益阳市2024届高三二模（4月教学质量检测）物理试卷（含答案）

后附原卷扫描版益阳市2024届高三4月教学质量检测后附原卷扫描版物理(全卷满分100分，考试时间75分钟)一、选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求.)1.我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图，则下列说法正确的是()A.用11.5eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢B.一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子C.用12.09eV的光子照射一群处于基态的氢原子后，最多可辐射出4种不同频率的光子D.氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.12eV的某种金属所产生的光电子的最大初动能为6.63eV2.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾角为θ的斜面上，质量分别为m和4m的物块A、B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行，A和B，B与斜面间动摩擦因数均为μ=17A.5135mgsinθB.54c.5735mgsinθD.593.由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它.某同学为研究这一现象，建立了一个简化模型.将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为2的均匀大气，并将大气层的厚度等效为地球半径R.根据此模型，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看至太阳的时间是(地球自转时间为24小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光)(A.3小时B.2小时C.1.5小时D.1小时益阳市2024届高三4月教学质量检测·物理【第1页，共6页】4.如图甲所示，挡板OA与水平面的夹角为θ，小球从O点的正上方高度为H的P点以水平速度v₀水平抛出，落到斜面时，小球的位移与斜面垂直；让挡板绕固定的O点转动.改变挡板的倾角θ，小球平抛运动的初速度v₀也改变，每次平抛运动都使小球的位移与斜面垂直，1tan2θ-1A.图乙的函数关系图使对应的方程式1tan2B.图乙中a的数值-2C.当图乙中b=1,H的值为0.2mD.当θ=45°,，图乙中b=1，则平抛运动的时间为25.如图,三根绝缘细线OA、OB、AB长均为1.00m,连着质量均为:m=1.00g,，电量均为q=1.00×10⁻⁹C的带电小球，A球带正电，B球带负电，AB水平.整个装置处在水平向左的匀强电场中，场强E=1.00×10⁷N/C,，现剪断细线OB，由于空气阻力系统最终静止在某个位置(已知2=1.414,A.系统最终静止时重力势能较最初减少了1.2580×10⁻²JB.系统最终静止时重力势能较最初减少了(0.905×10⁻³JC.系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了2.93×10⁻³JD.系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了(6.82×10⁻³J6.如图所示，有一圆形区域匀强磁场，半径为R，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小.B₁,在其右侧有一与其右端相切的正方形磁场区域，正方形磁场的边长足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B₂.有一簇质量为m，电荷量为+q的粒子，以相同的速度v0A.S=π+123BC.S=π+1B1益阳市2024届高三4月教学质量检测·物理【第2页，共6页】二、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出约四个选项中有多项符合题目水，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.)7.位于坐标原点的波源从t=0时刻开始做简谐运动，l₁=3s时第一次形成如图实线所示的波形，t₂时刻形成的部分波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是()A.波源的起振方向沿y轴正方向B.tɒ时刻可能为5.5sC.t₂时刻可能为7.5sD.t₂时刻可能为4.5s8.如图，一小型发电厂的电压有效值为220V，通过升压变压器n₁:n₂=1:2,然后输出给终端，已知n₃:n₄:n₅=2:1:4,线路电阻为r，现闭合S，，断开S₂,，用户的总电阻为R圆锥侧=10Ω，用户获得的功率为4000W.变压器均为理想变压器，)八.闭合S₁,断开:S₂,r=4Ω,，线路损失的功率为400WB.闭合S₂,断开S₁,线路损失的功率为200WC.闭合S₂,断开S₁,R₂获得的的功率为2100WD.闭合S₂，断开S₁，增大R₂，线路损失的功率将减小9.如图，光滑的水平面左端为O，右端足够长，在O的左下方有一倾斜的传送带，传送带始终以10m/s的速度逆时针转动，物体与传送带间的动摩擦因数μ=316,物体的质量m=2kg,传送带上、下两端相距5m，物体在O处在水平恒力F₁的作用下由静止向右运动一段时间，后将F₁反向，大小变为F₂，经过相同的时间它刚好回到O，F₁所做的功为4JA.物块从O处以4m/s的水平速度做平抛运动B.物块在传送带上运动的时间为23C.物块在传送带上留下痕迹的长度10D.整个过程中F₁、F₂所做的总功为12J10.如图所示，两条足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，电阻不计，导轨最右端接有阻值为R的定值电阻.整个装置处于两种磁感应强度大小均为B、方向相益阳市2024届高三4月教学质量检测·物理【第3页，共6页】反的竖直方向匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线.质量均为m的两根导体棒MN、PQ静止于导轨上，两导体棒接入电路的电阻均为R，与导轨间的动摩擦因数均为μ(设导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).t₁时刻，用水平向左的恒力F拉导体棒MN，使其由静止开始运动，t₂时刻，导体棒PQ刚好要滑动.在这个过程中，两棒始终与导轨垂直且接触良好，通过导体棒PQ的电荷量为q，重力加速度为g.则下列说法正确的是()A.t₂时刻，导体棒PQ受到的安培力方向水平向右B.t₂时刻，导体棒MN速度大小为2μmgRC.从t₁到t₂时间内，导体棒MN在导轨上运动的距离为3qRD.从t₁到t₂时间内，导体棒MN产生的焦耳热为2qR三、实验题(第11题6分,第12题9分)11.某实验小组做“测量滑块与长木板之间的动摩擦因数”实验时，实验装置如图甲所示.在水平桌面上固定放置一端有定滑轮的长木板，靠近定滑轮的B处有一个光电门.在A处有一上端带遮光条的滑块，A、B之间的距离保持L不变.不计滑轮质量及其与绳子之间的摩擦.(1)实验过程中用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺读数如图乙所示，读出遮光条的宽度d=mm.(2)实验时，将滑块从A处静止释放，若光电门显示遮光时间为t，此时力传感器示数为F，从而可以得到一组F、t数据，多次改变所挂重物的质量进行实验，可得到多组数据.根据这些数据，作出F-1t2的关系图像如图丙所示，则滑块与遮光条的总质量为滑块与长木板之间的动摩擦因数为(用L、a、b、d12.某实验小组欲测量某电源的电动势E和内阻r.实验室提供下列器材：A.待测电源(电动势不超过6V，内阻不超过2Ω)B.定值电阻.R₀=5ΩC.滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)D.电压表(0~6V,内阻约为5kΩ)E.电流表(0~0.6A,内阻约为0.5Ω)F.开关一只，导线若干益阳市2024届高三4月教学质量检测·物理【第4页，共6页】vJ让实验效果较明显，且误差较小，请结合所给的实验器材设计最合理的实验电路图并画在图甲所示虚框中.(2)按电路图连接实际电路，调节滑动变阻器R，绘出L=I图线(如图乙所示)，则电源的电动势E=V，内阻r=Ω；(结果均保留2，位有效数字)(3)该小组同学又将该电源与另一个定值电阻R'=199Ω和两个完全相同的热敏电阻R₁连接成如图丙所示的电路，已知热敏电阻R，的伏安特性曲线如图丁所示，则此时每个热敏电阻消耗的电功率为四、计算题(第13题10分,第14题15分,第15题16分)13.如图所示，两正对且固定不动的导热汽缸，与水平面成30°角.底部由体积忽略不计的细管连通，活塞a、b用不可形变的轻直杆相连，不计活塞的厚度以及活塞与汽缸间的摩擦，a、b两活塞的横截面积分别为S₁=10cm²,S₂=20cm²,两活塞的总质量为m=12kg,，两汽缸高度均为H=10cm.汽缸内封闭一定质量的理想气体，系统平衡时活塞-α、b到汽缸底的距离均为L=5cm(图中未标出)，已知大气压强为p₀=10⁵Pa.环境温度为T₀=300K,重力加速度g取10m/s².求:(1)若缓慢降低环境温度，使活塞缓慢移到汽缸的一侧底部，求此时环境的温度；(2)若保持环境温度不变，用沿轻杆向上的力缓慢推活塞，活塞a由开始位置运动到汽缸底部，求此过程中推力的最大值14.如图，倾角为37°的足够长斜面底端有一弹性挡板P，O为斜面底端，离O处为L的斜面上有一点A，在A处有三个弹性滑块，均可视为质点，m₁:m₂:m₃=1:2:6其中3与斜面间动摩擦因数/μ=0.25，1、2与斜面光滑，现让三个滑块从A静止释放，重力加速度为g，所有碰撞均为弹性.求：(1)3刚要与挡板碰撞时速度大小；(2)它们完成第一次碰撞后，1沿斜面向上滑行的最大位移(相对O).15.如图，在第一象限内有垂直该平面的匀强磁场，以虚线.x=a为界，左侧磁场垂直于该平面向里，右侧磁场垂直于该平面内向外.第四象限内互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直向里.所有磁场的磁感应强度相等，一质量为m，电量为+q的带正电粒子从O沿+x方向紧邻第一象限射入，粒子入射速度大小在0~vm中的所有数值，其中速度为vm的粒子在Ⅰ区和Ⅱ区的运动时间之vₘ2:5,总时间为:712T.(T(1)求磁感应强度的大小；(2)从第一象限射到y轴最远的粒子的速度大小；(3)场强.E=Bvₘ(B为上述所求的值)，求粒子在第四象限内运动离x轴的最大距大动能.物理参考答案1.D2.B解析:对AFT-mgsinθ-μmgcosθ=ma,对B:3.D解析：太阳光是平行光，临界光路图如图所示，由几何关系可得临界光线的折射角为sinr=R2R=12,可知临界光线的折射角为30°；根据折射定律n=sinisinr=2,4.C解析：设平抛运动的时间为t，如图所示，把平抛运动的位移分别沿水平和竖直方向分解.由几何关系v0t12gt2=tanθ,解得合图乙1tan2θ-1v02函数关系图像可得a=-1，故B错误；由图乙可得1tan2θ-1v02函数关系图像的斜率k=-ab=gH2,又有a=-1,b=1,可得.H=0.2m,5.D解析：剪断细线OB，系统静止时如图，重力势能减少了ΔEₚ=mgl1-cos30°+mgl(1+cos45∘-cos30∘)=10-22-3+为阳市2024日立二4日数学质量检测·物理·参老笑安第1页(共5页)6.C解析:由v0=qRB空白区域面积：S空白加阴影的总面积：SS阴=S7.ABC解析：波源的起振方向与t₁=3s时x=6m处质点的振动方向相同，将实线向右平移一个微小距离，t₁=3s时x=6m处的质点向上振动，故波源的起振方向沿y轴正方向，A正确.由图可知.λ=4m,由v=Δxt=6m3s=2m/s,故T=2s,t₂时刻部分波形如图中虚线，但波不是传播到.x=9m,质点的起振方向与波源的起振方向相同，即沿y轴正方向，故x=9m以后至少还有半个波长，即波至少传播到.xₛ=9m+2m=11m,至少传播的时间为t₂=xsv8.ACD解析：由变压器原理得u1u2=n1n2⇒u2=440V;设流过r的电流为I，则u₃=440-Ir,u4=440-Ir2,用户的电流为2I=u4R甲,P=2u4I=4000,解得I=10A,r=4Ω,故A正确;闭合S₂,断开.S₁,，设流过r9.AB解析:x=1取向左为正，x=-F由①—②得F₂=3F₁,W₂=3W₁,故12mv0物块进入传送带时速度v₁=5m/s,又mgsin37°+μmgcos37°=ma,a=7.5m/s²,v22l球=10.AD解析：由于金属棒MN向左运动，根据右手定则可知，金属棒PQ的电流方向为P到Q，根据左手定则可知，金属棒PQ受到的安培力方向水平向右，A正确；t₂时刻,PQ刚好t₂要滑动，设PQ上的电流为I，则有.BIL=μmg,，金属棒MN产生的感应电动势为.E=BLv,益阳市2024届高三4月教学质量检测·物理·参考答案第2页(共5页)由于金属棒PQ与电阻R并联，所以金属棒MN上的电流为2I，则根据闭合电路欧姆定律有E=IR+2IR,联立可得,t₂时刻,金属棒MN速度大小为v=3μmgRB2L2,B错误；通过金属棒PQ的电荷量为q，则通过金属棒MN的电荷量为2q，则有2q=IMN⋅t=ER+0.5R.Δt=Φ1.5R=BLx1.5R,可得在t₁到t₂时间内，金属棒MN在导轨上运动的距离为x=3qRBL,C错误；从11.(1)2.252解析：(1)遮光条的宽度为d=2mm+0.05mm×5=2.25mm;(2)光电门显示遮光时间为t，则滑块到B处的速度为v=滑块从A点运动到B点，由运动学公式得v²=2aL,滑块从A点运动到B点，由牛顿第二定律得F-μmg=ma,解得F=由图丙可知F-1t2则b解得滑块与遮光条的总质量为m=由图丙可知F-1t2图像与纵轴的交点为b解得滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=12.(1)见解析图(2)6.01.03解析：(1)电源的内阻远远小于电压表的内阻，所以应该选择对电源来说的外接法，电路图如右图.(2)根据闭合电路欧姆定律得U=E-I可知图像的斜率为-解得r=1.0Ω,纵截距为电动势,即E=6.0V.(3)设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有2U+IR'+r=E,代入数据得U=作出图线如图所示.图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为6mA，故电功率P=UI=1.44×10⁻²W.益阳市2024届高三4月教学质量检测·物理·参考答案第3页(共5页)13.解：(1)设初始气体压强为p₁，将两活塞作为整体受力分析，由平衡条件可得p₀S₁+p₁S₂=mgsin30°+p₀S₂+p₁S₁,,…(2分)代入数据解得p₁=1.6×10⁵Pa,,……………(1分)活塞缓慢移动过程中，缸内气体压强不变，温度降低，体积减小，活塞向下移动；由盖一吕萨克定律可得S1L+S解得活塞缓慢移到气缸的一侧底部时环境的温度T=200K;;…………(1分)(2)沿轻杆向上的力缓慢推活塞，气体体积变化，又气体温度不变，则气体压强变化，当活塞到达汽缸顶部时，向上的推力最大，此时气体的体积为.HS₂,设此时的压强为p₂，由玻意耳定律得p₁LS₁+LS₂=p₂HS₂,,…(代入数据解得p₂=1.2×10⁵Pa,………………(1分)将两活塞作为整体受力分析，由平衡条件可得F+p₀S₁+p₂S₂=mgsin30°+p₀S₂+p₂S₁,代入数据解得F=40N.……………