2024届内蒙古自治区包头市高三下学期适应性考试（二）理综试题-高中物理（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.考生答卷前，务必将自己的姓名、座位号写在答题卡上，将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分300分，考试时间150分钟。
2.做选择题时，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，写在本试卷上的答案无效。
3.回答非选择题时，将答案写在答题卡的规定区域内，写在本试卷上的答案无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量：H1Li7C12N14O16P31Cl35.5V51
一、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1~4题只有一项符合题目要求，第5~8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. 2023年杭州亚运会上，宝鸡金台籍链球运动员王铮勇夺金牌为国争光。假设链球抛出后在空中的运动过程中可近似看做质点，不计空气阻力，若运动员先后三次以相同速率沿不同方向将链球抛出后的运动轨迹如图所示，则由图可知（ ）
A. 链球三次落回地面的速度相同
B. 沿B轨迹运动的链球在空中运动时间最长
C. 沿C径迹运动的链球通过轨迹最高点时的速度最大
D. 沿A轨迹运动的链球在相同时间内速度变化量最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．三次以相同速率沿不同方向将链球抛出，空气阻力不计，根据斜抛对称性，落地后到地面的速度方向与抛出速度方向相同，故三次落到地面速度方向相同不同。落回到地面的速度不同，A错误；
B．三次抛出竖直方向从最高点到落地过程做平抛运动，则有
由图可知三个物体的下落高度关系为
可知三次做平移运动的时间关系为
根据对称性可知链球在空中运动时间为平抛运动时间的二倍，因此A轨迹时间最长，B错误；
C．竖直方向
可知C轨迹竖直方向速度最小，又因为抛出速率相同，因此C轨迹水平方向速度最大，斜抛运动水平方向速度不变，因此在最高点的速度最大，C正确；
D．根据
可知三个物体在任意相同时间内的速度变化量一定相同，D错误。
故选C。
2. 在2023年珠海航展上，我国自主研制的“威龙”J-20高性能五代歼击机在空中表演时做了连续的开普勒抛物线飞行，飞机从左向右运动的飞行轨迹如图所示，图中各点瞬时速度与飞机所受合力的方向可能正确的（ ）
A. a点B. b点C. c点D. d点
【答案】B
【解析】
【详解】当物体的速度的方向和合力方向不在一条直线上时，物体做曲线运动，因此d点不符合，物体做曲线运动时，速度为某点的切线方向，是正确的速度方向，曲线运动的运动轨迹弯向受力的一侧，只有点的速度方向和所受合力方向符合实际情况。
故选B。
3. 2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对提升核聚变发电具有重要意义。假设“人造太阳”内部持续不断地发生着4个质子（）聚变为氦核（）的热核反应，如果“人造太阳”每秒钟向空间辐射的能量约为，光速。下列说法正确的是（ ）
A. 太阳中的热核反应方程为
B. 4个质子聚变为氦核的热核反应前后质量守恒
C. 太阳中的热核反应使太阳质量每分钟减少约
D. 目前世界上的核电站主要是利用热核反应产生的能量来发电
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知，太阳发生热核反应方程式为
故A项错误；
B．该反应放出热量，由质能方程可知，该反应过程中存在质量亏损，即该反应前后，质量不守恒，故B项错误；
C．太阳每分钟向空间辐射的能量为
由质能方程有
解得
所以太阳中的热核反应使太阳质量每分钟减少约，故C项正确；
D．目前世界上的核电站主要是利用重核裂变反应产生的能量来发电，故D项错误。
故选C。
4. 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
【答案】A
【解析】
【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；
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加上线圈的内能，故D错误。
故选A。
5. 如图所示圆形区域内存在一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，一带正电荷的粒子沿图中直线以速率v0从圆周上的a点射入圆形区域，从圆周上b点射出（b点图中未画出）磁场时速度方向与射入时的夹角为60°，已知圆心O到直线的距离为横截面半径的一半。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线从a点射入圆形区域，也从b点离开该区域，若不计重力，则匀强电场的场强大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设圆形区域半径为，粒子在匀强磁场中运动轨迹为圆，分析几何关系知，圆心一定在入射方向的垂线上，由于速度的偏向角为60，因此圆心角为60°，又圆心O到直线的距离为横截面半径的一半，知直线与aO连线的夹角为30°，故粒子的运动半径为，出射时距离直线的距离为
根据牛顿第二定律
换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场后，粒子做类平抛运动，沿直线方向匀速运动，有
垂直直线方向做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律
联立解得匀强电场的场强大小为
故选A。
6. 如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水平面夹角为θ，BC段圆心为O，最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是（ ）

A. 小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大
B. 小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变
C. 小球的初速度
D. 若小球初速度v0增大，小球有可能从B点脱离轨道
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题知，小球能沿轨道运动恰好到达C点，则小球在C点的速度为
vC = 0
则小球从C到B的过程中，有

联立有
FN= 3mgcsα－2mg
则从C到B的过程中α由0增大到θ，则csα逐渐减小，故FN逐渐减小，而小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大，A正确；
B．由于A到B的过程中小球的速度逐渐减小，则A到B的过程中重力的功率为
P = －mgvsinθ
则A到B的过程中小球重力的功率始终减小，则B错误；
C．从A到C的过程中有
解得
C错误；
D．小球在B点恰好脱离轨道有
则
则若小球初速度v0增大，小球在B点的速度有可能为，故小球有可能从B点脱离轨道，D正确。
故选AD。
7. 2022年11月29日，我国神舟十五号载人飞船成功与中国空间站完成自主快速对接，中国首次实现空间站“三船三舱”构型，如图所示。假设中国空间站在地球赤道平面内绕地球运行的轨道半径为r，运行方向与地球自转方向相同。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T。若在对接前的某段时间内神舟十五号飞船在离地面高度为h的轨道上做圆周运动，动能为Ek。以下说法正确的是（ ）
A. 中国空间站处的重力加速度大小为
B. 中国空间站运行的周期为
C. 神舟十五号飞船变轨对接到中国空间站后动能减小了
D. 不可求出神舟十五号飞船对接到中国空间站后一天内经过赤道上某点正上方的次数
【答案】BC
【解析】
【详解】A． 设地球的质量为M，中国空间站总质量为m，则
可得
故A错误；
B．由
可得
故B正确：
C．神舟十五号飞船在离地面高度为h的轨道上做圆周运动时
则
同理神舟十五号飞船在中国空间站轨道上运行时的动能
接后其动能减少量为
故C正确；
D．由
可以求出中国空间站连续两次经过赤道某点正上方的时间间隔t，一天内经过地面某点正上方的次数为
故D错误。
故选BC。
8. 如图所示，质量为M、长为L的木板静止于光滑水平面上，质量为m的物块（可看做质点），以某一初速度从长木板左端开始运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最终物块恰好静止在木板的右端。若物块相对木板滑动的过程中，木板的位移为x，则在此过程中（ ）
A. 物块初速度为
B. 物块的动能减少了
C. 长木板获得的动能为
D. 物块与长木板组成的系统机械能损失了
【答案】C
【解析】
【详解】AD．对物块和木板组成得系统根据动量守恒定律得
对物块和木板组成的系统根据能量守恒得
解得
物块与长木板组成的系统机械能损失了故AD错误；
B．对物块根据动能定理得
故B错误；
C．对木板根据动能定理得
故C正确。
故选AC。
二、非选择题：共62分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题：共62分。
9. 某同学用频闪摄影方法验证机械能守恒定律，实验中将一钢球从与课桌表面等高处的位置O由静止释放，拍到整个下落过程的频闪照片如图所示，位置O到A、B、C各位置的距离分别为、、。已知频闪摄影的闪光频率为f，重力加速度为g。
（1）若在误差允许范围内，关系式___________（用题中给出的字母表示）成立，则证明钢球从位置O运动到位置B的过程中机械能守恒。
（2）关于该实验，下列说法正确的是___________
A. 实验开始时，先释放钢球再进行频闪摄影
B. 用计算出位置B的速度，算出钢球在B位置的动能，并用来验证机械能守恒
C. 多次实验测得小钢球的重力势能减少量总是略大于动能增加量，这是由于空气阻力造成的
（3）结合实际，可估算该频闪摄影的闪光频率f约为___________
A. 50HzB. 20HzC. 10HzD. 2Hz
【答案】（1）
（2）C （3）B
【解析】
【小问1详解】
[1]已知频闪摄影的闪光频率为f，则闪光周期为
由匀变速直线运动在某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得钢球下落到B点时的速度
若在误差允许范围内，关系式
即
成立，则证明钢球从位置O运动到位置B的过程中机械能守恒。
【小问2详解】
[2]A．为完整记录钢球的运动情况，实验开始时，应先进行频闪摄影再释放钢球，A错误；
B．应用匀变速直线运动的推论计算钢球在B位置的速度，不能用计算出钢球在位置B的速度，否则实验无意义，B错误；
C．多次实验测得小钢球的重力势能减少量总是略大于动能增加量，这是由于空气阻力作用，使钢球在下落过程中克服阻力做功减少了动能造成的，C正确。
故选C。
【小问3详解】
[3]由题图可知，钢球从O点到C点经过8次闪光，可知钢球下落时间为t=8T，一般课桌的高度约为h=0.8m，钢球做自由落体运动，下落的高度为
代入数据解得
该频闪摄影的闪光频率f约为
故选B。
10. 如图甲所示为铜漆包线线圈，某同学想测量该线圈的匝数。该线圈的平均直径，已知铜导线的电阻率。
（1）如图乙所示，用螺旋测微器测得铜漆包线的直径___________mm。
（2）该同学首先用欧姆表：挡粗测该线圈的直流电阻指针偏转如图丙所示，则测量值为___________Ω。
（3）为精确地测量该线圈的直流电阻，现提供以下器材供选择：
电流表（量程50mA，内阻，示数用表示）
电流表（量程1mA，内阻，示数用表示）
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器R（最大阻值20Ω）
蓄电池E（电动势12V，内阻很小）
开关、导线若干。
①请选择合适器材在如图丁所示方框中补充完整实验电路图，并标上所选择仪器的代号。___________
②根据实验电路，线圈直流电阻的计算表达式为___________（用题中所给的字母表示）。
（4）该同学用上述实验测得该线圈直流电阻为51.0Ω，则该线圈的匝数为___________匝。
【答案】（1）0.200##0.199##0.201
（2）48 （3） ①. ②.
（4）750
【解析】
【小问1详解】
用螺旋测微器测得铜漆包线的直径
d=0mm+0.01mm×20.0=0.200mm
【小问2详解】
该同学首先用欧姆表挡粗测该线圈的直流电阻，则测量值为4.8×10Ω=48Ω。
【小问3详解】
①将A2与定值电阻R1串联可改装成量程为
的电压表，根据欧姆表粗测得待测电阻为48Ω，当电流表A1满偏时待测电阻两端的电压仅2.5V，电压测量范围过小，误差较大。故待测电阻应于R2串联，可降低误差，电流表A1内阻已知，故电流表内接，电路如图：
②线圈电阻
【小问4详解】
根据
，，
解得
解得
匝
11. 如图所示的空间，存在一个上下具有一定宽度、磁感应强度为的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面水平向里。将边长为、质量为、电阻为的正方形导线框，从距磁场下边界高度为的位置，以速度大小为竖直向上抛出。已知导线框向上能够穿过磁场。当导线框竖直向下又运动到初始位置时，其速度大小为。整个运动过程中导线框不发生转动，空气阻力不计，重力加速度大小为。求：
（1）线框从开始运动到又回到初始位置的过程中，导线框中产生的焦耳热；
（2）线框在下降阶段，当边离开磁场前的瞬间，导线框中的电流大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】解：过程图如图所示
（1）线框从开始运动到又回到初始位置的过程中：设导线框中产生的焦耳热为Q，
由能量守恒定律得
（2）从导线框ab边向下离开磁场前瞬间到导线框又回到初始位置的过程中：设当ab边离开磁场前的瞬间，导线框的速度大小为v'，导线框中的电流大小为I，导线框中的感生电动势为E，由动能定理得
导线框ab边离开磁场前瞬间，有：
解得
12. 十字路口红灯亮起，汽车和行人停止前行。拦停的汽车排成笔直的一列，最前面一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端间距均为，且车长为，最前面的行人站在横道线边缘，已知横道线宽。若汽车启动时都以的加速度做匀加速直线运动，加速到后做匀速直线运动通过路口。行人起步的加速度为，达到后匀速通过横道线。已知该路口亮绿灯的时间，而且有按倒计时显示的时间显示灯（无黄灯）。另外交通法规定：原在绿灯时通行的汽车，红灯亮起时，车头已越过停车线的允许通过。由于行人和汽车司机一直关注着红绿灯，因此可以不考虑行人和汽车的反应时间。（提示：绿灯亮起时，行人从A走向B，第辆汽车从朝向行驶。）
请回答下列问题：
（1）按题述情景，亮绿灯的这段时间里最多能有多少辆车通过路口？
（2）按题述情景，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“”时开始刹车，使车匀减速运动，结果车的前端与停车线相齐，求该汽车刹车后经多少时间停下？
（3）路口对面最前面的行人在通过横道线的过程中与几辆车擦肩而过？
【答案】（1）64；（2）6.8s；（3）31
【解析】
【详解】（1）汽车加速的时间
在绿灯亮的40s时间内汽车能行驶的位移为
而根据题意，原在绿灯时通行的汽车，红灯亮起时，车头已越过停车线的允许通过，则在绿灯亮的这段时间内能够通过的车的数量
根据题意可知，能有64辆汽车通过路口。
（2）记，当显示灯刚亮出“”时，第65辆汽车的位移
解得
此时汽车距停车线的距离
则该汽车刹车后停下来应满足
解得
（3）汽车加速时间内行驶的位移大小为
行人加速的时间为
行人加速的位移为
行人通过横道线的时间为
在行人通过横道线的时间内汽车的位移为
能到达横道线的车辆数
即第32辆车车身的一部分是行人离开横道线后从侧边离开的，因此可知，行人在通过横道线的过程中与31辆车擦肩而过。
（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答，并用2B铅笔将所选题号涂黑，注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，多涂、错涂、漏涂均不给分，如果多做，则每科按所做第一题计分。
【物理—选修3-3】
13. 关于分子动理论，下列说法正确的有（ ）
A. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B. 布朗运动不是分子运动，但间接地反映了液体分子运动无规则性
C. 压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力
D. 当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而减少
E. 从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
【答案】ABE
【解析】
【详解】A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，选项A正确；
B．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，不是分子运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性，选项B正确；
C．气体压强是大量气体分子对器壁频繁碰撞的产生的，压缩气体时，体积越小，压强越大，气体分子对器壁单位面积的碰撞力变大，但不能说明气体分子间存在着斥力，选项C错误；
D．当分子间作用力表现为引力时，随分子距离变大，分子力做负功，分子势能增大，选项D错误；
E．从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关，分子动能越大，则分子对器壁的碰撞力越大，分子越密集，则单位时间单位面积上撞击的分子个数越多，则气体的压强越大，选项E正确。
故选ABE。
14. 如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强的理想气体A，左管上端封有长度的理想气体B，左右两侧水银面高度差，此时A、B气体的温度均为。
（1）求初始时理想气体B的压强；
（2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左侧液面下降4cm时气体B的温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设初始时理想气体B的压强为，则有
解得
（2）左侧液面下降4cm时，右侧液面上升4cm，初状态理想气体A的长度为
压强为，末状态理想气体A的长度为
压强为，则有
解得
则末状态理想气体B的压强为
对气体B有
解得
【物理—选修3-4】
15. 图（a）为一列简谐横波在t=0时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m处的质点P的振动图象。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为0.5m/s
B. 波的传播方向向右
C. 半个周期时间内，质点P运动的路程可能为4cm
D. 0~2s时间内，质点P向Y轴正方向运动
E. 当t=6s时，质点P恰好回到平衡位置
【答案】ABE
【解析】
【详解】A．由图（a）可知：波长，由图（b）可知：周期，故波速为
故A正确；
B．由图（b）可知：时刻质点P向上运动，故在图（a）中，由“同侧法”可得：波向右传播，故B正确；
C．由图可知：质点P的振幅，故半个周期时间内，质点P的路程为，故C错误；
D．由图（b）可知：0~2s时间内，质点P的位移先增大后减小，故质点P先向Y轴正方向运动，后向Y轴负方向运动，故D错误；
E．由图（b）可知：当时，质点P的位移为，故质点P恰好回到平衡位置，故E正确。
故选ABE。
16. 如图所示为一直角棱镜的横截面，AB=a，∠BAC=90°，∠ABC=60°，AD垂直BC，一平行细光束从BD中点沿垂直于BC面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考虑原入射光在BC面上的反射光，已知光速大小为c。求：
（1）光线从BC边射出棱镜时距C点的距离；
（2）光线从BC边射出时所经历的时间？
【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）根据
可得临界角
入射光垂直从m点进入三棱镜射到在面上的p点时，由于入射角
故光线在AB边发生全反射，之后，在面入射角
所以一部分光线经面折射后从q点射出棱镜，另有部分光线经面反射后垂直面从n点射出棱镜，如图所示
在中，
在中，
故
在中，
（2）光在棱镜中的传播速度为
由图可知
，，
光线在棱镜中通过的路程为
则历时