2024届陕西省西安市长安区高三下学期第二次模拟考试理综试卷-高中物理（原卷版+解析版）

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1. 物理概念的形成和物理规律的得出极大地推动了人类对自然界的研究和认识进程，下列关于物理概念和规律的说法正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证
B. 伽利略将斜面实验的结果合理外推，发现了行星运动的规律
C. 把电容器的带电量Q与两极板间电压U的比值定义为电容，是因为该比值的大小不取决于Q和U，且它能够反映电容器容纳电荷的本领
D. 在研究带电体之间的相互作用时引入了点电荷的概念，只有电荷量很小的带电体才可看成点电荷
2. 如图甲所示，是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图像，其中直线与横轴交点的坐标为4.29，与纵轴交点的坐标为0.5，如图乙所示是氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）
A. 该金属的逸出功为0.5eV
B. 根据该图像能求出普朗克常量
C. 该金属极限频率为
D. 用能级的氢原子跃迁到能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应
3. 三体问题是天体力学中的基本模型，即探究三个质量、初始位置和初始速度都任意的可视为质点的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律。三体问题同时也是一个著名的数学难题，1772年，拉格朗日在“平面限制性三体问题”条件下找到了5个特解，它就是著名的拉格朗日点。在该点上，小天体在两个大天体的引力作用下能基本保持相对静止。如图是日地系统的5个拉格朗日点（、、、、），设想未来人类在这五个点上都建立了太空站，若不考虑其它天体对太空站的引力，则下列说法正确的是（ ）
A. 位于点的太空站处于受力平衡状态
B. 位于点的太空站的线速度小于地球公转的线速度
C. 位于点的太空站向心力大小一定等于位于点的太空站向心力大小
D. 位于点的太空站的向心加速度大于位于点的太空站的向心加速度
4. 在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，为定值电阻，R为滑动变阻器。MN、PQ为水平放置的两个平行金属板，二者之间的电场可以视为匀强电场，虚线平行于金属板。当R的滑片在中点时，闭合开关S，带电小球以从O点沿飞入，刚好从点飞出。若在以下选项条件下，带电小球都能够从平行金属板右侧飞出，下列说法正确的是（ ）
A. 若金属板MN平行上移一小段距离，带电小球仍以从O点沿飞入，则小球将在点飞出
B. 若金属板MN平行下移一小段距离仍在上方，带电小球仍以从O点沿飞入，则小球将在点飞出
C. 若滑动变阻器R的滑片向左移动一段距离后不动，带电小球仍以从O点沿飞入，则飞出点在点上方
D. 若滑动变阻器R的滑片向右移动一段距离后不动，带电小球仍以从O点沿飞入，则飞出点在点下方
5. 如图所示，OA、OB为两条不同的光滑轨道，端点O、A、B都在竖直圆周上，OC竖直直径。完全相同的两个小球分别从A、B两点沿两条轨道由静止开始同时释放，不计空气阻力。两小球到达O点的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 沿BO轨道运动的小球先到达O点
B. 两个小球重力的冲量不相同
C. 两小球的动量变化率相同
D. 沿AO轨道运动小球的动量变化率大
6. 一个长方体金属导体的棱长如图所示，将该长方体导体放在匀强磁场中，并使前侧面与磁场垂直，已知磁感应强度为B。导体的左右两侧面外接电源，产生由左向右的稳定电流时，测得导体的上、下表面间的电势差为U。则下列说法正确的是（ ）
A. 上、下两表面比较，上表面电势高B. 上、下两表面比较，下表面电势高
C. 导体中自由电子定向移动的速率为D. 导体中自由电子定向移动的速率为
7. 如图所示直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小为B，边界Ⅰ、Ⅱ的长度分别为、L；大量均匀分布的带电粒子由边界Ⅰ的左侧沿平行边界Ⅱ的方向垂直射入磁场，粒子的速率均相等，已知从边界Ⅰ离开磁场的带电粒子占总数的，带电粒子的质量为m、所带电荷量为＋q，忽略带电粒子之间的相互作用以及粒子的重力。下列说法正确的是（ ）

A. 带电粒子射入磁场后沿顺时针方向做匀速圆周运动
B. 带电粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 刚好从边界Ⅲ离开的带电粒子在磁场中运动的时间为
D. 带电粒子的初速度大小为
8. 如图，两辆完全相同的小车A和B静止在光滑水平面上，两小车紧靠在一起而不粘连，在小车A上竖直固定一轻质细杆，长的轻质细绳的一端系在细杆顶端，另一端拴一质量的小球，已知小车的质量，重力加速度，细杆的高度大于绳长。现将小球向右拉至细绳恰好水平且伸直，然后由静止释放，下列说法正确的是（ ）
A. 从小球开始释放到A、B分离前，小球和两车组成的系统满足水平方向动量守恒
B. 释放小球后到小球第一次到达最低点过程中，小车A对小车B的弹力一直对B做正功
C. 小球第一次到达最低点时速度大小是3m/s
D. A、B两车分离时，B车的速度大小为1m/s
三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9. 在做“探究功和物体速度变化的关系”的实验时，某同学认为课本上提供的方案：增加橡皮筋的根数，实际上是通过增加力的倍数，从而增加功的倍数。该同学设想，由功的计算式可知，保持力不变，增加力作用的距离也可以增加功的倍数。据此，他设计了如下实验方案（实验装置如图所示）：
①取一平整的长木板倾斜固定在水平桌面上，将一光电门（与电脑连接）固定于长木板下端的a点；
②在长木板上标出到光电门间距分别为、2L、3L、4L、5L、…位置点b、c、d、e、f、…；
③将带有很窄挡光片的小车分别从b、c、d、e、f、…点由静止释放，利用光电门测定小车通过a点的速度、、、、、…；
④然后通过作x和的关系图象，寻找x和的关系，进而得出功和物体速度变化的关系。
（1）本方案中是否需要平衡摩擦力？______（填“需要”或“不需要”）
（2）该同学根据上述方案做了实验，实验记录的数据如下表所示：
请你根据坐标轴所代表的物理量和标度，在下图所示坐标纸中画出x和的关系图象：（ ）
（3）由上图可以得出本实验最终结论是：____________。
10. 某同学想要研究小灯泡的伏安特性，现有的实验器材如下：
A. 小灯泡L（额定电压约3.8V，额定功率约1.8W）
B. 电压表（量程3V，内阻为）
C. 电压表（量程为15V，内阻为）
D. 电流表A（量程为0.6A，内阻约为）
E. 定值电阻（阻值）
F. 定值电阻（阻值）
G. 滑动变阻器R（阻值）
H. 电源E（电动势5V，内阻不计）
开关S，导线若干；
（1）该同学已选定的器材是小灯泡L、滑动变阻器R、电源E、开关S、导线若干，要完成该实验，还需要的器材是______（填写器材前的字母序号）；
（2）实验要求能够较准确的画出灯泡的伏安特性曲线，请在图1虚线框中帮助该同学画出实验电路原理图。（ ）
（3）正确设计并连接好电路，实验中测得该灯泡的伏安特性曲线如图2所示，由实验的图线可知，小灯泡在额定电压下工作时的电阻为______。（结果保留两位有效数字）
（4）现将两个相同的小灯泡按如图3电路图连接到另一个电路中，图中电源的电动势为5V，内阻为，定值电阻的阻值为，闭合开关S，则每个小灯泡的实际功率为______W。（结果保留两位有效数字）
11. 如图所示，某弹性绳伸长时满足胡克定律，其原长为L，一端固定于竖直墙上A点，跨过光滑的定滑轮B，与穿过竖直杆、质量为m的小球在C处相连，此时ABC在同一水平线上，其中，弹性绳中的弹力大小恰为mg。小球从C点由静止开始下滑，到达D点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数，重力加速度为g，不计空气阻力。小球从C到D的过程中，求：
（1）小球在C处开始下滑瞬间，其加速度a的大小；
（2）小球下滑过程中，所受滑动摩擦力的大小。
12. 如图所示，和为在同一水平面内足够长的金属导轨，处在磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场中。导轨的段段相互平行间距。段与段也是平行的，间距为。质量均为的金属杆a、b垂直于导轨放置，一根不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆b上，另一端连接质量的重物c，重物c放置在地面上，绝缘轻绳的水平部分与平行且足够长（重物c始终不与滑轮相撞），对金属杆a施加一水平向左、大小为5N的恒力F，使其从静止开始运动。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，光滑金属杆b始终在宽度为1m的窄轨部分运动，两杆与导轨构成回路的总电阻始终为，已知a杆与导轨、间的动摩擦因数为，其余摩擦均不计，重力加速度。
（1）若将重物c锁定在地面上，求金属杆a最终速度的大小；
（2）若将重物c解除锁定，从金属杆a开始运动到重物c刚要离开地面时，经历的时间为，求此过程回路产生的焦耳热Q。
（3）若将重物c解除锁定，求a杆从静止开始运动的整个过程中，回路的最大电流。
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
13. 下列说法正确的是（ ）
A. 如果知道铜的摩尔质量和摩尔体积，可以估算出1kg的铜里所含的铜原子个数和单个铜原子的直径
B. 处于热平衡的两个系统，压强一定相同
C. 水的饱和气压与温度有关，与液面上方的空间大小无关，与液面上方其他气体的压强也无关
D. 在浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏
E. 质量相同的理想气体氧气和氢气，若温度相同，则它们的内能一定不同
14. 某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个气缸C、D，通过活塞a、b封闭质量相等的两部分同种气体A、B，两活塞通过轻弹簧相连。整个装置静置在水平面上，已知C气缸质量为M，封闭气体的初始高度均为L，初始环境温度为，大气压强为，重力加速度为g，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，活塞光滑且活塞与气缸不漏气。
（1）若环境温度缓慢升至，求稳定后A气体的高度。
（2）若环境温度缓慢升至，此过程中A气体内能增加量为U，求A气体从外界吸收的热量Q。
15. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，时刻的波形图如图甲所示，质点M的平衡位置在处，质点N的平衡位置在处，质点N的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 时刻，质点M回复力的方向沿y轴负向
C. 该波的传播速度大小为0.3m/s
D. 0~2s内质点M运动的路程为1.8m
E. 从时刻开始，质点M比质点N先到达波谷位置
16. 某柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的一圆，左侧是等腰直角三角形。某单色光垂直面射入该光学器件，恰好不能从面射出，已知光在真空中的光速为c，除全反射以外的反射光线不计，求：
（1）该光学器件介质对该单色光的折射率n；
（2）从A、P间（不含A、P）垂直面射入的该单色光在该光学器件中传播时间的最大值。
x/cm
15.00
30.00
45.00
60.00
75.00
0.64
0.89
110
1.27
1.42
0.41
0.79
1.21
1.61
2.02