广西壮族自治区部分市2024届高三下学期第二次模拟考试物理试卷

试卷更新日期：2024-06-03 类型：高考模拟

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1. 关于天然放射现象，以下叙述正确的是（　　）

A、 $β$ 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离产生的 B、在 $α$ 、 $β$ 、 $γ$ 这三种射线中， $α$ 射线的电离能力最强， $γ$ 射线的穿透能力最强 C、铀核（ ${}_{92}^{238}U$ ）衰变为铅核（ ${}_{82}^{206}P b$ ）的过程中，要经过2次 $α$ 衰变和4次 $β$ 衰变 D、放射性物质的半衰期随环境温度的升高而变小

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2. 某市学生期考体能测试中有一重要项目：排球垫球个数测试。某同学在一次测试中双手在同一高度多次竖直垫起排球，第一次垫球后，球竖直上升高度为 $0.2 m$ 第二次垫球后，球竖直上升高度为 $0.45 m$ 。已知排球的质量为 $0.27 k g$ ，重力加速度取 $10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。则第二次垫球过程，排球动量变化量的大小为（　　）

A、 $0.27 k g \cdot m / s$ B、 $0.54 k g \cdot m / s$ C、 $0.81 k g \cdot m / s$ D、 $1.35 k g \cdot m / s$

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3. 用透明材料制成的等腰直角三棱镜ABC如图所示，AB边长为a ，一束红光垂直AB面从距离A点 $\frac{1}{3} a$ 位置处射入棱镜，在AC面恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c ，不考虑多次反射，则红光在棱镜中传播的总时间为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{2} a}{2 c}$ B、 $\frac{\sqrt{3} a}{2 c}$ C、 $\frac{\sqrt{2} a}{c}$ D、 $\frac{\sqrt{3} a}{c}$

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4. 如图所示，一定质量的理想气体经历 $a \to b \to c \to a$ 三个过程又回到初始状态，其中 $a \to b$ 为等温过程， $b \to c$ 为等容过程。对该理想气体，下列说法正确的是（　　）

A、状态a的内能大于状态b B、状态b的温度高于状态c C、 $c \to a$ 过程中气体放出热量 D、 $a \to b \to c \to a$ 全过程中外界对气体不做功

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5. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做匀速圆周运动，甲、乙的轨道半径之比为 $3 : 4$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、由 $v = \sqrt{g R}$ 可知，甲、乙的速度大小之比为 $\sqrt{3} : 2$ B、由 $a = ω^{2} r$ 可知，甲、乙的向心加速度大小之比为 $3 : 4$ C、由 $F = G \frac{M m}{r^{2}}$ 可知，甲、乙所受的向心力大小之比为 $9 : 16$ D、由 $\frac{r^{3}}{T^{2}} = k$ 可知，甲、乙的周期之比为 $3 \sqrt{3} : 8$

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6. 如图所示，真空中水平直线上的 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 两点分别固定正点电荷A、B，点电荷A、B的电荷量之比为 $9 : 1$ ， abcd为正方形，且对角线bd与ac相交于 $O_{2}$ 点，已知点电荷B在a点产生的电场强度大小为 $E_{0}$ ， a到 $O_{1}$ 的距离为a到 $O_{2}$ 距离的3倍。下列说法正确的是（　　）

A、b、d两点的电场强度相同 B、电子在d点的电势能大于在c点的电势能 C、a点的电场强度大小为 $2 E_{0}$ D、c点的电场强度大小为 $\frac{34}{25} E_{0}$

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7. 如图所示，一轻杆通过铰链连接在固定转轴 $O_{1}$ 上，可绕 $O_{1}$ 轴自由转动，轻杆另一端与一质量未知的小球A连接。一轻绳绕过轻质定滑轮 $O_{2}$ ，一端连接小球A，另一端连接一带挂钩，质量为m的物块B，已知 $O_{1}$ 与 $O_{2}$ 等高，图中 $θ_{1} = 6 0^{°}$ ， $θ_{2} = 3 0^{°}$ ，此时小球A与物块B恰好静止。现在物块B下再挂物块C，由静止释放物块C后，小球A能上升到的最高点恰好与 $O_{1}$ 等高，重力加速度为g ，不计一切摩擦。则所挂物块C的质量为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{3} + 1}{2} m$ B、 $\frac{\sqrt{3} - 1}{2} m$ C、 $\frac{(2 \sqrt{3} + 3)}{2} m$ D、 $\frac{(2 \sqrt{3} - 3)}{2} m$

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二、多选题：本大题共3小题，共12分。

8. 下图是一款小型电钻及其简化电路图，它由变压器及电动机两部分构成，变压器为理想变压器。电动机的内阻为 $1 Ω$ ，额定电压为16V，额定电流为 $2.2 A$ 。当变压器输入电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是（　　）

A、变压器的原、副线圈匝数之比是 $55 : 4$ B、变压器原线圈电流的最大值为 $0.16 A$ C、变压器的输入功率为 $35.2 W$ D、电动机的效率约为 $73 %$

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9. 如图甲所示，物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动，在 $t = 1 s$ 时刻撤去恒力F ，物体运动的 $v - t$ 图像如图乙所示，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、物体在3s内的位移 $x = 3 m$ B、恒力F与滑动摩擦力大小之比为 $3 : 1$ C、物体与地面间的动摩擦因数 $μ = 0.3$ D、在撤去F前后两个阶段的平均速度大小之比 $\bar{v_{1}} : \bar{v_{2}} = 2 : 1$

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10. 如图所示的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，圆形区域半径为R ，圆心为O ，圆形边界上有A、B、C三点，其中A、B两点连线为直径，OA与OC间的夹角为 $6 0^{o}$ ，现有大量带负电的粒子以大小不同的速度从A点射入圆形区域，入射方向相同（如图，均与OA成 $θ = 3 0^{o}$ ），带电粒子质量为m ，电荷量为 $- q$ ，不计粒子重力，要让粒子从不同位置射出磁场区域，则下列说法正确的是（　　）

A、从B点射出磁场区域的粒子，在磁场中运动的时间为 $\frac{π m}{3 B q}$ B、垂直AB连线方向射出磁场区域的粒子，出射点到AB连线的垂直距离为 $\frac{\sqrt{3}}{3} R$ C、从C点射出磁场区域的粒子，速度大小为 $\frac{2 \sqrt{2} q B R}{3 m}$ D、射出磁场区域时速度方向恰好改变 $9 0^{o}$ 的粒子，速度大小为 $\frac{(\sqrt{3} + 1) q B R}{2 m}$

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三、实验题：本大题共2小题，共18分。

11. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验，用到的实验器材有：分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：
①在分液漏斗内盛满清水，旋松阀门，让水滴以一定的频率一滴滴的落下；
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，当频率为25Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴；
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度；
④处理数据，得出结论；

(1)、水滴滴落的时间间隔为s。

(2)、小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示，根据数据计算当地重力加速度g=m/s²；D点处水滴此时的速度 $v_{D} =$ m/s。（结果均保留三位有效数字）

(3)、小黄同学怀疑自己的测量结果不是很符合当地的重力加速度值，于是他打开手机上的测量 $A P P (p h y p h o x)$ ，利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为 $9.80 m / s^{2}$ ，你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是（写出一种即可）。

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12. 某实验小组查资料发现有一种内阻可调节的电源。如图甲所示为装有稀硫酸溶液的电池，利用针筒调节气压来改变电池中部通道室液面的高度来改变电池内阻。

(1)、通过资料上显示的数据，可以利用该电池验证闭合电路欧姆定律。做法如下：
①按乙图连接电路，用两个数字电压表V₁和V₂分别记录电源的外电压 $U_{外}$ 和内电压 $U_{内}$ 。首先将电路断开，此时读数 $U_{外}$ 为 $2.100 V$ （数字电压表的内阻可达 $10 M Ω$ ，因此可认为此时示数等于电源电动势E）；然后每改变一次内阻记一组 $U_{外}$ 和 $U_{内}$ 的数值，多测几组数据，记录表格如图丙表格所示。
次数
$U_{外} / V$
$U_{内} / V$
1
1.700
0.400
2
1.800
0.310
3
1.510
0.590
4
0.616
1.474
5
1714
0.354
丙
②由实验中测得的数据可验证闭合电路欧姆定律的哪一个表达式：（用E、 $U_{外}$ 、 $U_{内}$ 表示）。

(2)、受上述实验启发，该实验小组想利用数字电压表测化学课上学过的原电池的内阻。提供的实验器材有：装有稀硫酸的铜锌原电池（）、数字电压表（Ⓥ）、电阻箱（）、开关两个、导线若干。
①请根据所提供的器材设计测量电路，并将设计好的电路原理图画在图丁的方框内。
②首先闭合其中一开关仅将电压表与电源两极接通，此时电压表示数为0.790V；然后将电阻箱调节到合适的阻值后闭合另一开关，分别记录电阻箱的读数和电压表的示数；反复多次，记录的部分数据如图戊的表格所示。
实验次数
电阻箱读数/ $Ω$
电压表读数/V
电源内阻/ $Ω$
电流/mA
1
100
0.613
28.87
6.130
2
80
0.586
27.85
7.325
3
60
0.553
9.217
4
40
0.492
24.23
12.300
5
20
0.391
40.41
19.550
戊
③分析数据发现，该电池的内阻是变化的。通过查资料发现原电池的内阻并非简单的定值电阻，还同时受化学反应产物、电流的大小、温度（此处可忽略温度的变化）等因素影响。于是实验小组利用实验数据将对应的内阻和电流计算出来，则图戊中第3次实验得到的电源内阻为 $Ω$ 。由表格数据分析可知，该原电池的内阻随电流的增大而（选填“增大”“减小”或“不变”）。

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四、计算题：本大题共3小题，共30分。

13. 如图甲所示，太空舱内的弹簧振子沿y轴自由振动，沿x轴方向有一轻质长绳与弹簧振子相连。弹簧振子振动后；长绳某时刻（记为 $t = 0$ 时刻）形成的波形如图乙中实线所示，虚线为 $t = 0.3 s$ 时刻长绳的波形。P点为 $x = 1.5 m$ 处的质点。已知弹簧振子周期T的大小满足 $T < 0.3 s < 2 T$ ，求：

(1)、长绳波的波速大小；

(2)、质点P的振动方程。

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14. 如图所示，半径 $R = 1.0 m$ 的粗糙圆弧轨道同定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角 $θ = 3 7^{∘}$ ，下端点C为轨道的最低点。C点右侧的粗糙水平面上，紧挨C点静止放置一质量为 $M = 1 k g$ 的木板，木板上表面与C点等高，木板左端放置一个质量为 $m_{2} = 1 k g$ 的物块。另一质量 $m_{1} = 1 k g$ 的物块从A点以某一速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道，之后与 $m_{2}$ 发生弹性正碰（碰撞后拿走 $m_{1}$ ），最终 $m_{2}$ 刚好未从木板M右端滑下。已知AO的竖直高度 $H = 1.4 m$ ，物块 $m_{1}$ 从B点运动到C点克服摩擦力做功4J，物块 $m_{2}$ 与木板M间的动摩擦因数为 $μ_{1} = 0.2$ ，木板与地面间的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.025$ ，两物块均可视为质点， $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ ，不计空气阻力，当地重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、物块 $m_{1}$ 抛出时的初速度大小v₀；

(2)、物块 $m_{1}$ 通过圆弧轨道最低点C时受到的支持力大小；

(3)、木板的长度L。

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15. 磁悬浮列车（如图甲所示）是现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触悬浮和导向，目前我国磁悬浮试验样车的速度可达 $600 k m / h$ 。磁悬浮列车的其中一种驱动模式可简化为图乙所示。总质量为m的列车底部固定有边长为L的正方形线圈，匝数为n ，总电阻为R地面上的水平长直导轨之间分布有磁感应强度大小均为B、方向相反、边长均为L的正方形组合磁场。当磁场以速度v₀向右匀速直线运动时，可以为列车提供无接触的牵引和驱动使列车前进。处于悬浮运行状态时列车受到的阻力恒为 $f = \frac{2 n^{2} B^{2} L^{2} e_{0}}{R}$ 。求：

(1)、列车刚启动时线圈中的感应电流的大小；

(2)、列车速度大小为v时的加速度大小a以及列车能达到的最大速率v_m；

(3)、已知从列车启动至达最大速度用时为t ，由于驱动列车而消耗的总电能为E ，则该过程中线圈产生的焦耳热为多少?不考虑磁场运动过程中的电磁辐射能量耗散。

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次数	$U_{外} / V$	$U_{内} / V$
1	1.700	0.400
2	1.800	0.310
3	1.510	0.590
4	0.616	1.474
5	1714	0.354

实验次数	电阻箱读数/ $Ω$	电压表读数/V	电源内阻/ $Ω$	电流/mA
1	100	0.613	28.87	6.130
2	80	0.586	27.85	7.325
3	60	0.553		9.217
4	40	0.492	24.23	12.300
5	20	0.391	40.41	19.550