2024届山东省枣庄市高三下学期3月模拟考试（二模）物理试题及答案（二调）

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物理试题 2024.03
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．2023年8月24日，日本福岛核电站启动核污染水排海，核污染水里含高达64种核放射性元素，其中碘129的半衰期为1570万年，其衰变方程为，下列说法正确的是
A．核污染水被稀释后碘129的半衰期变长 B．衰变生成了电子，说明原子核中存在电子
C．X核内的中子数为76 D．的比结合能小于的比结合能
2．如图所示，取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水。将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气。观察发现橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾，下列说法正确的是
A．打气过程中，瓶内气体的分子动能保持不变 B．打气过程中，瓶内气体的压强与热力学温度成正比
C．橡胶塞跳出后，瓶内气体迅速膨胀，温度降低 D．橡胶塞跳出后，瓶内水迅速蒸发，出现白雾
3．如图所示，光滑斜面与平台相连，小物块以某一初速度从斜面底端冲上斜面并从平台右端滑落。已知斜面长2m，小物块在斜面上运动的时间为1s，则其初速度的大小可能为
A．2m／s B．3m／s C．4m／s D．5m／s
4．如图所示，匀强磁场的左边界为OO'，磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B。时刻，面积为S的单匝三角形线圈与磁场垂直，三分之二的面积处于磁场中。当线圈绕OO'以角速度ω匀速转动，产生感应电动势的有效值为
A． B． C． D．
5．利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是
A．条纹方向平行于CD B．金属丝的直径
C．当金属丝向右移动少许时，Δx变小 D．在同一位置换用更细的金属丝时，Δx变小
6．如图所示，质量为M的光滑半圆柱体紧靠墙根放置，质量为m的小球由长度为L的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，静止在半圆柱体上，A点距离地面的高度为L，细线与竖直方向夹角为θ。已知半圆柱体的半径可变化（质量不变），小球可视为质点，重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是
A．当时，细线对小球的拉力大小为
B．当时，半圆柱体对小球的支持力大小为
C．半圆柱体受到水平地面的弹力大小为
D．半圆柱体受到竖直墙壁的弹力最大值为mg
7．地球与月球之间有一种有趣的“潮汐锁定”现象，即月球永远以同一面朝向着地球。如图所示，太阳光平行照射到地球上，月球绕地球做匀速圆周运动的半径为r。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，设从月球上正对地球的P点看向地球的视角为α。在月球绕地球运动一周的过程中，下列说法正确的是
A．地球的密度为 B．月球自转的角速度为
C．太阳光照射月球的时间为 D．月球上的P点被照亮的时间为
8．磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为k'的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是
A．分子层间的距离增加了 B．分子层间的距离减小了
C．分子层间的距离增加了 D．分子层间的距离减小了
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
3．如图所示，长方形ABCD为柱状中空透明物体的横截面，长边，短边，截面圆的圆心O在长方形对角线的交点，半径为，圆心O处有一单色点光源。已知光在真空中传播的速度为，材料的折射率。不考虑光的反射，下列说法正确的是
A．长方形ABCD四边有光线射出的区域的总长度为
B．长方形ABCD四边有光线射出的区域的总长度为
C．在从长方形ABCD四边射出的光线中，光从O点到ABCD边传播所用的最长时间
D．在从长方形ABCD四边射出的光线中，光从O点到ABCD边传播所用的最长时间
10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时的波形，如图甲所示。x轴正方向上的A点与坐标原点O之间的距离小于两个波长，以该处为平衡位置的质点的振动图像，如图乙所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是
A．该列波的波速为2.0m／s B．A点的x坐标可能为6.5m
C．时，A处质点的加速度方向沿y轴负方向 D．时，A处质点的速度方向沿y轴负方向
11．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在足够长斜面的顶端，另一端与物块A栓接，且与斜面平行，O点为弹簧原长位置。斜面的倾角为θ，物块A与斜面之间的动摩擦因数，物块B叠放在A上。将两物块从O点上方处由静止释放，运动过程中A、B始终相对静止。已知两物块可视为质点、质量均为m，重力加速度为g。则物块从释放到第一次返回最高点的过程中，下列说法正确的是
A．物块下滑的最大速度出现在O点下方距离为位置
B．物体B所受静摩擦力的最大值为
C．物体B重力势能减少量为
D．系统因摩擦产生的热量为
12．如图所示，足够长的平行金属导轨固定在水平面内，间距，电阻不计。与导轨左端连接的线圈面积，内阻，匝数匝。一根长，质量、电阻的导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数。线圈内的磁场平行于轴线向上，磁感应强度的大小随时间变化的关系为；导轨之间的匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度的大小。时刻闭合开关，当时导体棒已达到最大速度，重力加速度。则
A．刚合上开关时导体棒的加速度为 B．导体棒运动速度的最大值为4m／s
C．0～8.0s内导体棒的位移大小为16m D．0～8.0s内整个电路产生的焦耳热为20.8J
三、非择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某同学使用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。O点为单摆的悬点，将摆球拉到A点，由静止释放摆球，B点为其运动过程中的最低位置。
（1）若使用光电计时器精确测量单摆的周期，光电门应放在________（选填“A”或“B”）处与球心等高的位置，测得光电计时器相邻两次遮挡时间间隔为t，则单摆的周期为________。
（2）改变摆长重复操作，记录多组摆长L和周期T的数据，作出图像，如图乙所示。求得重力加速度的表达式为________（用、、、表示）。
14．（8分）实验小组准备测量某金属圆柱的电阻率，发现该电阻的阻值参数找不到，经小组成员讨论后设计了电阻的测量电路图，如图所示。实验室提供的器材中，电流表的量程为100mA，内阻为，另外一个电流表的量程为200mA。现在需要一个量程为0.6A的电流表。
（1）将电流表改装成量程0.6A的电流表，则应该并联一个阻值R'＝________Ω的电阻。
（2）图中E为学生电源，为灵敏电流计，是改装后的电流表、为电阻箱、与均为滑动变阻器，为定值电阻，S为开关，为待测金属圆柱，实验操作如下：
A．按照如图所示电路图连接好实验器材；
B．将滑动变阻器的滑片、滑动变阻器的滑片均调至适当位置，闭合开关S；
C．调整，逐步增大输出电压，并反复调整和使灵敏电流计的示数为零，此时电流表的示数为，的示数为，电阻箱的示数为；
D．实验完毕，整理器材。
实验中反复调整和使灵敏电流计示数为零的目的是________
（3）待测金属圆柱的阻值为________（用、、表示）。
（4）电流表、的内阻对电阻的测量结果________（选填“有”或“无”）影响。
15．（8分）如图所示，竖直平面内固定一弯曲刚性细杆POQ，PO部分光滑，形状为四分之一圆；OQ部分粗糙，形状为抛物线，弯曲杆O点处的切线水平。小圆环穿在杆上，从P点由静止释放，到达Q点时恰好与杆之间无弹力。若以O点为坐标原点，沿水平和竖直方向建立直角坐标系xOy，则Q点的坐标为（5m，5m）。已知弯曲杆PO部分的半径，小圆环的质量，取重力加速度。求：
（1）小圆环在PO部分经过O点时对杆压力的大小；
（2）小圆环在OQ部分运动过程中克服摩擦力做的功。
16．（8分）水肺潜水运动中，潜水员潜水时需要携带潜水氧气瓶，以保障潜水员吸入气体的压强跟外界水压相等。潜水器材准备室中有一待充气的氧气瓶，其内部气体的压强、温度与外界大气相同，潜水员用气体压缩机为其充气，1s内可将压强为、温度为、体积的气体充进氧气瓶内，充气完成时氧气瓶内气体压强，温度。已知外界大气压，外界环境温度，氧气瓶的容积，氧气瓶的导热性能良好，水温恒为，水中每下降10m深度水压增加1atm。
（1）求气体压缩机对氧气瓶充气的时间；
（2）潜水员携带氧气瓶迅速下潜至水面下深处，在该水层活动期间吸入气体，随即迅速下潜至水面下深处，在该水层活动期间吸入气体，求此时氧气瓶内剩余气体的压强。
17．（14分）如图甲所示，三维坐标系O-xyz所在的空间中，有平行于y轴且沿其正方向的匀强电场，电场强度的大小。一带正电的粒子由静止开始经加速电场加速后，沿xOy平面从x轴上的P（L，0，0）点进入匀强电场，经过P点时速度的大小为、与x轴负方向的夹角。当粒子运动一段时间到达Q（未画出）点时，匀强电场的方向突然变为z轴正方向，若以此刻为计时起点，且电场强度的大小随时间t的变化关系，如图乙所示，电场改变方向的同时加上沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度的大小。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，粒子的重力忽略不计，求：
（1）加速电场的电压U；
（2）Q点的位置及带电粒子到达Q点时的速度；
（3）当时带电粒子的位置坐标。
18．（16分）如图所示，水平地面上P点左侧粗糙、右侧光滑，物块A静止放置在木板B上。物块A、木板B的质量分别为2m、m，A、B之间的动摩擦因数为2μ，木板B与地面之间的动摩擦因数为μ。P点右侧足够远处有N个（）质量均为3m的光滑小球向右沿直线紧密排列，球的直径等于木板的厚度。用带有橡胶指套的手指作用在物块A的上表面并以某一恒定速度向右运动，手指对物块A施加的压力大小为mg，运动时间后手指立即撤离。手指作用过程中，物块A上表面留下的指痕长度恰好等于物块A在木板B上滑过距离的。手指撤离后经过时间，木板B右端刚好抵达P点，且A、B速度恰好相等。木板B完全通过P点的速度为其右端刚到P点时速度的。已知物块A始终未脱离木板B，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间忽略不计，重力加速度为g。求：
（1）木板B右端刚好到达P点时的速度；
（2）橡胶指套与A上表面间的动摩擦因数μ'；
（3）木板B第一次与球碰撞到第二次与球碰撞的时间间隔；
（4）从物块A开始运动到木板B与最后一个静止小球刚好相碰时的过程中，A、B之间因摩擦产生的热量。