2024届吉林省吉林市第一中学高三下学期二模物理试题

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一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1．如图所示为射线测厚装置示意图，它的放射源为铯-137，已知铯-137的衰变方程为，半衰期约为30年，下列说法正确的是（ ）
A．60年后Cs全部衰变完
B．金属板厚度越薄探测器接收到的辐射强度越小
C．Ba原子核的比结合能比Cs原子核的大
D．该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出
2．如图甲所示，用手握住长绳的一端，时刻在手的带动下A点开始上下振动，其振动图像如图乙所示，则下列四幅图中能正确反映时刻绳上形成的波形的是（ ）
A．B．
C．D．
3．如图所示，A、B为两个等量正负点电荷连线上的两点，B为连线的中点，C为连线中垂线上的一点，。一个负试探电荷在A、B、C三点的电势能分别为、、，则下列关系正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．凿子是中国传统的木工工具，一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为，当凿子插入木板中后，若用锤子沿中心轴线方向以适当的力F敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图，此时凿子作用于木板1面、2面、3面的弹力大小分别为、、，忽略凿子重力和摩擦力，下列关系式中正确的是（ ）
A．B．C．D．
5．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，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．用同一装置做双缝干涉实验光的条纹间距比光的窄
B．在冰晶中，光的传播速度较大
C．用同一装置做单缝衍射实验，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，光的临界角较小
6．2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等，下列说法正确的是（ ）
A．在“天宫”中水和油因为没有受到地球引力而处于漂浮状态
B．“天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
C．在“天宫”中做“太空抛物实验”时冰墩墩被抛出后做平抛运动
D．利用密度不同，“天宫”中让水和油的混合物做圆周运动能使水和油分离
7．如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
8．某种电吹风机的电路如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P，可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。当电风吹机接上220V的交变电流时，则（ ）

A．吹冷风时，触片P同时接触d、c两个触点
B．小风扇正常工作时电阻为32Ω
C．原、副线圈的匝数比
D．吹热风时，通过电吹风机的电流为2A
9．这次波及全球的新冠病毒的尺寸约为100nm，由于最短可见光波长约为400nm，所以我们无法用可见光捕捉病毒的照片。科学家用电子显微镜，即加速电场中的电子，使其表现为波长远小于可见光的波。终于捕捉到了它的图像，正所谓越艳丽越有毒。已知电子的质量为，电子的电荷量为，普朗克常量为，不考虑相对应效应，则下列说法正确的是（ ）
A．电子显微镜的分辨率非常高，是由于电子的德布罗意波长非常短
B．电子显微镜与加速电压有关，加速电压越高，则分辨率越低
C．若用相同动能的质子代替电子，也能拍摄到新冠病毒的3D图像
D．德布罗意长为0.2nm的电子，可由静止电子通过约37.8V的电压加速得到
10．如图所示的实线为某项滑雪比赛的简化赛道示意图，运动员从A点静止下滑，然后从圆弧轨道末端B点抛出，恰好沿着C点的切线方向进入右侧圆弧轨道，最终在右侧轨道上多次往返运动后在最低点D点停下来。整个运动过程不计空气阻力，左右两侧圆弧轨道动摩擦因数相同。已知运动员及其装备的质量为m，左右两侧圆弧轨道的半径都为R。B点处半径与竖直方向的夹角为，运动员从B到C过程中，离水平面的最大高度为H。重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．运动员在B点的速度为
B．运动员在左侧圆弧轨道内由于摩擦而产生的热量为
C．运动员进入右侧圆弧轨道以后每次经过D点时，重力的瞬时功率保持不变
D．运动员在右侧圆弧轨道上C点时对轨道的压力为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中
（1）某同学先用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为 mm（黑点所指为对齐处），然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示为 s。
（2）另一同学将单摆固定在力传感器上，得到了拉力随时间的变化曲线，已知摆长1.00m，根据图丙中的信息可得，重力加速度 （结果保留两位有效数字）
12．（10分）某科技小组在组织设计一款测量水库水位系统，包括电路系统和绝缘材料制作的长方体仪器，正视图如图甲所示。仪器内部高，在左右两侧壁上铺满厚度、电阻均可忽略的电极板A、B。仪器底部内侧是边长为的正方形，中间有孔与水库连通。将仪器竖直固定在水中，长方体中心正好位于每年平均水位处，此高度定义为水库水位，建立如图甲右侧坐标系。每隔一段时间，系统自动用绝缘活塞塞住底部连通孔。
（1）为了测量出水库中水的电阻率，该小组使用图乙所示的多用电表测量水库水位为时的电阻。小组同学首先对多用电表进行机械调零，接着将多用电表的选择开关旋至倍率的欧姆挡，然后将红、黑表笔短接，调节部件 （选填“C”“D”或“E”），使指针指在欧姆挡零刻度线。在测量时发现多用电表指针偏转角度过大，则该同学应将倍率换为 （填“”或“”）欧姆挡进行测量。测量完成后，再通过电阻定律可得 （用、H表示），最终计算出此处水的实际电阻率为。
（2）小组同学设计的测量电路如图丙所示。电源电动势为，电源、电流表内阻均不计，要求能够测量出最高水位和最低水位，根据（1）中测量的电阻率计算电流表量程至少为 。
（3）小组同学对设计电路进行了思考和讨论，以下说法正确的是
A．若电流表的内阻不可忽略，则测量的水位值比真实值偏大
B．无论电源、电流表内阻是否可以忽略不计，电流表改装的水位刻度都是均匀的
C．忽略电源、电流表内阻，若水库水位为时电流表满偏，则当电流表半偏时水库水位为平均水位
13．（10分）如图所示，一导热性良好的汽缸，水平放置固定在地面上，总体积为V，长度为L，正中间有一厚度不计的活塞，用外力作用在活塞上使活塞恰好处于平衡状态，汽缸的右端一小孔用细软的导管与玻璃管的下端相连，导管内气体的体积不计。玻璃管的总长度为，上端开口，横截面积为S，中部有一段长度为的水银柱，且水银柱与玻璃管底面间的距离为h。忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，已知水银的密度为ρ，重力加速度为g，外界大气压为，环境温度为。
（i）求外力F的大小。
（ii）撤去外力F，若要保持水银柱的位置不变，应使环境温度升高为，则等于多少？
14．（12分）如图所示，在竖直边界线左侧空间存在一竖直向下的匀强电场，电场强度，电场区域内有一固定的粗糙绝缘斜面AB，其倾角为，点距水平地面的高度为。段为一粗糙绝缘平面，其长度为。斜面AB与水平面BC由一段极短的光滑小圆弧连接（图中未标出），竖直边界线右侧区域固定一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道，为半圆形光滑绝缘轨道的直径，C、D两点紧贴竖直边界线，位于电场区域的外部（忽略电场对右侧空间的影响）。现将一个质量为、电荷量为的带正电的小球（可视为质点）在点由静止释放，该小球与斜面AB和水平面BC间的动摩擦因数均为，在C点处与另一不带电且质量为小球发生正碰，碰后粘在一起向右运动。求：（取）
(1)小球到达C点时的速度大小；
(2)两球碰后瞬间的速度大小；
(3)两球碰后进入圆轨道且不脱离轨道，圆轨道半径R的取值范围。
15．（16分）某离子诊断测量装置的简化结构如图所示。在第一象限中存在一沿y轴正方向，电场强度的匀强电场。在第二、三象限存在垂直xOy平面向外磁感应强度的匀强磁场。有一块长度为a的探测板CD，仅可在第四象限范围内移动，且始终接地。在第一象限的抛物线上有一簇粒子源，沿x轴负方向发射大量负离子，离子的质量为m、电荷量为-q()。速度大小均为，单位时间发射的离子数为N，这些离子沿y轴均匀分布。稳定工作后，若探测板CD在某处平行于y轴固定，则从O点出射的离子恰能击中探测板的C点，从A点(a，2a)出射的离子恰能击中探测板的D点。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞。
（1）求探测板上C点的纵坐标；
（2）求探测板的横坐标；
（3）求离子第二次经过y轴时的纵坐标y与其出发点的横坐标x的关系。
冷风时输入功率
50W
热风时输入功率
440W
小风扇额定电压
40V
输入交流电的电压
220V