2024届江苏省扬州市新华中学高三下学期二模物理试题

这是一份2024届江苏省扬州市新华中学高三下学期二模物理试题，共14页。
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分．
2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效．
3．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分．每小题只有一个选项最符合题意．
1． 下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度有关
B．光电效应揭示了光具有粒子性
C．查德威克的核式结构模型解释的是α粒子散射实验现象
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
2．在音乐理论中，把一组音按音调高低的次序排列起来就成为音阶，也就是大家都知道的d，re，mi，fa，sl，la，si，下表列出了某乐律C调音阶中各音的频率，假设一架钢琴同时弹出C调音阶中的“mi”与“fa”，则“mi”与“fa”（ ）
A．频率之比为5:3
B．在空中传播的波长之比为15:16
C．在空中传播的速度之比为1:1
D．两个音可以在空中形成干涉
3． 世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的Th为核燃料。已知 90232Tℎ的半衰期为24天，下列说法正确的是（ ）
A．β衰变的电子来自于钍原子的核外电子
B．通过物理方法或化学方法都能改变 90232Tℎ的半衰期
C．4个 90232Tℎ经过48天后一定还剩余1个
D． 90232Tℎ经过6次α衰变和4次β衰变可变成 82208Pb
4． 一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.1s时的波形如图甲所示，图乙是x=4m处的质点的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A．该简谐波沿x轴正方向传播
B．经过1s，x=2m处质点向前传播10m
C．在t=4.55s时，x=2m处的质点速度方向与位移方向相同
D．经过任意0.5s的时间，x=2m处的质点经过的路程一定为25cm
5． 筷子夹球游戏深受人们的喜爱，选手用筷子夹起乒乓球从一个容器放到另一个容器，在规定时间内搬运多者胜。某同学水平持筷（两根筷子及球心在同一水平面内）夹着乒乓球的俯视图如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．乒乓球受到四个力的作用
B．如果乒乓球静止，则乒乓球受到筷子的摩擦力方向竖直向上
C．如果乒乓球静止，减小筷子间夹角θ，筷子对乒乓球的作用力大小不变
D．如果乒乓球加速运动，筷子对乒乓球的弹力大于乒乓球对筷子的弹力
6． 如图所示，一半径为R的光滑大圆环竖直固定在水平面上，其上套一小环，a、b为圆环上关于竖直直径对称的两点，将a点下方圆环拆走，若小环从大圆环的最高点c由静止开始下滑，当小环滑到b点时，恰好对大圆环无作用力。已知重力加速度大小为g，若让小环从最高点c由静止下滑从a点滑离，小环滑离a点时竖直分速度大小为（ ）
A．1310gR3B．2gR3C．232gR3D．23gR
7．范德格拉夫起电机可为加速离子提供高电压，其结构示意图如图所示，大金属球壳由绝缘支柱支持着，球壳内壁接电刷F的左端，当带正电传送带（橡胶布做成）经过电刷F的近旁时，电刷F便将电荷传送给与它相接的导体球壳上，使球壳电势不断升高。关于这个起电机，以下说法正确的有（ ）
A．电刷F与传送带之间是摩擦起电
B．把电刷F放于金属球壳内部，主要是出于安全考虑
C．工作中，电刷F的右端感应出负电荷，但它的电势不断升高
D．传送带不运动，金属球壳上的电荷量也能不断增多
8．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的频率大
B．在冰晶中，b光的传播速度较小
C．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
9．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，电源的输出电压u=302sin100πt(V)，定值电阻R1=20Ω，R3=2.5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为5Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则（ ）
A．电流表示数为2A
B．电压表示数为10V
C．滑片P由b向a缓慢滑动，R3消耗的功率减小
D．滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
10． 如图所示，光垂直照射倾斜木板，把一个质量为0.2kg的小球从倾斜木板顶端水平弹射出来做平抛运动，小球刚好落在倾斜木板底端。然后使用手机连续拍照功能，拍出多张照片记录小球此运动过程。通过分析照片可以得到小球的飞行时间为0.6s，小球与其影子距离最大时，影子A距木板顶端和底端的距离之比为7:9，重力加速度g=10m/s2。下列说法不正确的是（ ）
A．飞行过程中，重力对小球做的功为3.6J
B．小球与影子距离最大时，刚好是飞行的中间时刻
C．木板的斜面倾角θ=37°
D．木板的长度为3.6m
11． 三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度ω沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，电流沿KLMNK方向
B．t=π3ω时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
C．该交流电动势的有效值为22E
D．该交流电动势瞬时值表达式为e=233Ecs(ωt+π6)
二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12． 某次实验课上，为测量重力加速度，小组设计了如下实验：如图甲所示，细绳一端连接金属小球，另一端固定于O点，O点处有力传感器（图中未画出）可测出细绳的拉力大小。将小球拉至图示位置处，由静止释放，发现细绳的拉力大小在小球摆动的过程中做周期性变化如图乙所示。由图乙可读出拉力大小的变化周期为T，拉力的最大值为F1，最小值为F2。就接下来的实验，小组内展开了讨论
（1）小王同学认为：若小球摆动的角度较小，则还需测量摆长L，结合拉力大小的变化周期T，算出重力加速度g= （用L、T表示）；
（2）小王同学用刻度尺测量了摆线长，用游标卡尺测量了小球直径如图丙所示，小球直径为 mm；
（3）小李同学认为：无论小球摆动的角度大小，都只需测量小球的质量m，再结合拉力的最大值F1、最小值F2，算出重力加速度g= （用m、F1、F2表示）；
（4）小李同学测量出数据：m=40.0g，F1=0.56N，F2=0.30N，可计算出重力加速度g= （保留两位有效数字）。
13． 如图所示，横截面积均为S的两导热汽缸A、B通过一段体积可忽略的细管相连接，在细管中间安装有一个阀门D，两汽缸中各有一个质量为m的活塞，汽缸B中的活塞与一个轻弹簧相连接。阀门D关闭时，轻弹簧处于原长，汽缸B中气柱长度恰为L，汽缸A中的活塞处于静止状态时，气柱长度为3L。已知大气压强p0=mgS，弹簧的劲度系数k=4mgL，重力加速度为g，活塞可在汽缸内无摩擦滑动但不漏气。现将一个质量为m的重物C轻轻地放到汽缸A中的活塞上，并打开阀门D，保持环境温度不变，待系统稳定后，求弹簧的形变量和汽缸A中活塞向下移动的距离。
14． 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且OM=MN=L。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P，其中MP=2L。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能Ep∝x2（x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，空气阻力不计。求：
（1）小球从O点释放时的加速度大小a；
（2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W；
（3）若O点下方有一Q点且OQ=L，则小球第一次经过Q点时的动能Ek。
15．目前我国航天事业正处在飞速发展时期，对于人造卫星的发射，曾经有人提出这样的构想：沿着地球的某条弦挖一通道，并铺设成光滑轨道，在通道的两个出口分别将一物体和待测卫星同时释放，利用两者碰撞（弹性碰撞）效应，就可以将卫星发射出去，已知地表重力加速度g0，地球半径R。物体做简谐运动的周期T=2πmk，m为物体的质量，为简谐运动物体的回复力和其离开平衡位置的位移大小之比。
图1 图2
（1）如图1所示，设想在地球上距地心h处挖一条光滑通道AB，从A点静止释放一个质量为m的物体，求物体通过通道中心O'的速度大小，以及物体从A运动到B点的时间（质量分布均匀的空腔对空腔内的物体的万有引力为零）
（2）如图2所示，若通道已经挖好，且ℎ=23R，如果在AB处同时释放两个物体，物体质量分别为M和m，他们同时到达O'点并发生弹性碰撞，要使小物体飞出通道口速度达到第一宇宙速度，M和m应该满足什么关系？
16． 如图所示，在直角坐标系xOy中，Q点坐标为(3L，0)，M点坐标为（0，L），N点坐标为(0，3L2)。虚线NQ右侧且在x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场，直线MQ左下方有垂直xOy平面向外的匀强磁场，NQ和MQ之间是无场区。质量m、电量q的带正电粒子，从Q点与直线MQ成30°角，以大小为v0的速度射入磁场，经磁场和电场偏转后恰好能从Q点再次进入磁场。已知匀强磁场的磁感应强度大小B0=mv0qL，不计重力，不考虑边界效应。
（1）求粒子第一次在磁场中运动的时间；
（2）求匀强电场的电场强度大小；
（3）若从第二次进入磁场开始，每次从Q点进入磁场时，磁感应强度的大小都变为上一次的一半，求第n次从Q点进入磁场到下一次回到Q点的时间。
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分．
2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效．
3．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分．每小题只有一个选项最符合题意．
1．【答案】B
2．【答案】C
3．【答案】D
4．【答案】C
5．【答案】C
6．【答案】A
7．【答案】C
8．【答案】B
9．【答案】C
10．【答案】C
11．【答案】D
二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12．【答案】（1）π2LT2
（2）21.3
（3）F1+2F23m
（4）9.7m/s2
13．【答案】解：未放重物C时汽缸A中气体的压强
p1=p0+mgS=2p0
汽缸B中气体的压强
p2=p0
放上重物C后两部分气体混合，压强为
p=p0+2mgS=3p0
汽缸B中活塞平衡时，由平衡条件可得
pS=kx+p0S
解得弹簧的形变量
x=L2
两部分气体混合后的总长度设为y，由平衡条件可得
p1·3LS+p2·LS=p·yS
解得
y=7L3
由几何关系知汽缸A中的活塞向下移动的距离为
ℎ=3L+L+x−y
代入整理得
ℎ=136L
14．【答案】（1）解：小球从O点释放瞬间，小球对杆的压力大小与弹性绳弹力大小相等为F=kL，受力分析得
mg−μF=ma
解得
a=g−μkLm
（2）解：小球释放后运动到P的过程中，对竖直杆的压力
FN=kLcsθcsθ=kL
为恒定值，故过程中摩擦力大小恒定。根据动能定理
mg3L−μkL3L+W=0
解得弹性绳做的功
W=(μkL−mg)3L
（3）解：因弹性势能Ep∝x2，由O到P过程弹性绳的弹性势能变化量
ΔEp=−W
则O到Q过程弹性绳对小球做的功
W'=13W
对小球从O到Q过程应用动能定理
mgL−μkLL+W'=Ek
解得
Ek=(mg−μkL)(1−33)L
15．【答案】（1）解：质点在距离球心r处所受到的引力为F=GMmr2=43Gπρmr
故引力在AB通道方向分力为（设向右为正方向）Fx=−Fxr=−43Gπρmx=−kx
该力与x成正比，故物体做简谐运动，又43πGρ=GMR3，GMmR2=mg0
则k=mg0R，tAB=12T=πmk=πRg0
从A到O'点，由动能定理可得
W=Fx⋅xAO'=Fmax2⋅xAO'=mg02RR2−ℎ2⋅R2−ℎ2=12mv02
解得v0=R2−ℎ2Rg0
（2）解：由（1）可知，物体到达O'点速度均为v0=13g0R，碰撞中满足
动量守恒Mv0−mv0=Mv1+mv2
机械能守恒12Mv02+12mv02=12Mv12+12mv22
解得v2=3M−mM+m13Rg0
返回出口过程W=−Fx⋅xO'B=−Fmax2⋅xO'B=12mv32−12mv22
解得v3=8M2−8Mm(M+m)213Rg0
依题意可知v3=8M2−8Mm(M+m)213Rg0=Rg0
即5M2−14Mm−3m2=0
故有M=3m
16．【答案】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图
由洛伦兹力提供向心力，则有
qv0B0=mv02R1
解得
R1=L
粒子在磁场中运动的周期为
T=2πR1v0=2πLv0
Q点入射弦切角为30°，有弦H1Q所对圆心角为60°，弦长等于半径
H1Q=R1
所以粒子在磁场中做圆周运动，轨迹对应的圆心角为
θ=360∘−2×30∘=300∘
则粒子第一次在磁场中运动的时间
t1=θ360∘T
解得
t1=5πL3v0
（2）因为
tan∠MQO=L3L=33
则
∠MQO=30°
与弦切角相等，故粒子沿x轴正方向出磁场，匀速经无场区后，进入电场做类平抛运动，−y方向有
ℎ1=12at1'2
由几何关系可知
ℎ1=QH1sin∠MQO=R1sin30°=L2
x方向有
s1=v0t1'
由几何关系可知
s1=ℎ1tan∠NQO=L2×3L32L=33L
联立解得
t1'=3L3v0，E=3mv02qL
（3）粒子在电场中类平抛到Q点速度vn与x轴的夹角始终为60°，则
vn=2vn−1
又由（1）得
Rn=mvnqBn
其中
Bn=Bn−12
解得
Rn=4Rn−1
第n次在磁场中运动的时间为
tn=56×2πmqBn=2tn−1
其中
t1=5πL3v0
故第n次在磁场中运动的时间为
tn=2n−1t1=5πL3v0×2n−1
第n次在无场区和电场中的类平抛，x轴方向保持匀速运动，由第n次在无场区和电场中的时间为
tn'=Rncs30°vn=2tn−1'
其中
t1''=Lcs30°v0=3L2v0
故第n次在无场区和电场中的时间为
tn'=2n−1t1''=3L2v0×2n−1
所以粒子第n次从Q进入磁场再回到Q点的时间为
tn总=tn+tn'=(10π+33)L6v0×2n−1唱名
d
re
mi
fa
sl
la
si
该唱名的频率与d的频率之比
1:1
9:8
5:4
4:3
3:2
5:3
15:8
f/Hz（C调）
264
297
330
352
396
440
495