精品解析：2024届黑龙江省大庆市实验中学实验二部高三下学期阶段考试（二）物理试题

大庆实验中学2024年高三下学期阶段考试（二） 物理试题 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 把一块铀矿石放在一只玻璃管内，过几天在管内发现了氦气，已知矿石中存在铀核，则在此过程中（　　） A. 涉及到反应方程式为 B. 放入矿石后至少需等待一个半衰期才有氦气产生 C. 矿石中的铀核发生α衰变生成氦原子 D. 矿石必须达到一临界质量才有氦气产生 2. 关于光学现象，下列说法正确的是（　　） A. 图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射 B. 图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的 C. 图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象 D. 图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象 3. 一阶梯如图所示（有很多级台阶，图中只画出了一部分），每级台阶的高度和宽度均为，一小球（视为质点）以大小为的速度水平飞出，取重力加速度大小，不计空气阻力，小球第一次将落在第n级台阶上，则n为（　　） A. 10 B. 11 C. 12 D. 13 4. 如图所示，质量为m球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动。忽略一切摩擦。已知斜面倾角为，取重力加速度为g。则挡板对球的弹力大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有三个点，其电势分别为，是等腰直角三角形，斜边，是AC的中点，则匀强电场的场强大小与方向是（　　） A. 、由A指向B B. 、由A指向C C. 、由A指向B D. 、由A指向C 6. 2020年11月28日，嫦娥五号探测器在地月转移轨道进行第一次“制动”，成功被月球捕获后沿椭圆轨道Ⅰ运动，29日进行第二次近月“制动”，最终才进入距离月球约200公里的环月圆轨道Ⅱ（如图所示），点是Ⅰ、Ⅱ两个轨道的切点，点是椭圆轨道Ⅰ的远月点，下列判断正确的是（　　） A. 探测器在Ⅰ轨道上点的速率小于在点的速率 B. 探测器在Ⅰ轨道上点的加速度等于在Ⅱ轨道上点的加速度 C. 探测器在I轨道上的机械能等于在Ⅱ轨道上的机械能 D. 探测器在I轨道上的运行周期小于在Ⅱ轨道上的运行周期 7. 小明运动后用网兜将篮球挂在相互垂直的墙角。简化图如图所示，设篮球质量为、半径为，悬挂点为互相垂直的两竖直墙壁交线处的点，到球心的距离为，一切摩擦不计，则篮球对任一墙壁的压力大小为（　　） A. B. C. D. 8. 一列沿x轴负方向传播简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，经，P质点从t＝0时刻开始首次位于波峰位置。Q点的坐标是，则下列说法正确的是（ ） A. 波速5cm/s B. 周期为2.4s C. t＝1.0s时，质点Q的位移为2cm D. t＝1.5s时，质点Q的位移为cm 9. 如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度为（g为重力加速度），该物体在斜面上上升的最大高度为h，下列说法正确的是（　　） A. 物体上升过程中重力势能增加了mgh B. 物体上升过程中克服摩擦力做功为 C. 物体上升过程中机械能减少了 D. 整个过程物体的机械能守恒 10. 如图为一磁约束装置的简化示意图，内半径为R、外半径为3R的环状区域内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。圆心O和内圆边界上S处各有一粒子源，两粒子源均可沿纸面内任意方向射出质量为m、电荷量为q的相同带电粒子。不计粒子的重力及粒子间的相互作用和碰撞，下列说法正确的是（　　） A. 从S点射出的粒子速率只要小于，都不能从外边界离开磁场 B. 从S点射出的粒子速率只要大于，都可以从外边界离开磁场 C. 从O点射出的粒子速率只要小于，都不能从外边界离开磁场 D. 从O点射出的粒子速率只要大于，都可以从外边界离开磁场 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 为了研究滑块的运动，选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置，实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动，漏斗可以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置，如图乙所示。 （1）漏斗和细线构成单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同_______?（填写仪器序号）。 A．打点计时器　　B．秒表　　C．天平 （2）已知单摆周期T=2s，在图乙中AB=24.1cm，BC=27.9cm、CD=31.8cm、DE=35.5cm，则单摆在经过D点时，滑块的瞬时速度为___，滑块的加速度为a=______（结果保留两位有效数字） 12. 如图1所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约，内阻约。现提供的器材如下： A．电池组 B．电压表（量程，内阻约） C．电压表（量程，内阻约） D．电阻箱（） E．定值电阻 F．定值电阻 G．开关和导线若干 （1）如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择__________（选填“B”或“C”）；定值电阻应选择__________（选填“E”或“F”）。 （2）改变电阻箱阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为__________（用字母表示）。 13. 为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下：a、打开阀门K，使管A、容器C、容器B和大气相通，上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置；b、关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm；c、打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K；d、向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为20.0cm。已知容器C和管A的总体积为，求被测固体的体积？ 14. 如图所示，质量均为m的物块A、B用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的刚性轻绳连接，A与地面接触，B离地面的高度h为1.2m，质量为2m的圆环C套在轻绳上，C在B上方处。由静止释放圆环C，C下落后与B碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，不计C与绳之间的摩擦和空气阻力，A、B、C均可视为质点，重力加速度取，求： （1）C、B碰撞后瞬间，A的速率为多大； （2）碰撞后，B经过多长时间到达地面。 15. 如图所示，左侧倾角、足够长的光滑平行金属导轨与右侧足够长的水平光滑平行金属导轨之间用两段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）连接，两导轨的水平部分在同一水平面内，间距为d，倾斜导轨顶端连接阻值为R的定值电阻。两部分导轨分别处于与导轨平面垂直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中（图中未画出）。质量为3m的金属棒Q静止在圆弧底部，质量为5m的金属棒P从倾斜导轨上某处由静止滑下，当金属棒P到达倾斜导轨底端时速度恰好达到最大。金属棒P、Q的电阻均为R，两棒发生弹性碰撞且碰撞时间极短，两棒始终与导轨垂直且接触良好，不计金属导轨的电阻。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： （1）金属棒P到达倾斜导轨底端时的速度大小； （2）金属棒P、Q碰撞后金属棒P的速度大小； （3）从金属棒P、Q碰撞后到两棒的运动状态达到稳定的过程中，金属棒P、Q的位移差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大庆实验中学2024年高三下学期阶段考试（二） 物理试题 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 把一块铀矿石放在一只玻璃管内，过几天在管内发现了氦气，已知矿石中存在铀核，则在此过程中（　　） A. 涉及到反应方程式为 B. 放入矿石后至少需等待一个半衰期才有氦气产生 C. 矿石中的铀核发生α衰变生成氦原子 D. 矿石必须达到一临界质量才有氦气产生 【答案】A 【解析】 【详解】A．铀核自发进行α衰变和β衰变，会涉及到α衰变方程，即 故A正确； B．半衰期是原子核半数发生衰变所需要的时间，是一种针对大量原子核的统计规律。因此无需等待一个半衰期才产生氦气。故B错误； C．铀核自发进行α衰变和β衰变，放出电子和氦核，两种微粒组合会形成氦原子，大量的氦原子就形成了氦气，故C错误； D．只要存在铀核便会发生α衰变和β衰变，无需达到一定质量。故D错误。 故选A。 2. 关于光学现象，下列说法正确的是（　　） A. 图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射 B. 图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的 C. 图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象 D. 图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象 【答案】D 【解析】 【详解】AB．图甲：光导纤维中，只有光的入射角大于等于发生全反射的临界角，才能发生全反射；若光源是白光，如果所有颜色光在光导纤维均能发生全反射，则所有颜色光的传播路径完全相同，从光导纤维中射出的光仍然是白光，故AB错误； CD．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象，故C错误，D正确。 故选D。 3. 一阶梯如图所示（有很多级台阶，图中只画出了一部分），每级台阶的高度和宽度均为，一小球（视为质点）以大小为的速度水平飞出，取重力加速度大小，不计空气阻力，小球第一次将落在第n级台阶上，则n为（　　） A. 10 B. 11 C. 12 D. 13 【答案】D 【解析】 【详解】如图 设小球落到斜线上的时间t，水平方向 竖直方向 且 解得 相应的水平距离 台阶数 知小球第一次将落在第13级台阶上。 故选D。 4. 如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。现用力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动。忽略一切摩擦。已知斜面倾角为，取重力加速度为g。则挡板对球的弹力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，以小球为研究对象，受力如图所示 小球受重力、竖直挡板对它的弹力和斜面对它的弹力。竖直方向根据受力平衡可得 水平方向根据牛顿第二定律可得 联立解得 故选C。 5. 如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有三个点，其电势分别为，是等腰直角三角形，斜边，是AC的中点，则匀强电场的场强大小与方向是（　　） A. 、由A指向B B. 、由A指向C C. 、由A指向B D. 、由A指向C 【答案】D 【解析】 【详解】在匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点电势的平均值，D是A、C连线的中点，则D点的电势 又因为 所以B、D的连线是等势线，因为匀强电场的电场线与等势面垂直，且由几何关系可得AC与BD垂直，则电场沿着AC由A指向C，大小为 故选D。 6. 2020年11月28日，嫦娥五号探测器在地月转移轨道进行第一次“制动”，成功被月球捕获后沿椭圆轨道Ⅰ运动，29日进行第二次近月“制动”，最终才进入距离月球约200公里环月圆轨道Ⅱ（如图所示），点是Ⅰ、Ⅱ两个轨道的切点，点是椭圆轨道Ⅰ的远月点，下列判断正确的是（　　） A. 探测器在Ⅰ轨道上点的速率小于在点的速率 B. 探测器在Ⅰ轨道上点的加速度等于在Ⅱ轨道上点的加速度 C. 探测器在I轨道上的机械能等于在Ⅱ轨道上的机械能 D. 探测器在I轨道上运行周期小于在Ⅱ轨道上的运行周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．M点是Ⅰ轨道上椭圆的近地点，N点为远地点，根据开普勒第二定律可知探测器在M点的速率较大，故A错误； B．根据万有引力产生加速度，可知 探测器在轨道上M点的加速度等于在Ⅱ轨道上M点的加速度，故B正确； C．探测器从I轨道上M点减速才能变轨到圆轨道Ⅱ，其机械能减小，故探测器在I轨道上机械能大于在Ⅱ轨道上的机械能，故C错误； D．I轨道的半长轴大于Ⅱ轨道的半径，根据开普勒第三定律可得探测器在I轨道上的运行周期大于在Ⅱ轨道上的运行周期，故D错误； 故选B。 7. 小明运动后用网兜将篮球挂在相互垂直的墙角。简化图如图所示，设篮球质量为、半径为，悬挂点为互相垂直的两竖直墙壁交线处的点，到球心的距离为，一切摩擦不计，则篮球对任一墙壁的压力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对球进行受力分析，球受重力Mg、绳子的拉力T及两个墙壁对它的支持力，两个支持力大小相等，夹角为，设支持力的大小为N、绳子与竖直墙壁交线的夹角，根据几何知识可知球心到竖直墙壁交线的垂直距离为 故 解得 在竖直方向上根据受力平衡可得 解得 在水平方向上根据受力平衡可知两个墙壁对球的支持力的合力大小等于绳子拉力T的水平分力的大小，即 解得 根据牛顿第三定律可得则球对任一墙壁的压力大小为，B正确。 故选B。 8. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，经，P质点从t＝0时刻开始首次位于波峰位置。Q点的坐标是，则下列说法正确的是（ ） A. 波速为5cm/s B. 周期为2.4s C. t＝1.0s时，质点Q的位移为2cm D. t＝1.5s时，质点Q的位移为cm 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．由图可知，简谐横波的波长为 波沿轴负方向传播，根据波形平移法知t＝0时刻P点向下振动，经个周期首次到达波峰位置，由此可知 解得 则波速为 故A正确；B错误； CD．波传到Q点的时间为 t＝1.0s时，质点Q的位移为 t＝1.5s时，质点Q的位移为 故CD正确。 故选ACD。 9. 如图所示，一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面，其运动的加速度为（g为重力加速度），该物体在斜面上上升的最大高度为h，下列说法正确的是（　　） A. 物体上升过程中重力势能增加了mgh B. 物体上升过程中克服摩擦力做功为 C. 物体上升过程中机械能减少了 D. 整个过程物体的机械能守恒 【答案】AC 【解析】 【详解】A．物体在斜面上上升的最大高度为h，克服重力做功为mgh，则重力势能增加了mgh，故A正确； BCD．根据牛顿第二定律得 可得到摩擦力大小为 物体克服摩擦力做功为 所以物体的机械能损失了，故C正确，BD错误。 故选AC。 10. 如图为一磁约束装置的简化示意图，内半径为R、外半径为3R的环状区域内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。圆心O和内圆边界上S处各有一粒子源，两粒子源均可沿纸面内任意方向射出质量为m、电荷量为q的相同带电粒子。不计粒子的重力及粒子间的相互作用和碰撞，下列说法正确的是（　　） A. 从S点射出的粒子速率只要小于，都不能从外边界离开磁场 B. 从S点射出的粒子速率只要大于，都可以从外边界离开磁场 C. 从O点射出的粒子速率只要小于，都不能从外边界离开磁场 D. 从O点射出的粒子速率只要大于，都可以从外边界离开磁场 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．假设粒子带负电，从S点射出的粒子最容易从外边界离开磁场的轨迹如图 由几何关系可得 根据 解得 同理粒子速度向下对应最不容易从大圆射出磁场，与大圆的左边界相切，此时的半径为 对应的速度为，可知从S点射出的粒子速率只要大于，都可以从外边界离开磁场。故A错误；B正确； CD．从O点射出的粒子恰好不能从外边界离开磁场的轨迹如图 由几何关系，可得 根据 联立，解得 可知从O点射出的粒子速率只要小于，都不能从外边界离开磁场。从O点射出的粒子速率只要大于，都可以从外边界离开磁场。故C正确；D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 为了研究滑块的运动，选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置，实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动，漏斗可以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置，如图乙所示。 （1）漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同_______?（填写仪器序号）。 A．打点计时器　　B．秒表　　C．天平 （2）已知单摆周期T=2s，在图乙中AB=24.1cm，BC=27.9cm、CD=31.8cm、DE=35.5cm，则单摆在经过D点时，滑块的瞬时速度为___，滑块的加速度为a=______（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. A ②. 0.34 ③. 0.038 【解析】 【详解】（1）[1]单摆振动具有周期性，摆球每隔半个周期经过纸带中线一次，单摆在该实验中所起的作用与打点计时器相同，A正确，BC错误；故选A。 （2）[2][3]在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故有 根据逐差法计算加速度 代入数据得 a=0.038m/s2 12. 如图1所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图，已知电池组的电动势约，内阻约。现提供的器材如下： A．电池组 B．电压表（量程，内阻约） C．电压表（量程，内阻约） D．电阻箱（） E．定值电阻 F．定值电阻 G．开关和导线若干 （1）如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择__________（选填“B”或“C”）；定值电阻应选择__________（选填“E”或“F”）。 （2）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、a，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为__________（用字母表示）。 【答案】 ① C ②. E ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]根据电表的选取原则：电表读数要大于其量程的三分之一，而在选择电压表时最好尽可能的选择最大量程与电源电动势接近的电表，根据题已知，电池组的电动势约为3V，因此在所提供的最大量程分别为10V与3V的两电压表中应选择最大量程为3V的电压表，故选C； [2]该测量电路为串联电路，根据串联分压原理可知，若定值电阻选择过大，则在调节电阻箱的过程中电压表的示数变化不明显，因此为了在调节电阻箱时增强调节的灵敏性，使电压表示数的变化更明显，则应选择阻值小的定值电阻，故选E。 （2）[3][4]根据电路图，由闭合电路的欧姆定律可得 整理可得 结合图像可得 ， 解得 ， 13. 为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下：a、打开阀门K，使管A、容器C、容器B和大气相通，上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置；b、关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm；c、打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K；d、向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为20.0cm。已知容器C和管A的总体积为，求被测固体的体积？ 【答案】 【解析】 【详解】设水银的密度为ρ，大气压强为p0，容器B体积为VB，管A和容器C的总体积为VC，矿物体积V。以C、A、B中封闭的气体为研究对象，以封闭时水银面处于n处为初状态，以水银面调至m处为末状态。由玻意耳定律得 以C中装入矿物质后C、A、B中气体为研究对象，以封闭时水银面处于n处为初状态，以水银面调至m处为末状态．由玻意耳定律得 解得 14. 如图所示，质量均为m的物块A、B用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的刚性轻绳连接，A与地面接触，B离地面的高度h为1.2m，质量为2m的圆环C套在轻绳上，C在B上方处。由静止释放圆环C，C下落后与B碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，不计C与绳之间的摩擦和空气阻力，A、B、C均可视为质点，重力加速度取，求： （1）C、B碰撞后瞬间，A的速率为多大； （2）碰撞后，B经过多长时间到达地面。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）C下落过程，根据动能定理 解得 C、B碰撞后瞬间系统动量守恒   解得A、B、C的共同速率为 （2）C与B碰撞后粘在一起，一起向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 得 由运动学公式有 解得碰撞后，B经过时间 到达地面。 15. 如图所示，左侧倾角、足够长的光滑平行金属导轨与右侧足够长的水平光滑平行金属导轨之间用两段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）连接，两导轨的水平部分在同一水平面内，间距为d，倾斜导轨顶端连接阻值为R的定值电阻。两部分导轨分别处于与导轨平面垂直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中（图中未画出）。质量为3m的金属棒Q静止在圆弧底部，质量为5m的金属棒P从倾斜导轨上某处由静止滑下，当金属棒P到达倾斜导轨底端时速度恰好达到最大。金属棒P、Q的电阻均为R，两棒发生弹性碰撞且碰撞时间极短，两棒始终与导轨垂直且接触良好，不计金属导轨的电阻。重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： （1）金属棒P到达倾斜导轨底端时的速度大小； （2）金属棒P、Q碰撞后金属棒P的速度大小； （3）从金属棒P、Q碰撞后到两棒的运动状态达到稳定的过程中，金属棒P、Q的位移差。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒P速度最大时加速度为零，此时有 解得金属棒P到达底端的速度大小为 （2）金属棒P和Q碰撞前后，由动量守恒定律可得 由机械能守恒定律可得 联立解得金属棒P、Q碰撞后金属棒P的速度大小为 ， （3）碰后金属棒P和Q组成的系统，水平方向上所受的合外力为0，则水平方向上动量守恒，两棒的运动状态达到稳定时两金属棒的速度相同，再水平方向上，由动量守恒定律 解得两金属棒一起做匀速直线运动时速度大小为 设两金属棒碰后至一起做匀速直线运动过程中，两者的位移差为，所经历的时间为，回路的平均电流为，则 此过程中，对金属棒P，由动量定理可得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $