2024届山西省新绛县第二中学高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

2024届山西省新绛县第二中学高三下学期第五次调研考试物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率νa＞νb＞νc，下列说法正确的是A．照射氢原子的光子能量为12.75eVB．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νaC．从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光频率为νcD．光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应2、如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）A． B． C． D．\3、如图所示，甲、乙两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，甲、乙间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）A．甲、乙的质量之比为1:B．甲、乙所受弹簧弹力大小之比为:C．悬挂甲、乙的细线上拉力大小之比为1:D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙的瞬时加速度大小之比为1:4、甲、乙两球质量分别为、,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间两球的速度都已达到各自的稳定值、,则下落判断正确的是()A．甲球质量大于乙球B．m1/m2=v2/v1C．释放瞬间甲球的加速度较大D．t0时间内，两球下落的高度相等5、如图所示，一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动，某同学用画笔在白板上画线，画笔相对于墙壁从静止开始水平向右先匀加速，后匀减速直到停止．取水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则画笔在白板上画出的轨迹可能为()A． B． C． D．6、如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b，A、B为间距很小且正对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射入板间的初速度不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是A．E变小B．U变大C．不变D．若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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、矩形线框PQMN固定在一绝缘斜面上，PQ长为L，PN长为4L，其中长边由单位长度电阻为r0的均匀金属条制成，短边MN电阻忽略不计，两个短边上分别连接理想电压表和理想电流表。磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向上，一与长边材料、粗细完全相同的金属杆与线框接触良好，在沿导轨向上的外力作用下，以速度v从线框底端匀速滑到顶端。已知斜面倾角为θ，不计一切摩擦。则下列说法中正确的是（）A．金属杆上滑过程中电流表的示数先变大后变小B．作用于金属杆的外力一直变大C．金属杆运动到长边正中间时，电压表示数为D．当金属杆向上运动到距线框底端3.5L的位置时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率最大8、如图所示，一光滑绝缘足够长的斜面与两个等量同种正点电荷连线的中垂面重合，O为两点电荷连线的中点。A、B为斜面上的两点，且。一个带电荷量为q、质量为m，可视为质点的小物块，从A点以初速度v0开始沿斜面下滑，到达B点速度恰好为零。（斜面对电场无影响）以下说法正确的是（）A．小物块带正电，从A运动到B点，加速度先增大后减小B．小物块带负电，从A运动到B点，电势能先减小后增大C．小物块运动到O点时具有最大速度D．小物块能回到A点，且速度大小等于v09、如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是()A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0B．三角形A′B′C′的边长可以为2aC．粒子的速度大小为D．粒子再次回到D点所需的时间为10、下列说法正确的是（）A．当障碍物或孔的尺寸比波长大或差不多时,才能发生明显的衍射现象B．不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的干涉现象C．频率相同的两列波相遇,波谷和波谷相遇处为振动加强点D．增大单摆的摆长,单摆摆动的频率将减小E.弹簧振子的振幅越小,其振动频率将保持不变三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图2所示是他采用手机拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了50角，发现光线____恰好消失了（选填①，②或③），那么这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率n=_____.12．（12分）某实验小组利用如下器材设计电路先测量未知电阻阻值，再测量电源的电动势及内阻。实验电路图如甲图所示，实验室提供的器材有：电源E（电动势约4.5V，内阻为r）电流表A1（量程0～15mA，内阻为r1=10Ω）电流表A2（量程0～100mA，内阻为r2=1.5Ω）定值电阻R1（阻值R1=90Ω）定值电阻R2（阻值R2=190Ω）滑动变阻器R3（阻值范围0～30Ω）电阻箱R4（阻值范围0～99.99Ω）待测电阻Rx（电阻约55Ω）开关S，导线若干（1）图甲中电阻A应选____，电阻B应选___（填符号）；（2）实验小组通过处理实验数据，作出了两电流表示数之间的关系，如图乙所示，则待测电阻电阻Rx的阻值为____；（3）测电源电动势和内阻时，某实验小组通过处理实验数据，作出了电阻B阻值R与电流表A2电流倒数之间的关系，如图丙所示，则待测电源的电动势为____，内阻为____（结果保留两位有效数字）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，柴油打桩机的重锤质量，重锤在桩之上高度处由静止开始自由落下，与质量为的桩碰撞。碰撞同时，碰撞处的柴油燃烧产生猛烈爆炸，在极短的时间内使锤和桩上下分离。之后，锤向上反弹上升的高度，桩在泥土中向下移动的距离。忽略空气阻力，重力加速度取。(1)求重锤下落至刚接触桩时的速度大小；(2)若桩向下运动过程受泥土的阻力大小恒定，求此力的大小。14．（16分）如图所示，在光滑水平面上距离竖直线MN左侧较远处用弹簧锁定不带电绝缘小球A，弹性势能为0.45J，A球质量M＝0.1kg，解除锁定后与静止在M点处的小球B发生弹性正碰，B球质量m＝0.2kg、带电量q＝＋10C。MN左侧存在水平向右的匀强电场E2，MN右侧空间区域范围内存在竖直向上、场强大小E1＝0.2N/C的匀强电场和方向垂直纸面向里磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场。（g＝10m/s2，不计一切阻力）求：(1)解除锁定后A球获得的速度v1；(2)碰后瞬间B球速度v2；(3)E2大小满足什么条件时，B球能经电场E2通过MN所在的直线；（不考虑B球与地面碰撞再次弹起的情况）(4)在满足(3)问情景下B球在电场E2中与MN的最大距离。15．（12分）2018年8月美国航空航天科学家梅利莎宣布开发一种仪器去寻找外星球上单细胞微生物在的证据，力求在其他星球上寻找生命存在的迹象。如图所示，若宇航员在某星球上着陆后，以某一初速度斜面顶端水平抛出一小球，小球最终落在斜面上，测得小球从抛出点到落在斜面上点的距离是在地球上做完全相同的实验时距离的k倍。已知星球的第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，星球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：（1）星球表面处的重力加速度；（2）在星球表面一质量为飞船要有多大的动能才可以最终脱离该星球的吸引。

参考答案一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

根据公式，可知，n=3，因此受到激发后的氢原子处于第n=3能级；A．根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：△E31=E3-E1=-1.51-（-13.6）=12.09eV，故A错误；B．频率大小关系为va＞vb＞vc，从n=3跃迁到n=2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为vc，故B错误；C．氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量最大，辐射出的光频率为va，故C错误；D．氢由n=3跃迁到n=1产生的光的能量12.09eV，依据光电效应方程，所以能使逸出功为10.2eV的金属能发生光电效应，故D正确。2、A【解析】

天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，A图的有效长度最长，磁场强度B和电流大小I相等，所以A所受的安培力最大，则A图最容易使天平失去平衡．A正确；BCD错误；故选A．3、D【解析】

B．因为是同一根弹簧，弹力相等，故B错误；AC．对甲乙两个物体受力分析，如图所示甲乙都处于静止状态，受力平衡，则有对甲，对乙，代入数据得故AC错误；D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙所受合力为其重力在绳端的切向分力，根据牛顿运动定律有故D正确。故选D。4、A【解析】

两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg，因此最大速度与其质量成正比，即vm∝m，，由图象知v1＞v2，因此m甲＞m乙；故A正确，B错误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g．故C错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等；故D错误；故选A．5、D【解析】

找出画笔竖直方向和水平方向的运动规律，然后利用运动的合成与分解进行求解即可；【详解】由题可知，画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动，水平方向先向右做匀加速运动，根据运动的合成和分解可知此时画笔做曲线运动，由于合力向右，则曲线向右弯曲，然后水平方向向右减速运动，同理可知轨迹仍为曲线运动，由于合力向左，则曲线向左弯曲，故选项D正确，ABC错误。【点睛】本题考查的是运动的合成与分解，同时注意曲线运动的条件，质点合力的方向大约指向曲线的凹侧。6、B【解析】

由可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又可得，E不变，A错误；粒子电势能减少量，，所以增大，C错误；对类平抛运动，得，第一次落在位置，d加倍，第二次落在位置，D错误．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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、BD【解析】

A．金属杆相当于电源，金属杆上滑过程中，外电路的总电阻一直减小，则总电流即电流表的示数一直变大。故A错误；B．金属杆匀速运动，作用于金属杆的外力由于总电流一直变大，所以作用于金属杆的外力一直变大，故B正确；C．由电磁感应定律，金属杆运动时产生的感应电动势为金属杆到达轨道正中间时，所组成回路的总电阻为由闭合电路欧姆定律，回路电流为电压表测的是路端电压，所以电压表示数为故C错误；D．设金属杆向上运动x距离时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率即电源的输出功率最大。电源电动势一定，内外电阻相等时电源输出功率最大解得故D正确。故选BD。8、BD【解析】

AB．从A到B，物块的动能和重力势能均减小，则机械能减小，电势能变大，电场力对滑块做负功，可知滑块带负电，从A到O，电场力做正功，电势能减小；从O到B电场力做负功，电势能变大；因在O点两侧斜面上都存在一个场强最大的位置，此位置与AB两点的位置关系不确定，则不能确定滑块加速度的变化情况，选项A错误，B正确；C．因滑块在O点以下某位置时，受到向下的重力、垂直斜面的支持力以及沿斜面向上的电场力，三力平衡时加速度为零，速度最大，可知小物块运动到O点以下某位置时具有最大速度，选项C错误；D．小物块到达最低点后，加速度沿斜面向上，由能量关系可知，滑块能回到A点，且速度大小等于v0，选项D正确。故选BD。9、ACD【解析】

A．要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，则带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为a的圆弧，粒子运动轨迹如图所示，所以三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也应该为B0，故A正确；B．由几何知识可知，三角形A′B′C′的最短边长为2a＋2a，B错误；C．带电粒子做圆周运动的轨迹半径为r＝a＝速度为C正确；D．分析知粒子再次回到D点时，其运动轨迹对应的圆心角θ＝2×60°＋300°＝420°，故D正确故选ACD。10、CDE【解析】当障碍物或孔的尺寸比光的波长小很多或相差不大时，光可以发生明显的衍射现象，A错误；不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的多普勒效应，B错误；频率相同的两列波的波谷和波谷相遇处的质点振动是加强点，C正确；根据，可知当摆长增大时，单摆的周期增大，频率减小，D正确；根据简谐运动的周期由振动系统本身决定，与振幅无关，频率与周期的关系为，即频率与振幅也无关，E正确；选CDE.三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、③【解析】将圆盘和玻璃砖一起顺时针绕圆心缓慢转动了50角，发现全反射，光线③恰好消失；此时的临界角为C=450，则这次他所测得半圆形玻璃砖的折射率.12、504.20.50【解析】

(1)[1][2]．因待测电源的电动势为4.5V，则电流表A1与电阻R2串联，相当于量程为的电压表，可知图甲中电阻A应选R2；电阻B应选阻值能改变且能够读数的电阻箱R4；(2)[3]．由图可知，当I1=12mA时I2=60mA，可得(3)[4][5]．由电路图可知，电流表A1，电阻A以及Rx三部分的等效电阻为R′=40Ω，由闭合电路的欧姆定律即由