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东北三省三校2024届高三下学期第二次联合模拟考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．十九世纪末到二十世纪初，物理学家对一些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，下列关于原子物理学说法中正确的是( )
A.汤姆孙通过对阴极射线的研究，确定原子核可再分
B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了中子
C.铀核发生α衰变，衰变方程为，则所有产物的结合能之和大于铀核的结合能
D.根据玻尔氢原子理论可知当氢原子从高能级跃迁到低能级后，核外电子的动能减小
2．如图所示，一束单色光从真空射入某介质，入射光线与法线夹角为，折射光线与法线夹角为，下列说法中正确的是( )
A.光的频率变小
B.光的波长变大
C.该介质的折射率是
D.调整该单色光的入射角度可能发生全反射现象
3．电动势为E、内阻为r的电源与电容器、定值电阻、及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的触头由中点向a端滑动时，下列说法正确的是( )
A.电压表示数减小，电流表示数增大，示数减小
B.电压表示数增大，电流表示数减小，示数增大
C.电压表示数不变，电流表示数增大，示数减小
D.电容器右侧极板带正电，所带电荷量减小
4．在炎热的夏天，停在室外的小轿车在天窗部分开启的情况下，下午2点时车内空气温度上升到，此时车内空气质量为，下午6点时车内气体温度降至，此时车内空气质量为，大气压强可视为不变，则约为( )
A. B.1 C. D.
5．中国科学院紫金山天文台围绕空间探测任务“近邻宜居巡天计划”开展了先期研究，探测类太阳恒星的宜居类行星，宜居类行星和地球分别绕类太阳恒星和太阳近似做匀速圆周运动，若类太阳恒星和太阳的质量比为，宜居类行星和地球的质量比为、公转轨道半径比为p，宜居类行星与地球的密度近似相同，则下列说法正确的是( )
A.宜居类行星和地球公转线速度之比为
B.宜居类行星和地球表面重力加速度之比为
C.宜居类行星和地球的第一宇宙速度之比为p
D.宜居类行星和地球的自转周期之比为
6．如图所示，光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，方向垂直截面向里，筒上P点开有一个小孔，过P点的横截面是以O为圆心的圆。若一带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞2次后刚好从小孔射出，若此带电粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞3次后刚好从小孔射出，每次碰撞均为弹性碰撞且电荷量保持不变，不计粒子重力，则为( )
A.2:1 B.3:1 C.1:2 D.1:3
7．如图所示，一辆装有光滑圆弧轨道的小车静止在光滑的水平面上，已知圆弧AB轨道半径，小车及轨道的总质量为0.5kg，钢球质量为1kg（可视为质点），钢球以的速度从圆弧轨道最低点A沿切线方向水平滑上小车，不计空气阻力，g取，在小球落地前的运动过程中，下列说法正确的是( )
A.小球从B点离开小车时的速度大小为
B.小球运动到最高点时距A点的竖直高度为0.6m
C.小球运动过程中最小速度是4m/s
D.小车运动过程中最大速度是4m/s
二、多选题
8．间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨左侧与两个定值电阻、相连，阻值大于，俯视图如图所示，水平面内存在竖直向下的足够大匀强磁场区域，一根长度也为L，质量为m的金属杆ab在恒力F的作用下由静止开始运动了一段时间，运动过程中金属杆与导轨接触良好，不计金属导轨和金属杆电阻，在这段时间内下列说法正确的是( )
A.金属杆在恒力F作用下做匀加速直线运动
B.恒力F所做的功大于其克服安培力所做的功
C.通过两电阻的电荷量相同
D.电阻上产生的焦耳热比电阻上产生的焦耳热更多
9．一列简谐横波在某介质中沿x轴传播，时刻的波形图如图所示，接下来的传播过程中，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置，已知质点P、Q平衡位置间的距离为2m，下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.时刻质点P的振动速度大于质点Q的振动速度
C.该波的周期为1.2s
D.当质点P在波峰时，质点Q的加速度沿y轴负方向
10．半径为R的光滑半球固定在水平地面上。有一质量为m的可视为质点的小球静止在半球的最高点，受到微小扰动后由静止开始沿球面下滑，一段时间后小球与半球分离，重力加速度大小为g，不计一切阻力，从小球开始下滑到落地前的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球机械能不守恒
B.小球落地时的速率为
C.小球与半球分离时，小球离地的竖直高度为
D.小球落地前瞬间重力的瞬时功率为
三、实验题
11．某实验小组利用图示装置验证系统机械能守恒，实验步骤如下：
调节气垫导轨直至水平，使轻绳一端固定O点，跨过两滑轮后另一端与滑块A相连，并保持轻绳水平部分始终与气垫导轨平行；
利用20分度游标卡尺测量遮光条宽度为d，测量起始点处遮光条中心到光电门中心的距离为L；
用天平测量滑块A和遮光条的总质量为M，并测出轻质滑轮下端所挂重物B质量为m（轻质滑轮质量不计）；
由静止释放重物B，用数字记时器记录下遮光条通过光电门的遮光时间为t，重物B未与地面相碰。
（1）实验中游标卡尺的读数为______mm。
（2）遮光条中心到达光电门时，滑块A的速度大小表达式为______（用d，t表示）。
（3）实验中，验证系统机械能守恒的表达式为______（用重力加速度g、M、m、L、d、t表示）。
12．某实验小组同学用图甲的电路测量蓄电池组的电动势和内阻。因为蓄电池组的内阻较小，为防止电流过大时损坏器材，电路中串联了一个保护电阻。
（1）请根据电路图甲将实物图乙器材连接成电路。
（2）闭合开关后，调节电阻箱接入电路的阻值，记录多组电阻箱的阻值R和对应的电压表的示数U，同学们根据测得的多组数据经计算转换，作出图象如图丙所示，图线在横、纵坐标轴的截距分别为和，保护电阻的阻值。则可得该电源的电动势为______V，内阻为______Ω。（计算结果均保留两位有效数字）
（3）现有标称值为“2.5V,1.25W”的小灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，如果该电源和定值电阻与两只这样的小灯泡串联接成闭合电路，则每只小灯泡的实际功率为______W。（计算结果保留三位有效数字）
四、计算题
13．2023年7月8日，哈尔滨获得第九届亚洲冬季运动会举办权，此次赛事掀起全民参与冰雪运动的热潮，滑雪是一项热门的冰雪运动项目，也是哈尔滨市冰雪旅游的热门娱乐项目。滑雪运动爱好者能够通过改变雪板与雪道的夹角来改变阻力大小，从而实现随心所欲的加速和减速。已知某滑雪运动爱好者在一条长度为100m、倾角为的雪道顶端由静止开始沿直线匀加速下滑，该阶段所受到的阻力为其总重力的倍；当速度达到16m/s时开始做匀减速直线运动直至雪道底端，该阶段其所受的阻力为其总重力的倍，g取。求
（1）运动爱好者在加速及减速阶段的加速度大小；
（2）运动爱好者到达雪道底端的速度大小。
14．如图所示，轻杆两端分别固定质量均为m的两个小球A和B，两小球可视为质点，过O点的固定光滑水平转轴垂直穿过轻杆，O点距球A为3L，距球B为L。初始时轻杆从水平位置静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g，当小球A运动到最低点时，求：
（1）球A的速度大小及球A对轻杆的作用力大小；
（2）该过程中轻杆对小球B做的功。
15．如图所示，MN、PQ间有向下的匀强电场，PQ、y轴间有向上的匀强电场，，y轴右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，有一带电的粒子1，质量为、电荷量为，沿x轴正方向从A点以速度大小射入，经两电场偏转后恰好经过O点，此时速度与x轴正方向夹角为斜向上，与静止在O点，质量为、电荷量为的带电粒子2发生正碰，碰后粒子1速度反向，且经电场后通过C点，碰后粒子2速度大小为，进入磁场之后从y轴某点射出磁场进入电场，刚好从C点以水平向左的速度射出电场。（不计粒子重力及粒子间的相互作用，碰后两粒子电性及电量均保持不变，题中只有已知，其它物理量均未知），求：
（1）粒子1与粒子2碰撞前在电场与电场中运动的时间之比及加速度大小之比；
（2）电场强度与磁感应强度B的大小之比；
（3）与之比，并通过计算分析两个粒子的碰撞是否为弹性碰撞。
参考答案
1．答案：C
解析：A.汤姆孙通过对阴极射线的研究，确定原子可再分，选项A错误;
B.卢瑟福通过α粒子轰击氮核发现了质子，选项B错误;
C.铀核发生α衰变，衰变方程为，则所有产物的结合能之和大于铀核的结合能，选项C正确;
D.根据玻尔氢原子理论可知当氢原子从高能级跃迁到低能级后，核外电子的动能增大，选项D错误。
2．答案：C
解析：A.光的频率与介质种类无关，因此光的频率不变，故A错误;
B.可知，光进入介质后光速变小，频率不变，由可知，波长变小，故B错误;
C.根据折射定律，故C正确;
D.当光从光疏介质射向光密介质时不能发生全反射，因此调整入射角度也不可能发生全反射，故D错误。
3．答案：A
解析：ABC.当滑动变阻器的触头由中间向a端滑动时，则滑动变阻器接入电路的阻值R变小。电路总阻值也减小，根据欧姆定律,则干路电流增大。由得，两端电压减小，且由于流过的电流增大，两端电压增大，则两端电压减小，流过的电流减小。故电压表示数减小，电流表示数增大，示数减小。故A正确，BC错误;
D.电容器左侧极板与电源负极相连。则左侧极板带负电，右侧极板带正电。且由于两端电压增大,则根据得，电容器所带电荷量增大，故D错误。
4．答案：C
解析：
且压强不变逆向分析。由到，相当于温度升高气体膨胀。
即由变到，时所有气体全在车内，
变为时所有气体体积为，则有的气体扩散出去，即有总气体的会扩散。即时总气体为时总气体的，
，故C正确。
5．答案：A
解析：A.根据
得
因为宜居类行星和地球公转轨道半径比为p，类太阳恒星和太阳的质量比为，则宜居类行星和地球公转线速度之比为,故A正确;
B.根据
得
因为宜居类行星和地球的质量比为，半径比为，则表面的重力加速度之比为，故B错误;
C.根据得，第一宇宙速度
因为宜居类行星和地球的密度近似相同，半径比为，则第一宇宙速度之比为，故C错误;
D.根据题意无法求出宜居类行星和地球的自转周期之比，故D错误。
6．答案：B
解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆筒的半径为R。粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞2次后刚好从小孔射出，其运动轨迹如图1所示
三段相同的圆弧轨迹将磁场边界三等分，由几何关系可得圆周运动半径为
此粒子以速率沿PO射入，与筒壁碰撞3次后刚好从小孔射出，其运动轨迹如图2所示
四段相同的圆弧轨迹将磁场边界四等分，易知其圆周运动半径为
由洛伦兹力提供向心力得
可得
可知带电粒子的速率与运动半径是正比关系，则有
解得，故B正确。
7．答案：B
解析：A.小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
小球离开小车时，由机械能守恒定律得
解得，故A错误;
B.小球离开小车后做平抛运动，在竖直方向
水平方向
由几何关系可知
解得，故B正确;
CD.当小球与小车分开时，小球速度最小，小车速度最大以向右为正方向，由动量守恒定律和动能守恒定理，解得
，故C错误，D错误。
8．答案：BD
解析：A.金属杆ab在外力F作用下切割磁感线产生感应电流，由右手定则知金属杆受到水平向左的安培力，那么
而
随着v增大，I增大，加速度a减小，故金属杆不是做匀加速直线运动，故A选项错误;
B.根据动能定理得
那么，故B选项正确;
C.由图知与并联，因此两电阻电压相等，那么
而
则
由
得
所以通过的电荷量大于通过的电荷量，故C选项错误;
D由
得
由于
那么，所以上的焦耳热更多，故D选项正确。
9．答案：AC
解析：A.因为P先回到平衡位置，所以P点向下振动波向右传播，故A正确；
B.时刻，P点与平衡位置距离大于Q点，所以P速度小，故B错误；
C.该波传播2m用时0.4s，波长为6m，所以周期，故C正确；
D.当P在波峰的时候Q在平衡位置以下，加速度是y轴正方向，故D错误。
10．答案：BD
解析：A.小球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
B.根据机械能守恒定律得
解得小球落地时的速率，故B正确；
C.当小球与半球分离时，支持力为零，根据牛顿第二定律得
解得
根据得，小球离地的竖直高度，故C错误；
D.小球落地前瞬间，竖直分速度
则重力的瞬时功率，故D正确。
11．答案：（1）3.60（2）（3）
解析：（1）读数为
（2）速度
（3）若砝码盘、砝码和滑块组成系统机械能守恒，根据机械能守恒定律有
代入数据联立解得
12．答案：（1）（2）4.0；1.0（3）0.188
解析：（1）根据甲图作图如答案中图所示；
（2）由闭合电路欧姆定律可知
整理得
由题意得
解得
解得
（3）该电源与定值电阻与两只灯泡串联由闭合电路欧姆定律得
代入整理得，在丁图中进行描点作图如下图所示
交点可得小灯泡的实际电压为
小灯泡的实际电流为
则小灯泡的实际功率
13．答案：（1）；（2）8m/s
解析：（1）加速阶段，根据牛顿第二定律，有
解得
减速阶段，根据牛顿第二定律，有
解得
加速度大小为
（2）设加速阶段的位移为，则加速阶段
解得
故减速阶段位移为
设到达斜面底部的速度为，则
代入数据解得
14．答案：（1）；（2）
解析：（1）从静止释放到A球运动至最低点的过程分析，由系统机械能守恒定律
A、B小球为同轴转动，转动过程中线速度关系为
解得
当球A运动至最低点时，对球A由向心力关系有
解得
方向竖直向上。由牛顿第三定律可知，球A对杆作用力大小为，方向竖直向下。
（2）由（1）知，对小球B从静止释放到运动至最高点过程由动能定理有
解得
15．答案：（1）；（2）（3）；是弹性碰撞
解析：（1）粒子1在电场中水平方向做匀速直线运动，有
竖直方向做匀变速直线运动
解得
（2）粒子2在磁场中做圆周运动
粒子2在电场中做类斜抛运动竖直位移为
解得
（3）粒子1碰撞前在电场中竖直方向做匀变速直线运动
粒子1反弹后做斜抛运动
联立得
由动量守恒得
解得
因为
所以该碰撞为弹性碰撞。

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