡集团研制的单机容量16兆瓦海上风电机组成功下线，该机组是目前全球单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组，风力发电机简易模型如甲图所示，某兴趣小组自制了一台风力发电机，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，产生的交流电电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　）
A. 电流的频率为 B. 电流的有效值为
C. 线圈处于甲图所示位置时产生的电流最大 D. 电流的瞬时值表达式为
2. 图甲是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包．在某次演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，其图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A. 消防员上升的最大高度为 B. 消防员在内处于超重状态
C. 消防员在前内加速度最大 D. 消防员在内的平均速度大小为零
3. 在光电效应实验中，小张同学分别用甲光、乙光、丙光照射同一光电管，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示．则可判断出（ ）
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 甲光的强度大于乙光的强度
C. 丙光的波长大于乙光的波长
D. 甲光照射时光电子最大初动能大于丙光照射时光电子最大初动能
4. 计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变电容器。连接电源使计算机处于工作状态，当按下某个键时，与之相连的电子线路就给出该键相关的信号．则下列说法正确的是（ ）
A 按下按键时，金属片间场强减小 B. 按下按键时，可变电容器电荷量减小
C. 松开按键时，可变电容器两板间电压增大 D. 松开按键时，可变电容器放电
5. 2024年2月9日农历除夕，神舟十七号3名航天员在中国空间站里贴春联、挂灯笼、系中国结，并通过视频向祖国和人民送上新春祝福。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度
B. 根据题中所给物理量无法计算出地球的密度
C. 空间站离地面的高度为
D. 春联和中国结处于完全失重状态，不受任何力的作用
二、不定项选择题（每题5分，共15分．每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分．）
6. 根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ）
A. 是核裂变反应
B. 在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C. 氡的半衰期为3.8天，现有氡原子核，经过7.6天后剩下氡原子核
D. 大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子
7. 中国京剧的特技水袖舞包容了戏曲和舞蹈的成分，别具美感。图甲是时刻京剧花旦舞动水袖形成的一列简谐横波。P、Q为该波沿水平传播方向上相距的两个质点，P点振动领先Q点，时刻Q质点正处于波峰（图中未画出），图乙为P质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，P质点所受合力沿y轴正方向
B. P质点的振动方程为
C. 该简谐横波波长可能为
D. 该简谐横波的传播速度可能为
8. 一定质量理想气体，从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态，则下列说法中正确的是（ ）
A. a→b的过程气体放出热量
B. b→c的过程是等温变化
C. c→a的过程气体分子的平均动能减小
D. c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
第Ⅱ卷（共60分）
注意事项：
1．用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上．
2．本卷共4题，共60分．
9. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套．先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O．再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，如图甲所示．
（1）物理学有很多的科学研究方法，本实验所采用的是__________；
A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎推理法
（2）图甲中沿OB方向拉的弹簧测力计的示数为__________N；（保留三位有效数字）
（3）实验中，在白纸上画出的测量结果如图乙所示，其中O处为结点位置．图中的F与两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是__________；
（4）关于本实验，下列说法正确的是__________．
A. 弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
B. 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可
D. 拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
10. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，小李同学想测定一段粗细均匀、电阻约为的合金丝的电阻率，器材有：
A．电池组（电动势，内阻约）
B．电流表（量程，内阻约）
C．电压表（量程，内阻约）
D．电压表（量程，内阻约）
E．滑动变阻器（，允许最大电流）
F．滑动变阻器（，允许最大电流）
（1）以上器材中，电压表应选__________，滑动变阻器应选__________（填写器材前面的字母）．
（2）用螺旋测微器测量合金丝直径时刻度位置如图1所示，读数为__________mm．
（3）根据如图2所示的电路图，小李已经连接一部分电路如图3所示，请在答题卡中的图3对应位置将电路连接完整__________．
11. 图甲为某种可测速跑步机，其测速原理如图乙所示。跑步机底面固定着两根间距、长度的平行金属导轨，两金属导轨间充满磁感应强度、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与的定值电阻及理想电压表相连，跑步机的橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为，橡胶带以匀速运动，求：
（1）电压表的示数U；
（2）细金属条受到安培力F的大小与方向；
（3）某根金属条每经过一次磁场区域过程中电阻R上产生的焦耳热Q。
12. 如图所示，半径的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为的水平面BC相切于B点，BC离地面高，C点与一倾角为的光滑斜面连接。质量的小滑块，从距地面高的圆弧上某点由静止释放，当小滑块运动到C点时与一个质量的小球正碰，碰后返回恰好停在B点。已知滑块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度g取，求：
（1）到达B点时小滑块对圆弧轨道的压力大小；
（2）小球第一落点到C点的水平距离x。
13. 如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求：
（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v；
（2）直线运动区C、D板间的电势差；
（3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用的三角函数表示）。

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