2024届新疆名校联盟高三下学期第二次质量联合监测理科综合试题-高中物理（原卷版+解析版）

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1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共300分。考试时间150分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
第Ⅰ卷（选择题 共126分）
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 钍是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子轰击可得到核燃料铀（U），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料，是一种前景十分可观的能源材料。以Z、N、A分别表示铀的电荷数、中子数、质量数，下列判断正确的是（ ）
A. ，，B. ，，
C. ，，D. ，，
【答案】B
【解析】
【详解】根据电荷数守恒，U的电荷数为
Z=
根据质量数守恒，U的质量数为
U的中子数为
故选B。
2. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，副线圈电路中定值电阻的阻值为5Ω，原线圈与一理想交流电流表串联后，接入一电压有效值不变的正弦交流电源。当电阻箱的阻值为25Ω时，理想电压表的示数为5.0V；现将电阻箱的阻值调为15Ω，此时（ ）
A. 原线圈两端的输入电压为120V
B. 电压表的示数为15V
C. 电流表的示数为0.6A
D. 原线圈的输入功率为45W
【答案】D
【解析】
【详解】A．当电阻箱电阻为25Ω时，电压表的示数为5.0V，副线圈中的电流为1A，副线圈两端的电压为
U2=30V
变压器原、副线圈的匝数比为5:1，所以原线圈的输入电压为
U1=150V
故A错误；
B．当电阻箱的阻值变为15Ω时，根据欧姆定律，副线圈中的电流为
电压表的示数为
U=I2R0=7.5V
故B错误；
C．副线圈中的电流为1.5A，根据
原线圈中的电流为0.3A，故C错误；
D．原线圈的输入功率为
P=U1I1=45W
故D正确。
故选D。
3. 如图所示，物块a带正电，表面都涂有绝缘层的物块b不带电，两物块叠放在光滑水平地面上，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉物块b，两物块一起无相对滑动地沿地面加速向左运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物块a受到的摩擦力变小
B. 物块b受到的摩擦力变大
C. 物块b对地面的压力变大
D. 地面对物块b的支持力变小
【答案】C
【解析】
【详解】A．对两物块整体分析有
对物块a分析有
可知物块a、b之间的摩擦力不变，故A错误；
B．b与地面之间无摩擦力，则b受到摩擦力仅为a对其的摩擦力，则物块b受到的摩擦力不变，故B错误；
CD．地面对物块b的支持力
由于做加速运动，则速度增大，故面对物块b的支持力变大，则根据牛顿第三定律可得，物块b对地面的压力变大，故C正确，D错误。
故选C。
4. 处的振源做振幅为的简谐运动，形成一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示，轴上、两质点的坐标分别为和，时质点第一次处于波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的周期为0.2s
B. 这列波的传播速度为5m/s
C. 时，质点P第一次到达波峰
D. 当质点Q第一次到达波峰时，质点P通过的路程为72cm
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由题图可知，该列波的波长为4m，时Q点第一次到达波谷，则波向右传播的距离为13m，则波速
波的周期
故AB错误；
C．时刻的波形如图所示，波向右传播的距离为3m时质点P第一次到达波峰，即
此时P点第一次到达波峰，故C错误；
D．当Q点第一次到达波峰时经过的时间
而波传到质点P的时间
质点Q第一次到达波峰时质点P振动了0.9s，即，则质点P通过的路程
故D正确。
故选D。
5. 真空中一透明体的截面如图所示，其中，，现有一束单色光从AB边的M点垂直射入透明体，恰好在BC边的中点处发生全反射后，从CD边射出透明体。已知，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 透明体对单色光的折射率为
B. 透明体对单色光的折射率为
C. 该单色光在透明体中的传播时间为
D. 该单色光在透明体中的传播时间为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．画出光路图如图所示，显然临界角
CD边上的入射角
有
解得
故AB错误；
CD．根据
解得
解得
故C正确，D错误。
【点睛】
6. 如图所示，真空中有一长方体区域，棱、的长均为，棱的长为。现将电荷量为、的点电荷分别固定在棱、的中点、处，下列说法正确的是（ ）
A. 、两点的电场强度相同
B. 、d两点的电场强度相同
C. 棱和棱所在的直线均是等势线
D. 、两点的电势差等于、两点的电势差
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．设等量异种点电荷的连线中心为O点，电场中关于O点对称的两点电场强度大小相等，方向相同，故、两点的电场强度相同，、d两点的电场强度相同，故AB正确；
C．等量异种点电荷的连线中垂面为等势面，棱和棱在等量异种点电荷的连线中垂面上，棱和棱所在的直线均是等势线，故C正确；
D．、两点关于O点对称，则
、两点在等势面上，则
故D错误。
故选ABC。
7. 如图所示，在足够大的光滑水平地面上，静置一质量为的滑块，滑块右侧面的光滑圆弧形槽的半径为R，末端切线水平，圆弧形槽末端离地面的距离为。质量为m的小球（可视为质点）从圆弧形槽顶端由静止释放，与滑块分离后做平抛运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块的最大动能为
B. 小球离开滑块时的动能为
C. 小球落地时的动能为
D. 小球落地时与圆弧形槽末端抛出点的距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．滑块、小球组成的系统水平方向动量守恒，则当小球运动至圆弧形槽末端时，滑块的动能最大，根据动量守恒以及机械能守恒可得
解得
，
滑块的最大动能为
故A正确；
B．小球离开滑块时的动能为
故B错误；
C．根据动能定理
小球落地时的动能为
故C错误；
D．小球与滑块分离后做平抛运动，竖直方向有
小球落地时与圆弧形槽末端抛出点的水平距离为
小球落地时与圆弧形槽末端抛出点的距离为
故D正确。
故选AD。
8. 预计在2025年1月16日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。如图所示，火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为，地球与火星的质量之比约为，地球与火星的半径之比约为，已知半径为R的球的体积，取，根据以上信息结合生活常识可知（ ）
A. 火星与地球的平均密度之比约为
B. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
C. 火星与地球表面的重力加速度大小之比约为
D. 相邻两次“火星冲日”的时间约为801天
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据
密度
联立得
代入数据可知，火星与地球的平均密度之比约为，故A正确；
B．根据
代入数据可知，火星与地球绕太阳运动的周期之比约为，故B错误；
C．根据
代入数据可知，火星与地球表面的重力加速度大小之比约为，故C正确；
D．根据火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
已知地球的公转周期为
则火星的公转周期为
设经过时间t出现下一次“火星冲日”，则有
解得
即约801天。
故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷（非选择题 共174分）
三、非选择题：共174分。
9. 某同学利用图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验，回答下列问题：
（1）该实验运用的思想方法是________（填“控制变量法”或“等效替代法”）。
（2）图乙为实验中打出的一条纸带，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，相邻两个计时点间还有四个点未画出，则打点计时器打下P点时小车的速度大小为___m/s，小车运动的加速度大小为________。（计算结果均保留两位小数）
【答案】（1）控制变量法
（2） ①. 0.12～0.16均可 ②. 0.26～0.32均可
【解析】
【小问1详解】
“探究加速度与力、质量的关系”实验运用的思想方法是控制变量法。
【小问2详解】
[1]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，由题图乙的纸带得打P点时小车的速度
[2]根据逐差法，小车运动的加速度大小
10. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，所用器材如下：
A.干电池一节；
B．电压表（量程为0~3V，内阻较大）；
C．电阻箱（阻值为0~999.9Ω）；
D．开关一个和导线若干。
（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整 。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电压表的示数U。根据记录的数据作出的图像如图丙所示，则该干电池的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。（结果均保留两位小数）
（3）由于电压表的内阻不是无穷大的，因此本实验干电池的内阻的测量值_________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1） （2） ①. 1.56 ②. 0.40
（3）偏小
【解析】
【小问1详解】
电路连线如图
【小问2详解】
由电路可知
可得
可得
，
解得
E=1.56V
r=040Ω
【小问3详解】
由于电压表内阻不是无穷大的，因此实验中测得的电池的内阻是电压表的内阻与电源内阻并联后的阻值，即
即本实验干电池的内阻的测量值偏小。
11. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的图像如图中的实线所示，其中、均为已知量，已知气体在状态A时的热力学温度为。求：
（1）此过程中理想气体对外做的功W；
（2）此过程中理想气体的最高热力学温度。（请写出必要的证明过程）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）题中图像与横轴围成的面积表示理想气体对外做的功，即
解得
（2）题图中直线对应的方程为
设理想气体的热力学温度为T、压强为p时，体积为V，有
有理想气体状态方程知，当数值最大时，理想气体的热力学温度最高，即当时，理想气体的热力学温度最高，此时压强
又有
将、带入上式得
12. 如图所示，在足够大的水平地面上静置一木板，可视为质点的物块以的速度滑上木板，最终物块恰好到达木板的右端，木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度，已知物块的质量，物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：
（1）木板的长度L；
（2）木板的质量M。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】1）设物块在木板上滑动时的加速度大小为，它们相对静止一起减速时的加速度大小为，图中两部分的阴影面积相等，有
设两者共同速度为，有
得
所以1s后两者的速度大小均为，由题意知木板的长度
（2）由图知，两者共速前，木板的加速度大小
有
解得
13. 如图甲所示，两条足够长、相距的倾斜导轨上端接一阻值的定值电阻，导轨的倾角为，虚线MN下侧存在垂直导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场，将一质量的金属杆从导轨某处由静止释放并开始计时，金属杆沿斜面向下运动的v-t图像如图乙所示，测得时金属杆的速度大小，时金属杆的速度大小，图像的渐近线对应的速度大小。整个过程金属杆和导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，，取重力加速度大小。求：
（1）金属杆与导轨间的动摩擦因数；
（2）金属杆接入电路中的电阻r；
（3）5s~10s内金属杆运动的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题图乙可知金属杆在0～2.5s内没有进入磁场，有
根据牛顿第二定律有
解得
（2）金属杆在磁场中做匀速运动时，速度，有
感应电流为
解得
（3）金属杆在5s～10s内，由动量定理得
金属杆速度为时，感应电流为
又
解得