四川省绵阳市2023-2024年高三物理二模试题

试卷更新日期：2024-04-15 类型：高考模拟

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一、选择题

1. “羲和二号”是我国正在建设中的结合了激光和加速器的装置。该装置内的加速电场可视为匀强电场，能够使电子在 $1.4 k m$ 的直线长度内加速到 $8.0 \times 1 0^{10} e V$ ，则加速电场的场强约为（　　）

A、 $5.7 \times 1 0^{4} V / m$ B、 $5.7 \times 1 0^{5} V / m$ C、 $5.7 \times 1 0^{6} V / m$ D、 $5.7 \times 1 0^{7} V / m$

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2. $2023$ 年 $10$ 月 $31$ 日，神舟十六号飞船完成多项预定工作后成功返回地面。神舟十六号载人飞船返回过程，在 $A$ 点从圆形轨道 $I$ 进入椭圆轨道 $I I$ ， $B$ 为轨道 $I I$ 上的一点，如图所示。已知飞船在轨道 $I$ 上飞行周期为 $T$ ，地球质量 $M$ 和半径 $R_{0}$ 、万有引力常量 $G$ 。则下列说法中正确的是（　　）

A、可计算飞船的质量 B、可计算轨道 $I$ 离地面的高度 C、可知飞船在轨道 $I$ 上的机械能与在轨道 $I I$ 的机械能相等 D、可知飞船在圆轨道 $I$ 上运行的角速度比在地球同步轨道上的小

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3. 如图甲所示，斜面固定，用沿斜面向上的不同的恒力 $F$ ，使同一物体沿斜面向上做匀加速运动，其加速度 $a$ 随恒力 $F$ 的变化关系如图乙所示。则根据图线斜率和截距可求得的物理量是（）

A、物体质量 B、斜面倾斜角 C、当地重力加速度 D、物体与斜面动摩擦因数

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4. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，固定有电荷量分别为 $+ 2 Q$ 和 $- Q$ 的点电荷 $A$ 、 $B$ ，间距为 $L$ 。在 $A$ 、 $B$ 延长线上距离 $B$ 为 $L$ 的位置，自由释放另一电荷量为 $+ q$ 的点电荷 $C$ ，释放瞬间加速度为 $a_{1}$ ；将 $A$ 、 $B$ 接触静电平衡后放回原处，再从相同位置自由释放 $C$ ，释放瞬间加速度为 $a_{2}$ 。则（）

A、 $a_{1}$ 、 $a_{2}$ 的方向均水平向右 B、 $a_{1}$ 、 $a_{2}$ 的方向均水平向左 C、 $a_{1}$ 与 $a_{2}$ 大小之比等于 $\frac{4}{5}$ D、 $a_{1}$ 与 $a_{2}$ 大小之比等于 $\frac{5}{4}$

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5. 如图所示，窗子上、下沿间的高度 $H = 1.6 m$ ，墙的厚度 $d = 0.4 m$ ，某人在离墙壁距离 $L = 1.4 m$ ，距窗子上沿 $h = 0.2 m$ 处的 $P$ 点，将可视为质点的小物件以 $v$ 的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取 $g = 10 m / s^{2}$ 。则 $v$ 的取值范围是（　　）

A、 $v > 7 m / s$ B、 $v > 2.3 m / s$ C、 $3 m / s < v < 7 m / s$ D、 $2.3 m / s < v < 3 m / s$

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6. 一质量为 $m$ 的质点在合力 $F$ 作用下，从 $t = 0$ 由静止开始沿直线运动，合力 $F$ 随时间 $t$ 的变化如图所示。则（　　）

A、质点做往复运动 B、在 $0 ∼ 4 t_{0}$ 时间内，质点获得的动量为 $2 F_{0} t_{0}$ C、在 $0 ∼ 4 t_{0}$ 时间内，质点获得的动能为 $\frac{2 F_{0}^{2} t_{0}^{2}}{m}$ D、在 $0 ∼ 4 t_{0}$ 时间内，质点在 $2 t_{0}$ 时刻速度最大

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7. 如图所示，等腰直角三角形 $A B C$ 斜边中点 $O$ 处固定一带正电的点电荷，一带负电的点电荷在外力 $F$ 的作用下，从 $B$ 点沿圆弧匀速率运动到 $A$ 点，在此运动过程中（）

A、外力 $F$ 对负点电荷先做负功后做正功 B、外力 $F$ 对负点电荷始终不做功 C、负点电荷的电势能先减小后增大 D、负点电荷电势能始终不变

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8. 如图所示，在真空中两水平平行板 $P$ 、 $Q$ 正对，电容为 $C$ ，板长为 $L$ ，板间距为 $d$ ，充电后与电源（未画出）始终相连，一带正电的粒子从左侧中央以水平初速度 $v_{0}$ 正对屏上的 $O$ 点射入，在板间做直线运动；现保持 $P$ 板不动，将 $Q$ 板向上平移 $\frac{1}{4}$ d ，稳定后，将该粒子仍从左侧同一位置以相同初速度射入，粒子打在屏上 $M$ 点（未标出）。已知粒子质量为 $m$ ，电荷量为 $q$ ，平行板右端到屏距离也为 $L$ ，重力加速度为 $g$ 。则（）

A、 $P$ 板电势高于 $Q$ 板 B、 $Q$ 板平移前平行板电容器所带电荷量为 $\frac{C m g d}{q}$ C、点 $O$ 、 $M$ 间距离为 $\frac{g L^{2}}{2 v_{0}^{2}}$ D、点 $M$ 与 $O$ 重合

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二、非选择题

9. 把量程为 $1 m A$ 、内阻为 $100 Ω$ 的毫安表，按如图所示电路改装成量程分别为 $1.5 V$ 和 $0.6 A$ 的多用电表。图中 $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 为定值电阻， $S$ 为开关。回答下列问题：

(1)、开关 $S$ 闭合时，多用电表用于测量（选填“电流”或“电压”）；开关 $S$ 断开时，多用电表用于测量（选填“电流”或“电压”）。

(2)、定值电阻的阻值 $R_{1} =$ $Ω$ ， $R_{2} =$ $Ω$ 。（ $R_{2}$ 计算结果保留 $2$ 位有效数字）

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10. 用气垫导轨研究两个滑块在一条直线上碰撞过程中的动能损失。两个滑块所受合外力为零，在一条直线上碰撞，碰撞前的总动能可表示为 $E_{k 1} = E_{k 0} + \frac{m_{A} m_{B}}{2 (m_{A} + m_{B})} ({v_{A}}_{1} - {v_{B}}_{1})^{2}$ ，碰撞后的总动能可表示为 $E_{k 2} = E_{k 0} + \frac{m_{A} m_{B}}{2 (m_{A} + m_{B})} (v_{A 2} - {v_{B}}_{2})^{2}$ ，碰撞的恢复系数定义式是 $e = \frac{v_{B 2} - v_{A 2}}{v_{A 1} - v_{B 1}}$ ，其中 $E_{k o}$ 在碰撞前后相等， $m_{A}$ 、 $m_{B}$ 为两个滑块的质量， $v_{A 1}$ 、 $v_{B 1}$ 为碰撞前两滑块的速度， $v_{A 2}$ 、 $v_{B 2}$ 为碰撞后两滑块的速度，速度都是矢量。
研究的实验过程如下，完成实验并回答问题：

(1)、碰撞过程中如果没有动能损失，根据碰撞前后总动能的表达式可知，恢复系数 $e =$ 。

(2)、实验装置如图所示，调节导轨水平，两个滑块上装有宽度都是 $d = 1 c m$ 的遮光条，总质量分别是 $m_{A} = 210 g$ ， $m_{B} = 190 g$ ；在恰当位置安装两个光电门，测量遮光条的挡光时间。

(3)、某组同学使用的滑块分别装有弹性圈（质量忽略不计），如图甲所示。先使 $A$ 静止在光电门 $1$ 左侧， $B$ 静止在光电门 $1$ 和 $2$ 之间，然后轻推滑块 $A$ ，光电门 $1$ 记录滑块 $A$ 遮光条的挡光时间是 $Δ t_{1}$ ，光电门 $2$ 记录滑块 $A$ 遮光条的挡光时间是 $Δ t_{2}$ ，光电门 $2$ 记录滑块 $B$ 遮光条的挡光时间是 $Δ t_{3}$ 。数据如表中“序号”的 $1$ 、 $2$ 、 $3$ 。

计算完成表格中的速度 $\frac{d}{Δ t_{1}} =$ $c m \cdot m s^{- 1}$ ；根据恢复系数定义式，该过程中 $e =$ 。（计算结果均保留 $3$ 位有效数字）

(4)、另一组同学使用的两滑块分别装有撞针和橡皮泥（质量忽略不计），如图乙所示。先使 $A$ 静止在光电门 $1$ 左侧， $B$ 静止在光电门 $1$ 和 $2$ 之间，然后轻推滑块 $A$ ，光电门 $1$ 记录滑块 $A$ 遮光条的挡光时间是 $Δ t_{4}$ ，光电门 $2$ 记录 $A$ 、 $B$ 一起运动时其中一条遮光条挡光时间 $Δ t_{5}$ 。数据如上表中“序号”的 $4$ 、 $5$ 。

根据表中数据，碰撞前，滑块 $A$ 、 $B$ 速度之差 $v_{A 1} - v_{B 1} =$ $m / s$ ；碰撞后，滑块 $A$ 、 $B$ 速度之差 $v_{A 2} - v_{B 2} =$ $m / s$ 。计算该过程中损失的动能 $Δ E_{k} =$ $J$ （ $Δ E_{k}$ 计算结果保留 $1$ 位有效数字）。

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11. 如图所示，竖直平面内，存在水平向左的匀强电场和足够长的光滑杆 $A B$ ，杆 $A B$ 与水平方向的夹角为 $θ$ ， $θ$ 可调节。质量为 $m$ 、电量为 $+ q$ 的小球套在杆上的 $A$ 端，让小球以初速度 $v_{0}$ 从 $A$ 端沿杆向 $B$ 端运动，当杆水平放置时，经时间 $t_{1}$ 在小球速度减为零；当杆竖直放置时，经时间 $t_{2}$ 小球速度减为零。 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 的值未知，但已知 $t_{1} = \sqrt{3} t_{2}$ ，重力加速度为 $g$ 。

(1)、求电场强度 $E$ 的大小；

(2)、调节 $θ$ ，使小球速度减为零经过的时间最短，求最短时间 $t_{3}$ 及此过程中小球的位移大小 $x$ 。

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12. 如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道 $A B$ 与半径为 $R$ 的光滑圆轨道平滑连接，一轻质短弹簧在水平轨道上，左端固定在墙上，质量为 $m$ 的小球 $P$ 将弹簧压缩。从静止释放小球 $P$ ，小球 $P$ 沿水平轨道运动，与弹簧分离后，以速度 $v_{0}$ 向右匀速运动，在圆轨道的最低点 $B$ 与另一质量为 $M$ 的静止小球 $Q$ 发生弹性碰撞，碰后，小球 $Q$ 沿圆轨道上升到 $C$ 点脱离轨道，小球 $P$ 返回向左压缩弹簧，然后被弹簧弹回，恰好也在 $C$ 点脱离轨道。两小球形状相同，都可视为质点，整个过程中没有机械能损失，不考虑两球的第二次碰撞，重力加速度为 $g$ 。

(1)、求弹簧最初具有的弹性势能 $E_{P}$ 及小球 $P$ 、 $Q$ 碰后瞬间的速度 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 。（用 $m$ 、 $M$ 、 $v_{0}$ 表示）

(2)、求小球 $P$ 和 $Q$ 的质量之比及 $C$ 点距水平面 $A B$ 的竖直高度 $h_{C}$ 。（ $h_{C}$ 用 $v_{0}$ 、 $R$ 、 $g$ 表示）

(3)、假设球 $P$ 和 $Q$ 的质量可以取不同的值，若小球 $P$ 第一次与弹簧分离后的速度 $v_{0} = 3 \sqrt{5 g R}$ ，且 $P$ 和 $Q$ 碰后都能通过轨道的最高点 $D$ 。试分析讨论两小球的质量 $m$ 和 $M$ 应满足的关系。

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13. 对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）

A、若气体内能增大，则分子的平均动能增大 B、若气体不与外界进行热传递，可以在减小体积的同时，降低温度 C、若气体发生等温膨胀，则气体对外界做功和吸收的热量数值相等 D、若气体的温度升高，体积不变，则单位时间内气体对容器壁冲量增大 E、若气体先等压膨胀再等温压缩，内能可能不变

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14. 如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞质量为 $m$ ，面积为 $S$ ，与汽缸底部相距 $L$ ，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的温度与外界大气相同均为 $T_{0}$ ，大气压强为 $p_{0}$ 。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向上移动距离 $0.5 L$ 后停止，整个过程中气体吸收的热量为 $Q$ 。忽略活塞与汽缸间的摩擦，重力加速度为 $g$ 。求：

(1)、理想气体最终的温度 $T$ ；

(2)、理想气体内能的增加量 $Δ U$ 。

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15. 由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的 $A C$ 边界面射入，照射到斜面上的D点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从 $D$ 点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为 $k_{1} c$ 和 $k_{2} c$ （ $c$ 为真空中的光速），则可以判断 $k_{1}$ $k_{2}$ （选填“ $>$ ”或“ $<$ ”）；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为（用 $k_{1}$ 、 $k_{2}$ 表示）；在同一双缝干涉装置中，甲光形成的条纹间距乙光形成的条纹间距（选填“ $>$ ”或“ $<$ ”）。

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16. 同一均匀介质中有两个振源 $M$ 、 $N$ ，分别位于 $x$ 轴上的 $(- 7 m, 0)$ 和 $(10 m, 0)$ 处，从不同时刻开始振动，产生的机械波相向传播，取振源 $M$ 开始振动时为零时刻， $t = 1 s$ 时刻波形如图所示。求：

(1)、机械波在该介质中的波速；

(2)、稳定后振源 $M$ 、 $N$ 之间振动加强点个数。

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