2024届云南省曲靖市高三下学期第二次教学质量监测理科综合试题-高中物理

2024届云南省曲靖市高三下学期第二次教学质量监测理科综合试题-高中物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
在一条平直公路上，甲、乙两辆汽车从0时刻开始的位移—时间图像如图所示，甲的图像为抛物线，乙的图像为倾斜直线。

已
知甲的加速度大小为，再根据图中所提供的其他信息，下列说法正确的是（）
A．时刻甲的速度等于乙的速度B．甲、乙在0时刻处在同一地点
C．甲的初速度不为0D．甲的图像在时刻的切线与乙的图像平行
第(2)题
A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示。

已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，不考虑A、B之间的万有引力，则下列说法正确的是
（）
A．卫星A的加速度小于卫星B的加速度
B．卫星A与B的周期之比为1：4
C．地球的质量为
D．地球的第一宇宙速度为
第(3)题
“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞，已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变，由此可判断所需的磁感应强度B正比于（ ）
A．B
．C．D．
第(4)题
红外测温仪只捕捉红外线光子。

如图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于基态的氢原子提供的能量为（ ）
A．10.20eV B．12.09eV C．2.55eV D．12.75eV
第(5)题
一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为λ,周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图像．下列说法中正确的是　( )
A．t=0时质点a的速度比质点b的大B．t=0时质点a的加速度比质点b的小
C．图乙可以表示质点a的振动D．图乙可以表示质点b的振动
第(6)题
潜水运动员在水中向岸上发射激光，如图所示。

潜水员某次在同一位置沿同一方向分别发出a、b两种颜色的激光，结果岸上只接收到了a光，没有接收到b光，则下列说法正确的是（ ）
A．水对a光的折射率大于水对b光的折射率B．在水中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．真空中，a光的波长大于b光的波长D．若b是黄颜色的光，则a可能是绿颜色的光
第(7)题
在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A．M、N是平衡位置相距2m的两上质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s．则
A
．该波的周期为
B ．在时，N的速度一定为2m/s
C．从t=0到t=1s，M向右移动了2m
D ．从到，M的动能逐渐增大
第(8)题
如图所示，平行板电容器的电容为C，A板上有一小孔，小孔的正上方处有一质量为带电量为的小球，小孔的直径略大于小球的直径，将小球由静止释放，经时间小球速度减为零（小球未与B板相碰）。

重力加速度为，空气阻力不计．下列说法正确的是（）
A．小球全过程做匀变速直线运动
B
．时间内小球的平均速度为
C．可以求出电容器极板上的电荷量
D．可以求出平行板电容器两板间距
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照
射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。

下列说法正确的是（ ）
A．光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0eV
B．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极
D．氢原子跃迁放出的光子中共有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
第(2)题
粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。

内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。

两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。

粒子2经磁场偏转后打在探测器上
的N点。

装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。

下列说法正确的是（ ）
A．粒子1可能为中子
B．粒子2可能为电子
C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点
D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
第(3)题
地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。

图中给出了速度在图示平面内，从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面则下列相关说法中正确的是（ ）
A．沿a轨迹运动的粒子带正电
B．若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则c粒子的速率更大
C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只是改变入射地磁场的速度方向，则只要其速度在图示平面内，粒子可能到达地面；
D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面
第(4)题
在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，则（ ）
A．两条图线与横轴的夹角和可能不相等
B．若增大入射光频率v，则所需的遏止电压随之增大
C．若某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定也能使甲金属发生光电效应
D．若增加入射光的强度，不改变入射光频率v，则光电子的最大初动能将增大
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
电子对湮灭是指负电子（-10e）和正电子（10e）碰撞后湮灭，产生伽马射线的过程，电子对湮灭是正电子发射计算机断层扫描（PET）及正电子湮灭谱学（PAS）的物理基础。

如图所示，在平面直角坐标系xOy上，P点在x轴上，且，Q点在负y轴上某处。

在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，在第Ⅱ象限内有一圆形区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，，在第Ⅳ象限内有一未知的圆形区域（图中未画出），未知圆形区域和圆形区域内有完全相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里。

一束速度大小为v0的电子束从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点沿x轴正向射入电场，最后从P点射出；另一束速度大小为的正电子束从Q点沿与y轴正向成45°角的方向射入第Ⅳ象限，而后进入未知圆形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且
恰好与从P点射出的电子束正碰发生湮灭，即相碰时两束粒子速度方向相反。

已知正、负电子质量均为m、电量均为e，电子的重力不计。

求：
（1）负电子（-10e）和正电子（10e）碰撞后湮灭后可以产生一对光子γ，写出方程式
（2）圆形区域内匀强磁场磁感应强度B的大小和第Ⅰ象限内匀强电场的场强E的大小；
（3）电子从A点运动到P点所用的时间；
（4）Q点纵坐标及未知圆形磁场区域的最小面积S。

第(2)题
如图所示，质量m＝1 kg的物块P静置于水平面上的A点，现用F＝6 N的水平力拉动物块P使其沿水平轨道AB运动，A、B间距离L＝6 m，物块P与AB间的动摩擦因数μ＝0. 2，经时间t撤去力F，此时物块P尚未通过B点；质量M＝1 kg的物块Q静置于B点，物块Q与水平轨道BC是由特殊材料制成的，物块Q在轨道BC上运动时所受阻力大小与其速度大小成正比，即f阻＝kv，其中k＝0. 5 kg/s；物块P、Q发生弹性碰撞后，物块Q冲上半径R＝0. 2 m的光滑半圆形轨道，圆弧轨道与BC轨道平滑相连，重力加速
度g取10 m/s2。

（1）为使物块P能到达B点，求力F作用的最短时间。

（2）求P、Q发生碰撞后物块Q获得的最大速度。

（3）若力F作用s后撤去，要使物块Q在沿光滑半圆形轨道运动过程中不脱离轨道，求轨道BC的长度x应满足的条件。

（计算结果可以用根号表示）
第(3)题
如图为某景观水车模型，水从槽口水平流出，某时刻正好垂直落在与水平面成30°角的轮叶边缘上，轮叶在水流不断冲击下以角速度ω转动。

已知槽口到水车轴所在的水平面距离为2R，水车轮轴到轮缘的距离为R。

（忽略空气阻力，取重力加速度
为g）。

求：
（1）水流从槽口到轮叶的运动时间；
（2）水流打在轮叶上的速度大小；
（3）轮缘上一个质量为m的钉子，随水车转动时需要的向心力大小。

第(4)题
如图所示，质量为，半径的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑水平地面上，有两个大小、形状相同的可视为质
点的光滑小球、，、，右侧与球心等高处连接一轻质弹簧，弹簧的另一端距圆弧槽底有一定距离。

现将从圆弧槽顶端由静止释放，重力加速度，求：
（1）若圆弧槽固定不动，小球滑离圆弧槽时的速度大小；
（2）若圆弧槽不固定，小球滑离圆弧槽时的速度大小；
（3）圆弧槽不固定的情况下弹簧压缩过程中的最大弹性势能。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
某同学利用如图所示的装置测量某种单色光的波长。

实验时，光源正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。

①将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为______mm；
②若相邻亮纹的间距为，双缝与屏的距离为，双缝间距为，则求得光的波长______m。

（结果保留三
位有效数字）
第(2)题
力敏电阻被广泛应用于汽车电子，医疗设备以及工业机器人等领域，现有一型号为F S R408的力敏电阻（视为纯电阻），它的电阻值随着表面所受压力的增大而减小，已知其工作电压为4V，作用力范围：0.2N~20N，电阻阻值在一百多欧到几千欧之间变化；小明同学计划测定该力敏电阻在受到0.2N和20N压力时的具体阻值，实验器材见下表：
类型名称（参数）
电压表V1（量程3V，内阻为2kΩ）；V2（量程15V，内阻为15kΩ）
电流表A1（量程3mA，内阻为12Ω）；A2（量程0.6A，内阻为0.1Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流3A）；R2（最大阻值为1kΩ，额定电流0.5A）
定值电阻R3（阻值为1Q）；R4（阻值为20Ω）；R5（阻值为2kΩ）电源E（电动势为6V，内阻不计）
小明同学设计如下实验电路：
（1）a应选取__________，b应选取__________；
（2）在某个测量环节中，小明给F S R408施加0.2N压力的时候，开关S2需要处于_________（填“断开”或“闭合”）状态；（3）在给FSR408施加0.2N压力时，若电压表读数为“2.00V”，电流表读数为“2.00mA”，对应的阻值为________；（4）在给FSR408施加20N压力时，若电压表读数为“2.00V”，电流表读数为“2.00mA”，对应的阻值为________Ω。