Может ли оператор сотовой связи определить на каком устройстве я использую сим-карту (4Gмодем/смартфон)?

Определить легко, но и обойти тоже не сложно. Если у вас симка с тарифным безлимитом в телефоне - настройте и используйте его в режиме модема, а не как "точка доступа" и будет вам "шшастье". Одно неудобство - полная скорость достигается при физическом соединении смартфона и планшета (ноутбука, полного ПК) шнурком по USB  и при поступлении входящих вызовов на телефон доступ к нету прерывается. Но это тоже легко разруливается в настройках телефона. У меня, например, как и в большинстве смартфонов, настраиваются симки раздельно - с одной доступ к нету, а другая "на связи" для вызовов. Можете 2 симки одного оператора воткнуть + 1 симку другого, если смартфон позволяет 3 шт юзать ( был у меня такой). Про VPN  рассказывать не буду, но тоже весьма помогает. Сейчас у меня идёт со смартфона на основной ПК (он у нас как сервер работает или для "тяжёлых" задач использую, а через него по вафле уже на мой ноутбук, с которого я сейчас зашёл, жене на смартфон и 2 планшета - на одном ребёнок серфит, по другому жена кино смотрит) При желании могу на большой телевизор принять сигнал - там вафельный модуль приаттаченн (покупался отдельно, ибо ТВ сравнительно старый, 2018 года, без вафли брал, подешевле)