哈尔滨市第九中学校2024届高三下学期第五次模拟考试物理试卷(含答案)

这是一份哈尔滨市第九中学校2024届高三下学期第五次模拟考试物理试卷(含答案)，共12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
1．一名同学在课外书上了解到，通有电流强度为I的无限长直导线在空间某点产生的磁感应强度大小可表示为，r是该点到直导线的距离。结合安培力的公式，可知比例系数k的单位是( )
A.B.C.D.
2．如图所示是体育课上某同学水平抛出铅球的示意图，不考虑空气阻力，选地面作为零势能面，用h表示铅球离地面的高度，E、、分别表示铅球的机械能、重力势能和动能，则铅球下落过程中，下列图像可能正确的是( )
A.B.C.D.
3．如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的金属环，绕过光滑定滑轮的轻绳一端与金属环相连，另一端施加拉力F使金属环从A点缓慢上升到位于定滑轮正下方的B点。设杆对金属环的弹力大小为，整个装置处于同一竖直平面内，在此过程中）( )
A.逐渐减小，F逐渐增大B.逐渐增大，F逐渐增大
C.逐渐增大，F逐渐减小D.逐渐减小，F先减小后增大
4．如图所示，正方形ABCD为一个立方体冰块的截面，从空气中的Q点射出一束单色光经M点射入冰面内，入射角为θ，但具体角度无法测量，光线在AB边上的N点射出，QM连线的延长线与AB边交于P点，已知MP和MN的长度，下列说法正确的是( )
A.光线进入冰块后频率变大B.光线进入冰块后传播速度变大
C.无法求出冰块的折射率D.减少θ角，光线在AB边可能会发生全反射
5．某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源O起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离O点10m的质点A开始振动；时，离O点20m的质点B开始振动，此时质点A第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是( )
A.时，质点A的振动方向向下B.该波周期为2s
C.该波传播速度为5m/sD.该波波长为20m
6．中国科学院高能物理研究所公布：在某高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座内有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为p，半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则下列说法不正确的是( )
A.该“类地球”行星质量为
B.该“类地球”行星的静止轨道卫星的轨道一定与其赤道共面
C.该“类地球”行星的静止轨道卫星运行速率为
D.该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为
7．2020年12月2日22时，经过约19个小时的月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号，当压力改变时有电流通过霍尔元件。如图所示，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为-e的自由电子，通入如图所示方向的电流。若元件处于磁感应强度为B、方向垂直于上表面向下的匀强磁场中稳定时，前、后表面形成的电势差大小为U。下列说法中正确的是( )
A.自由电子受到洛伦兹力的方向垂直前表面向里
B.前表面电势比后表面电势高
C.自由电子受到的洛伦兹力大小为
D.电流一定时，前、后表面形成的电势差大小U与磁感应强度B成正比
二、多选题
8．喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴与玻璃接触时呈椭球形，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是( )
A.雨水分子在永不停息地无规则运动
B.照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象
C.水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果
D.照片中水滴与玻璃表面接触的附着层中水分子间距比水滴内部的水分子间距小
9．如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端连接轻质金属环（图中未画出）套在导轨上，可在导轨上滑动并保持接触良好。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当时由静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨和金属小环的电阻。下列说法中正确的是( )
A.回路中产生的感应电流方向为先逆时针后顺时针
B.下滑过程中，ab棒产生的焦耳热为
C.当时，a点速度大小与b点速度大小之比为
D.在到过程中通过ab棒的电荷量为
10．如图所示，圆心为O，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.M为磁场边界上一点，有无数个带电量为q（），质量为m的相同粒子（不计重力及粒子间相互作用）在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，N为磁场边界上的另一个点，。下列说法正确的是( )
A.粒子从M点进入磁场时的速率为
B.从N点离开磁场的粒子运动时间为
C.若将磁感应强度的大小增加到，会有粒子沿ON方向从N点射出磁场
D.若将磁感应强度的大小减小为0.5B，劣弧MN的每一点都会有粒子射出
三、实验题
11．三元锂电池因具有高能量密度，良好的低温放电性能和高充电效率等优点而被广泛用于移动和无线电子设备、电动工具和电动汽车等领域。某实验小组为了研究三元锂电池的特性，利用专业的充放电数字仪测试一节三元锂电池（电池内阻忽略不计），得到其在1A恒流放电情况下，路端电压从充满电时电压4.2V线性减小至放电终止电压2.8V，路端电压随时间变化图像如图所示，全过程持续180min。
（1）该电池初始满电压时的放电功率为________W；
（2）依照规范，电池容量常标记为（毫安时，表示电池由初始满电压至放电终止状态释放的总电荷量），则该电池放电过程中释放的电量大约为________；
A.B.C.D.
（3）该电池由初始满电压至放电终止的过程中输出能量为________J。
12．某同学利用如图所示的实验装置验证两小球在斜槽末端碰撞过程中动量守恒。实验时，将斜槽固定在[面上，斜槽末端距地面高度。安装光电门于斜槽末端附近，调整光电门的高度，使激光发射点与球心高。已知：两小球的质量，，取当地重力加速度。
①用游标卡尺测量小球1的直径为1cm；
②小球2静止于斜槽末端，令小球1从斜槽上某一位置由静止滑下。小球1通过光电门后，与小球2对心正碰。碰后小球1反弹，再次经过光电门，小球2水平抛出；
③某次实验，光电门测得小球1与小球2碰撞前后两次遮光的时间分别为、，随即取走小球1：
④测得小球2抛出的水平位移为。
（1）下列关于实验的要求正确的是________；
A.小球1的质量必须大于小球2的质量
B.斜槽轨道末端必须是水平的
C.小球1、2的大小必须相同
（2）规定向右为正方向，通过测量数据计算系统碰前的动量为________，碰后的总动量为________。（结果均保留两位有效数字）
在误差允许的范围内，两小球碰撞过程遵循动量守恒定律。
（3）多次改变小球1释放的高度，将每次小球1先后遮光的时间、及小球2抛出的水平位移s记录下来，以s为横坐标，以________（填“”或“”）为纵坐标，将绘制出一条正比例关系图线。若图线的斜率约为________（结果保留三位有效数字），也可以得出碰撞过程动量守恒的结论。
四、计算题
13．如图所示，在光滑斜轨道底端平滑连接着一个半径为R、顶端有缺口的光滑圆形轨道，轨道可认为不重叠且在同一竖直面内，小球可由斜轨道滑下进入圆形轨道并从A点飞出。已知A、B两端点在同一水平面上，重力加速度为g，不计空气阻力且小球可看作质点。将小球从斜轨道上不同位置由静止释放。
（1）若小球恰好能通过圆形轨道内A点，则小球释放的位置到水平面的高度是多少？
（2）若小球从圆形轨道内A点飞出后恰好从B点飞入圆轨道，则小球经过B点时的速度大小是多少？
14．如图所示，水平地面上放一个质量。的木板，一个质量、带电量的小物块（可视为质点）放在木板最左端，物块与木板间的动摩擦因数，木板与水平地面间的动摩擦因数.在物块右侧距物块的区域有一匀强电场E，电场区域宽度为，电场强度大小，方向竖直向上。现对木板施加一水平向右恒力F，使物块进入电场区域前恰好和木板保持相对静止向右加速运动，物块刚进入电场时撤去恒力F。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块带电量始终不变，重力加速度g取，求：
（1）水平恒力F的大小？
（2）物块离开电场时，木板的速度大小？
15．如图，O处的α粒子源能不断地向右发射速度为v0的α粒子，假设α粒子和核堆中静止的核都能对心正碰并发生核反应。核反应的生成物均能从小孔Q进入板间垂直于纸面的匀强磁场（方向未知），磁感应强度的大小为，其中m为一个质子（或中子）的质量（设原子核的质量等于各核子的质量和），e为一个质子的电荷量，d为板间距。已知生成物进入磁场后分别打在M、N两点，O、P、Q、M在同一水平线上，打在N点的粒子，速度偏向角为（）。不计粒子重力和粒子间的相互作用力（核反应过程除外）。
（1）补全α粒子与核发生核反应的方程：+→+
（2）简要说明，打在M、N两点的分别是哪种粒子并判断板间磁场的方向；
（3）假设每秒钟发生n次核反应，击中M点的粒子有75%被板吸收，25%以原速率反弹，求M点每秒钟受到的撞击力多大。
参考答案
1．答案：C
解析：
2．答案：C
解析：
3．答案：A
解析：
4．答案：D
解析：
5．答案：C
解析：
6．答案：C
解析：
7．答案：D
解析：
8．答案：AC
解析：
9．答案：AD
解析：
10．答案：BCD
解析：
11．答案：（1）4.2（2）C（3）37800
解析：
12．答案：（1）BC（2）（3）；400
解析：
13．答案：（1）（2）
解析：（1）若小球恰好能通过圆形轨道内A点，对小球受力分析如图所示
根据牛顿第二定律有
对小球从释放到A点，根据动能定理有
解得
（2）小球从圆形轨道内A点飞出后做斜抛运动到B点，如图所示
竖直方向有
水平方向有
解得
14．答案：（1）（2）
解析：（1）设进入电场区域前物块与木板间的滑动摩擦力大小为，木板与地面间的滑动摩擦力大小为，加速度大小为，由摩擦力公式可得
由牛顿第二定律公式可得
可得
（2）物块进入匀强电场后受竖直向上的电场力作用可得
所以物块做匀速运动，木板做匀减速运动。设物块刚进入电场区域时的速度大小为，物块在电场中运动时间为，木板的加速度大小为，物块离开电场时木板的速度大小为v，由运动学公式可得
由牛顿第二定律和运动学公式可得
可得
15．答案：（1）（2）垂直纸面向外（3）
解析：（1）
（2）打在M点的粒子在磁场中未偏转，所以不带电，为中子。
打在N点的粒子则为碳核。
碳核带正电，根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向外。
（3）
由题意可知核的质量为12m，电荷量为6e
核反应过程，遵循动量守恒：
对时间内被板吸收的中子列动量定理（规定向右为正方向）：
对时间内被板反弹的中子列动量定理（规定向右为正方向）：
M点每秒钟受到的撞击力