四川省成都外国语学校2024届高三下学期二模物理试题（Word版附解析）

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1.答卷前，考生务必将自己的姓名、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。
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。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. 二十世纪初，爱因斯坦、卢瑟福、波尔等物理学家相继取得了一系列重要的成果，他们的发现对人类文明的进程产生了深远的影响。下列关于该段时间内的物理学成就的描述正确的是（ ）
A. 是重核的裂变，它是目前核电站反应堆工作原理之一
B. 是轻核的聚变，该反应会释放能量，原因是的比结合能比和的比结合能都小
C. 根据狭义相对论，任何情况下测得的光速都是相同的
D. 根据爱因斯坦的光电效应方程Ekm=hν – W，逸出光电子的最大初速度的大小与照射光的频率成线性关系
【答案】A
【解析】
【详解】A．是重核的裂变，它是目前核电站反应堆工作原理之一。故A正确；
B．是轻核的聚变，该反应会释放能量，原因是的比结合能比和的比结合能都大。故B错误；
C．狭义相对论是应用在惯性参考系下的时空理论。故C错误；
D．根据爱因斯坦的光电效应方程
Ekm=hν – W
逸出光电子的最大初动能的大小与照射光的频率成线性关系。故D错误。
故选A。
2. 某航天器以速率v绕地球在圆轨道上运行，其轨道半径为地球半径的两倍，如图所示。万有引力常量为G，则以下说法正确的是（ ）
A. 地球的第一宇宙速度大小为2v
B. 立于航天器内底板上的宇航员对底板的压力为零
C. 若在航天器所在的轨道上发射卫星，只有当发射速度达到第二宇宙速度时才能使卫星脱离地球引力的束缚
D. 根据题干提供的信息可以求出地球的密度
【答案】B
【解析】
【详解】A．设地球半径为，航天器以速率v绕地球在圆轨道上运行，则
在地球表面附近，有
解得地球的第一宇宙速度大小为
故A错误；
B．万有引力提供向心力，宇航员处于完全失重状态，立于航天器内底板上的宇航员对底板的压力为零，故B正确；
C．第二宇宙速度是地球上发射的卫星脱离地球引力的束缚，飞离地球所需的最小速度，根据能量守恒，在航天器所在的轨道上发射卫星，能使卫星脱离地球引力束缚最小发射速度小于第二宇宙速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力
地球的密度为
地球半径不知，故无法求出地球的密度，故D错误。
故选B。
3. 一物块放置在固定斜面上，对物块施加一水平力F，保持该力大小不变，在将该作用力沿水平方向逆时针缓慢转动至竖直方向的过程中，物块始终静止在斜面上，如图所示。则该过程中（ ）
A. 斜面对物块的摩擦力逐渐减小
B. 斜面对物块的支持力先减小后增大
C. 斜面对物块的作用力先减小后增大
D. 斜面对物块的作用力一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．对物块受力分析，并正交分解，如图
作用力F沿水平方向逆时针缓慢转动至竖直方向的过程中，沿斜面方向的分力先变大再变小，因为它与物块重力下滑分力的大小关系不确定，所以物块所受摩擦力的变化情况不确定。作用力F垂直于斜面方向的分力先是垂直于斜面向下逐渐减小至零，然后垂直于斜面向上逐渐增大，而重力的垂直斜面方向的分力始终保持不变，所以斜面对物块的支持力一直减小。故AB错误；
CD．依题意，物块处于静止状态，受力平衡，根据二力合成的规律可知重力与外力F的合力随着二者夹角的变大而减小。可知斜面对物块的作用力也一直减小。故C错误；D正确。
故选D。
4. 为全面推进乡村振兴，彭州某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为P=100 kW、发电机的输出电压U1=250 V，经变压器升压后用总电阻R线=7.5Ω的输电线向远处输电，在用户处的降压变压器输出电压U4=220 V，若升压变压器与降压变压器的匝数比满足，则以下说法正确的是（ ）
A. 发电机输出的电流I1=40 A
B. 输电的效率为85%
C. 升压变压器的匝数比为
D. 降压变压器输出的电流I4=400 A
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电功率公式
发电机输出电流
故A错误；
D．根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系
又
解得
故D正确；
B．降压变压器输出的功率为
输电的效率为
故B错误；
C．输电线上损失的功率为
又
解得
其中
则升压变压器的匝数比为
故C错误。
故选D。
5. 如图所示，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。一电荷量为q（q>0）、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O′。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ=60°。若重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）

A. 从上面俯视小球沿顺时针方向运转
B. 球面对小球的弹力大小为
C. 小球的速率越大，则小球受到的洛伦兹力越大
D. 磁感应强度的大小可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球受到洛伦兹力水平指向圆心，根据左手定则可知，从上面俯视小球沿逆时针方向运转，故A错误；
B．小球竖直方向受力平衡，则有
可得球面对小球的弹力大小为
故B错误；
C．根据
可知小球的速率越大，则小球受到的洛伦兹力越大，故C正确；
D．水平方向根据牛顿第二定律可得
整理可得
对于的一元二次方程，根据数学知识可知，需要满足
可得
可知磁感应强度的大小不可能为，故D错误。
故选C。
6. 从地面上将一物体竖直向上抛出，物体运动过程中受到恒定大小的空气阻力作用，其上升过程中动能与重力势能随上升的高度变化的图像如图所示，则根据该图像可以求出（ ）
A. 物体落回地面时的动能
B. 物体上升到最高点的机械能
C. 物体上升最大高度
D. 物体从抛出至落回抛出点所用的时间
【答案】AB
【解析】
【详解】B．设重力势能和动能相等的高度为，阻力大小为，物体质量为，由动能定理得
①
重力势能和动能相等时
②
由①②得
动能的减小量和重力势能的增加的比值
则从上升过程中动能与重力势能相等到最高点，动能减小量为，则重力势能增加
故可求得上升到最高点的机械能
故B正确；
A．上升过程中减少的机械能
因阻力恒定，下降过程减少的机械能和上升过程减少的机械能相同也为，故可求得返回地面时的动能
故A正确；
C．因物体质量未知，阻力大小未知，故无法由图像求得物体上升最大高度，故C错误；
D．因物体质量未知，阻力大小未知，故无法由图像求得从抛出至落回抛出点所用的时间，故D错误。
故选AB。
7. 如图所示，真空中的a、d两点固定两个点电荷Q1、Q2，其中Q1带正电，b、c是ad连线的三等分点，c、e位于以d为圆心的圆周上，e点的场强为零，若取无穷远处电势为零。则以下说法正确的是（ ）
A. 同一试探电荷在b点受到的静电力大于c点受到的静电力
B. e点的电势φe＜0
C. 电势差Ubc=Ube
D. Q1的电荷量大于Q2的电荷量
【答案】AD
【解析】
【详解】D．e点的场强为零，设，根据电场的叠加可知点电荷Q2带负电，且
可得
故Q1的电荷量大于Q2的电荷量，故D正确；
A．根据电场的叠加，试探电荷在b点受到的静电力为
试探电荷在c点受到的静电力为
故同一试探电荷在b点受到的静电力大于c点受到的静电力，故A正确；
B．根据电场的叠加可知，在、连线上，从e点到无穷远处，电场线方向沿方向，根据沿电场线电势降低，可知e点的电势
故B错误；
C．根据点电荷电势分别，点电荷Q2在c、e两点的电势相等，点电荷Q1在c点的电势大于e点的电势，则
故电势差
故C错误。
故选AD。
8. 如图所示，abcd是一质量为m的“U”形均匀金属框架，其电阻可忽略不计，ef是一质量也为m、两端有光滑小环的均匀金属杆，将ef两端的小环套在框架顶端，刚好构成一个边长为L的正方形。PQ是水平匀强磁场的水平边界。将此正方形线框在与匀强磁场垂直的竖直平面内由静止释放（此时bc边距PQ为h），当bc刚越过PQ时刚好匀速运动，ab边刚好有一半进入磁场时，ef恰到达PQ位置。运动中框架不转动，小环与框架接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（ ）
A.
B.
C. ef刚越过PQ时加速度大小为g
D. ef刚越过PQ时加速度大小为2g
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．线框自由下落过程，有
金属框架ab边刚好有一半进入磁场所需时间为
此过程金属杆做匀加速直线运动，可得
联立，解得
故A错误；B正确；
CD．依题意，线框匀速下落过程，有
金属杆刚越过PQ时，有
联立，解得
此时闭合回路中的金属杆所受安培力为
根据牛顿第二定律，可得
故C正确；D错误。
故选BC。
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. 某同学利用验证牛顿第二定律的装置来验证动能定理，实验步骤如下：

（1）测量小车、力传感器和挡光板的总质量为M，挡光板的宽度d；
（2）水平轨道上安装两个光电门，测出两光电门中心间的距离s，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮，挂上砝码盘，实验首先保持轨道水平，小车通过光电门1和2的时间相等，此时小车做_______运动，力传感器的示数为；
（3）增加砝码盘里砝码的质量，释放小车，力传感器的示数为F，小车通过光电门1和2的时间分别为和，则小车受到的合外力为___________（用“F、F0”表示）；
（4）已知重力加速度为g，若要验证动能定理，需要验证的关系为___________。
【答案】 ①. 匀速直线 ②. ③.
【解析】
【详解】（2）[1]小车通过光电门1和2的时间相等，此时小车做匀速直线运动；
（3）[2]小车做匀速直线运动时有
力传感器的示数为F时小车受到的合外力为
（4）[3]若要验证动能定理，需要验证的关系为
其中
，
联立解得
10. 提供有下列器材，用于测量电源的电动势和内阻：
①待测电源（电动势小于3V）
②电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
③电阻箱R（0～999.9Ω）
④定值电阻
⑤开关
⑥导线若干
甲、乙两同学分别设计了如图a和图b所示的电路。
（1）某次实验中电阻箱的情况如图所示，则其接入电路的电阻为___________Ω；
（2）若图a和图b电阻箱接入电路的电阻均为（1）中所读的阻值，电压表的示数分别为Ua和Ub，则它们的大小关系Ua___________Ub（选填“>”、“=”或“＜”）；
（3）两同学分别根据电阻箱和电压表的读数R和U，通过建立合适的坐标系，通过图像处理数据得出了电动势和内阻的值。某同学根据图a实验测得的电压表的示数U和电阻箱的读数R，作出了如图所示图线，则所测得的电动势E1=___________，内阻r1=___________。（结果均保留2位有效数字）。由于电压表的内阻不是无穷大，该同学所测得的电动势___________（选填“>”、“=”或“＜”）真实值。
【答案】（1）19.0
（2）< （3） ①. 2.5 ②. 1.0 ③.