2024届黑龙江省高三下学期三轮冲刺卷（四）物理试卷

这是一份2024届黑龙江省高三下学期三轮冲刺卷（四）物理试卷，共14页。

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
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，有选错的得0分。
1．核污染水里含64种放射性元素，其中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。设的比结合能为，的比结合能为，X的比结合能为，已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应中发生了衰变
B．该核反应过程中放出的能量
C．100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变
D．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
2．下列有关光学现象的说法中正确的是（ ）
A．甲图中，将双缝干涉实验中的双缝间距调小，则干涉条纹间距变小
B．乙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
C．丙图为光照射圆孔后的干涉图样
D．丁图中，肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象
3．大自然中，雨滴大约在距离地面1.5~5.0km左右的高空形成并开始下落，下落过程中空气阻力的影响不可忽略。假设空气阻力大小与速度的平方成正比，则雨滴下落过程中，速度v随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，用长度相等的均匀硬质导线弯折成不同形状的刚性闭合线框，若正方形线框与正六边形线框中均通有沿顺时针方向、大小相等的电流，已知通电直导线在周围某点产生的磁感应强度大小与导线中电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，则正方形线框中心a点、正六边形线框中心b点的磁感应强度大小之比为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星，哈雷彗星最近出现的时间是1986年。若哈雷彗星近日点与太阳中心的距离为，远日点与太阳中心的距离为，只考虑太阳对哈雷彗星的万有引力，则（ ）
A．哈雷彗星在近日点与远日点的机械能不相等
B．哈雷彗星在近日点的速度比远日点的速度小
C．哈雷彗星在近日点与远日点的加速度大小之比为
D．哈雷彗星下次飞近地球约在2062年
6．如图所示，两实线所围成的环形区域内有一径向电场，电场强度方向沿半径指向圆心，电场强度大小可表示为，R为到圆心的距离，k为常量。两个粒子a和b分别在半径为和的圆轨道上做匀速圆周运动，已知两粒子的比荷大小相等，不考虑粒子间的相互作用及重力，则（ ）
A．a粒子的电势能大于b粒子的电势能
B．a粒子的速度大于b粒子的速度
C．a粒子的角速度大于b粒子的角速度
D．若再加一个垂直运动平面向里的匀强磁场，粒子做离心运动
7．如图甲所示，光滑水平面上有一质量的木板A，板左端有一质量的物块B（视为质点），A与B间的动摩擦因数为0.2，初始时均处于静止状态，仅给物块B施加水平向右的力F，F随时间t变化的图像如图乙所示，1s末撤去F，物块B始终未从木板A上滑下。取，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则（ ）
A．1s时物块B的加速度大小为
B．1s时物块B的速度大小为2m/s
C．1s后木板A与物块B因摩擦产生的热量为1.5J
D．木板A的长度可能为1.5m
8．如图所示，小明同学在篮球训练中两次从同一位置O以不同的初速度将同一篮球抛出，当以初速度斜向上抛出时，篮球沿轨迹1运动；当以初速度水平抛出时，篮球沿轨迹2运动。两轨迹交于A点。忽略空气阻力，关于篮球两次在空中的运动情况，下列判断正确的是（ ）
A．篮球沿轨迹1运动时加速度较大
B．篮球沿轨迹1从O运动到A的时间较长
C．篮球沿轨迹1运动时动能一直增大
D．篮球沿轨迹1运动到A点时，重力的瞬时功率较大
9．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波源沿y轴方向振动。时刻，波刚好传到A点，如图所示，时，B点开始振动。下列说法中正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴正方向
B．时，质点P回到平衡位置
C．时，质点Q回到平衡位置
D．质点B的振动方程是
10．如图所示，空间存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，两根足够长水平金属直轨道平行放置，轨道间距。将质量均为、长度均为L、电阻均为的金属棒a、b垂直轨道放置，金属棒与直轨道间动摩擦因数均为。现用外力F使金属棒b保持静止，对金属棒a施加大小为，水平向右的恒力，当金属棒a匀速运动时，撤去固定金属棒b的外力F，在运动过程中，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻不计，取。下列说法正确的是（ ）
A．金属棒a匀速运动时的速度大小为4m/s
B．金属棒a匀速运动时，其两端的电势差为4V
C．撤去外力F后，a、b两金属棒的速度差不断增大
D．最终金属棒b以大小为的加速度运动
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某实验小组利用如图所示的实验装置测量弹簧的劲度系数，让毫米刻度尺的0刻度线与弹簧上端对齐，实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量，改变弹簧的弹力F，并利用刻度尺读出对应的弹簧长度L。
（1）下列说法不正确的是________。（多选）
A．悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数
B．每次必须增加相同个数的钩码，钩码的总重力与弹力F大小相等
C．如果未测量弹簧原长，实验就无法得到弹簧的劲度系数
D．用几个不同的弹簧分别测出几组弹力与伸长量，得出弹力与伸长量之比相等
（2）实验小组先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用刻度尺测出弹簧的原长，再把弹簧竖直悬挂起来。挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把作为弹簧的伸长量x，则作出的弹簧弹力F与弹簧的伸长量x之间的关系图像，可能正确的是________。
A．B．
C．D．
（3）通过图像的斜率求出弹簧的劲度系数k，则k________（选填“大于”“小于”或“等于”）劲度系数的真实值。
（4）若实验中毫米刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据测量得到的弹簧劲度系数将________（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
12．（8分）寒冷的冬季，某农场会用自动控温系统对蔬菜大棚进行控温，要求当蔬菜大棚内的温度低于15℃时，加热系统立即启动。实验小组对上述工作系统进行了如下探究：
（1）先用伏安法测量某热敏电阻的阻值（约为几十千欧），实验室提供以下器材：
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约为）
B．电流表（量程0~0.6mA，内阻约为）
C．电压表（量程0~5V，内阻约为）
D．电压表（量程0~15V，内阻约为）
E．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流2A）
F．滑动变阻器（阻值范围，允许的最大电流1A）
G．待测热敏电阻
H．蓄电池（电动势，内阻不计）
I．开关和导线若干
J．恒温室
①为了使测量结果更准确，采用下列实验电路进行实验，较合理的是________。
A．B．
C．D．
②实验时滑动变阻器应选用________，电压表应选用________，电流表应选用________。（均填器材前面的字母序号）
（2）经过测量不同温度下热敏电阻的阻值，得到其阻值与温度的关系如图甲所示。实验小组用该热敏电阻设计了如图乙、丙所示的两种温度控制电路，为热敏电阻，R为电阻箱，控制系统可视为阻值为的定值电阻，电源的电动势（内阻不计）。当通过控制系统的电流大于0.2mA时，加热系统将开启；当通过控制系统的电流小于0.2mA时，加热系统将关闭。若要使得温度低于15℃时，加热系统立即启动，应该选用________（选填“图乙”或“图丙”）电路，应将R调为________；若将R调大，则加热系统的开启温度将________（选填“高于”或“低于”）15℃。
13．（10分）如图所示，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为4cm的水银柱，水银柱下密封了一定质量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2cm。若缓慢加热管内被密封的气体，当温度为T时，水银柱的上表面恰好与管口平齐；若保持气体温度不变，将细管倒置，稳定时水银柱下表面恰好位于管口处且无水银滴落。已知开始管内气体温度为297K，大气压强为76cmHg。求：
（1）细管的长度；
（2）水银柱的上表面恰好与管口平齐时的温度T。
14．（12分）如图所示，轨道的上表面由长度为2R的水平部分CB和半径为R的四分之一光滑圆弧AB组成，轨道质量为2m，静止于光滑的水平地面上。一质量为m的小滑块（看做质点）从C点开始沿CB面水平向左运动，CB面与小滑块之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。
（1）要使滑块能越过B点滑上圆弧AB，求：
①滑块运动到B点的过程中产生的热量；
②滑块在C点的初速度满足的条件。
（2）若滑块在C点的初速度，求滑块滑上圆弧AB后能达到的最大高度。
15．（18分）如图所示，在xOy平面内，在且的区域内存在匀强电场，方向沿y轴正方向，电场强度的大小为；在及区间内分别存在垂直xOy平面向外的匀强磁场区域I和II，磁感应强度大小和方向均相同。平面内O点有一粒子源，可向xOy平面的第一象限和第四象限内沿不同方向射入速度大小均为的粒子，粒子质量为m，带正电且电荷量为q。不计粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）求粒子首次进入匀强磁场区域I和II后，在磁场中做匀速圆周运动的半径之比；
（2）若匀强磁场区域I和II的磁感应强度大小为，当粒子射入的速度方向与轴方向的夹角为时，粒子首次进入匀强磁场区域II时恰好不从下边界射出磁场，求；
（3）若匀强磁场区域I和II的磁感应强度大小为，粒子沿方向射入，求粒子在电场中被加速的次数。
2024届高三冲刺卷（四）
物理参考答案及评分意见
1．D 【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，为粒子，该核反应中发生了衰变，A错误；
该核反应过程中放出的能量，B错误；
半衰期是一个统计规律，只有针对大量原子核才有统计意义，100个．原子核衰变具有随机性，C错误；
根据爱因斯坦质能方程可知，该核反应过程中的质量亏损，D正确。
2．D 【解析】在双缝干涉实验中，条纹间距，若双缝间距调小，则干涉条纹间距变大，A错误；
乙图中，观看立体电影时，需配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象，B错误；
丙图为光线通过小圆板得到的衍射图样（泊松亮斑），C错误；
肥皂膜表面看到的彩色条纹，是肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的，D正确。
3．B【解析】设空气阻力大小为，根据牛顿第二定律有，雨滴做加速度减小的加速运动，最终做匀速直线运动，B正确。
4．D 【解析】设导线长为L，通入的电流大小为I，则a点的磁感应强度大小为，b点的磁感应强度大小为，解得a、b两点的磁感应强度大小之比为，D．正确。
5．D 【解析】哈雷彗星运动过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，A错误；
根据开普勒第二定律，取时间微元，结合扇形面积公式可知，解得，即哈雷彗星在近日点的速度比远日点的速度大，B错误；
根据可知近日点与远日点的加速度大小之比为，C错误；
根据开普勒第三定律可得，又，联立解得哈雷彗星的周期年年，故下次飞近地球将在1986年76年2062年，D正确。
6．C 【解析】粒子a和b的电荷量大小关系不确定，无法比较电势能大小，A错误；
电场力提供粒子做圆周运动所需的向心力，有，解得，比荷相同，所以两粒子速度大小相等，B错误；
两粒子受到的电场力提供做匀速圆周运动所需的向心力，有，可知，则a粒子的角速度大于b粒子的角速度，C正确；
粒子运动方向不确定，洛伦兹力方向不确定，若再加一个垂直运动平面向里的磁场，粒子可能做离心运动，也可能做向心运动，D错误。
7．C 【解析】若A与B一起向右加速，则对木板有，对整体有，解得拉力，故在图示拉力F的作用下A与B无法一起加速，A与B之间是滑动摩擦力，对B有，ls时，解得此时B的加速度大小为，A错误；
在0~1s过程中对B用动量定理得，I即为图线所围的面积，解得，B错误；
对A用动量定理得，解得，1s后系统动量守恒，物块和木板最终达到相同速度v，根据动量守恒定律得，解得，1s后A与B因摩擦产生的热量，C正确；
由解得1s后A与B间的相对位移，但1s前两者之间还有相对位移，所以木板A的长度大于1.5m，D错误。
8．BD 【解析】由于忽略空气阻力，篮球在运动过程中只受重力，加速度均为g，A错误；
设篮球沿轨迹1运动时，最高点到A的高度差为，则，设OA两点高度差为，则，由于，可知，篮球沿轨迹1从O运动到A的时间等于篮球从O点到最高点的时间与之和，一定大于，即大于篮球沿轨道2从O运动到A的时间，B正确；
篮球沿轨迹1运动时动能先减小后增大，C错误；
篮球沿轨迹1运动到A点时，重力的瞬时功率，篮球沿轨迹2运动到A点时，重力的瞬时功率，由此可知，D正确。
9．ACD 【解析】波沿x轴正方向传播，时刻，刚好传到A点，A点沿y轴正方向起振，则波源的起振方向沿y轴正方向，A正确；
设波传播的速度为v，则，即该波的传播速度大小为1m/s，设Q、P平衡位置到波形图平衡位置的距离分别为、，Q、P到平衡位置的时间分别为、，质点P回到平衡位置用时l，质点Q回到平衡位置用时，B错误，C正确；
设机械波的波长为，周期为T，振幅为A，则，，，B点的振动方程，D正确。
10．AD 【解析】当加速度时，金属棒a做匀速运动，此时有，又，解得，A正确；
金属棒a匀速运动时，切割磁感线产生电动势，由于两金属棒阻值相等，则金属棒a两端的电势差大小为，B错误；
由牛顿第二定律可得，，最终两金属棒加速度相同，有，，D正确；又，解得，即最终两棒的速度差保持不变，C错误。
11．（1）BCD（2分，漏选得1分）（2）B（1分）（3）等于（1分）（4）偏小（2分）
【解析】（1）悬吊钩码时，应在钩码静止后再读数，防止钩码摆动过程影响示数，A正确；
每次增加的钩码个数不需要相同，勾码的总重力与弹力F大小相等，B错误；
未测量弹簧原长，通过图像的斜率也可以得到弹簧的劲度系数，C错误；
实验中应以同一根弹簧为实验对象，不同的弹簧劲度系数可能不同，得出弹力与伸长量之比可能不相等，D错误。
（2）胡克定律公式中x为形变量，由于题目中没有考虑到弹簧自身重力，使得当弹力为零时弹簧的伸长量不为零，故弹簧弹力F与弹簧的伸长量x之间的关系图像交于x轴，B正确。
（3）图像的斜率等于弹簧的劲度系数。
（4）若实验中刻度尺没有完全竖直，则测得的弹簧伸长量偏大，因此得到的劲度系数偏小。
12．（1）①B（1分）②F（1分）D（1分）B（1分）（2）图丙（1分）800（2分）低于（1分）
【解析】（1）①热敏电阻的阻值较大，因此电流表采用内接法，滑动变阻器使用分压接法，B正确。
②电路为分压接法，滑动变阻器选阻值小的F；电源电动势为12V，电压表量程选择15V合理，选择D；当电压为12V时，电流为mA级别，因此电流表选择B。
（2）温度越低，热敏电阻的阻值越大，图丙中控制系统与热敏电阻并联，则通过控制系统的电流越大，故应选图丙；温度为15℃时，热敏电阻的阻值为，与控制系统并联后的阻值，当通过控制系统的电流为0.2mA时，流过电源的干路电流，根据闭合电路欧姆定律，有，代入数据得。若将R调大，要想维持控制系统两端的电压不变，则应变大，温度降低，即加热系统的开启温度将低于15℃。
13．（1）24cm（2）330K
【解析】（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h，初始时，设水银柱上表面到管口的距离为，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置后，气体体积为，压强为，管内气体压强
（1分）
（1分）
由题意有，（1分）
由玻意耳定律有（2分）
联立解得（1分）
（2）设气体被加热前后的温度分别为T和，由盖—吕萨克定律有（2分）
解得（2分）
14．（1）①②（2）
【解析】（1）①滑块运动到B点的过程中产生的热量（2分）
②从滑块滑上轨道到二者达到共速，系统水平方向动量守恒，有
（2分）
滑块刚好能通过B点时，
根据系统能量守恒有（2分）
解得，则滑块在C点的初速度满足的条件为（1分）
（2）滑块在圆弧AB上达到最大高度时，二者共速，系统水平方向动量守恒，有（2分）
系统能量守恒，有（2分）
又
联立解得（1分）
15．（1）（2）（3）32
【解析】（1）粒子首次进入匀强磁场区域I，洛伦兹力提供向心力，有（2分）
粒子经过电场的过程根据动能定理有（2分）
解得
粒子首次进入匀强磁场区域II，根据洛伦兹力提供向心力有（2分）
联立解得（1分）
（2）粒子运动轨迹如图所示，在匀强磁场区域I中，根据洛伦兹力提供向心力有，解得（1分）
粒子在电场中运动时x方向的分速度不变，则（1分）
在匀强磁场区域II中，根据洛伦兹力提供向心力有
解得（1分）
粒子恰好不从下边界离开磁场，则（1分）
联立解得（1分）
（3）在匀强磁场区域I中，根据洛伦兹力提供向心力有
解得（1分）
在匀强磁场区域II中，根据洛伦兹力提供向心力有
解得（1分）
粒子沿方向射入，则粒子在匀强磁场区域I和II中的轨迹均是半圆，在一个周期内，其沿x轴方向移动的距离，设在电场中被加、减速的次数为，则，解得，则（1分）
之后，粒子在电场中只被加速，设再被加速次后，速度为，则（1分）
解得
在匀强磁场区域II中，根据洛伦兹力提供向心力有
粒子不从下边界射出，则
解得，则（1分）
粒子再被加速一次，在匀强磁场区域I中偏转一个半圆后从匀强磁场区域II射出，则粒子共被加速的次数（1分）