注意事項：
1．本卷滿分100分，考試時間75分鐘。答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
4．考試結束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。
一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
1．來自外太空的宇宙射線在進入地球大氣層后，可能會與大氣中的氮原子作用而產生質子。中子與氮14發(fā)生的核反應方程是：，產生的不夠穩(wěn)定，能自發(fā)的進行衰變，其半衰期為5730年。考古學家可利用的衰變規(guī)律推斷出古木的年代，下列說法正確的是（ ）
A．發(fā)生衰變的生成物是
B．的半衰期隨溫度的降低而變長
C．衰變輻射出的粒子是碳原子核外電子躍遷產生的
D．若測得一古木樣品的含量為活體植物的，可知該古木距今約11460年
2．某物體在豎直方向做直線運動的圖像如圖所示。若選向上為正方向，則下列說法正確的是（ ）
A．0~1s內，物體處于超重狀態(tài)B．0~2s內，物體的平均速度大小為3m/s
C．時，物體的速度、加速度均等于零D．時，物體離出發(fā)點最遠
3．如圖所示，EFGH為柱狀玻璃磚的橫截面，EHG是以O為圓心的一段圓弧，H為圓弧的中點，圓弧EHG剛好與EF邊和FG邊相切，圓弧的半徑為R，。一束單色光照射在EF邊的中點D，入射角為，進入玻璃磚后，折射光線從圓弧上射出后剛好過圓弧的圓心O。光在真空中的傳播速度為c，不考慮光在圓弧上的反射，下列說法正確的是（ ）
A．玻璃磚對光的折射率為B．光在玻璃磚中的傳播速度為
C．光在玻璃磚中的傳播距離為D．光在玻璃磚中傳播的時間為
4．如圖甲所示，AB是某電場中的一條電場線，若有一電子以某一初速度且僅在電場力的作用下沿AB由A點運動到B點，其電勢能隨距A點的距離x變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（ ）
A．電場的方向由A指向B
B．A點的電場強度小于B點的電場強度
C．電子在A點的速度小于在B點的速度
D．若一質子以同一初速度由A點釋放，一定能運動到B點
5．如圖甲所示，汽車的后備箱里水平放著一個內裝圓柱形工件的木箱，工件截面和車的行駛方向垂直，當汽車以恒定速率通過如圖乙所示的三個半徑依次變小的水平圓弧形彎道ABC時，木箱及箱內工件均保持相對靜止。從汽車行駛方向上看，下列說法正確的是（ ）
A．Q和M對P的支持力大小始終相等
B．汽車過A點時，汽車重心的角速度最小
C．汽車過A、B、C三點時工件P受到的合外力大小相等
D．汽車過A、C兩點時，M對P的支持力小于Q對P的支持力
6．2023年5月30日9時31分，神州16號載人飛船進入太空，經5次自主變軌成功與天和核心艙徑向對接，標志著我國已經成為了航天大國。天和核心艙的軌道可近似看成圓軌道，離地面高度約390千米。已知地球同步衛(wèi)星距地球表面高度約為36000km，下列說法正確的是（ ）
A．飛船運載火箭發(fā)射過程中，宇航員處于失重狀態(tài)
B．神州16號飛船在變軌到更高軌道過程中，需要點火減速
C．天和核心艙的向心加速度大于赤道上隨地球自轉的物體的向心加速度
D．天和核心艙在軌道上運行時，與太陽的連線在相同時間內掃過的面積是相等的
7．如圖所示是某款手搖點火器的原理圖，當鋼針和金屬板間瞬時電壓超過5000V時可以產生電火花。已知勻強磁場的磁感應強度大小為，手搖發(fā)電機線圈的面積為，共50匝，不計內阻，變壓器為理想變壓器，其原、副線圈匝數比為。下列說法正確的是（ ）
A．電壓表的示數為5V時，點火器可以產生電火花
B．只有當電壓表示數超過50V時，點火器才能產生電火花
C．線圈轉速為2r/s時，點火器可以產生電火花
D．線圈轉速為5r/s時，1s內點火器可以產生10次電火花
8．某同學用單擺測量學校的重力加速度大小，他通過改變擺長L，測出幾組對應的周期T，并作出圖像如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．應選用質量小、體積也小的小球做實驗
B．應從擺球經過最低點時開始計時
C．圖像不過坐標原點的原因可能是擺長測量值偏大
D．通過作出圖像處理數據來求得重力加速度，可消除因擺球質量分布不均勻而導致的系統(tǒng)誤差
9．我國新能源汽車發(fā)展迅猛，已成為全球最大的新能源汽車產銷國。質量為m的某新能源汽車在水平路面上以恒定加速度a啟動，其圖像如圖所示，其中OA段和BC段為直線。已知汽車動力系統(tǒng)的額定功率為P，汽車所受阻力大小恒為f，則下列說法正確的是（ ）
A．汽車做勻加速運動的最大速度
B．汽車能達到的最大行駛速度
C．汽車速度為時的功率為
D．汽車速度為時的加速度大小為
10．如圖所示，半徑為R的一圓形區(qū)域，O為圓心，P為邊界上的一點，區(qū)域內有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。電荷量為－q、質量為m的相同帶電粒子a、b（不計重力）從P點先后以大小相等的速率射入磁場，粒子a正對圓心射入，粒子b射入磁場時的速度方向與粒子a射入時的速度方向夾角為。下列說法正確的是（ ）
A．兩粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為RB．a粒子在磁場中運動的時間為
C．b粒子在磁場中運動的時間為D．a、b粒子離開磁場時的速度方向夾角為30°
二、非選擇題：本題共5小題，共54分．
11．（6分）某同學用如圖甲所示的裝置“驗證牛頓第二定律”，打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，紙帶每打5個點選一個計數點。已知重物的質量為m，重力加速度為g，滑輪重力不計。
（1）為了能完成該實驗，下列操作正確的是______。
A．保證小車的質量遠大于重物的質量
B．調節(jié)滑輪的高度，使細線與長木板平行
C．實驗開始時應先釋放小車，后接通電源
D．將長木板左端墊高適當角度，以平衡長木板對小車的摩擦力
（2）由如圖乙所示紙帶，可求得小車的加速度大小為______。（保留兩位有效數字）
（3）若實驗中彈簧測力計讀數______，則說明牛頓第二定律成立。（用字母m、g、a表示）
12．（8分）某物理興趣小組準備測一個電流表的內阻，實驗室準備的器材有：干電池兩節(jié)、待測電流表A（量程為0~0.1A）、電壓表V（量程為0~3V）、滑動變阻器（最大阻值，額定電流2A）、定值電阻、定值電阻、多用電表、開關和導線若干。
（1）某同學想利用多用電表的歐姆擋測量電流表的內阻，為了電表安全，測量時應將紅表筆接觸電流表的______（選“正”或“負”）接線柱，黑表筆接觸電流表的另一接線柱。將歐姆表倍率調為“×1”擋，經過歐姆表測電阻的正確操作后指針在表盤的位置如圖甲所示，則電流表內阻為______。
（2）另一同學想利用如圖乙所示電路測量電流表的內阻。
①請在圖丙中用筆畫線代替導線完善實物圖連線。
②為了使測量時相對誤差更小，要求測量時兩電表指針偏轉均超過其量程的三分之二，則保護電阻應使用______（選“”或“”）。
③電路接通后，把滑動變阻器的滑片滑動到某一位置，若此時電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則電流表內阻______。（用題中所給物理量字母符號表示）
13．（10分）某物理探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內用橫截面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B。活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體內能增加了，大氣壓強，重力加速度g取，求：
（1）氣體在狀態(tài)C時的壓強；
（2）氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中，從外界吸收的熱量Q。
14．（12分）如圖所示，兩根輕繩連接質量為m的小球P，右側繩一端固定于A點，左側繩通過光滑定滑輪B連接一物塊Q，質量相等的物塊Q、N通過一輕彈簧連接，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時，小球P位于圖示位置，PA、PB兩繩與水平方向的夾角分別為53°和37°，此時物塊N與地面的壓力恰好為零。現將小球P托至與A、B兩點等高的水平線上，兩繩均拉直且恰好無彈力，由靜止釋放小球P。已知PA繩長為L，，，重力加速度為g，求：
（1）物塊Q的質量M；
（2）小球P運動到圖示位置時，物塊Q的速度大小v；
（3）小球P從釋放到圖示位置過程中，輕繩對物體Q做的功W。
15．（18分）如圖所示，相距為L的光滑平行水平金屬導軌MN、PQ，在M點和P點間連接一個阻值為R的定值電阻。一質量為m、電阻也為R、長度也剛好為L的導體棒垂直擱在導軌上的a、b兩點間，在導軌間加一垂直于導軌平面豎直向下的有界勻強磁場，磁場寬度為d，磁感應強度大小為B，磁場左邊界到ab的距離為d?，F用一個水平向右、大小為F的力拉導體棒，使導體棒從a、b處由靜止開始運動，導體棒進入磁場瞬間，拉力方向不變、大小變?yōu)?F。已知導體棒離開磁場前已做勻速直線運動，導體棒與導軌始終保持良好接觸，導軌電阻不計。求：
（1）導體棒進入磁場瞬間，定值電阻兩端的電壓；
（2）導體棒通過磁場區(qū)域的過程中，導體棒上產生的焦耳熱；
（3）若要使導體棒進入磁場后一直做勻速運動，磁場左邊界到ab的距離應調整為多少？
2023~2024學年度高三年級第二次模擬·物理
參考答案
1．D 根據，即發(fā)生衰變的產物是，A錯誤；半衰期與外界環(huán)境無關，B錯誤；衰變輻射出的粒子來自于原子核內的中子轉化為質子時放出的電子，C錯誤；若測得一古木樣品的含量為活體植物的，可知經過了2個半衰期，則該古木距今約為5730×2年＝11460年，D正確。
2．A 由圖可知，0~1s內，物體向上做加速運動，則物體的加速度方向向上，故物體處于超重狀態(tài)，A正確；0~2s內，如果物體沿正方向先做勻加速直線運動后做勻減速直線運動，最大速度為6m/s，圖像如圖所示，則0~2s內，物體的平均速度大小為，但物體先做加速度減小的加速運動后做加速度增大的減速運動，故0~2s內，物體的平均速度大于3m/s，B錯誤；由圖可知，時，物體的速度為零，圖線的斜率最大，既加速度最大，C錯誤；0~2s內，物體沿正方向運動，2~4s內，物體沿負方向運動，故4s時，物體回到出發(fā)點，D錯誤。
3．B 光路如圖所示．設折射角為r，則，故玻璃磚對光的折射率，A錯誤；光在玻璃磚中傳播的速度，B正確；光在玻璃磚中傳播的距離，C錯誤；光在玻璃磚中傳播的時間，D錯誤。
4．C 由圖乙可知，電子的電勢能減小，則電場力做正功，故電子的速度變大，又電子帶負電，故電場的方向由B指向A，A錯誤、C正確；圖像的斜率表示電場力，可知A點的電場強度大于B點的電場強度，B錯誤；由電場強度方向可知，質子所受電場力做負功，質子有可能運動到B點前減速到零，D錯誤。
5．B 汽車過A、B、C三點時做勻速圓周運動，合外力指向圓弧的圓心，故對工件P受力分析，A、C兩點合外力向左，B點合外力向右，故Q和M對P的支持力大小不是始終相等，A錯誤；汽車過A點時，由角速度與線速度關系可知，在A點圓弧軌道半徑最大，故汽車重心的角速度最小，B正確；根據合外力提供向心力，有，當汽車以恒定速率通過半徑依次變小的A、B、C三點時，工件P受到的合外力大小依次在增大，C錯誤；汽車過A、C兩點時，所受的合外力向左，故M對P的支持力大于Q對P的支持力，D錯誤。
6．C 飛船運載火箭發(fā)射過程中，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，A錯誤；神州16號飛船在變軌到更高軌道的過程中，需點火加速做離心運動，B錯誤；根據萬有引力提供向心力，有，解得，由于天和核心艙的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，則天和核心艙的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度，根據，可知地球同步衛(wèi)星的向心加速度大于赤道上隨地球自轉的物體的向心加速度，故天和核心艙的向心加速度大于在赤道上隨地球自轉的物體的向心加速度，C正確；天和核心艙在軌道上繞地球運行時，根據開普勒第二定律可知，天和核心艙與地球的連線在相同時間內掃過的面積是相等的，但與太陽的連線在相同時間內掃過的面積是不相等的，D錯誤。
7．D 根據變壓器原、副線圈的數比等于電壓比，有，令，解得，電壓表的示數為原線圈兩端的電壓有效值，剛點火時有，電壓表的示數為5V時，點火器不能產生電火花，只有當電壓表示數超過時，點火器才能產生電火花，A、B錯誤；線圈在勻強磁場中勻速轉動時產生交流電，發(fā)電機的最大電動勢等于變壓器的輸入線圈電壓的最大值，即，設線圈轉速為n，則發(fā)電機的最大電動勢為，解得，故線圈轉速為2r/s時，點火器不能產生電火花，線圈轉速為5r/s時，副線圈的電壓最大值超過了5000V，能產生電火花，且1s內點火器產生電火花的次數為，C錯誤、D正確。
8．BD 為了減小空氣阻力的影響，應選用質量大、體積小的小球做實驗，A錯誤；為了減小誤差，應從擺球經過最低點開始計時，B正確；設擺線長度為L，小球半徑為r，根據單擺公式可得，化簡可得，可知圖像不過坐標原點的原因可能是測量擺長時，忘記加上小球的半徑，C錯誤；圖像的斜率為，通過作出圖像處理數據來求得重力加速度，可消除因擺球質量分布不均勻而導致的系統(tǒng)誤差，D正確。
9．CD 根據牛頓第二定律有，解得，則汽車做勻加速運動的最大速度，A錯誤；當牽引力與阻力平衡時，汽車達到最大行駛速度，即，B錯誤；汽車速度為時，功率為，C正確；汽車速度為時，牽引力大小為，根據牛頓第二定律有，解得，D正確。
10．AC 由洛倫茲力提供向心力，有，解得，A正確；粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，粒子a、b在磁場中的運動周期均為，由軌跡圖可知和，則a、b粒子在磁場中的運動時間分別為和，B錯誤、C正確；由圖中軌跡可知，a、b粒子離磁場時的速度方向都與OP方向垂直，即a、b粒子離開磁場時的速度方向平行，D錯誤。
11．（1）B （2）0.93 （3）（其他形式合理也對）（每空2分）
解析：（1）繩子中的拉力大小可由彈簧測力計的示數直接讀出，A錯誤；要使彈簧測力計的示數穩(wěn)定，需調節(jié)滑輪的高度，使細線與長木板平行，B正確；為了完整地記錄運動過程，應先接通電源，后釋放小車，C錯誤；實驗中以重物為研究對象驗證牛頓第二定律，故無需平衡長木板對小車的摩擦力，D錯誤。
（2）根據題意可知，紙帶上相鄰計數點的時間間隔，根據逐差法可得小車的加速度大小為。
（3）由圖甲可知，彈簧測力計的示數等于繩子的拉力，且小車加速度為重物加速度的兩倍，對重物有，解得。
12．（1）負（1分） 9.0（1分） （2）①見解析圖（2分） ②（2分） ③（2分）
解析：（1）電流需從多用電表紅表筆流入，故紅表筆應接觸電流表的負接線柱；歐姆表讀數為。
（2）①根據圖乙所示電路圖，實物連線如圖所示。
②由歐姆定律可知，當電壓表、電流表均滿偏時，此時電路中的電阻為，此時，故選擇較合理。
③由歐姆定律有，解得。
13．解：（1）氣體在狀態(tài)A時，有（1分） 解得（1分）
氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體的壓強不變，由蓋—呂薩克定律有
（1分） 解得（1分）
氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中，氣體的體積不變，由查理定律有（1分）
解得（1分）
（2）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，氣體對外做的功為（2分）
由熱力學第一定律有（1分） 解得（1分）
14．解：（1）對小球P受力分析，有（1分）
對物塊N和Q整體受力分析，有（1分） 聯(lián)立解得（2分）
（2）由關聯(lián)速度可知，此時小球P和物塊Q的速度大小相等
根據系統(tǒng)能量守恒有（2分）
其中（1分） 聯(lián)立解得（1分）
（3）對物體Q，由動能定理有（2分） 解得（2分）
15．解：（1）設導體棒進入磁場瞬間的速度大小為
對導體棒，由動能定理有（2分） 解得（1分）
此時導體棒產生的感應電動勢為（1分）
導體棒進入磁場瞬間，定值電阻兩端的電壓為（2分）
（2）設導體棒出磁場時的速度大小為
感應電流為（1分）
根據平衡條件得（2分） 解得（1分）
對導體棒通過磁場過程，由能量守恒有（2分）
根據功能關系有（1分）
聯(lián)立解得導體棒上產生的焦耳熱為（1分）
（3）要使導體棒進入磁場后一直做勻速運動，則進入磁場時的速度大小應為
對導體棒，由動能定理有（2分） 解得（2分）

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