内蒙古自治区包头市2024届高三年级下册二模理科综合物理试卷(含答案)

内蒙古自治区包头市2024届高三下学期二模理科综合物理试卷

学校：___________姓名：班级：___________考号：

一、单选题

1.如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，HR、H,、&是其中的四条

光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为〃=3、4、5、6的能级向量子数为〃=2的

能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在400nm~700nm之间，下列说法正确的

因

«V

E/e

8O

6-38

0.54

5-

0.。

4-85

L

3-51

2----------------------3.40

410.29434.17486.27656.472/nm

乩H,H.H„1-13.60

A.凡谱线对应的光是可见光中的紫光

B.四条光谱线中，应谱线对应的光子能量最大

C.Hp谱线对应的是从〃=5的能级向〃=2的能级跃迁时发出的光谱线

D.H，谱线对应的光，照射逸出功为3.20eV的金属，可使该金属发生光电效应

2.扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离

仓，分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流，从而将谷物中的枇粒。（枇粒为不饱满的

谷粒，质量较轻）和饱粒6分开。若所有谷粒进入分离仓时，在水平方向获得的动量

相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、6谷

粒的轨迹，工、居为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是（）

3.如图所示，四个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形Med的四个顶点上，用

一小型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置，球壳半径远小于新边长。M、N分

别为时和根的中点，则下列说法正确的是（）

A.0点处的电场强度方向沿Od方向

B.M点处的电场强度大小为0

C.N点处的电场强度方向沿ON方向

D.若将金属球壳接地，。点处的电场强度不变

4.卫星通话依托多颗地球卫星进行信号传输。若赤道上空运行有3颗高度相同的卫

星，其信号刚好能够覆盖整个赤道。已知地球半径约为6400km,重力加速度g取

9.8m/s2o则卫星绕赤道运行的速度约为（）

A.3.9km/sB.5.6km/sC.7.9km/sD.11.2km/s

5.如图所示，两根长直导线八方垂直放置，彼此绝缘，分别通有大小相同电流/。。

固定的刚性正方形线圈MNPQ通有电流/,到。的距离与到》的距离相等，线

圈与导线位于同一平面内。已知通电长直导线在其周围某点所产生的磁感应强度大

小，与该点到长直导线的距离成反比；线圈所受安培力的大小为凡若移走导线a,

则此时线圈所受的安培力大小为（）

M□___N

A.—F,方向向左B.—F,方向向右

22

C.-F,方向向左D.-F,方向向右

22

二、多选题

6.质量M=2.0kg、长度L=1.0m的木板静止在足够长的光滑水平面上，右端静置一

质量加=1.0kg的物块（可视为质点），如图（a）所示。现对木板施加一水平向右的

作用力R尸图像如图（b）所示。物块与木板间的摩擦因数〃=0.3,重力加速度g

A.6s末，物块刚好与木板分离

B.0〜4s内，物块与木板不发生相对滑动

C.0〜6s内，物块与木板组成的系统机械能守恒

D.4〜6s内，拉力R做功等于物块与木板系统动能增量

7.如图是差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分

布，在必端输入稳定的正弦式交流电，电压有效值为。疑，cd间输出电压有效值为

UcdO初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈

内，则铁芯（）

铁芯

B.向下移动，U”增大

C.静止不动，增大Uab则Ucd不变

D.向上移动一段距离后，增大则U”减小

8.如图所示，a。和ac是无限大磁场的分界线，在a。和ac的上下两侧分布着方向相

反、与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为瓦Nbac=90。,P、Q是分界线上的

两点，且aP=aQ=L。现有一质量为机、电荷量为-乡的粒子从P点沿PQ方向水平射

出，粒子射出速度丫=«迦，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。下列说法正确

2m

的是（）

XXXXXXXX

XXXXXXXX

Bq

XXXX/z\xXXX

/\

XXX/••、、、5XX

XX,中•••、&X

X/...............................................、x

《b'...............................................c：、、

B

J7

A.粒子运动的轨迹半径为

2

B.粒子由尸点运动到Q点所用的时间为:詈

C.若射出速度为;V,粒子由尸点运动到。点所用时间为/'=詈

D.若射出速度为2v,粒子第一次运动ac边上的位置到。点的距离为d=（2-0）L

9.一定质量的理想气体从状态。开始，经历三个过程a。、be、ca回到原状态a、其

p-V图像如图所示。ab、be、ca皆为直线，ca平行于p轴，6c平行于V轴。关于理

想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（）

0%2及3%'

A.ca过程中，温度升高

B.a、6两个状态下的气体温度相等

Cea过程中，外界一定对气体做功

D.反过程中，气体一定向外界放热

E.aO过程中，气体分子的平均动能先变大后变小

三、实验题

10.如图（a）所示，某学生小组设计了一个测量重力加速度的实验。实验器材主要有

光电门、下端悬挂祛码的栅栏、安装杆、夹子等。栅栏由不透明带和透明带交替组

成，每组宽度（不透明带和透明带宽度之和）为5cm,栅栏底部边缘位于光电门的正

上方。开始实验时，单击计时按钮，计时器开始工作，使祛码带动栅栏从静止开始自

由下落，每当不透明带下边缘刚好通过光电门时，连接的计算机记下每个开始遮光的

时刻乙，第〃组栅栏通过光电门的平均速度记为1,所得实验数据记录在下表中。

（答题结果均保留3位有效数字）

/一/+乙—i

nt4E/(m7)l-

2

16.4280

26.46890.04091.226.4485

36.50076.4848

46.52750.02681.876.5141

56.55130.02382.106.5394

66.57300.02172.306.5622

76.59290.01992.516.5830

(1)完善表中第3、4列缺失的数据，分别为和;

11.为测量一段粗细均匀的电阻丝的阻值，某学生小组设计如下实验。

(1)先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值，选用的欧姆档为“xlQ”，测量结果如图(a)所

示，则电阻丝的阻值为一Q。

为了更精确测量电阻丝阻值大小，设计图（b）所示电路。

电源4（电动势0〜4.5V可调，内阻不计）、标准电池EN（电动势L0186V）、灵敏

电流计G（阻值约100。）、电流表（量程0〜200mA,内阻不计）、定值电阻与、可

变电阻&（阻值。〜10。）、探针（一端连灵敏电流计，另一端连电阻丝）、米尺、

开关S］和S2、导线若干。

（2）实验步骤如下：

①首先将E。调至较小，闭合开关S1；

②将探针置于电阻丝中间位置附近，&调至最大值。试触开关S2，观察灵敏电流计指

针偏转情况。如果指针偏转，则改变%大小或探针的位置，反复调节直到灵敏电流计

的示数为0。此时纥（pd,Uacb心（填，'、"廿或“<”）；

③当灵敏电流计中通以d向。方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针

向左偏转，则纥要调（填“大”或“小”），或者将探针向（填“左”或“右”）

滑动；

④某次测量时，灵敏电流计的示数为0,电流表示数为100mA,此时测得探针到电阻

丝。端的长度为53.0cm,电阻丝总长度为100.0cm,则电阻丝的阻值为_Q(保留

3位有效数字)。

四、计算题

12.质量为机的小球以速度V。由水平地面竖直向上抛出，经多次与地面碰撞后，最终

静止在地面上。已知小球与地面的碰撞为弹性碰撞，重力加速度记为g,运动过程中

小球所受空气阻力视为恒定，大小为0.6mg。求小球

(1)从抛出到静止所经历的总路程；

(2)向上运动与向下运动的时间之比。

13.图(a)为一种测量带电微粒速率分布的实验装置。图中直径为。的竖直圆筒壁

上有一竖直狭缝S,高度为人宽度忽略不计。紧贴圆筒内壁固定有高度为

"的半圆柱面收集板，用于收集带电微粒；板的一竖直边紧贴狭缝S,上边

与狭缝S上端对齐，上边缘远离狭缝的顶点为P点，另有一距P点弧长为/的点。，

俯视图如图(b)所示。圆筒内存在一竖直向下的匀强电场，电场强度为E。令圆筒以

角速度。绕中心轴顺时针转动，同时由微粒源产生的微粒沿水平方向、以不同的速率

射入圆筒，微粒质量均为加，电荷量均为q(q>0),忽略微粒自身的重力及微粒间的

相互作用。

(1)求Q点所在竖直线上收集到的微粒中，入射速率最大的微粒下落的距离；

(2)为了确保收集板任一竖直线上收集到的微粒速率相同，并且能收集到所有该速率的

微粒，求圆筒转动角速度0的取值范围。

14.如图，容积为匕的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸

内有一活塞，初始时位于汽缸底部工高度处，下方密封有一定质量、温度为”的理想

6

气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大

气压强为Po,活塞产生的压强为;外，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。求

〃抽气孔

阀门

活塞

(1)抽至真空并关闭阀门时，活塞下方理想气体的体积；

(2)温度升至34时，理想气体的压强。

15.负折射率材料是一种折射率为负值的材料，当光从空气照射到负折射率材料界面

时，光波的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线分布在法线的同侧，折射角取

负值。如图为一负折射率材料制成的棱镜横截面，截面为一等边三角形，边长为4m。

一束单色光在截面所在平面内，从中点。射入棱镜，入射角为60。，正好从界面的中

点E射出，不考虑光线在棱镜中的反射，真空中光速为c=3xlC)8m/s求

(1)该棱镜的折射率；

(2)光在棱镜中的传播时间。

五、填空题

16.如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，把一小球从地面S点静止释放，小球

在隧道内的运动可视为简谐振动。已知地球半径为R,小球经过。点时开始计时，由

。向S运动，经"时间第1次过P点(尸点图中未标出)，再经2%时间第2次经过该

点。则小球振动的周期为；。到尸的距离为。

参考答案

1.答案：B

解析：A.四条光谱线中，凡谱线对应的光子波长最大，频率最小，而紫光频率最大,

故A错误；

B.四条光谱线中，应谱线对应的光子波长最小，频率最大，能量最大，故B正确；

C.Hp谱线对应的光子能量为

3x108

E=hc-=6.63x10-34义----------J=4.1X10T9J=2.56eV

A486.27xlO-9

从〃=5的能级向〃=2的能级跃迁时的能量

E'=3.40-0.54=2.86eVE,故C错误；

D.H,谱线对应的光子能量为

3lf)8

E=hc-=6.63x1034x—-~x~-J=4.6x1019J=2.88eV<3.20eV

yA434.17x10-9

由此可知，光子能量小于金属的逸出功，所以该金属不能发生光电效应，故D错误。

故选B。

2.答案：B

解析：从力的角度看，水平方向的力相等，饱粒6的重力大于枇粒。的重力，如图所

不

从运动上看，在水平方向获得的动量相同，饱粒人的水平速度小于枇粒。的水平速

度，而从竖直方向上高度相同"=

运动时间相等x=W

所以%>%,综合可知B正确。故选B。

3.答案：C

解析：A.四个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形abed的四个顶点上，用一小

型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置，但不影响在外界形成的电场，所以四个

等量同种正电荷在正方形中心的合场强为零，故A错误；

B.a。两处的点电荷在M点产生的合场强为0,cd两处的点电荷在M点产生的场强等

大，关于水平线对称，由矢量叠加原理可知合场强的方向水平向左，沿方向，故

B错误；

C.A两处的点电荷在N点产生的合场强为0,ad两处的点电荷在N点产生的场强等

大，关于竖直线对称，由矢量叠加原理可知合场强的方向竖直向下，沿ON方向，故

C正确；

D.若将金属球壳接地，由于静电屏蔽，金属壳外无电场，相当于d点无电荷，。点处

的电场强度是abc的三个点电荷在。点的合成，此时。点处的电场强度不为零，则。

点处的电场强度发生变化，故D错误。故选C。

4.答案：B

解析：由于3颗高度相同的卫星，其信号刚好能够覆盖整个赤道，可知，相邻卫星的

连线与赤道圆周相切，令地球半径为凡卫星轨道半径为厂，根据几何关系有

sin30°=-

r

卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有6粤="1匕

rr

在地球表面有G%

二mg

解得v=5.6km/s,故选B。

5.答案：A

解析：根据左手定则和右手螺旋定则，结合磁感应强度的叠加可得，线圈左右两侧受

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竖直向上，大小都为尸，

合力大小为F=A/F,2+F,2

故撤去导线a,则此时线圈所受的安培力为水平向左，大小为F，=叵F,故选A。

2

6.答案：AB

解析：AB.物块的最大加速度为“ng=皿

解得a=3m/s2

当尸=6N时，假设木板和物块相对静止，则有尸=(M+m)q

解得％=2m/s2<a

则物块可以与木板相对静止，当尸=10N时，木板的加速度为F-〃冽g=Mg

解得出-3.5m/s2>a

物块与木板在4s末的速度相等，根据位移一时间公式可知工a,r—Lqr=L

22

代入数据解得/=2s

所以6s末，物块刚好与木板分离，故AB正确；

C.0〜6s内，物块与木板组成的系统受拉力做功，机械能不守恒，故C错误；

D.根据功能关系可知，4〜6s内，拉力R做功等于物块与木板系统动能增量与系统摩

擦生热之和，故D错误；故选AB。

7.答案：BC

解析：根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电

压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向

下移动，U“都会增大，铁芯静止不动，即使增大。加，但U“依然不变。故选BC。

8.答案：ABCD

2

解析：A.根据g证=加匚

r

粒子运动的轨迹半径为厂=变£,故A正确；

2

B.由几何关系可知，粒子依次通过Pa中点、〃点、中点、。点，粒子运动轨迹如图

XXXXXXXX

时间恰好为一个周期，即

t=T=—,故B正确；

qB

C.若射出速度为Lv,同理A选项，运动半径也L,运动轨迹如图

24

XXXXXXXX

运动时间为

f=2T=匈,故C正确；

qB

D.若射出速度为2v,则运动半径为国，粒子运动轨迹如图

由几何关系可知，粒子第一次运动ac边上的位置到。点的距离为

d=L—r(l—sin45°)=(2—故D正确。故选ABCD。

9.答案：ADE

解析：A.ca过程中，体积不变，气体压强增大，根据查理定律，气体温度升高，故A

正确；

B.由图知八人两个状态下匕=%,匕=3%,pip。,Pb=p。

根据理想气体状态方程&匕=旦以

解得几=&Q=3,故B错误；

TbPM3

C.ca过程中，体积不变，则W=0,故C错误；

D.A过程中，根据热力学第一定律AU=W+。

因体积变小，所以W>0

压强不变，体积变小，根据盖-吕萨克定律，温度降低，所以内能变小，即AUvO

所以Q<0

体积减小气体一定放热，故D正确；

E.根据a、6两点的等温线，可知时过程中温度先增大后减小，所以气体分子的平均

动能先变大后变小，故E正确。故选ADE。

10.答案：(1)1.57；0.0318

(2)9.69

解析：(1)根据/=。3—/3_1=6.5007s—6.4689s=0.0318s

4-n+p_d5x10

不艮据=-=------m/s=1.57m/s

t0.0318

2

⑵由图可知g=义=2.67-1.12^2=9.69m/s

t6.60-6.44

11.答案：(1)19.9(2)(2)=；=③调小;左④19.2

解析：(1)选用的欧姆档为“xlC”，则电阻为19.9Q；

⑵②调节直到灵敏电流计的示数为0,则c、d两点电势差为0,可知此时牝=外，

Um=EN。

③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针

向左偏转，说明有从c向d方向的电流，则c端电势较高，E。要调小，或者将探针向

左滑动，从而减小。端电势；

④某次测量时，灵敏电流计的示数为0,电流表示数为100mA,此时测得探针到电阻

丝。端的长度为53.0cm,电阻丝总长度为100.0cm,根据题意可知，电阻丝的阻值为

尺=为出

=19.2。

“153.0

12.答案：(1)浜(2)，

6g2

解析：(1)设从抛出到静止小球所经历的总路程为S,对整个过程，重力做功为零，根

据动能定理得-0.6nigs=0-g/w：

解得5=坐

6g

(2)小球上升和下降过程的加速度大小分别为

me+0.6m£,

q=----------------=14.6g

m

m

小球第1次向上运动的时间和位移大小分别为

,0-%%

=---------

-ax1.6g

寸山公工

1213.2g

设小球第1次向下运动的时间和末速度大小分别为弓和匕，则有

12

芯=5a2f2

v；=2a2%

解得，2=生,匕="

4g2

由于小球与地面的碰撞为弹性碰撞，则小球第2次以大小为匕的初速度开始向上运

动，向上运动的时间和位移大小分别为J="乜=’」；/=可八=去

-q3.2g一2-12.8g

设小球第2次向下运动的时间和末速度大小分别为以和V2,则有

解得「会；

8g4

同理，小球第3次向上运动的时间和位移大小分别为

,二%丫J+0―尤

_%6.4g32551.2g

小球第3次向下运动的时间和末速度大小分别为

=池.=&^£_

t616g'v386=51.2g

以此类推……

则小球向上和向下运动的时间分别为

培=%+r3+，5+…+*

Z•下=t2+tA+"+..•+/2

故小球向上与向下运动的时间之比为里=」

心2

13.答案：（1）%=5怒⑵7i2qE2n2qE

2m（H-h）VmH

解析：（1）打在。点所在竖直线上的微粒，入射速率最大时，圆筒转过的角度为

ZD

对应的时间为:一

3

加速度为。

m

下落高度为=g成之

2qEl2

求得方=

mD?①2

（2）带电微粒进入圆筒后，圆筒转过一圈的过程中，能收集到的速率最小的微粒下降的

高度为力,第一圈末时，过尸点的竖直线