2023-2024年重庆市高三下学期第二次联合诊断检测（二模）物理试题（解析版）

重庆市高2024届（三下）第二次学业质量调研抽测物理试卷一、单选题1.2023年艺术体操亚锦赛，中国选手赵雅婷以31.450分摘得带操金牌。带操选手伴随着欢快的音乐，完成了各项专业动作，产生各种优美的波形。如图为带操某一时刻的情形，下列说法正确的是（）A.带上质点的速度就是波传播的速度 B.带上质点运动的方向就是波传播的方向C.图示时刻，质点的速度大于质点的速度 D.图示时刻，质点的加速度大于质点的加速度【答案】D【解析】机械能的传播速度由介质决定，与质点的振动速度无关，故A错误；图示为横波，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，故B错误；图示时刻，质点在波谷，质点在平衡位置附近，质点偏离平衡位置的位移较大，则质点的速度小于质点的速度，质点的加速度大于质点的加速度，故C错误，D正确。故选D。2.如图，一带正电粒子仅在电场力作用下，从点运动到点过程中，下列说法正确的是（）A.该粒子加速度增大 B.该粒子速度增大 C.该粒子电势能减少 D.该粒子可能做直线运动【答案】A【解析】由于点电场线较疏，则点电场强度较小，加速度较小，故A正确；由于力的方向和位移方向夹角为钝角，则电场力做负功，粒子动能减小，电势能增大，速度减小，故B、C错误；由于粒子运动方向和受力方向不共线，则粒子做曲线运动，故D错误。故选A3.某汽车沿直线停车过程中，其图像如图所示。已知该汽车所有减速过程的加速度均相等，中间有一段时间匀速运动，图示整个过程中该汽车行驶了。则该汽车匀速运动的时间为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】图像斜率的绝对值表示加速度大小，可知该汽车减速过程的加速度大小为，利用逆向思维，两次减速过程中，该汽车的总位移为，则汽车匀速运动的时间，故选B。4.已知某两个相距足够远的星球的密度几乎相等，若将这两个星球视为质量分布均匀的球体（两星球的半径不同），忽略自转及其他天体的影响，关于这两个星球，下列物理量近似相等的是（）A.表面的重力加速度大小 B.第一宇宙速度大小C.表面附近卫星运动的周期 D.相同圆形轨道卫星的速度大小【答案】C【解析】设星球的半径为、密度为，两星球密度相等、半径不同，由，解得星球表面的重力加速度大小，故A错误；由，得第一宇宙速度大小，故B错误；由，得星球表面附近卫星运动的周期，故C正确；由，解得相同圆形轨道卫星的速度大小，故D错误。故选C。5.已知氢原子处于基态的能量为，第能级的能量。大量处于某同一激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光子中能量最大为，为普朗克常量。则这些氢原子向低能级跃迁时，辐射的光子中频率最小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】从能级直接跃迁至基态时，辐射的光子能量最大，则有，解得可知，处于该激发态的氢原子向第能级跃迁时，辐射的光子的能量最小，频率最低，则有，解得，故选A。6.如图所示，两根半圆柱体静止于粗糙程度处处相同的水平地面上，紧靠但无相互作用力。现将一根圆柱体轻放在这两根半圆柱体上，三者均静止。已知圆柱体和两半圆柱体的材料、长度、半径、密度均相同，不考虑它们之间的摩擦，则半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设圆柱体的质量为，则半圆柱体的质量为，设圆柱体与半圆柱体之间的弹力大小为，对圆柱体进行受力分析，根据平衡条件有，解得，令地面对一个半圆柱体的支持力为，结合对称性，对圆柱体与半圆柱体整体进行分析有，解得，三者始终处于静止状态，则有，解得，即半圆柱体与水平地面间的动摩擦因数至少为。故选B。7.如图1所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，其左侧连接定值电阻，整个导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，导轨电阻不计。一质量且电阻不计的细直金属杆置于导轨上，与导轨垂直并接触良好。时刻，杆在水平向右的拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动，力随时间变化的图像如图2所示，时刻撤去力。整个运动过程中，杆的位移大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】到时间段内，杆做匀加速直线运动，有，其中，可得，结合图像知，故，斜率，撤去力时，杆的速度，杆的位移，撤去力后，对杆由动量定理有，联立解得，故总位移，故选C。二、多选题8.如图所示，为测反应时间，甲同学用手指捏住一质量为、测量范围为“”的直尺顶端，使其竖直静止，乙同学用一只手在直尺“零刻度”位置做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺。设定从甲同学放开手指让直尺自由下落，到乙同学的手刚触到直尺的过程中，所经过的时间为乙同学的反应时间。某次测试时，乙同学的手触到直尺后，直尺继续下滑了，最终停在了处，整个过程中乙同学手的位置不变。重力加速度取，不计空气阻力，则（）A.乙同学的反应时间为 B.乙同学的反应时间为C.乙同学的手对直尺的平均摩擦力大小为 D.乙同学的手对直尺的平均摩擦力大小为【答案】B、D【解析】直尺做自由落体运动的距离，由可得乙同学的反应时间，故B正确，A错误；设乙同学的手对直尺的平均摩擦力大小为手刚触到直尺时，直尺的速度，整个下落过程中，由动能定理有，解得，故D正确，C错误。故选B、D。9.如图1是一底面积为且导热性能良好的圆柱形薄壁气缸，气缸内距其水平底部高处有可视为质点的卡点，气缸上端有一密封良好且可无摩擦滑动的轻活塞，气缸内封闭有一定质量的理想气体。缓慢改变气缸内的温度，使缸内封闭气体由状态经状态变化到状态，该过程中，活塞到气缸底部的高度与气缸内热力学温度的关系如图2所示，整个过程中缸内封闭气体吸收的热量为。已知外界环境气压始终为气缸内初始热力学温度为，则（）A.在状态时，缸内封闭气体的压强为 B.在状态时，C.整个过程中，缸内封闭气体的内能增加量为 D.直线一定不过坐标原点【答案】A、B【解析】由图像可知，从状态到状态，缸内封闭气体发生等容变化，活塞位于卡点处，从状态到状态，缸内封闭气体发生等压变化，缸内封闭气体的压强恒为，从状态到状态，由，解得，故A正确；从状态到状态，由，，，联立解得，故B正确；从状态到状态，缸内封闭气体对外做功，由热力学第一定律，有，故C错误；从状态到状态，由(常量)知，直线一定过坐标原点，故D错误。故选A、B。10.如图所示，定值电阻、与的阻值均为，理想变压器原线圈接输出电压有效值恒定的交流电源，原、副线圈匝数之比，电表均为理想交流电表。闭合开关且电路稳定后，电流表示数为，电压表示数为。下列说法正确的是（）A.通过的电流是通过电流的倍B.通过的电流是通过电流的倍C.若仅使阻值变小，则该电源的输出功率一定变大D.若仅使阻值变小，则电流表示数的变化量与电压表示数的变化量之比保持不变【答案】A、C、D【解析】由题知，故，又由，可得，故A正确；由，可得，故B错误；将副线圈及其负载等效到原线圈电路中，当变小时其等效电阻变小，原线圈中电流变大，故该电源的输出功率一定变大，故C正确；将等效为理想电源的内阻，可知电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比，保持不变，故D正确。故选A、C、D。三、实验题11.某兴趣小组利用斜槽和多个相同小玻璃球来研究平抛运动的特点，部分实验装置如图所示。主要实验步骤如下：①将斜槽固定在贴有正方形方格纸的木板旁，调节木板竖直（方格纸中的竖线也竖直）；②依次将多个相同小玻璃球从斜槽上同一位置由静止释放；③玻璃球运动过程中，用手机对玻璃球进行拍摄，选择满意的照片进行分析处理。试回答下列问题：（1）以下操作中，必须的是______（单选，填正确答案标号）。A.斜槽尽可能光滑 B.斜槽末端切线水平 C.玻璃球体积适当大些（2）如题，某次实验所拍照片中同时出现了三个小球。已知该方格纸每小格的边长为，当地重力加速度取，忽略空气阻力，则玻璃球做平抛运动的水平初速度____，图中球所在位置到斜槽末端的水平距离______。【答案】（1）B；（2）；【解析】（1）由于玻璃球每次都从斜槽上同一位置由静止开始运动，无论斜槽是否光滑，玻璃球到达斜槽末端的速度相同，故A错误；由于本实验研究平抛运动，斜槽末端切线必须水平，故B正确；玻璃球体积大不利于确定位置，故C错误。故选B。（2）玻璃球在水平方向做匀速直线运动，因此由到和由到的时间相等，设为，设图2中所在位置的竖直速度为，正方形小方格的边长，则在竖直方向，由到有，解得，由到有，解得，玻璃球做平抛运动的水平初速度；图2中所在位置到斜槽末端的水平距离。12.某探究小组利用图1所示电路来测量定值电阻的阻值，并测定直流电源的电动势与内阻。所用实验器材有：直流电源、电压表（可视为理想电表）、定值电阻、电阻箱、待测电阻、开关、单刀双掷开关和导线若干。部分实验步骤如下：①连接好电路后，将电阻箱调至适当阻值，开关，闭合开关；②读取电阻箱的阻值和电压表的示数；③改变电阻箱的阻值，重复步骤②，测得多组和的数值；④断开开关，作出的线性关系图像如图所示，其中、、已知。（1）图像的横坐标应为__________（选填“”或“”）。（2）开关接，闭合开关，读出电压表的示数，且，则在图中可以查出对应的待测电阻______。（3）利用图像还可以测量该直流电源的电动势和内阻，则该直流电源的电动势_____，内阻________。（用、、、表示）【答案】（1）；（2）；（3）；【解析】（1）由闭合电路欧姆定律得，解得，可知。（2）由图像可知，当时，，故。（3）结合图像可知，，，解得，。四、解答题13.如图所示，一圆柱形均质实心玻璃体竖直固定在真空中，其上底面中心处有一点光源，可向下方各个方向发射某种单色光。该点光源从处射向该玻璃体下底面边缘圆周上的光恰好发生全反射，已知该玻璃体的底面圆半径为、高为，其下底面到水平屏的高度为，真空中的光速为，不考虑光在玻璃体侧面的折射以及光的反射。求：（1）该玻璃体对该单色光的折射率；（2）该单色光从处沿竖直向下方向到达水平屏所经过的时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设该玻璃体对该单色光的折射率为，该单色光的全反射临界角为，则，由几何关系得，解得。（2）该单色光在该玻璃体中传播的速度大小，该单色光从处沿竖直向下方向到达水平屏所经过的时间，联立解得。14.2024年春节前夕，因“冻雨”导致众多车辆在某些高速路段停滞，并发生了一些交通事故。如图所示，受高速路面冰雪影响，乙车停在水平高速路面上，甲车以速度从乙车正后方同一车道匀速驶来，在距乙车处紧急刹车（牵引力瞬间变为零），但仍与乙车发生了碰撞:碰撞后，甲、乙两车各自减速运动、后停止运动。若甲、乙两车完全相同且均可视为质点，两车碰撞时间很短可不计，碰撞前、后两车质量均不变，两车始终在同一直线上，两车在冰雪路面上的所有减速运动均视为加速度相同的匀减速运动。求：（1）碰撞后瞬时，甲、乙两车的速度大小之比；（2）甲车从刹车到停止运动所经过的时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设碰撞后瞬时，甲、乙两车的速度大小分别为、，从碰撞后到停止运动过程中对甲车有，对乙车有，联立解得，即。（2）设碰撞前瞬时，甲车的速度大小为，两车质量均为，碰撞过程中，由动量守恒定律有，解得，，甲车从刹车到碰撞前瞬时，有，解得，，，因此，甲车从刹车到停止运动所经过的时间。15.如图1所示，为足够大的水平矩形绝缘薄板，边右侧距其处有一足够长的狭缝，且，边上处有一个可旋转的粒子发射源（可视为质点），可向薄板上方指定方向同时持续发射质量为、电荷量为（）、速度大小介于的所有粒子。现以点为原点，沿方向为轴正方向，垂直且水平向右为轴正方向，垂直薄板向上为轴正方向，建立三维直角坐标系。且区域内分布着沿方向的匀强磁场，且区域内分布着沿方向的匀强电场，场强大小。如图2所示，第一次操作时，发射源绕轴、在平面内从方向开始顺时针缓慢匀速转动圈，当其转过的角度时，速度为的粒子恰好能通过狭缝进入电场。如图3所示，第二次操作时，发射源绕轴、在平面内从方向开始顺时针缓慢匀速转动半圈。不计粒子重力及粒子间的相互作用力，不考虑粒子间的碰撞，粒子落在薄板上被导走对下方电场没有影响。求：（1）该匀强磁场的磁感应强度大小；（2）第一次操作时，粒子落在薄板上表面到点的最大距离及对应的粒子运动时间；（3）第二次操作时，粒子最终落在薄板上的精确区域。【答案】（1）；（2），或；（3）见解析【解析】（1）设第一次操作时，当发射源转过的角度为时，速度为的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据几何关系有，粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有，解得。（2）当发射源