2024屆內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市高三下學(xué)期二模物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試一、選擇題1.如圖所示為氫原子的發(fā)射光譜和氫原子能級(jí)圖，、、、是其中的四條光譜線及其波長，分別對應(yīng)能級(jí)圖中從量子數(shù)為n=3、4、5、6的能級(jí)向量子數(shù)為n=2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線。已知可見光波長在400nm~700nm之間，下列說法正確的是（）A.譜線對應(yīng)的光是可見光中的紫光B.四條光譜線中，譜線對應(yīng)的光子能量最大C.譜線對應(yīng)的是從n=5的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜線D.譜線對應(yīng)的光，照射逸出功為3.20eV的金屬，可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)〖答案〗B〖解析〗A．四條光譜線中，譜線對應(yīng)的光子波長最大，頻率最小，而紫光頻率最大，故A錯(cuò)誤；B．四條光譜線中，譜線對應(yīng)的光子波長最小，頻率最大，能量最大，故B正確；C．譜線對應(yīng)的光子能量為從n=5的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)的能量故C錯(cuò)誤；D．譜線對應(yīng)的光子能量為由此可知，光子能量小于金屬的逸出功，所以該金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選B。2.扇車在我國西漢時(shí)期就已廣泛被用來清選谷物。谷物從扇車上端的進(jìn)谷口進(jìn)入分離倉，分離倉右端有一鼓風(fēng)機(jī)提供穩(wěn)定氣流，從而將谷物中的秕粒a（秕粒為不飽滿的谷粒，質(zhì)量較輕）和飽粒b分開。若所有谷粒進(jìn)入分離倉時(shí)，在水平方向獲得的動(dòng)量相同。之后所有谷粒受到氣流的水平作用力可視為相同。下圖中虛線分別表示a、b谷粒的軌跡，、為相應(yīng)谷粒所受的合外力。下列四幅圖中可能正確的是（）A. B.C D.〖答案〗B〖解析〗從力的角度看，水平方向的力相等，飽粒b的重力大于秕粒a的重力，如圖所示從運(yùn)動(dòng)上看，在水平方向獲得的動(dòng)量相同，飽粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而從豎直方向上高度相同運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等所以綜合可知B正確。故選B。3.如圖所示，四個(gè)電荷量均為＋q的點(diǎn)電荷固定在一個(gè)正方形abcd的四個(gè)頂點(diǎn)上，用一小型金屬球殼將d點(diǎn)處正電荷封閉在球心位置，球殼半徑遠(yuǎn)小于ab邊長。M、N分別為ab和bc的中點(diǎn)，則下列說法正確的是（）A.O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向沿Od方向B.M點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小為0C.N點(diǎn)處的電場強(qiáng)度方向沿ON方向D.若將金屬球殼接地，O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度不變〖答案〗C〖解析〗A．四個(gè)電荷量均為+q的點(diǎn)電荷固定在一個(gè)正方形abcd的四個(gè)頂點(diǎn)上，用一小型金屬球殼將d點(diǎn)處正電荷封閉在球心位置，但不影響在外界形成的電場，所以四個(gè)等量同種正電荷在正方形中心的合場強(qiáng)為零，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)b兩處的點(diǎn)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為0，cd兩處的點(diǎn)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等大，關(guān)于水平線對稱，由矢量疊加原理可知合場強(qiáng)的方向水平向左，沿OM方向，故B錯(cuò)誤；C．bc兩處的點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為0，ad兩處的點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等大，關(guān)于豎直線對稱，由矢量疊加原理可知合場強(qiáng)的方向豎直向下，沿ON方向，故C正確；D．若將金屬球殼接地，由于靜電屏蔽，金屬殼外無電場，相當(dāng)于d點(diǎn)無電荷，O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度是abc的三個(gè)點(diǎn)電荷在O點(diǎn)的合成，此時(shí)O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度不為零，則O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤。故選C。4.衛(wèi)星通話依托多顆地球衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)傳輸。若赤道上空運(yùn)行有3顆高度相同的衛(wèi)星，其信號(hào)剛好能夠覆蓋整個(gè)赤道。已知地球半徑約為6400km，重力加速度g取。則衛(wèi)星繞赤道運(yùn)行的速度約為（）A.3.9km/s B.5.6km/s C.7.9km/s D.11.2km/s〖答案〗B〖解析〗由于3顆高度相同的衛(wèi)星，其信號(hào)剛好能夠覆蓋整個(gè)赤道，可知，相鄰衛(wèi)星的連線與赤道圓周相切，令地球半徑為R，衛(wèi)星軌道半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系有衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力，則有在地球表面有解得v=5.6km/s故選B。5.如圖所示，兩根長直導(dǎo)線a、b垂直放置，彼此絕緣，分別通有大小相同電流。固定的剛性正方形線圈MNPQ通有電流I，MN到a的距離與MQ到b的距離相等，線圈與導(dǎo)線位于同一平面內(nèi)。已知通電長直導(dǎo)線在其周圍某點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，與該點(diǎn)到長直導(dǎo)線的距離成反比；線圈所受安培力的大小為F。若移走導(dǎo)線a，則此時(shí)線圈所受的安培力大小為（）A.，方向向左 B.，方向向右 C.，方向向左 D.，方向向右〖答案〗A〖解析〗根據(jù)左手定則和右手螺旋定則，結(jié)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加可得，線圈左右兩側(cè)受到的安培力合力方向水平向左，上下受到的安培力合力方向豎直向上，大小都為，合力大小為故撤去導(dǎo)線a，則此時(shí)線圈所受的安培力為水平向左，大小為故選A。6.質(zhì)量、長度的木板靜止在足夠長的光滑水平面上，右端靜置一質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），如圖（a）所示?，F(xiàn)對木板施加一水平向右的作用力F，圖像如圖（b）所示。物塊與木板間的摩擦因數(shù)，重力加速度g取。則（）A.6s末，物塊剛好與木板分離 B.0~4s內(nèi)，物塊與木板不發(fā)生相對滑動(dòng)C.0~6s內(nèi)，物塊與木板組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D.4~6s內(nèi)，拉力F做功等于物塊與木板系統(tǒng)動(dòng)能增量〖答案〗AB〖解析〗AB．物塊的最大加速度為解得m/s2當(dāng)N時(shí)，假設(shè)木板和物塊相對靜止，則有解得m/s2<a則物塊可以與木板相對靜止，當(dāng)N時(shí)，木板加速度為解得m/s2>a物塊與木板在4s末的速度相等，根據(jù)位移—時(shí)間公式可知代入數(shù)據(jù)解得s所以6s末，物塊剛好與木板分離，故AB正確；C．0~6s內(nèi)，物塊與木板組成的系統(tǒng)受拉力做功，機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)功能關(guān)系可知，4~6s內(nèi)，拉力F做功等于物塊與木板系統(tǒng)動(dòng)能增量與系統(tǒng)摩擦生熱之和，故D錯(cuò)誤；故選AB。7.如圖是差動(dòng)變壓器式位移傳感器的簡化模型。兩組匝數(shù)相等的副線圈上下對稱分布，在ab端輸入穩(wěn)定的正弦式交流電，電壓有效值為，cd間輸出電壓有效值為。初始時(shí)，鐵芯兩端與副線圈平齊，鐵芯上下移動(dòng)過程中始終有一端留在副線圈內(nèi)，則鐵芯（）A.向上移動(dòng)，減小 B.向下移動(dòng)，增大C.靜止不動(dòng)，增大則不變D.向上移動(dòng)一段距離后，增大則減小〖答案〗BC〖解析〗根據(jù)差動(dòng)變壓器式位移傳感器的工作原理可知，當(dāng)磁芯在中間位置時(shí)，輸出電壓不變，一旦向上或者向下移動(dòng)，將在次級(jí)線圈間感應(yīng)出差分電壓，故鐵芯向上或向下移動(dòng)，都會(huì)增大，鐵芯靜止不動(dòng)，即使增大，但依然不變。故選BC。8.如圖所示，ab和ac是無限大磁場的分界線，在ab和ac的上下兩側(cè)分布著方向相反、與平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B?！蟗ac=90°，P、Q是分界線上的兩點(diǎn)，且aP=aQ=L。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子從P點(diǎn)沿PQ方向水平射出，粒子射出速度，不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用。下列說法正確的是（）A.粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為B.粒子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間為C.若射出速度為，粒子由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為D.若射出速度為2v，粒子第一次運(yùn)動(dòng)ac邊上的位置到Q點(diǎn)的距離為〖答案〗ABCD〖解析〗A．根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為故A正確；B．由幾何關(guān)系可知，粒子依次通過Pa中點(diǎn)、a點(diǎn)、aQ中點(diǎn)、Q點(diǎn)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖時(shí)間恰好為一個(gè)周期，即故B正確；C．若射出速度為，同理A選項(xiàng)，運(yùn)動(dòng)半徑，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖運(yùn)動(dòng)時(shí)間為故C正確；D．若射出速度為2v，則運(yùn)動(dòng)半徑為，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖由幾何關(guān)系可知，粒子第一次運(yùn)動(dòng)ac邊上的位置到Q點(diǎn)的距離為故D正確。故選ABCD。二、非選擇題：（一）必考題：9.如圖（a）所示，某學(xué)生小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)器材主要有光電門、下端懸掛砝碼的柵欄、安裝桿、夾子等。柵欄由不透明帶和透明帶交替組成，每組寬度（不透明帶和透明帶寬度之和）為5cm，柵欄底部邊緣位于光電門的正上方。開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，單擊計(jì)時(shí)按鈕，計(jì)時(shí)器開始工作，使砝碼帶動(dòng)?xùn)艡趶撵o止開始自由下落，每當(dāng)不透明帶下邊緣剛好通過光電門時(shí)，連接的計(jì)算機(jī)記下每個(gè)開始遮光的時(shí)刻，第n組柵欄通過光電門的平均速度記為，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中。（答題結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）n16.428026.46890.04091.226.448536.50076.484846.52750.02681.876.514156.55130.02382.106.53946657300.02172.306.56227659290.01992.516.5830（1）完善表中第3、4列缺失的數(shù)據(jù)，分別為______和______；（2）圖（b）是根據(jù)表中數(shù)據(jù)所作的圖線，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹開_____?！即鸢浮剑?）1.570.0318（2）9.69〖解析〗【小問1詳析】[1]根據(jù)[2]根據(jù)【小問2詳析】由圖可知10.為測量一段粗細(xì)均勻的電阻絲的阻值，某學(xué)生小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。（1）先用歐姆表粗測該電阻絲的阻值，選用的歐姆檔為“”，測量結(jié)果如圖（a）所示，則電阻絲的阻值為______。為了更精確測量電阻絲阻值大小，設(shè)計(jì)圖（b）所示電路。所用實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電動(dòng)勢0~4.5V可調(diào)，內(nèi)阻不計(jì)）、標(biāo)準(zhǔn)電池（電動(dòng)勢1.0186V）、靈敏電流計(jì)G（阻值約）、電流表（量程0~200mA，內(nèi)阻不計(jì)）、定值電阻、可變電阻（阻值）、探針（一端連靈敏電流計(jì)，另一端連電阻絲）、米尺、開關(guān)和、導(dǎo)線若干。（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①首先將調(diào)至較小，閉合開關(guān)；②將探針置于電阻絲中間位置附近，調(diào)至最大值。試觸開關(guān)，觀察靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況。如果指針偏轉(zhuǎn)，則改變大小或探針的位置，反復(fù)調(diào)節(jié)直到靈敏電流計(jì)的示數(shù)為0。此時(shí)______，______。（填“＞”、“＝”或“＜”）；③當(dāng)靈敏電流計(jì)中通以d向c方向的電流時(shí)，指針會(huì)向右偏轉(zhuǎn)。若某次測量時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，則要調(diào)______（填“大”或“小”），或者將探針向______（填“左”或“右”）滑動(dòng)；④某次測量時(shí)，靈敏電流計(jì)的示數(shù)為0，電流表示數(shù)為100mA，此時(shí)測得探針到電阻絲a端的長度為53.0cm，電阻絲總長度為100.0cm，則電阻絲的阻值為______（保留3位有效數(shù)字）?！即鸢浮剑?）19.9（2）==調(diào)小左19.2〖解析〗【小問1詳析】選用的歐姆檔為“×1Ω”，則電阻為19.9Ω；【小問2詳析】②[1][2]調(diào)節(jié)直到靈敏電流計(jì)的示數(shù)為0，則c、d兩點(diǎn)電勢差為0，可知此時(shí)=，=。③[3][4]當(dāng)靈敏電流計(jì)中通以d向c方向的電流時(shí)，指針會(huì)向右偏轉(zhuǎn)。若某次測量時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)，說明有從c向d方向的電流，則c端電勢較高，要調(diào)小，或者將探針向左滑動(dòng)，從而減小c端電勢；④[5]某次測量時(shí)，靈敏電流計(jì)的示數(shù)為0，電流表示數(shù)為100mA，此時(shí)測得探針到電阻絲a端的長度為53.0cm，電阻絲總長度為100.0cm，根據(jù)題意可知，電阻絲的阻值為11.質(zhì)量為m的小球以速度v0由水平地面豎直向上拋出，經(jīng)多次與地面碰撞后，最終靜止在地面上。已知小球與地面的碰撞為彈性碰撞，重力加速度記為g，運(yùn)動(dòng)過程中小球所受空氣阻力視為恒定，大小為0.6mg。求小球（1）從拋出到靜止所經(jīng)歷的總路程；（2）向上運(yùn)動(dòng)與向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）設(shè)從拋出到靜止小球所經(jīng)歷的總路程為s，對整個(gè)過程，重力做功為零，根據(jù)動(dòng)能定理得解得（2）小球上升和下降過程的加速度大小分別為小球第1次向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移大小分別為設(shè)小球第1次向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和末速度大小分別為t2和v1，則有解得由于小球與地面的碰撞為彈性碰撞，則小球第2次以大小為v1的初速度開始向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移大小分別為設(shè)小球第2次向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和末速度大小分別為t4和v2，則有解得同理，小球第3次向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移大小分別為小球第3次向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和末速度大小分別為以此類推……則小球向上和向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t上=t1+t3+t5+…+tn-1=+++…+==t下=t2+t4+t6+…+tn-2=+++…+==故小球向上與向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為12.圖（a）為一種測量帶電微粒速率分布的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中直徑為D的豎直圓筒壁上有一豎直狹縫S，高度為h，寬度忽略不計(jì)。緊貼圓筒內(nèi)壁固定有高度為的半圓柱面收集板，用于收集帶電微粒；板的一豎直邊緊貼狹縫S，上邊與狹縫S上端對齊，上邊緣遠(yuǎn)離狹縫的頂點(diǎn)為P點(diǎn)，另有一距P點(diǎn)弧長為l的點(diǎn)Q，俯視圖如圖（b）所示。圓筒內(nèi)存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E。令圓筒以角速度繞中心軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由微粒源產(chǎn)生的微粒沿水平方向、以不同的速率射入圓筒，微粒質(zhì)量均為m，電荷量均為，忽略微粒自身的重力及微粒間的相互作用。（1）求Q點(diǎn)所在豎直線上收集到的微粒中，入射速率最大的微粒下落的距離；（2）為了確保收集板任一豎直線上收集到的微粒速率相同，并且能收集到所有該速率的微粒，求圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的取值范圍。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）打在Q點(diǎn)所在豎直線上的微粒，入射速率最大時(shí)，圓筒轉(zhuǎn)過的角度為對應(yīng)的時(shí)間為加速度為下落高度求得（2）帶電微粒進(jìn)入圓筒后，圓筒轉(zhuǎn)過一圈的過程中，能收集到的速率最小的微粒下降的高度為，第一圈末時(shí)，過P點(diǎn)的豎直線上收集的微粒下落高度為能收集到的速率最小的微粒對應(yīng)的弧長為加速度為設(shè)圓筒周期為T聯(lián)立求得因?yàn)椋宰詣?dòng)滿足，結(jié)果合理。（二）選考題：13.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)a、其p﹣V圖像如圖所示。ab、bc、ca皆為直線，ca平行于p軸，bc平行于V軸。關(guān)于理想氣體經(jīng)歷的三個(gè)過程，下列說法正確的是（）A.ca過程中，溫度升高B.a、b兩個(gè)狀態(tài)下的氣體溫度相等C.ca過程中，外界一定對氣體做功D.bc過程中，氣體一定向外界放熱E.ab過程中，氣體分子的平均動(dòng)能先變大后變小〖答案〗ADE〖解析〗A．ca過程中，體積不變，氣體壓強(qiáng)增大，根據(jù)查理定律，氣體溫度升高，故A正確；B．由圖知a、b兩個(gè)狀態(tài)下，，，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程解得故B錯(cuò)誤；C．ca過程中，體積不變，則故C錯(cuò)誤；D．bc過程中，根據(jù)熱力學(xué)第一定律因體積變小，所以壓強(qiáng)不變，體積變小，根據(jù)蓋-呂薩克定律，溫度降低，所以內(nèi)能變小，即所以體積減小氣體一定放熱，故D正確；E．根據(jù)a、b兩點(diǎn)的等溫線，可知ab過程中溫度先增大后減小，所以氣體分子的平均動(dòng)能先變大后變小，故E正確。故選ADE。14.如圖，容積為的汽缸豎直放置，導(dǎo)熱良好，右上端有一閥門連接抽氣孔。汽缸內(nèi)有一活塞，初始時(shí)位于汽缸底部高度處，下方密封有一定質(zhì)量、溫度為的理想氣體。現(xiàn)將活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門，然后緩慢加熱活塞下方氣體。已知大氣壓強(qiáng)為，活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為，活塞體積不計(jì)，忽略活塞與汽缸之間摩擦。求（1）抽至真空并關(guān)閉閥門時(shí)，活塞下方理想氣體的體積；（