四川省成都市字节教育高能模拟预测联考2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

工作秘密 严禁外传 擅自泄露 严肃追责 成都市2023级高中毕业班摸底测试模拟试题 物 理 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项: 1. 答题前, 务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2. 答选择题时，必须使用2B铅笔填涂对应题目的答案标号，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。 3. 答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4. 所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5. 考试结束后, 只将答题卡交回。 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 符合要求。 1．近代科学家发现了质子和中子等微观粒子，促进了对原子核的认识和利用。下列四个核反应方程式中都有中子，我国利用中子进行核裂变发电的反应方程式是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，一个边界为PQ、MN（两边界上有磁场）的足够大的匀强磁场区域，宽度为d，磁场方向垂直纸面向里。O点处有一体积可忽略的粒子发射装置，能够在纸面内向磁场各个方向连续、均匀地发射速度大小相等的质子，发现从磁场MN边界射出的质子数占总数的三分之一，不计质子间相互作用及重力，则MN边界上有质子射出的区域长度为（    ） A． B． C． D． 3．在《流浪地球2》电影中出现了太空电梯的科幻设想（如图甲）。人类可以乘坐电梯轿厢从固定在地面的基座出发，经国际空间站（轨道距地球表面约400km）向同步轨道空间站（距地球表面约36000km）运行（如图乙），在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．电梯轿厢所受地球的万有引力逐渐增大 B．电梯轿厢绕地球运行的线速度逐渐增大 C．电梯轿厢绕地球运行的角速度逐渐增大 D．电梯轿厢绕地球运行的向心加速度逐渐减小 4．如图所示，ABCD为一边长为a的正方形的四个顶点，O为正方形的中心，E点是O点关于AD的对称点，F点是O点关于BC的对称点。在A点、B点分别放置电荷量为+Q的点电荷，在C点放置电荷量为+2Q的点电荷，在D点放置电荷量为-Q的点电荷。以无穷远为电势零点，下列说法中正确的是（　　） A．O点的电场强度大小为E0= B．O点的电场强度大小为E0= C．O点电势小于零 D．将试探电荷-q从E点移到F点电势能减小 5．一定质量的理想气体，由温度为T1的状态1经等容变化到温度为T2的状态2，再经过等压变化到状态3，最后变回到初态1，其变化过程如图所示，则（   ） A．从1到2过程中，气体对外做功，内能减小 B．从2到3过程中，气体对外做功，内能减小 C．从1到2到3到再回到1的过程中，气体一定从外界吸热 D．从3到1过程中，气体分子数密度变大，内能增加 6．如图所示，倾角为37°的光滑斜面固定放置，质量为m运动员与质量为m的重物通过轻质细绳连接，细绳跨过天花板上的两个定滑轮，运动员从斜面上的某点由静止开始下滑，当运动、 到A点时速度大小为，且此时细绳与斜面垂直，当运动到B点时，细绳与斜面、 的夹角为37°，已知A、B两点之间的距离为2L，重力加速度为g，运动员在运动的过程中一直未离开斜面，细绳一直处于伸直状态，不计细绳与滑轮之间的摩擦，运动员与重物（均视为质点）总在同一竖直面内运动，，，下列说法正确的是（　　） A．运动员在A点时，重物的速度大小为 B．运动员从A点运动到B点，重物重力势能的增加量为 C．运动员从A点运动到B点，系统总重力势能的减小为 D．运动员在B点时，其速度大小为 7．质量很小、长度为l 的均匀细杆，可绕过其中心O并与纸面垂直的轴在竖直平面内转动。 当细杆静止于水平位置时，有一只小虫以速率垂直落在距点O为处，并背离点O 沿细 杆爬行。设小虫与细杆的质量均为m。欲使细杆以恒定的角速度转动，小虫爬向细杆端点的速度大小为（　　） A． B． C． D． 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8．如图（a）所示，时，一列简谐横波从质点（坐标原点）开始沿轴正方向传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，其中，，分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．时刻的加速度为零 B．这列波的传播速度为40m/s C．到内，质点运动的路程可能为0.3m D．从到时间内，质点通过的路程是0.2m 9．如图所示，两质量相等的物体B、C用质量不计的弹簧拴接放在光滑的水平面上，物体C紧靠左侧的挡板，但未粘合在一起，另一物体A以水平向左的速度v0向物体B运动，经过一段时间和物体B碰撞并粘合在一起，已知物体A、B、C的质量分别M、m、m，整个过程中弹簧未超过弹性限度。则下列说法正确的是（　　） A．整个过程中，三个物体组成的系统动量、机械能均守恒 B．挡板对物体C的冲量大小为2Mv0 C．物体C的最大速度为 D．如果M=m，则物体C离开挡板前、后弹簧的最大弹性势能之比为2：1 10．如图所示，一长为L的轻质绝缘细线一端固定于O点，另一端拴一质量为m、带电量为的小球，小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，是水平直径，空间存在与小球运动平面平行的匀强电场。已知小球在A、B两点所受细线的拉力大小分别为，（g为重力加速度），不计空气阻力。则以下说法正确的是（　　） A．小球运动中机械能最小的位置可能是A点 B．若A点是小球运动中速度最小的位置，则电场强度 C．A、B两点的电势差一定等于 D．小球运动中的最小速度可能为 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11．利用如图甲的实验装置“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”。 (1)图乙是实验得到纸带的一部分，每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz，则小车的加速度大小为 m/s2（结果保留3位有效数字）。 (2)实验得到的理想a − F图像应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图丙所示的①、②、③三种情况。下列说法正确的是（　　） A．图线①的产生原因是小车的质量太大 B．图线②的产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大 C．图线③的产生原因是小车的质量太小 (3)实验小组的同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M，所用交流电频率为50 Hz，共5个槽码，每个槽码的质量均为m = 10 g。实验步骤如下： i．安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着5个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑： ii．保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂4个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a； iii．逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii； iv．以取下槽码的总个数n（1 ≤ n ≤ 5）的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出 关系图线。已知重力加速度大小g = 9.78 m/s2，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空： ①写出随变化的关系式 （m，g，M，a，n表示）； ②测得关系图线的斜率为2.5 s2/m，则小车质量M = kg（计算结果保留两位 有效数字）。 12． 测电阻有多种方法。 （1）甲同学用多用电表欧姆挡直接测量待测电阻的阻值。某次测量时，多用电表表盘指针如图所示。已知他选用欧姆挡的倍率为“×10”，则的测量值为 Ω。 （2）乙同学用如图所示的电路，测量待测电阻的阻值。某次实验，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻的测量值为 。若不考虑偶然误差，该测量值与的真实值相比 （选填“偏小”或“偏大”）。 （3）丙同学用如图所示的电路，测量待测电阻的阻值。操作步骤如下：①先将开关S接1，调节滑动变阻器，读出电流表的示数I；②再将开关S接2，保持不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值为。则的测量值为 ；电流表内阻对测量结果 （选填“有’”或“无”影响。 （4）丁同学用如图所示的电路，测量电流计内阻的阻值，操作步骤如下：①先闭合开关，调节，使电流计指针满偏；②再闭合开关，保持不变，调节使得电流计指针半偏，记下此时的值为，则的测量值为 ；若不考虑偶然误差，电流计内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。 四、计算题：本题共3小题，共38分。请写出必要的文字说明和运算步骤。 13．（本小题满分10分） 闪电是地球上最壮丽的自然现象之一。 人们对闪电进行了大量研究，近年来还观测到闪电导致的瞬间发光和伽玛射线暴等新现象。 闪电通常由雷电云（离地 6~12km）放电产生，多数闪电发生在云内，少数到达地面。 由于云内冰状颗粒相互碰撞，小颗粒冰晶带正电，随气流上浮到云上端，较大颗粒带负电，下坠到云底端，如图所示。云中闪电中和了云内的正负电荷，而云地闪电则把负电荷释放到地面。 （1）利用高空气球携带的电场测量仪测量高空中某圆柱形空域雷电云内的电场，其强度可视为均匀分布，大小为0.15MV/m。该圆柱区域的中轴线垂直于地面，半径为2.5km，高度为1.0km。 求该区域上下两端的电势差、正电荷总量以及携带的总电能。（ 已知真空介电常量=8.85×10-12F/m） （2）球形闪电（球闪）的微波空泡模型认为球闪是一个球形等离子体微波空腔（空泡）。 当闪电微波较弱时，不足以形成微波空泡，会向太空辐射，穿透电离层，可被卫星观测到。 实际上，卫星确实观测到了这种微波辐射。 但卫星观测信号易受电离层色散的干扰，携带探测器的高空气球可到达雷电云上方观测，以避免此类干扰。 为了在离地12km的高空观测闪电发出的微波信号，需要在该区域悬浮一个载荷（包括气球材料和探测器）为50kg的高空氦气球，直接写出此气球在高空该区域悬浮时的体积。 （已知在离地12km的高度以下，大气温度随高度每升高1km下降5.0K，地面温度T0=290K，地面压强，空气摩尔质量M 29g/mol，气球内氦气密度（在离地高度 12km 处的值），重力加速度g 9.8m/s2，气体普适常量R 8.31J/（K·mol）普适气体常数，符号：R，是表征理想气体性质的一个常数，由于这个常数对于满足理想气体条件的任何气体都是适用的，故称普适气体常数。） 14．（本小题满分13分） 如图所示，相距为d的两个钉子P、Q固定在同一竖直线上，一根长为20d、不可伸长的轻质细绳一端固定在P点，另一端与物块A相连，当轻绳受到的拉力达到物块A重力的33倍时绳子会被拉断。现给物块A一向右的初速度，物块A在竖直面内转动过程中拉断细绳，且恰好从M点沿切线进入圆心角的固定圆弧轨道，物块A到达N点时速度为，木板B的左端紧贴圆弧轨道最低点N，上表面与圆弧轨道相切，质量为物块A的3倍。当物块A滑上木板后，立即撤掉圆弧轨道。木板B右侧距离木板右端2d处固定一竖直挡板C，高度略低于木板。物块A与木板B之间的动摩擦因数为0.9，其他摩擦都不计。物块A可视为质点，忽略空气阻力和钉子直径，不计绳子因阻挡和断裂造成的机械能损失，不计木板与挡板碰撞过程中的机械能损失，重力加速度为g，，。 (1)若物块A能在竖直平面内做完整圆周运动，求物块A的最小初速度； (2)若物块A获得（1）问中的最小初速度，求圆弧轨道的半径大小； (3)木板B至少多长才能保证物块A不从木板上掉落。 15．（本小题满分15分） 如图所示，平行轨道的间距为L，轨道平面与水平面夹角为α，二者的交线与轨道垂直，以轨道上O点为坐标原点，沿轨道向下为x轴正方向建立坐标系。轨道之间存在区域I、Ⅱ，区域I（−2L ≤ x < −L）内充满磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场；区域Ⅱ（x ≥ 0）内充满方向垂直轨道平面向上的磁场，磁感应强度大小B1 = k1t+k2x，k1和k2均为大于零的常量，该磁场可视为由随时间t均匀增加的匀强磁场和随x轴坐标均匀增加的磁场叠加而成。将质量为m、边长为L、电阻为R的匀质正方形闭合金属框epqf时放置在轨道上，pq边与轨道垂直，由静止释放。已知轨道绝缘、光滑、足够长且不可移动，磁场上、下边界均与x轴垂直，整个过程中金属框不发生形变，重力加速度大小为g，不计自感。 (1)若金属框从开始进入到完全离开区域I的过程中匀速运动，求金属框匀速运动的速率v和释放时pq边与区域I上边界的距离s； (2)金属框沿轨道下滑，当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时（t = 0），此时金属框的速率为v0，若，求从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，ef边移动的距离d。 试卷第2页，共8页 物理试卷 第6页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 工作秘密 严禁外传 擅自泄露 严肃追责 成都市2023级高中毕业班摸底测试模拟试题 物理参考答案与评分意见 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 符合要求。 1．B 2．C 3．B 4．D 5．C 6．C 7．A 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合要求。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。 8．BD 9．BC 10．AC 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11．(1)2.86(1分)； (2)B(1分)； (3) (2分) 0.19(2分) 12．(1)60(1分) (2) (2分) 偏大(1分) (3) (2分) 无(1分) (4) (2分) 小于(1分) 四、计算题：本题共3小题，共38分。请写出必要的文字说明和运算步骤。 13．（10分） 解：（1）该圆柱形雷电云空域的电荷分布可近似认为是一个平行板电容器，其电容 其中，， 则该区域上下两端的电势差为··········(1分) 所带电荷量为 解得Q=26C··········(1分) 携带的总电能为··········(1分) （2）气球在高空悬浮时的条件是 式中为气球及载荷的总质量，为高空的大气密度，是此气球在此高度悬浮时的体积，则有··········(1分) 根据题意有 其中，空气压强随高度的变化满足 由理想气体状态方程有 可得空气密度为··········(1分) 式中m和V分别为空气的质量和体积，M为空气的摩尔质量，为空气密度，R为普适气体常量，可得 解得··········(1分) 积分得 于是··········(1分) 相应的空气密度为··········(1分) 其中··········(1分) 根据上述可知，离地高度为12km的空气密度为 解得··········(1分) 14．(13分) 解：（1）物块A能在竖直面内做圆周运动，轨迹半径为，设物块A的最小初速度为，质量为m，第一圈到达最高点时最小速度为，在最高点时，由重力提供向心力得··········(1分) 物块A从最低点到最高点，由动能定理得 解得··········(1分) （2）物块A获得（1）问中的最小速度后，将做圆周运动，分析可知，物块A在同一个圆周运动中，绳子所受拉力最大值出现在最低点且以P为圆心，假设物块A在圈后的最低点绳子的拉力达到最大值，此时速度为，分析可知此时物块A做圆周运动的半径为 由牛顿第二定律得··········(1分) 由动能定理得 解得，··········(1分) 因此，绳子恰好在物块A运动9圈时的最低点断掉，之后物块A沿切线进入圆弧轨道，设到达M点时速度为，由平抛运动的末速度分解得··········(1分) 由动能定理得··········(1分) 解得··········(1分) （3）当物块A滑上木板B后，对物块A和木板B组成的系统分析，物块A做匀减速运动，木板B做匀加速运动，设他们的加速度大小分别为和，根据牛顿第二定律， 设木板第一次到达挡板时速度为，有 可得··········(1分) 此时物块A的速度为，因为物块A的加速度是木板B的3倍，则 可得··········(1分) 此时，物块A的速度依然大于木板B，又因为木板B与挡板C发生弹性碰撞，则木板B与挡板撞击后原速率返回，速度减为0时，物块A的速度设为，则··········(1分) 当木板B再一次加速到挡板时，速度依然为，此时物块A的速度减为，则··········(1分) 此时，物块A和木板B共速，木板B将继续与挡板相撞后原速率返回，并最终以共同速度向左运动，物块A将不会从木板B上掉落，由动量守恒定律得 解得··········(1分) 此过程中，物块A始终相对于木板B向右运动，若想物块A不从木板B上掉落，木板B的最小长度为物块A相对于木板B运动的总路程大小，由能量守恒定律得 解得··········(1分) 15． (15分) 解：（1）金属框从开始进入到完全离开区域I的过程中，金属框只有一条边切割磁感线，根据楞次定律可得，安培力水平向左，则 切割磁感线产生的电动势··········(1分) 线框中电流··········(1分) 线框做匀速直线运动，则··········(1分) 解得金属框从开始进入到完全离开区域I的过程的速率··········(1分) 金属框开始释放到pq边进入磁场的过程中，只有重力做功，由动能定理可得··········(1分) 可得释放时pq边与区域I上边界的距离··········(1分) （2）当ef边刚进入区域Ⅱ时开始计时（t = 0），设线框ef边到O点的距离为s时，线框中产生的感应电动势，其中 此时线路中的感应电流··········(1分) 线框pq边受到沿轨道向上的安培力，大小为··········(1分) 线框ef边受到沿轨道向下的安培力，大小为··········(1分) 则线框受到的安培力 ··········(1分) 代入··········(1分) 化简得··········(1分) 当线框平衡时，可知此时线框速率为0。 则从开始计时到金属框达到平衡状态的过程中，根据动量定理可得 即··········(1分) 对时间累积求和可得··········(1分) 可得··········(1分) 答案第14页，共14页 物理试卷参考答案与评分意见 第4页（共5页） 学科网（北京）股份有限公司 $$