安徽省合肥市2024届高三年级下册二模物理试题 含解析

2024年合肥市高三第二次教学质量检测

物理

（考试时间：75分钟满分：100分）

注意事项：

1.答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。

2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，

务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项

是符合要求的。

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

入1、入2、入3（脑（入2＜入3）的三种谱线。下列说法中正确的是（）

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

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

111

A.入1+入2=入3B.—=—+—

C,入入=入；D,入;+入：=入;

【答案】B

【解析】

【详解】由于

4<4<4

可知4为〃=3到77=1跃迁时发出波长，力2为n=2到n=l跃迁时发出波长，4为〃=3到n=2跃迁时发出波

长。根据频率与波长的关系可知

CCC

匕=7，丫2=7，匕=7

4人

由图可知

hv1=hv2+hv2

所以有

111

---1--

744

故选B。

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绿光B.6是红光

C.c是紫光D.c是红光

【答案】C

【解析】

【详解】由光路图可知，c光的偏折程度最大，折射率最大，频率最大，。光的偏折程度最小，折射率最

小，频率最小，所以a是红光，》是绿光，c是紫光。

故选C。

3.如图所示，二块完全相同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（）

【答案】A

【解析】

【详解】A.两木块相对静止到停止，根据整体可知

2/umg=2ma

解得

a=4g

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

卬=〃g

中间木板受到两个摩擦力都向左

1/amg+/jmg=ma7

解得

a2-3〃g>

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

卬=〃g

中间木板受到两个摩擦力

2"mg-pimg=ma2

解得

a2-jug=ax

则与图中情况矛盾，故C错误；

故选A„

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Ti，空气密度为0,灯点亮一段时间后，灯笼内的温度升至为，空气密度为不计灯笼

体积的变化，Ti与乃的单位均为开尔文。若大气压强不变，则0与々之比为（）

7；TtI2

A

,(BC

'-T2D”

【答案】D

【解析】

【详解】设灯笼体积为V,灯未点亮前灯笼内空气质量为加，大气压强不变，根据盖一吕萨克定律可得

上=匕

KT2

可得

又

根=P1K=夕2匕

可得

=X=:

0一X一4

故选D。

5.正方形MNP。的中心为O,其对角线M。尸长为2d.均通有电流/o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。，MOP平分/GOH,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B=为常数。则M、N、P、Q四

r

处的磁感应强度大小正确的是（）

…号号C5p=?D.BQ口

ddd2d

【答案】A

【解析】

【详解】根据几何关系可知〃、N、P、。四点到两导线的距离分别为工d、Bd、"走d，根据

2222

矢量的叠加可知/、P两点的磁感应强度大小为

B=2x/=%

Jd

2

N、。两点的磁感应强度大小为0。

故选Ao

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，Pi为移动导电刷,

RP为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表，电表Vi、V2、Ai、A2,则下列说法正确的是（）

A.保持P位置不变，P2缓慢下滑的过程中，Ui减小、5增大

B.保持P1位置不变，尸2缓慢下滑的过程中，/I增大、/2增大

C.保持尸2位置不变，P1缓慢下滑的过程中，5增大、比减小

D.保持P2位置不变，P缓慢下滑的过程中，/1增大、/2增大

【答案】B

【解析】

【详解】AB.P2缓慢下滑的过程中，副线圈在原线圈的等效电阻

2

=2RP

1n2)

回路中的电阻减小，保持P1位置不变，所以原副线圈的电流变大，人增大、八增大，由于R不变，所以

Ui增大，因为电源电压不变，所以原线圈的输入电压减小，马位置不变，则副线圈的输出电压减小，所以

/减小，故A错误，B正确;

CD.保持P2位置不变，P缓慢下滑的过程中，副线圈在原线圈的等效电阻

(\2

ni

RP

<n2>

等效电阻变大，原线圈电流变小，人减小，U1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Bo

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=6.67xlO-UN-m2/kg2。由上述数据可知月球的质量接近于（）

A.7.5xl018kgB.7.5x1020kg

C.7.5x1022kgD.7.5xl024kg

【答案】C

【解析】

【详解】环月大椭圆冻结轨道的周期与半长轴分别为

7]=24h,&20°+1600°+2X18。0km=99。0km

2

令近月圆轨道卫星的周期为■，则有

厂Mm4/R

G^=m

根据开普勒第三定律有

KB

解得

M。7.67x1()22kg

可知月球的质量接近于7.5x1022kg。

故选C。

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。工作物质氤气进入放电通道后被电离为氤离子，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,汽离子向外喷射形成的电流强度为/.流离子的电荷量

与质量分别为q和"3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（）

放电通道〜.

E

崂I

X.〜

气V

阳极阴极

【答案】A

【解析】

【详解】借离子经电场加速,根据动能定理有

12

qU=-mv~-0

解得

Vm

设单位体积内离子数目为心加速喷出时截面积为S,在At时间内，有质量为Am的债离子以速度v喷射

而出

Am=nmSvAt

形成电流为/

由动量定理可得

FX=Aznv

联立可得

Vq

/2mU

离子推进器产生的推力为。

故选D

二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题

目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

9.在带电粒子“碰撞”实验中，仁0时，粒子尸以初速度%向静止的粒子Q运动，两粒子在某段时间内运

动的V4图像如图所示，51、S2分别是051、/152时间内两速度图像所围面积的大小，且S1=S。已知P、Q

的质量分别为机?、仅考虑静电力的作用，且尸、始终未接触。则下列说法中正确的是（）

mQ,0

A.mp=2mQ

B.两粒子在△时刻的电势能最大

C.尸在f2时刻的速度大小为以

3

D.6时刻后两图像仍会出现交点

【答案】BC

【解析】

【详解】A.根据动量守恒

mpv0=(mp+me)x^j-

得

mo=2mp

故A错误;

B.两粒子在G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

Si=S2

则0乙时间内与乙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

-mpvo=^mpvp+^mQVQ

解得

V"一—不%

即尸在/2时刻的速度大小为父,故C正确；

3

D.两粒子带同种电荷，所受电场力方向相反，f2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BC。

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，恒力尸作

用在金属棒加上，金属棒外、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

A.撤去产前，两棒速度差恒定

B.撤去产前，两棒间距恒定

C.撤去尸瞬间，两棒加速度大小相等

D.撤去/后，cd的速度不小于仍的速度

【答案】AD

【解析】

【详解】A.撤去厂前，金属棒"、cd以相同加速度沿导轨滑动，根据

Av=aZ

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B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.撤去尸瞬间，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,撤去产后，金属棒而做加速运动、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的速度不小于次）的速度，故D正确。

故选AD„

三、非选择题：本大题共5小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算

步骤。只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

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小

（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（0<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“工”、"T”或"N”），若图线的斜率为左，则重力加速

T

度的测量值为O

【答案】（1）2（2）芳,+

（3）T2②.4万2左

【解析】

小问1详解】

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

【小问2详解】

根据

解得重力加速度g的表达式为

【小问3详解】

[1]由上一问中重力加速度的表达式可得

l=-^T2--

4/2

结合图(C)的图像，可知则该图像以〃为横坐标。

⑵若图线的斜率为匕贝u

k=占

4;「

可知重力加速度的测量值为

g=4兀2k

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r很小)

B.毫安表(量程1mA,内阻RA约300。)

C.电阻箱电(阻值范围0-999.9。)，

D.电阻箱区(阻值范围0-99999.9。)

E.开关工、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S2,闭合Si,调节a的阻值，使毫安表指针满偏；保持。的阻值不变，闭合S2,调节

b,使毫安表指针半偏。

请回答以下问题：

(i)电路图中电阻箱a应选择,6应选择(选填“Ri”或“&")。

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

(iii)若毫安表的实际阻值RA=300Q,上述测量中产生的相对误差里二殳x100%=%,为使该实

RA

验的相对误差不大于5%,应选用电动势E至少为V的电源。

(2)①.&②.Ri③.282.0@.6⑤.6

【小问1详解】

【小问2详解】

(2)(i)口］⑵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

值较大的尺。毫安表内阻RA约300。，则6应选择Ri.

(ii)［3］保持。的阻值不变，闭合S2,调节6,使毫安表指针半偏，则流过6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282.00

(iii)［4］述测量中产生的相对误差

RA-尺测

xl00%=6%

RA

［5］断开S2,闭合Si有

E

L%+RA

闭合S2有

E段0

&十RA2

联立可得

1风

RAE

为使该实验的相对误差不大于5%,则有

RA-%X100%=踮空K5%

RAE

解得

E>6V

应选用电动势E至少为6V

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/?=5cm。包子到达距排盘器左端/=14.5cm

处时速度大小为vo=1.4m/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:

(1)排盘器加速运动的时间;

(2)包子落至托盘瞬间的速度。

排盘器

托盘

甲

【答案】⑴。卜；(2)逝m/s；1=45°

【解析】

【详解】(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r包子刚好离开排盘器，则有

/,=%/一耳1“包子/212

解得

?=0.1s

(2)包子离开排盘器后做平抛运动，水平初速度为

丫水平=%―4包子/=101/5

包子落至托盘瞬间竖直方向速度大小为

v竖直=^/2g/z=lm/s

包子落至托盘瞬间的速度大小为

v=Jv水平+v竖直="\Z^m/s

设该速度与水平面夹角为0,则有

tan0==1

v水平

解得

6=45°

14.如图所示，小物块A和B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B恰好不能离开地面。已知A、B质量分别为1kg、2kg,弹簧的劲度系

数4=100N/m,弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g取：lOm/s?。

(1)从开始至B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B刚离开地面时，求A的速

度大小。

【答案】(1)1.5J；(2)1.2m/s

【解析】

【详解】(1)初始小物块A静止时，弹簧压缩/，则

mAg=8

代入得

%=O.lm

小物块B恰好不能离开地面，弹簧伸长X2,则

m^g-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B恰好不离开地面的过程中,小物块A、小物块B、轻弹簧和地球系统机械能守恒，则

12

3%丫="（石+%）+E弹

代入得

E弹=L5J

（2）由题知，未用力尸拉动时，A、B静止，小物块A静止时，弹簧压缩A，小物块B恰好不能离开地

面，弹簧伸长巧，由动能定理知

E（七+々）一石弹—“Ug（%+々）=3,入丫：

代入得

vA=1.2m/s

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；H和一个氢核；He先后由点尸（-2LL）,以相同的动量

平行于X轴沿X轴正方向射出，；H由坐标原点。射入磁场，：He离开磁场时速度垂直于X轴。已知；H的

比荷为上不计粒子重力及粒子间相互作用。求:

（1）；H和；He由点尸射出的初速度大小;

（2）磁感应强度2的大小;

（3）:H和：He离开磁场的位置坐标