【校级联考】四省名校2024届高三第二次大联考理科综合试题(物理部分)

【校级联考】四省名校2024届高三第二次大联考理科综合试题（物理部分）
一、单选题 (共6题)
第(1)题
如图所示，竖直平面内固定一个光滑绝缘圆环，圆心为O，光滑绝缘轻杆AC是圆环的直径，光滑绝缘轻杆AB是圆环的
弦，AC、AB与水平方向的夹角分别为45°和60°，圆环所在空间有匀强电场（图中未画出）。

质量均为m的带电小球（可视为质点）穿在杆AB、AC上，分别从B、C点沿BA、CA由静止下滑到A点所用的时间相等。

不考虑两小球间的影响，则（ ）
A．小球一定都带负电
B．圆周上C点电势一定最高
C．电场强度方向一定由C指向A
D．小球受到的电场力大小可能等于重力大小
第(2)题
如图所示，汽车匀速率通过圆弧状拱形桥，假设汽车所受阻力总是与其速度方向相反。

汽车上桥的过程中（ ）
A．汽车所受桥面的支持力变小
B．汽车所受重力的功率不变
C．汽车所受合力不变
D．汽车克服阻力做的功小于牵引力做的功
第(3)题
如图所示，某同学将一橡皮擦轻放在塑料尺的一端，并将该端伸出桌面边缘，塑料尺缓慢向外移动，弯曲程度变大，橡皮擦相对塑料尺始终保持静止，则在此过程中橡皮擦对尺子的（ ）
A．压力增大B．压力减小
C．摩擦力不变D．摩擦力减小
第(4)题
近年来，人们越来越注重身体锻炼。

有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。

当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。

下列说法正确的是（ ）
A．两根战绳形成的波形一定完全相同B．两根战绳上的波传播速度不相同
C．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失D．离人越远的波形振幅越小
第(5)题
如图所示，在某次壁球训练时，运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面反弹。

若两次发球与水平方向夹角分别为30°和60°，不考虑球在空中受到的阻力，关于两次发球说法正确的是（）
A．碰到墙面前空中运动时间之比为1:3B．碰到墙面前空中运动时间之比为1:2
C．两球上升高度之比为1:3D．两球上升高度之比为1:2
第(6)题
如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，弹簧原长为L，质量为m的小球（可视为质点）从距弹簧上端高度为h的P点由静止释放，小球与弹簧接触后立即与弹簧上端粘连，并在竖直方向上振动。

一段时间后，小球静止在O点，此时弹簧长度为，弹簧的弹性势能为，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。

下列说法正确的是（ ）
A
．弹簧的劲度系数为
B．小球在运动过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球第一次下落过程中速度最大位置在O点
D
．
二、多选题 (共4题)
第(1)题
如图甲所示，长的木板静止在某水平面上，时刻，可视为质点的小物块以水平向右的某初速度从的左端向右滑上木
板。

、的图像如图乙所示。

其中、分别是内、的图像，是内、共同的图像。

已知、的质量均
是，取，则以下判断正确的是（ ）
A．、系统在相互作用的过程中动量不守恒
B．在内，摩擦力对的冲量是
C．、之间的动摩擦因数为
D．相对静止的位置在木板的右端
第(2)题
如图，圆心为O、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一带电粒子从磁场边界上的P点沿纸面射入磁场，射入速度大小为v、方向与PO连线的夹角θ=60°，粒子运动过程中恰能经过O点，不计粒子的重力。

下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带正电
B．该粒子的荷质比为
C．该粒子可能从P点离开磁场
D．若仅增大射入速度，粒子在磁场中运动的时间将变短
第(3)题
麦克斯韦分子速率分布律是分子动理论的重要结论之一，它是研究气体分子碰撞、大量分子热运动服从统计规律等问题的重要理论依据，正确理解它对学习热学非常有用。

速率分布曲线表明速率很小和很大的分子数占总分子数的百分率都较小，而具有中等速率的分子数占总分子数的百分率较大，当v=v p时，f（v）取极大值，v p称为最概然速率，其物理意义是，如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在v p所在小区间的分子数占总分子数的百分比最大。

下列说法正确的是（ ）
A．因这些是概率分布，所以麦克斯韦速率分布曲线与v轴围成的面积为1
B．在有限速率区间v1~v2内，曲线下的阴影面积的物理意义是速率分布在v1~v2的分子数占总分子数的百分比，或一个分子的速率在v1~v2内的概率
C．任何温度下气体分子速率分布图像都一样
D．温度降低时，每个气体分子速率都减小
第(4)题
某同学用以下方法测量物块与木板之间的动摩擦因数，在车厢的底部固定一个木板，一质量为的木块放置在木板上，右端连接一条轻弹簧，已知弹簧的劲度系数为，弹簧处于伸长状态，伸长量为，车静止时，从车尾观察，车内物块位置如图所
示。

现使该车在水平路面上沿半径为的圆弧弯道上做匀速圆周运动（远大于车辆大小），转弯过程中，测试车辆不发生侧滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．若车辆向右转弯，物块一定受到向右的摩擦力
B．若车辆以速度向右转弯，物块刚好不滑动，则物块与木板之间的动摩擦因数为
C．若车辆以速度向左转弯，物块刚好不滑动，则物块与木板之间的动摩擦因数为
D．若车辆向左转弯，物块仍相对木板静止，车速越大，则物块所受摩擦力越大
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某同学用如图1所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数。

将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，轻绳跨过定滑轮后左端与重物连接，右端与装有力传感器的木块连接，力传感器可以直接测出绳子的拉力大小。

木块拖动穿过打点计时器的纸带运动。

（1）某次实验中打下如图2所示的纸带，图中为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，已知
打点计时器所接交流电的频率为50Hz，则木块运动的加速度大小为______。

（结果保留3位有效数字）
（2）该同学根据测量所得数据在坐标纸上作出木块的加速度a随受到的拉力F变化的图像如图3所示，取重力加速度，可得木块（含力传感器）的质量为______kg，木块与长木板之间的动摩擦因数为______。

（结果均保留2位有效数字）
第(2)题
某同学要研究一小灯泡L（3.6 V，0.30 A）的伏安特性。

所用器材有：电流表A1（量程200 mA，内阻R g1=10.0 Ω），电流表
A2（量程500 mA，内阻R g2=1.0 Ω）、定值电阻R0（阻值R0=10.0 Ω）、滑动变阻器R1（最大阻值10 Ω）、电源E（电动势4.5 V，内阻很小）、开关S和若干导线。

该同学设计的电路如图（a）所示。

（1）根据图（a），在图（b）的实物图中画出连线______。

（2）若I1、I2分别为流过电流表A1和A2的电流，利用I1、I2、R g1和R0写出：小灯泡两端的电压U=_______，流过小灯泡的电
流I=_______。

为保证小灯泡的安全，I1不能超过_______mA。

（3）实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。

逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的I1和I2。

所得实验数据在下表中给出。

I1/mA325585125144173
I2/mA171229299379424470
根据实验数据可算得，当I1=173 mA时，灯丝电阻R=_______Ω（保留1位小数）。

（4）如果用另一个电阻替代定值电阻R0，其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，所用电阻的阻值不能小
于_______Ω（保留1位小数）。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，在一底面半径为R的圆柱内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向平行于圆柱轴线向右。

在O点有一放射源，先后以不同的速度释放同种带正电粒子（不计粒子重力）。

某时刻，从O点沿OB方向射出某一速率的粒子恰好做匀速直线运动，经时间从B点射出，AB与水平方向CD夹角为60°。

求：
（1）电场强度E的大小；
（2）若其他条件不变，撤去磁场，只保留电场，从O点放出一初速度为零的粒子，粒子穿过场区的动量改变量大小与未撤磁场时匀速直线运动粒子的动量大小相等，求粒子的比荷；
（3）若撤去电场，只保留磁场，粒子从O点沿OB方向以原速率的一半射出，求粒子在磁场中运动的时间。

第(2)题
某地工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块密封空气的空腔，空腔周围墙壁导热性能良好。

（ⅰ）若冬天温度可达，夏天温度可达，求冬天和夏天空腔内气体的压强之比；
（ⅱ）填充空腔前，需要测出空腔的容积。

在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的气缸连通，形成密闭空
间。

当气缸内气体体积为时，传感器的示数为1.0atm。

将活塞缓慢下压，气缸内气体体积为时，传感器的示数为
1.2atm。

求该空腔的容积。

第(3)题
当今医学成像诊断设备P ET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射电子的同位素碳11作为示踪原子，碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得的。

加速质子的回旋加速器如图甲所示。

D形盒装在真空容器中，两D 形盒内匀强磁场的磁感应强度为B，两D形盒间的交变电压的大小为U。

若在左侧盒圆心处放有粒子源S不断产生质子，质子质量为m，电荷量为q。

假设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，不计质子所受重力，忽略相对论效应。

已知质子最大回旋半径为R，求：
（1）所加交流电源的频率f；
（2）粒子加速后获得的最大动能；
（3）要把质子从加速器中引出，可以采用静电偏转法。

引出器原理如图乙所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，内、外侧圆弧形金属板分别为两同心圆的一部分，圆心位于点。

内侧圆弧的半径为，外侧圆弧的半径为。

在内、外金属板间加直流电压，忽略边缘效应，两板间产生径向电场，该电场可以等效为放置在处的点电荷Q在两圆弧之间区域产生的电场，该区域内某点的电势可表示为（r为该点到圆心点的距离）。

质子从M点进入圆弧形通道，质子在D形盒中运动的最大半径R对应的圆周，与圆弧形通道正中央的圆弧相切于M点。

若质子从圆弧通道外侧边缘的N点射出，则质子射出时的动能是多少？要改变质子从圆弧通道中射出时的位置，可以采取哪些办法？。