2024届黑龙江省高三下学期二模联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023~2024学年度高三年级第二次模拟物理注意事项：1．本卷满分100分，考试时间75分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.来自外太空的宇宙射线在进入地球大气层后，可能会与大气中的氮原子作用而产生质子。中子与氮14发生的核反应方程是：，产生的不够稳定，能自发的进行β衰变，其半衰期为5730年。考古学家可利用的衰变规律推断出古木的年代，下列说法正确的是（）A.发生β衰变的生成物是B.的半衰期随温度的降低而变长C.β衰变辐射出的粒子是碳原子核外电子跃迁产生的D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知该古木距今约11460年〖答案〗D〖解析〗A．根据题意可知，衰变方程为即发生衰变的产物是，故A错误；B．半衰期与外界环境无关，故B错误；C．衰变辐射出的粒子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故C错误；D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知，经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年＝11460年故D正确。故选D。2.某物体在竖直方向做直线运动的图像如图所示。若选向上为正方向，则下列说法正确的是（）A.0~1s内，物体处于超重状态B.0~2s内，物体的平均速度大小为3m/sC.时，物体的速度、加速度均等于零D.时，物体离出发点最远〖答案〗A〖解析〗A．由图可知，0~1s内，物体向上做加速运动，则物体的加速度方向向上，则物体处于超重状态，故A正确；B．0~2s内，如果物体沿正方向先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，最大速度为6m/s，图像如图所示则0~2s内，物体的平均速度大小为但物体先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的减速运动，可知0~2s内，物体的平均速度大于3m/s，故B错误；C．由图可知，时，物体的速度为零，但速度时间图像的斜率表示加速度，而此时图线的斜率最大，即加速度最大，故C错误；D．速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，图像在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负，0~2s内，物体沿正方向运动，图像在时间轴上方，2~4s内，物体沿负方向运动，图像在时间轴下方，根据对称性可知，4s时，物体回到出发点，故D错误。故选A。3.如图所示，EFGH为柱状玻璃砖的横截面，EHG是以O为圆心的一段圆弧，H为圆弧的中点，圆弧EHG刚好与EF边和FG边相切，圆弧的半径为R，。一束单色光照射在EF边的中点D，入射角为，进入玻璃砖后，折射光线从圆弧上射出后刚好过圆弧的圆心O。光在真空中的传播速度为c，不考虑光在圆弧上的反射，下列说法正确的是（）A.玻璃砖对光的折射率为 B.光在玻璃砖中的传播速度为C.光在玻璃砖中的传播距离为 D.光在玻璃砖中传播的时间为〖答案〗B〖解析〗A．光路如图所示．设折射角为r，则故玻璃砖对光的折射率A错误；B．光在玻璃砖中传播速度B正确；C．光在玻璃砖中传播的距离C错误；D．光在玻璃砖中传播的时间D错误。故选B。4.如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下沿AB由A点运动到B点，其电势能随距A点的距离x变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A.电场的方向由A指向BB.A点的电场强度小于B点的电场强度C.电子在A点的速度小于在B点的速度D.若一质子以同一初速度由A点释放，一定能运动到B点〖答案〗C〖解析〗AC．由图乙可知，电子的电势能减小，则电场力做正功，故电子的速度变大，又电子带负电，故电场的方向由B指向A，A错误，C正确；B．图像的斜率表示电场力，可知A点的电场强度大于B点的电场强度，B错误；D．由电场强度方向可知，质子所受电场力做负功，质子有可能运动到B点前减速到零，D错误。故选C。5.如图甲所示，汽车后备箱里水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直，当汽车以恒定速率通过如图乙所示的三个半径依次变小的水平圆弧形弯道ABC时，木箱及箱内工件均保持相对静止。从汽车行驶方向上看，下列说法正确的是（）A.Q和M对P的支持力大小始终相等B.汽车过A点时，汽车重心的角速度最小C.汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等D.汽车过A、C两点时，M对P的支持力小于Q对P的支持力〖答案〗B〖解析〗A．汽车过A、B、C三点时做匀速圆周运动，合外力指向圆弧的圆心，故对工件P受力分析可知，汽车经过A、C两点时合外力向左，经过B点时合外力向右，故Q和M对P的支持力大小不是始终相等，A错误；B．汽车过A点时，由角速度与线速度关系可知，在A点圆弧轨道半径最大，则汽车重心的角速度最小，故B正确；C．根据合外力提供向心力，有当汽车以恒定速率通过半径依次变小的A、B、C三点时，工件P受到的合外力大小依次在增大，故C错误；D．汽车过A、C两点时，所受的合外力向左，因此M对P的支持力大于Q对P的支持力，故D错误。故选B。6.2023年5月30日9时31分，神州16号载人飞船进入太空，经5次自主变轨成功与天和核心舱径向对接，标志着我国已经成为了航天大国。天和核心舱的轨道可近似看成圆轨道，离地面高度约390千米。已知地球同步卫星距地球表面高度约为36000km，下列说法正确的是（）A.飞船运载火箭发射过程中，宇航员处于失重状态B.神州16号飞船在变轨到更高轨道过程中，需要点火减速C.天和核心舱的向心加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度D.天和核心舱在轨道上运行时，与太阳的连线在相同时间内扫过的面积是相等的〖答案〗C〖解析〗A．飞船运载火箭发射过程中，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，故A错误；B．神州16号飞船在变轨到更高轨道的过程中，需点火加速做离心运动，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有解得由于天和核心舱的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则天和核心舱的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，根据可知地球同步卫星的向心加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度，由此可知天和核心舱的向心加速度大于在赤道上随地球自转的物体的向心加速度，故C正确；D．天和核心舱在轨道上绕地球运行时，根据开普勒第二定律可知，天和核心舱与地球的连线在相同时间内扫过的面积是相等的，但与太阳的连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，故D错误。故选C7.如图所示是某款手摇点火器的原理图，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，手摇发电机线圈的面积为，共50匝，不计内阻，变压器为理想变压器，其原、副线圈匝数比为。下列说法正确的是（）A.电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花B.只有当电压表示数超过50V时，点火器才能产生电火花C.线圈转速为2r/s时，点火器可以产生电火花D.线圈转速为5r/s时，1s内点火器可以产生10次电火花〖答案〗D〖解析〗AB．根据变压器原、副线圈的数比等于电压比，有令解得电压表的示数为原线圈两端的电压有效值，刚点火时有电压表的示数为5V时，点火器不能产生电火花，只有当电压表示数超过时，点火器才能产生电火花，故AB错误；CD．线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值，即设线圈转速为n，则发电机的最大电动势为解得故线圈转速为2r/s时，点火器不能产生电火花，线圈转速为5r/s时，副线圈的电压最大值超过了5000V，能产生电火花，且1s内点火器产生电火花的次数为故C错误，D正确。故选D。8.某同学用单摆测量学校的重力加速度大小，他通过改变摆长L，测出几组对应的周期T，并作出图像如图所示。下列说法正确的是（）A.应选用质量小、体积也小的小球做实验B.应从摆球经过最低点时开始计时C.图像不过坐标原点的原因可能是摆长测量值偏大D.通过作出图像处理数据来求得重力加速度，可消除因摆球质量分布不均匀而导致的系统误差〖答案〗BD〖解析〗A．为了减小空气阻力的影响，应选用质量大、体积小的小球做实验，故A错误；B．为了减小误差，应从摆球经过最低点开始计时，故B正确；C．设摆线长度为L，小球半径为r，根据单摆公式可得化简可得可知，图像不过坐标原点的原因可能是测量摆长时，忘记加上小球的半径，故C错误；D．图像斜率为通过作出图像处理数据来求得重力加速度，可消除因摆球质量分布不均匀而导致的系统误差，故D正确。故选BD。9.我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（）A.汽车做匀加速运动的最大速度B.汽车能达到的最大行驶速度C.汽车速度为时的功率为D.汽车速度为时的加速度大小为〖答案〗CD〖解析〗A．据牛顿第二定律有解得则汽车做匀加速运动的最大速度故A错误；B．当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即故B错误；C．汽车速度为时，功率为故C正确；D．汽车速度为时，牵引力大小为根据牛顿第二定律有解得故D正确。故选CD。10.如图所示，半径为R的一圆形区域，O为圆心，P为边界上的一点，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电荷量为-q、质量为m的相同带电粒子a、b（不计重力）从P点先后以大小相等的速率射入磁场，粒子a正对圆心射入，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向夹角为。下列说法正确的是（）A.两粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为RB.a粒子在磁场中运动的时间为C.b粒子在磁场中运动的时间为D.a、b粒子离开磁场时的速度方向夹角为30°〖答案〗AC〖解析〗A．由洛伦兹力提供向心力，有解得故A正确；BC．粒子在磁场中的运动轨迹如图所示粒子a、b在磁场中的运动周期均为由轨迹图可知，则a、b粒子在磁场中的运动时间分别为，故B错误，C正确；D．由图中轨迹可知，a、b粒子离磁场时的速度方向都与OP方向垂直，即a、b粒子离开磁场时的速度方向平行，故D错误。故选AC。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学用如图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，纸带每打5个点选一个计数点。已知重物的质量为m，重力加速度为g，滑轮重力不计。（1）为了能完成该实验，下列操作正确的是（）A.保证小车的质量远大于重物的质量B.调节滑轮的高度，使细线与长木板平行C.实验开始时应先释放小车，后接通电源D.将长木板左端垫高适当角度，以平衡长木板对小车的摩擦力（2）由如图乙所示纸带，可求得小车的加速度大小为______m/s2。（保留两位有效数字）（3）若实验中弹簧测力计读数______，则说明牛顿第二定律成立。（用字母m、g、a表示）〖答案〗（1）B（2）0.93（3）〖解析〗【小问1详析】A．绳子中的拉力大小可由弹簧测力计的示数直接读出，不需要保证小车的质量远大于重物的质量，故A错误；B．要使弹簧测力计的示数稳定，需调节滑轮的高度，使细线与长木板平行，故B正确；C．为了完整地记录运动过程，应先接通电源，后释放小车，故C错误；D．实验中以重物为研究对象验证牛顿第二定律，故无需平衡长木板对小车的摩擦力，D错误。故选B。【小问2详析】根据题意可知，纸带上相邻计数点的时间间隔根据逐差法可得小车的加速度大小为【小问3详析】由图甲可知，弹簧测力计示数等于绳子的拉力，且小车加速度为重物加速度的两倍，对重物有解得12.某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻，实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量程为0~0.1A）、电压表V（量程为0~3V）、滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）、定值电阻、定值电阻、多用电表、开关和导线若干。（1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的______（选“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。将欧姆表倍率调为“×1”挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，则电流表内阻为RA=______Ω。（2）另一同学想利用如图乙所示电路测量电流表的内阻。①请在图丙中用笔画线代替导线完善实物图连线________。②为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，则保护电阻应使用______（选“”或“”）。③电路接通后，把滑动变阻器的滑片滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内阻______。（用题中所给物理量字母符号表示）〖答案〗（1）负9.0（2）R1〖解析〗【小问1详析】[1]电流需从多用电表红表笔流入，故红表笔应接触电流表的负接线柱；[2]欧姆表读数为【小问2详析】①[1]根据图乙所示电路图，实物连线如图所示②[2]由欧姆定律可知，当电压表、电流表均满偏时，此时电路中的电阻为此时故选择较合理。③[3]由欧姆定律有解得13.某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度g取，求：（1）气体在状态C时的压强；（2）气体由状态A到状态C过程中，从外界吸收的热量Q。〖答案〗（1）；（2）150J〖解析〗（1）气体在状态A时，有解得气体由状态A到状态B过程中，气体的压强不变，由盖吕萨克定律有解得气体由状态B到状态C过程中，气体的体积不变，由查理定律有解得（2）气体从状态A到状态C的过程中，气体对外做的功为由热力学第一定律有解得14.如图所示，两根轻绳连接质量为m的小球P，右侧绳一端固定于A点，左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物块Q，质量相等的物块Q、N通过一轻弹簧连接，整个系统处于静止状态时，小球P位于图示位置，PA、PB两绳与水平方向的夹角分别为53°和37°，此时物块N与地面的压力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上，两绳均拉直且恰好无弹力，由静止释放小球P。已知PA绳长为L，，，重力加速度为g，求：（1）物块Q的质量M；（2）小球P运动到图示位置时，物块Q的速度大小v