安徽省合肥市2024届高三年级下册二模物理试卷(含答案)

安徽省合肥市2024届高三下学期二模物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：

一、单选题

1.如图所示为氢原子的能级图。大量处于〃=3激发态的氢原子自发跃迁时发出波长

分别为％、分九的三种谱线。下列说法中正确的是（）

4---------------------------0.85

3---------------------------1.51

2---------------------------3.40

1--------------------------13.6

A.%+%=%B.—=--F—D•＞；+入；=入；

^（2^;3

2.虹和霓均是太阳光在小水滴内经折射和反射而产生的光学现象。下图为霓形成的简

化模型，太阳光射入大气中的球形水滴，经过两次折射和两次反射后返回大气。图中

三束光分别为紫光、绿光和红光，下列说法正确的是（）

A.a是绿光B.0是红光C.c是紫光D.c是红光

3.如图所示，三块完全相同的匀质板状工件上下对齐码放在卡车上，只有最下面的工

件与车厢底部固定。若运输途中司机紧急刹车，工件出现的状态可能是（）

4.我国在春节和元宵节都有挂灯笼的习俗。现代制作的灯笼大多用铁丝做骨架，外层

蒙以纸或纱类等透明物，内部装有白炽灯。夜晚点亮的白炽灯，既起到照明作用，又

能营造出喜庆的节日氛围。若灯未点亮前，灯笼内的温度为I，空气密度为0,灯点

亮一段时间后，灯笼内的温度升至右，空气密度为。2。不计灯笼体积的变化，工与心

的单位均为开尔文。若大气压强不变，则g与。2之比为（）

5.正方形MNPQ的中心为。，其对角线MOP长为2d.均通有电流的两无限长直导

线互成60。角，放置在该正方形平面内，两导线彼此绝缘且相交于。，尸平分

ZGOH,通入的电流方向如图所示。已知一根无限长直导线通入电流/时，垂直导线

距离为厂处的磁感应强度大小3=左,，左为常数。则〃、N、P、。四处的磁感应强度

大小正确的是（）

Q

B・缥=华D_2辰

。.d

6.如图所示，交变电源电压的有效值恒定，R为定值电阻，可调变压器为理想变压

器，耳为移动导电刷，（为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表，电表

V、V2,ApA2）则下列说法正确的是（）

9

A.保持4位置不变，鸟缓慢下滑的过程中，%减小、3增大

B.保持4位置不变，与缓慢下滑的过程中，，增大、增大

c保持尸2位置不变，1缓慢下滑的过程中，■增大、3减小

D.保持舄位置不变，6缓慢下滑的过程中，人增大、增大

7.2024年3月，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。鹊桥二号入轨

后，通过轨道修正、近月制动等系列操作，最终进入近月点约200km、远月点约

16000km,周期为24h的环月大椭圆冻结轨道。已知月球半径约1800km,万有引力常

量G=6.67xl（TUN-m2/kg2。由上述数据可知月球的质量接近于（）

A.7.5xl018kgB.7.5xl020kgC.7.5xl022kgD.7.5xl024kg

8.我国是世界上第三个突破嵌套式霍尔电推进技术的国家。霍尔推进器的工作原理简

化如下图所示，放电通道的两极间存在一加速电场。工作物质值气进入放电通道后被

电离为债离子，经电场加速后以某一速度喷出，从而产生推力。某次实验中，加速电

压为U,债离子向外喷射形成的电流强度为/.值离子的电荷量与质量分别为q和如

忽略离子的初速度及离子间的相互作用，则离子推进器产生的推力为（）

二、多选题

9.在带电粒子“碰撞”实验中，/=0时，粒子尸以初速度V。向静止的粒子Q运动，两

粒子在某段时间内运动的VT图像如图所示，1、邑分别是0~乙、时间内两速度

图像所围面积的大小，且5]=邑。已知P、。的质量分别为根/1、相°,仅考虑静电力的

作用，且P、Q始终未接触。则下列说法中正确的是（）

A.mP=2mQB.两粒子在％时刻的电势能最大

C.P在与时刻的速度大小为为D/时刻后两图像仍会出现交点

3

10.如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，匀强磁场方向垂直导

轨平面向下，恒力R作用在金属棒cd上，金属棒a。、cd以相同加速度沿导轨滑动，

某时刻撤去/已知运动过程中，ab,cd始终与导轨垂直并接触良好，下列说法中正确

的是（）

A.撤去R前，两棒速度差恒定

B.撤去R前，两棒间距恒定

C.撤去R瞬间，两棒加速度大小相等

D.撤去歹后，cd的速度不小于仍的速度

三、实验题

11.如图（a）所示，某兴趣小组用单摆测量重力加速度。选用的实验器材有：智能手

机、小球、细线、铁架台、夹子、游标卡尺、刻度尺等，实验操作如下：

（1）用铁夹将细线上端固定在铁架台上，将小球竖直悬挂；

（2）用刻度尺测出摆线的长度为/,用游标卡尺测出小球直径为d；

（3）将智能手机置于小球平衡位置的正下方，启用APP《手机物理工坊》的“近距秒

表”功能；

（4）将小球由平衡位置拉开一个角度（。＜5。），静止释放，软件同时描绘出小球与

手机间距离随时间变化的图像，如图（b）所示。

请回答下列问题：

（1）根据图（b）可知，单摆的周期T=so

（2）重力加速度g的表达式为（用测得的物理量符号表示）；

（3）改变摆线长度/,重复步骤（2）、（3）、（4）的操作，可以得到多组T和/的

值，进一步描绘出如图（c）的图像，则该图像以为横坐标（选填“二，、”厂或

T

“/”），若图线的斜率为左，则重力加速度的测量值为。

12.某同学要测量毫安表内阻，可利用的实验器材有：

A.电源E（电动势约5V,内阻厂很小）

B.毫安表（量程1mA,内阻尺约300C）

C.电阻箱尾（阻值范围0〜999.9Q）,

D.电阻箱&（阻值范围0-99999.9。）

E.开关S「S2,导线若干。

（1）将方框中的电路图补充完整；

（2）该同学先断开S?,闭合S],调节。的阻值，使毫安表指针满偏；保持。的阻值不

变，闭合S2，调节乩使毫安表指针半偏。

请回答以下问题：

（i）电路图中电阻箱。应选择,6应选择（选填或。

（ii）在步骤（2）中某次测得电阻箱6的读数为282.0。，则待测毫安表内阻的测量值

为Qo

(iii)若毫安表的实际阻值&=300。，上述测量中产生的相对误差

&-R测xl00%=%,为使该实验的相对误差不大于5%,应选用电动势E至少

RA

为V的电源。

四、计算题

13.如图甲所示为某种排盘机，可以通过排盘器将包子、蛋糕等食品整齐地摆放在托

盘中，图乙为排盘机的示意图。开始时排盘器水平，静止在托盘上方，其上表面距托

盘高/z=5cm。包子到达距排盘器左端/=14.5cm处时速度大小为％=L4m/s,方向水

平向左，此时排盘器以a=5m/s2的加速度水平向右做匀加速直线运动。当包子刚好离

开排盘器时，排盘器立即停止运动。已知包子所受的阻力为其重力的0.4倍，重力加

速度g取10m/s2,求：

„托盘

甲乙

(1)排盘器加速运动的时间；

(2)包子落至托盘瞬间的速度。

14.如图所示，小物块A和3通过轻质弹簧相连接，竖直静置于水平地面上。若给小

物块A一竖直方向的瞬时冲量，其大小为3N.s，随后§恰好不能离开地面。已知

46质量分别为1kg、2kg,弹簧的劲度系数々=100N/m，弹簧始终处于弹性限度

内，重力加速度g取lOm/s?。

A

H

B

〃〃///〃〃/〃〃/〃

(1)从开始至3恰好不离开地面的过程，求弹簧弹性势能的变化量;

（2）若用大小为17.4N的竖直向上恒力作用于A，使之由静止开始运动，直至3刚离

开地面时，求A的速度大小。

15.平面直角坐标系xOy中，第H象限存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为

E,第IV象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，如图所示。一个笊核汨和一个氢

核；He先后由点P（-2L,L）,以相同的动量平行于x轴沿x轴正方向射出，汨由

坐标原点。射入磁场，；He离开磁场时速度垂直于x轴。已知汨的比荷为左，不计粒

子重力及粒子间相互作用。求：

（2）磁感应强度3的大小；

（3）汨和；He离开磁场的位置坐标。

参考答案

1.答案：B

解析：由于

可知乙为〃=3至U〃=i跃迁时发出波长，4为〃=2到”=1跃迁时发出波长，4为〃=3

到〃=2跃迁时发出波长。根据频率与波长的关系可知

由图可知

hv{=hv2+hv2

所以有

—1—-11-1

444

故选Bo

2.答案：C

解析：由光路图可知，c光的偏折程度最大，折射率最大，频率最大，a光的偏折程度

最小，折射率最小，频率最小，所以。是红光，6是绿光，。是紫光。

故选C。

3.答案：A

解析：A.两木块相对静止到停止，根据整体可知

2/jmg-2ma

解得

a=〃g

满足条件，故A正确；

BD.由图可知，最上面木板受到中间的摩擦力向右，加速度大小为

q=〃g

中间木板受到两个摩擦力都向左

2/jmg+/jmg-ma2

解得

a2=34g>ax

则与图中情况矛盾，故BD错误；

C.由图可知，最上面木板受到中间的摩擦力向左，加速度大小为

q=〃g

中间木板受到两个摩擦力

2/umg-iLimg=ma2

解得

a2=/ug=

则与图中情况矛盾，故c错误；

故选Ao

4.答案：D

解析：设灯笼体积为V,灯未点亮前灯笼内空气质量为如大气压强不变，根据盖一

吕萨克定律可得

上=匕

工T2

可得

匕中

又

根=夕］匕=pNi

可得

p\=%=与

五一可一彳

故选D。

5.答案：A

解析：根据几何关系可知”、N、P、Q四点到两导线的距离分别为工4、舟小

22

"走d，根据矢量的叠加可知M、P两点的磁感应强度大小为

22

B=2义=%

Ldd

2

N、。两点的磁感应强度大小为0。

故选Ao

6.答案：B

解析：AB.鸟缓慢下滑的过程中，副线圈在原线圈的等效电阻

%=2Rp

\n2)

回路中的电阻减小，保持片位置不变，所以原副线圈的电流变大，乙增大、右增大，

由于R不变，所以q增大，因为电源电压不变，所以原线圈的输入电压减小，2位置

不变，则副线圈的输出电压减小，所以3减小，故A错误，B正确;

CD.保持《位置不变，［缓慢下滑的过程中，副线圈在原线圈的等效电阻

y

R等—二殳RP

kn27

等效电阻变大，原线圈电流变小，人减小，q减小，因为电源电压不变，所以原线圈

的输入电压增大，因为副线圈匝数变小，所以无法判断副线圈的电流和电压的变化,

故CD错误。

故选B。

7.答案：C

解析：环月大椭圆冻结轨道的周期与半长轴分别为

200+16000+2x1800,

—24h,R1=---------------------------km=9900km

2

令近月圆轨道卫星的周期为心，则有

"Mm4TI27?

G至=mMT

根据开普勒第三定律有

T?=T?

解得

“土7.67x1()22kg

可知月球的质量接近于7.5x1022kg。

故选C。

8.答案：A

解析：管离子经电场加速，根据动能定理有

1

qU=—mv9-0

解得

Vm

设单位体积内离子数目为人加速喷出时截面积为S,在加时间内，有质量为△用的氤

离子以速度v喷射而出

Am=nmSvN:

形成电流为/

1=nqSv

由动量定理可得

FA/=A/MV

联立可得

q

离子推进器产生的推力为/料。

故选D。

9.答案：BC

解析：A.根据动量守恒

mpvQ=(mp+mQ)x—

得

mQ=21np

故A错误;

B.两粒子在/1时刻速度相等，两粒子相距最近，则系统的电势能最大，故B正确;

C.由于

S]=S2

则06时间内与4与时间内两粒子间距离相等，电势能相等，由动量守恒定律得

mpv0=mpvp+mQvQ

根据能量关系

解得

一％

一I

即P在弓时刻的速度大小为昆，故C正确；

3

D.两粒子带同种电荷，所受电场力方向相反，J时刻后速度不可能再相同，两图像不

会出现交点，故D错误。

故选BCo

10.答案：AD

解析：A.撤去R前，金属棒a。、cd以相同加速度沿导轨滑动，根据

Av=aM

所以金属棒仍、cd速度变化量相同，则速度差恒定，故A正确；

B.撤去R前，由于两棒受到安培力，则感应电动势不为零，则两棒速度差不为零，所

以两棒间距不恒定，故B错误；

C.撤去R瞬间，两棒的安培力大小相等，但两棒质量未知，所以两棒加速度大小不确

定，故C错误；

D.撤去歹后，金属棒仍做加速运动、cd做减速运动，当速度相等时，无感应电流，

之后一直做匀速运动，所以cd的速度不小于漏的速度，故D正确。

故选ADo

11.答案：（1）2（2）+（3）①〃②4兀2左

解析：（1）根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个小球与手机间距离的最小值。

由图（b）可得出，单摆的周期为

r=2s

（2）根据

/+|

T=2兀

g

解得重力加速度g的表达式为

g=

（3）①由上一问中重力加速度的表达式可得

结合图（c）的图像，可知该图像以〃为横坐标。

②若图线的斜率为左，则

可知重力加速度的测量值为

g=4兀2人

12.答案:

（2）&；

（2）（i）实验原理是半偏法测表头内阻，为了在闭合S2时，回路电阻变化较小，则电

阻箱。应选择阻值较大的夫2。毫安表内阻RA约300。，则人应选择凡

（ii）保持。的阻值不变，闭合S2，调节。，使毫安表指针半偏，则流过万的电流和表

头相同，由于并联所以电压相同，所以待测毫安表内阻的测量值也为282.0Q。

（iii）上述测量中产生的相对误差

七一瑜

xl00%=6%

RA

断开S?,闭合加有

E

=

4+用

闭合S?有

E显0

+中」号+&2

一%+K

联立可得

&一8_1小人

FE~

为使该实验的相对误差不大于5%,则有

R、一尺测

x100%=<5%

RAE

解得

E>6N

应选用电动势E至少为6V

13.答案：(1)0.1s(2)V2m/s;。=45。

解析：（1）由牛顿第二定律，可得

fOAmg./2

a包子=一二--------=4m/s

mm

依题意，排盘器向右做匀加速运动，包子向左做匀减速运动，设经。包子刚好离开排

盘器，则有

,2,2

，,二%/,一15〃包子，十万1。］

解得

1=O.ls

（2）包子离开排盘器后做平抛运动，水平初速度为

V水平=%一4包子.=1111/5

包子落至托盘瞬间竖直方向速度大小为

v竖直=J^=lm/s

包子落至托盘瞬间的速度大小为

v=《堞平+v0直=后m/s

设该速度与水平面夹角为仇则有

tan6=—=1

v水平

解得

6=45°

14.答案：（1）1.5J（2）i.2m/s

解析：（1）初始小物块A静止时，弹簧压缩为，则

mAg=kxi

代入得

%=0.1m

小物块3恰好不能离开地面，弹簧伸长龙2,则

mBg=kx2

代入得

x2=0.2m

对小物块A提供竖直向下的瞬时冲量/,则

I=mAv

代入得

v=3m/s

小物块3恰好不离开地面的过程中，小物块A、小物块3、轻弹簧和地球系统机械能

守