重庆市普通高中2024届高三下学期学业水平选择性考试第二次联合诊断检测物理试卷(含答案)

这是一份重庆市普通高中2024届高三下学期学业水平选择性考试第二次联合诊断检测物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


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P的速度大于质点Q的速度
D.图示时刻，质点P的加速度大于质点Q的加速度
2．如题2图，一带正电粒子仅在电场力作用下，从A点运动到B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
3．某汽车沿直线停车过程中，其图像如题3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450m。则该汽车匀速运动的时间为( )
A.8sB.10sC.12s
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
5．已知氢原子处于基态的能量为，第n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，h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.
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.
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R，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ab置于导轨上，与导轨垂直并接触良好。时刻，杆ab在水平向右的拉力F作用下，由静止开始做匀加速直线运动，力F随时间t变化的图像如图2所示：时刻撇去力F。整个运动过程中，杆ab的位移大小为( )
A.8mB.10mC.12mD.14m
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40g、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1.00cm，最终停在了46.00cm处，整个过程中乙同学手的位置不变。重力加速度g取，不计空气阻力，则( )
A.乙同学的反应时间为0.2s
B.乙同学的反应时间为0.3s
C.乙同学的手对直尺的平均摩擦力大小为0.4N
D.乙同学的手对直尺的平均摩擦力大小为18.4N
9．如图1是一底面积为S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A经状态B变化到状态C，该过程中，活塞到气缸底部的高度L与气缸内热力学温度T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Q。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A时，缸内封闭气体的压强为
B.在状态C时，
C.整个过程中，缸内封闭气体的内能增加量为Q
D.直线BC一定不过坐标原点
10．如题10图所示，定值电阻与的阻值均为R，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S且电路稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U。下列说法正确的是( )
A.通过的电流是通过电流的2倍
B.通过的电流是通过电流的3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I的变化量与电压表示数U的变化量之比保持不变
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，必需的是______（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5cm，当地重力加速度g取，忽略空气阻力，则玻璃球做平抛运动的水平初速度_____m/s，图中A球所在位置到斜槽末端的水平距离_____m。
12．某探究小组利用题12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E与内阻r。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R、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R调至适当阻值，开关，闭合开关；
②读取电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
③改变电阻箱的阻值，重复步骤②，测得多组R和U的数值；
④断开开关，作出的线性关系图像如图所示，其中a、b、c已知。
(1)图像的横坐标x应为_____（选填“R”或“”）。
(2)开关接2，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a、b、c、表示）
四、计算题
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S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S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r、高为d，其下底面到水平屏的高度为h，真空中的光速为c，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S处沿竖直向下方向到达水平屏所经过的时间。
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。
15．如图1所示，abcd为足够大的水平矩形绝缘薄板，ab边右侧距其L处有一足够长的狭缝ef，且，ab边上O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m、电荷量为、速度大小v介于的所有粒子。现以O点为原点，沿Oa方向为x轴正方向，垂直Oa且水平向右为y轴正方向，垂直薄板向上为z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x轴、在yOz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y轴、在xOz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B；
(2)第一次操作时，粒子落在薄板上表面到O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。
参考答案
1．答案：D
解析：机械波的传播速度由介质决定，与质点的振动速度无关，选项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，选项B错误；质点P在波谷，质点Q在平衡位置附近，质点P偏离平衡位置的位移较大、加速度较大、速度较小，选项C错误，选项D正确；故选D。
2．答案：A
解析：B点的电场线较密，电场强度较大，该粒子在B点所受电场力较大，加速度较大，选项A正确；该粒子所受电场力与电场方向相同，该粒子从A点运动到B点过程中，电场力为阻力，该粒子速度减小，选项B错误；电场力为阻力，对该粒子做负功，电势能增加，选项C错误；该粒子所受电场力与其运动轨迹不在同一直线上，该粒子做曲线运动，选项D错误；故选A。
3．答案：B
解析：由图像可得，该汽车匀减速的加速度大小，两次减速过程中，该汽车的总位移，因此该汽车匀速运动的时间，选项B正确；故选B。
4．答案：C
解析：设星球的半径为R、密度为ρ，两星球密度相等、半径不同，由得，表面的重力加速度大小，选项A错误；由得，第一宇宙速度大小，选项B错误；由得，表面附近卫星运动的周期，选项C正确；由得，相同圆形轨道卫星的速度大小，选项D错误；故选C。
5．答案：A
解析：从第n能级直接跃迁到基态时，辐射的光子能量最大，，解得，因此处于该激发态的氢原子向第2能级跃迁时，辐射的光子能量最小、频率最小，，解得，选项A正确；故选A。
6．答案：B
解析：设圆柱体质量为m，易得半圆柱体质量为，设圆柱体与半圆柱体间的弹力大小为F，对圆柱体进行受力分析，由几何关系可得，，由对称性可得，半圆柱体对水平地面的压力，则有，解得，选项B正确；故选B。
7．答案：C
解析：到时间段内，杆做匀加速直线运动，有，其中，联立可得，结合图像知，故，斜率；撤去力F时，杆的速度，杆的位移；撤去力F后，对杆由动量定理有，联立解得，故总位移，选项C正确；故选C。
8．答案：BD
解析：直尺做自由落体运动的距离，乙同学的反应时间，选项B正确，选项A错误；设乙同学的手对直尺的平均摩擦力大小为f，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，选项D正确，选项C错误；故选BD。
9．答案：AB
解析：由图像可知，从状态A到状态B，缸内封闭气体发生等容变化，活塞位于卡点处；从状态B到状态C，缸内封闭气体发生等压变化，䍂内封闭气体的压强恒为。从状态A到状态B，由，解得，选项A正确；从状态B到状态C，由，联立解得，选项B正确；从状态B到状态C，缸内封闭气体对外做功，由热力学第一定律有，选项C错误；从状态B到状态C，由(C为常量)知，直线BC一定过坐标原点，选项D错误；故选AB。
10．答案：ACD
解析：由题知，故，又由，可得，选项A正确；由，可得，选项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，选项C正确；将等效为理想电源的内阻，可知电压表示数U的变化量与电流表示数I的变化量之比，保持不变，选项D正确；故选ACD。
11．答案：(1)B(2)；0.15
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，选项A不符合题意；由于本实验研究平抛运动，斜槽末端切线必须水平，选项B符合题意；玻璃球体积大不利于确定位置，选项C不符合题意；故选B。
(2)玻璃球在水平方向做匀速直线运动，因此由A到B和由B到C的时间相等，设为T，设图2中A球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A到C有，解得
由A到B有：，解得，玻璃球做平抛运动的水平初速度，图2中A球所在位置到斜槽末端的水平距离
12．答案：(1)(2)(3)；
解析：(1)由得，，可知
(2)由图像可知，当时，，故
(3)结合图像可知，，解得
13．答案：(1)(2)
解析：(1)设该玻璃体对该单色光的折射率为n，该单色光的全反射临界角为C，则由几何关系有：，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S处沿竖直向下方向到达水平屏所经过的时间
联立解得：
14．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
(2)设碰撞前瞬时，甲车的速度大小为v，两车质量均为m
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
联立解得
因此，甲车从刹车到停止运动所经过的时间：
15．答案：(1)(2)(3)见解析
解析：(1)设第一次操作时，当发射源转过的角度时，速度为的粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由分析和几何关系可得：，解得：又由，解得：
(2)的粒子落在薄板上表面最远处，粒子运动时间
的粒子通过狭缝垂直进入电场后，又回到磁场，落在薄板上表面与(1)相同的最远处，粒子运动时间
综上可知，或
(3)直接落在薄板上表面的粒子，落点坐标为：
满足：，其中且
该类粒子落在薄板上表面的区域分布在平面内
椭圆与椭圆之间，且的区域
穿过狭缝的粒子进入电场后，又从狭缝回到磁场，最终落在薄板上表面
有粒子穿过狭缝对应：，，得落点坐标：
该类粒子落在薄板上表面的区域分布在平面内
直线：，且的线段上