山西省朔州市部分学校2024届高三下学期二模考试理科综合试卷-物理部分(含答案)

这是一份山西省朔州市部分学校2024届高三下学期二模考试理科综合试卷-物理部分(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．检验物体平面平整度的一种方法的原理图如图所示，该方法利用了光的( )
A.衍射现象B.折射现象C.干涉现象D.偏振现象
2．如图所示，竖直光滑细杆上套有一小球，轻质弹簧一端连接小球，另一端固定在O点。现将小球从A点由静止释放，最终小球能沿细杆下滑到B点，其中C点与O点等高，且CO之间的距离小于弹簧原长，则小球从A运动到B的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球经过C点时速度最大
B.小球动能最大时，弹性势能最小
C.弹簧对小球先做负功，后做正功
D.弹簧对小球做功功率为0的位置可能有两处（不含A、B两点）
3．用一束单色光照射逸出功为的金属材料，从金属材料中逸出的光电子最大初动能为，普朗克常量为h，光在真空中的速度为c，则该束单色光中光子的动量大小为( )
A.B.C.D.
4．第二宇宙速度又叫逃逸速度，理论计算表明，逃逸速度为第一宇宙速度的倍。由于黑洞的逃逸速度超过了光速，所以连光也无法从黑洞逸出。已知地球的半径为，表面的重力加速度g取，那么与地球半径相等的一个黑洞，其质量至少为地球质量的多少倍( )
A.B.C.D.
5．如图所示，电路中平行板电容器C两极板沿水平方向，间距为d，电源电动势为E，内阻忽略不计，电阻箱、、接入电路的阻值均调整为R。闭合开关，电容器充电完成后，一电荷量大小为q的带电粒子P恰好悬浮于两极板的正中间。已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.粒子带正电B.粒子质量为
C.增大的阻值，粒子会向下运动D.增大的阻值，粒子会向上运动
二、多选题
6．空间存在着沿x轴方向的电场，取x轴正方向为电场的正方向。将一个质量为m、电荷量为的粒子从坐标原点O由静止释放，其加速度a随位置x变化的图像如图所示，不计粒子重力，则下列说法正确的是( )
A.该电场为匀强电场
B.粒子运动到位置时的速度大小为
C.粒子运动到位置时，电场力对粒子做功的功率为
D.从O到的过程，粒子的电势能减小
7．某自动控制照明电路的原理图如图所示，当照射到光敏电阻上的光线足够暗时，电磁继电器才会接通照明电路中的灯泡L发光，已知光敏电阻的阻值随着光照的增强而减小，照明电路中单刀双掷开关S可以选择不同的触点，则下列说法正确的是( )
A.开关S应接触点a
B.开关S应接触点b
C.为使光线不是太暗时就能点亮L，则应增大接入电路的电阻
D.为使光线不是太暗时就能点亮L，则应减小接入电路的电阻
8．如图所示，质量为的物块P通过轻质弹簧悬挂在天花板上并保持静止状态，质量也为的物块Q从物块P的正下方处以的初速度竖直上抛，两物块碰撞后粘在一起与弹簧组成一个竖直方向的弹簧振子，已知轻质弹簧的劲度系数为，重力加速度g取，两物块碰撞时间极短，两物块上下做简谐运动的过程中，弹簧始终未超过弹性限度，物块P、Q均可视为质点。则下列说法正确的是( )
A.两物块碰撞前瞬间，Q的速度大小为
B.两物块碰撞过程中，损失的机械能为1.2J
C.两物块碰撞后，P上升的最大距离为0.2m
D.两物块碰撞后组成的弹簧振子，振幅为0.4m
三、实验题
9．某简易多用电表的电路图如图（a）所示，虚线方框内为换挡开关，A和B分别为两表笔。该多用电表有6个挡位，分别为直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA和2.5mA挡，两个欧姆挡。
(1)测量时，若开关S是与“1”相连的，则此时多用电表的挡位为挡______（填题干中所给6个挡位中的一个）。
(2)如果要用多用电表欧姆挡测量某个定值电阻的阻值，下面是操作步骤，请将合适的内容填在横线上：
①旋动______（填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准电流挡的“0”刻度；
②将选择开关K旋转到欧姆挡“”的位置；
③将红、黑表笔短接，旋动________（填“欧姆调零旋钮”或“指针定位螺丝”），使指针对准欧姆挡的0刻度线；
④将两表笔分别与待测电阻相接，多用电表的示数如图（b）所示，则待测电阻的阻值为______Ω。
(3)若欧姆表内使用的是一节旧电池（电动势为1.5V，内阻较大），测得该电阻的阻值为R；然后更换一节新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻的阻值为，实验过程中其他操作均正确，则R_____（填“大于”“小于”或“等于”）。
10．某实验小组用如图所示的实验装置探究弹簧弹力与形变量的关系，将轻弹簧悬挂在铁架台的横杆上，刻度尺竖直固定在轻弹簧旁边，在弹簧下端依次挂上不同质量的钩码，记录每次钩码的总质量m以及对应指针所指刻度值x如表格所示。
(1)根据实验表格记录的数据可知，刻度尺的最小分度值为______（填“1mm”或“1cm”）。
(2)在给出的坐标系中描点，作出弹簧弹力F与伸长量之间的关系图线，由图线可知，记录实验数据时第_____次实验数据出现了明显的实验误差。根据描绘的可知，该弹簧的劲度系数为______（结果保留2位有效数字）。
(3)若实验中悬挂弹簧和刻度尺时，弹簧的上端未与刻度尺的0刻度线对齐，而对齐的是0.5cm，则该情况会导致实验算得的弹簧劲度系数结果______（填“偏大”“偏小”或“无误差”）。
(4)若截取实验中所用弹簧长度的一半制成一个弹簧秤测力计，并挂上1.5N的钩码，当钩码处于静止状态时，弹簧的形变量为______cm。
四、计算题
11．如图（a）所示，一粗细均匀的U形细管右侧竖直部分长为L，左侧竖直管长度未知，在细管中倒入长度为的水银后封闭左侧管口，右侧管口盖一轻质薄活塞，此时水平部分水银柱长度为，两侧竖直管内水银面距底部的高度均为。现缓慢向右侧活塞上加水银，直到左侧水银面上升到距底部高度为处，如图（b）所示。若将细管中空气视为理想气体，活塞与管壁无摩擦且不漏气，整个过程温度不变，水银密度为ρ，重力加速度为g，大气压强。求：
(1)图（b）状态下右侧细管中空气的压强；
(2)U形细管左侧竖直管的长度。
12．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内，两导轨之间的距离为，导轨所在空间GH到JK之间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，GH到JK之间的距离为。质量均为、长度均为，阻值均为的导体棒a和导体棒b静止放置在导轨上。初始时，导体棒b在JK的左侧且到JK的距离为，导体棒a在GH的左侧。现给导体棒a一个水平向右的初速度，导体棒b经过JK时的速度大小为，已知两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，两导体棒没有发生碰撞，求：
(1)导体棒a刚经过GH瞬间，导体棒b的加速度大小；
(2)导体棒a从GH运动到JK的过程中，导体棒a上产生的焦耳热。
13．如图所示，一足够长的长方体被正方形分成上下两个长方体空间Ⅰ和空间Ⅱ，以为坐标原点，建立如图所示的空间直角坐标系，其中。整个长方体空间存在沿z轴负方向的匀强电场（图中未画出），另外空间Ⅱ内同时还存在沿z轴正方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从边的中点P以初速度平行于y轴正方向射入长方体区域，粒子恰好经过正方形的中心点Q，且粒子在空间Ⅱ内运动的过程中，恰好未从长方体侧面飞出长方体区域，不计粒子重力，求：
(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)粒子经过Q点时的动能；
(3)匀强磁场的磁感应强度大小。
参考答案
1．答案：C
解析：检验物体平面平整度利用了空气劈尖干涉原理，是光的干涉现象。
故选C。
2．答案：D
解析：A.由题意，可知小球到达C点时，小球受到的弹力与杆垂直，小球受到的合力等于小球的重力，小球接着将继续加速，可知小球经过C点时速度不是最大的，故A错误；
B.由题意，可知由于小球从C到B的过程中，弹簧由压缩变为拉伸，在CB之间某一位置，弹簧处于原长，此时弹簧的弹性势能最小；由于小球从C到B先加速后减速，可知当小球的加速度为零时，小球的速度最大，动能最大，此时小球受到的弹簧弹力显然不为零，弹簧的弹性势能不是最小的，故B错误；
C.由题意，可知小球从A到B的过程中，弹簧可能先压缩，恢复原长后再拉伸，则弹簧对小球可能先做负功，再做正功，最后做负功，故C错误；
D.由题意，可知当小球位于C位置时，弹簧弹力与小球的运动方向垂直，此时弹簧弹力的功率为零；当小球位于C点与B点间某一位置时，弹簧刚好恢复原长，则此时弹簧弹力为零，功率为零。所以，弹簧对小球做功功率为0的位置可能有两处（不含A、B两点），故D正确。
故选D。
3．答案：A
解析：由爱因斯坦光电效应方程
可得该束单色光的波长为
则该束单色光中光子的动量大小为
故选A。
4．答案：D
解析：由题意可知，地球的第二宇宙速度为
黑洞的第二宇宙速度为
由万有引力提供向心力
可得
在天体表面有
所以
因为，所以
代入数据解得
故选D。
5．答案：B
解析：AB.由图可知电容器上极板与电源正极连接，所以上极板带正电。粒子悬浮在板间，有重力与电场力等大，反向。所以粒子带负电。电容器两极板的电压为
粒子受力平衡有
得
故A错误，B正确；
C.电路稳定时，与电容所在支路相当断路，所以增大阻值，不影响电容器两端电压，即不影响粒子受力，粒子不动，故C错误；
D.增大的阻值，两端电压减小，即电容器两板间电压变小，粒子所受电场力变小，所以粒子向下运动，故D错误。
故选B。
6．答案：BD
解析：A.不计粒子重力，粒子仅受电场力，由牛顿第二定律
由图可知，粒子运动到位置的过程中，粒子的加速度不断增大，则场强不断增大，故该电场为非匀强电场，故A错误；
B.粒子运动到位置的过程中由动能定理
由图像的图线与坐标轴围成的面积意义可知
联立解得，此时粒子的速度为
故B正确；
C.粒子运动到位置时，电场力对粒子做功的功率为
故C错误；
D.从O到的过程，电场力做的功为
根据电场力做功与电势能的关系
可得粒子的电势能减小，故D正确。
故选BD。
7．答案：AC
解析：AB.由图可知，当照射到光敏电阻上的光线足够暗时，光敏电阻的阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁具有的磁性减小，衔铁被放开，此时照明灯被点亮，故开关S应接触点a，故A正确，B错误；
CD.为使光线不是太暗时就能点亮L，说明点亮L时光敏电阻的阻值比原来小，故需要增大接入电路的电阻，故C正确，D错误。
故选AC。
8．答案：ACD
解析：A.对物块Q由竖直上抛运动知识得
可得两物块碰撞前瞬间，Q的速度大小为
故A正确；
B.对物块P、Q碰撞过程中，由动量守恒定律
由能量守恒定律
联立可得
，
所以两物块碰撞过程中，损失的机械能为0.6J，故B错误；
C.设两物块碰撞后，P上升的最大距离为h，由能量守恒定律
其中
联立解得
另一解
（舍去）
故C正确；
C.对两物块整体受力分析，由平衡条件
解得
所以两物块碰撞后组成的弹簧振子，振幅为
故D正确。
故选ACD。
9．答案：(1)2.5mA
(2)指针定位螺丝欧姆调零旋钮220
(3)等于
解析：(1)由图可知，若开关S是与“1”相连的，则此时多用电表当做电流表，又因为此时量程为
而开关S是与“2”相连时的量程为
因为
所以若开关S是与“1”相连时，多用电表的挡位为2.5mA。
(2)如果要用多用电表欧姆挡测量某个定值电阻的阻值，首先旋动指针定位螺丝，使指针对准电流挡的“0”刻度；其次将选择开关K旋转到欧姆挡“”的位置；然后将红、黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮，使指针对准欧姆挡的0刻度线；
待测电阻的阻值为
(3)由欧姆表的结构可知，电源内阻的变化，可以通过欧姆调零来抵消，故前、后两次的测量值是相等的。故
10．答案：(1)1cm
(2)
4；
(3)无误差
(4)
解析：(1)根据实验表格记录的数据可知，读数精确到cm，估读到0.1cm，刻度尺的最小分度值为1cm。
(2)根据实验数据，在给出的坐标系中描点，作出弹簧弹力F与伸长量之间的关系图线如下
由图线可知，记录实验数据时第4次实验数据出现了明显的实验误差。
根据描绘的可知，该弹簧的劲度系数为
(3)若实验中悬挂弹簧和刻度尺时，弹簧的上端未与刻度尺的0刻度线对齐，而对齐的是0.5cm，那么弹簧末端指针刻度也会下移0.5cm，弹簧对应的形变量不变，则该情况不会导致实验算得的弹簧劲度系数结果改变，无误差。
(4)若截取实验中所用弹簧长度的一半制成一个弹簧秤测力计，则两段弹簧的劲度系数相同，把截下来的两段弹簧串接起来的劲度系数与原来那根弹簧的劲度系数相同，根据弹簧的串联公式可得，用一半制成一个弹簧秤测力计弹簧的劲度系数变为
并挂上1.5N的钩码，当钩码处于静止状态时，根据胡克定律推知，弹簧的形变量为
11．答案：(1)(2)
解析：(1)设右侧活塞上加水银高度，对右侧气柱
又
联立得
则
(2)对左侧气柱
又
联立得
12．答案：(1)(2)
解析：(1)导体棒a刚经过GH瞬间，感应电动势为
感应电流为
导体棒b的加速度大小为
(2)导体棒b开始运动到出磁场的过程中，感应电流为
对导体棒b，根据动量定理
对导体棒a，根据动量定理
其中
解得
，
导体棒b出磁场到导体棒a出磁场的过程中，根据动量定理
其中
解得
根据能量守恒，系统产生的热量为
导体棒a上产生的焦耳热为
13．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)带正电粒子在空间Ⅰ中类平抛运动，运动轨迹如图
则
由牛顿第二定律
联立可得，匀强电场的电场强度大小为
(2)在空间Ⅰ中，由动能定理
解得，粒子经过Q点时的动能为
(3)粒子进入空间Ⅱ中速度为
将速度v分解为y轴速度和z轴速度，由于z轴速度方向与磁场平行，不受洛伦兹力在平面内的
y轴方向有洛伦兹力提供向心力
由几何关系可知
可得匀强磁场的磁感应强度大小为
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
钩码质量
0
30
60
90
120
150
180
弹力
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
指针刻度
6.0
7.2
8.6
10.6
10.9
11.8
13.2
弹簧伸长量
0
1.2
2.6
4.6
4.9
5.8
7.2