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2024届湖北省黄石二中等三校高三下学期高考模拟考试(一模)联考物理题
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这是一份2024届湖北省黄石二中等三校高三下学期高考模拟考试(一模)联考物理题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
命题学校：黄石二中 命题教师：何菲菲 董畅 审题教师：宋智勇 章莹
考试时间：2024年5月3日 试卷满分：100分
一、选择题：1-7为单选题，8-10为多选题（共40分）。
1．2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。假设“人造太阳”内部发生的两种核聚变分别为，，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中X为电子．Y为质子
B．X核反应中的质量亏损
C．的平均核子质量小于的平均核子质量
D．核反应过程中亏损的质量会转变为能量
2．电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P是缆绳上的一个平台。则下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离的平方成反比
B．超级缆绳对P平台的作用力方向背离地心
C．若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动一边落向地球
D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处为椭圆的远地点
3．如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形ABCD的对角线BD边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的是（ ）
A．将一负电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加
B．O点电势与C点电势相等
C．DO间的电势差等于OB间的电势差
D．在O点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下
4．如图所示，小明设计了一个自动制动装置，A、B两物块放置在斜面上，与A相连的轻绳穿过中间有小孔的B与水平面固定的电动机相连，轻绳与B之间无力的作用，用另一根轻绳连接B，使B静止在斜面上，物块A、B与斜面间的动摩擦因数，斜面倾角。现电动机以额定功率牵引物块A，使物块A从静止出发，以最大速度与物块B发生碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，碰撞的瞬间电动机自动切断电源不再对A提供牵引力，运动到达斜面顶端时A、B速度刚好为零，，，，，下列说法正确的是（ ）
A．在电动机的牵引下，物块A的加速逐渐变大B．电动机启动后对物块A的牵引力一直不变
C．物块A的最大速度25m/sD．物块B距斜面顶端的距离为1.25m
5．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器组成闭合电路。两个方向均垂直纸面向里的匀强磁场以平行磁场方向且过bc轴的平而为分界线，其中bc左边磁场的磁感应强度大小为，bc右边磁场的磁感应强度大小为，且比大，线圈在这两个磁场中绕垂直于磁场的bc边匀迷转动，线圈的面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法不正确的是（ ）
A．线圈从垂直于磁场方向开始运动，在一个周期内，小灯泡的电流经历了先增大后减小，再增大最后减小四个阶段
B．当将滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将变亮
C．该变压器输入电压的有效值为
D．将小灯泡换成发光二极管，若线圈从图示位置开始运动时二极管发光，则当线圈转一周将要回到初始位置时二极管不发光
6．某中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像。若不计空气阻力，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（ ）
A．机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3NB．机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
C．在0~4s时间内，摩擦力的冲量为24N·sD．在0~4s时间内，合外力做的功为24J
7．如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ）
A．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小
B．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小
C．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为
D．当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为
8．一列简谐横滤在均匀介质中沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，其中位于横坐标的一质点A的振动图像如图乙所示，B是图甲中纵坐标为的一质点，则下列说法正确的是（ ）
A．该横波沿x轴正方向传播 B．时刻后A点比B点先达到波谷
C．在时B点的位移是-5cmD．时B点振动方向为y轴负方向
9．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝、屏上的点位于双缝和的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为与，当介质为矿泉水时，屏上P点处是上方的第4条亮条纹（不包括点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为，真空中的光速为c，则（ ）
A．小于
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自和的光传播到P点处的时间差为
D．仅将水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹
10．如图所示，导轨间距为L的两平行光滑金属导轨固定在高度为h的绝缘水平台面上，左端连接定值电阻R和开关S，右端与台面右边缘平齐，空间中存在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量均为m，阻值均为R的导体棒a、b垂直导轨放置。开始时开关断开，给导体棒a一水平向右的初速度，b离开导轨后瞬间闭合开关，最终a、b到达水平面上同一位置。若导体棒间发生碰撞则为弹性碰撞，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒a、b有可能会发生碰撞 B．开关闭合前、后瞬间导体棒a的加速度不同
C．初始时a、b之间的最大距离是 D．初始时a、b之间的最小距离是
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为m的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度a；改变钩码的质量m，进行多次测量：做出a与的图像如图，已知图像中直线的截距为b，斜率为k。不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）（多选）以下说法正确的是______；
A．钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的质量
B．细绳应该始终与长木板平行
C．不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑
D．细线的拉力等于钩码的重力
（2）根据图像可得，小车和手机的质量为______；
（3）再利用手机APP测出斜面倾角为，则木板摩擦系数______。
12．（9分）某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为）的方案，实验电路如图甲所示。
主要实验步骤如下：
①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；
②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；
③将电阻箱的阻值调至，并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA与OK间的夹角（弧度制）；
④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（，R）值；
⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。
根据分析，试回答下列问题：
（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得______；
（2）实验时，当金属夹K调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，那么此时测出的值与真实值相比______（填“偏小”、“相等”或“偏大”）；
（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB接通），电阻丝MN长，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距M端时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C与输电线起始处的距离为______m（结果保留两位有效数字）。
13．（10分）
市场上有一种救生衣，在穿着者落水时，救生衣所连接的储气钢瓶会灌气使救生衣鼓起。救生衣在未鼓起时，其内部无气体；正常工作时，其压强为标准大气压，内部气体体积至少为，与救生衣连接的小钢瓶容积为1L。取标准大气压，忽略温度变化，气体均视为理想气体。
（1）检测发现某救生衣所附带的钢瓶内压强为，救生衣能否正常工作？请说明理由；
（2）出厂时钢瓶内部压强为，在降为的过程中，求钢瓶漏掉的气体在标准大气压下占的体积；
（3）救生衣配套的钢瓶遗失，换用容积为0.2L，内部压强为的小钢瓶充气，至少要多少个小钢瓶才能使救生衣正常工作。
14．（15分）
如图，圆心角为，质量为2m的弧形物块A与质量为m的弧形物块B叠放在一起，并将A、B粘连，构成一个半径的四分之一光滑圆弧轨道，静止在光滑的水平面上。质量为m的滑块C，以速度水平向右冲上轨道。取重力加速度。
（1）要使物块不会从最高点冲出轨道，求应该满足的条件；
（2）若，求滑块能上升的最大高度；
（3）若将物块B撤去，滑块C以的速度冲上A，求滑块C滑至A的最高点时物块A的速度大小。
15．（18分）
如图，在空间直角坐标系中存在指向x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度为B，与x轴平行的挡板与x轴交于，与y轴交于，挡板在空间内向四周无限延伸，一带电量为+q，质量为m的粒子从以一定的初速度向x轴正方向进入磁场，恰好垂直击中挡板，粒子每次与挡板碰撞，垂直于挡板方向的速度反向，平行于挡板方向的速度保持不变，粒子重力忽略不计。
（1）求粒子初速度的大小；
（2）若在空间中施加沿x轴负方向的匀强电场，恰好使粒子第二次与挡板碰撞发生在xy平面，求匀强电场E的大小，并求出粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标；
（3）在（2）的条件下，求粒子第n次与挡板碰撞的坐标。
2024届高考模拟考试（一）
高三物理试卷参考答案与解析
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
1．C 【解析】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误；B．核反应放出的能量为由能量守恒可得，解得，故B错误：C．反应过程中释放大量热量，的比结合能大于的比结合能，的平均核子质量小于的平均核子质量。故C正确；D．核反应过程中亏损的质量不可能转变为能量。
2．B 【解析】A．太空电梯上各点具有相同的角速度，根据可知，太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离成正比，故A错误；B．P平台如果只受地球万有引力，则圆周运动角速度比同步空间站要快，而实际圆周运动角速度等于同步空间站角速度，则在万有引力之外，P平台还受到缆绳拉力，故地球的引力与缆绳拉力提供P平台做圆周运动所需的向心力，P平台做圆周运动所需的向心力小于地球对它的万有引力，所以超级缆绳对P平台的作用力方向背离地心，故B正确；C．若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动一边偏离地球，做离心运动，故C错误；D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，其断裂处为椭圆的近地点，因为在近地点线速度较大，半径较小，需要的向心力更大，故D错误。故选
B。
3．A 【解析】A．将一负电荷由A点移到B点，电场力做负功，电荷的电势能增加，故A正确；B．AC所在平面与BD垂直，与其它电场线不垂直，AC所在平面不是等势面，O点电势与C点电势不相等，故B错误；C．根据电场线的疏密程度可知DO间的电场强度大于OB间的电场强度，由可知DO间的电势差大于OB间的电势差，故C错误：D．在O点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向与该点电场方向相同，竖直向上，故D错误。故选D。
4．D 【解析】AB．根据，，功率不变，速度增大，导致牵引力减小，则A的加速度减小，AB错误；C．当A的加速度为零时，牵引力为，最大速度为，C错误；D．根据动量守恒，根据动能定理，物块B距斜面顶端的距离为，D正确。故选D。
5．B 【解析】A．当线圈与磁场方向平行时产生的电动势最大，所以线圈绕bc轴转动时，电流先增大再减小，电流反向后先增大再减小，总共经历四个阶段，故A正确；B．当滑片P向上移动时，原线圈匝数增大，根据变压器原理，输出电压减小，小灯泡会变暗，故B错误；C．线圈在左侧磁场中产生电动势的有效值，线圈在右侧磁场中产生电动势的有效值，设电动势的有效值为E，根据有效值定义，则，故C正确；D．若将小灯泡变成发光二极管，因为其单向导电的特点，所以若线圈从初始位置刚运动时发光，则转动一周后快到初始位置时，电流方向相反，二极管不会发光，故D正确。本题要求选择错误的，故选B。
6．D 【解析】A．由图乙可知机器人在2s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时，故A错误；B．由图a、图b结合牛顿第二定律可得，，联立可得机器人质量，滑动摩擦力为，机器人与水平桌面间的动摩擦因数为，，故B错误；C．在0~4s时间内，合外力的冲量为，力F的冲量为，摩擦力的冲量为，故C错误：D．4s末机器人的速度为，在0~4s时间内，合外力做的功为，故D正确。故选D。
7．D 【解析】PQ间的距离为，而弹簧的原长为，故弹簧的弹力为，A．根据合力与分力构成的矢量三角形可知，此时静摩擦力具有最小值为，，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，，故A错误；B．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，由力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B错误；C．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，由力的三角形可知静摩擦力等于，此时物体和圆盘还未相对滑动，物体所受的合力亦为也为，故C错误。D．静摩擦力达到最大时，，。故D正确。故选D。
8．AC 【解析】时刻质点A向y轴正方向运动，根据同侧法可知波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点B向y轴负方向运动，可知t=0时刻后B点比A点先达到波谷，故B错误A正确：C由波的图像可知波长为，由振动图像可知，则波速为，传播的距离，可得B点的位移是-5cm，故C正确；D．，根据周期性可知B点振动方向为y轴正方向，D错误。故选AC。
9．AD 【解析】A．根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有，当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会变小，而双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以小于，故A正确；B．设光在真空中的波长为、在介质中的波长为，依题意有，，，则可知，故B错误；C．P点处是上方的第4条亮条纹的中心，则光到双缝的光程差为光在矿泉水波长的4倍，则来自和的光传播到P点处的时间差为，故C错误；D．将水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观察到亮条纹，故D正确。故选AD。
10．BC 【解析】A．两导体棒发生碰撞的情况：若导体棒b离开导轨前与a发生碰撞，碰撞前瞬间a的速度一定大于b，碰后二者交换速度之后b的速度大于a，b的位移大于a，则b离开导轨时a到导轨右端的距离一定大于零，a、b离开导轨时的速度不可能相同，即a、b一定不发生碰撞，故A错误：开关闭合前导体棒a、b组成的系统所受合外力为零，二者组成的系统动量守恒，设开关闭合前瞬间导体棒b的速度为v，则此时导体棒a的速度为，a、b离开导轨后能落到同一位置，则，开关闭合前瞬间回路中的感应电动势为，开关闭合后瞬间回路中的感应电动势为【易错：开关闭合前后，回路总电阻不变，a的速度也不变，但产生感应电动势的回路发生了变化】，可知开关闭合前后瞬间回路中的感应电动势不相等，回路中电流不相等，导体棒a所受安培力不相等，加速度也不相等，B正确；设开关闭合前流过导体棒b的平均电流为，运动时间为，导体棒a、b间距离的变化量为，b离开导轨后a运动到平台最右端的位移大小为，则这段时间内回路中的平均感应电动势为，导体棒b所受安培力的冲量为，可得；同理，对开关闭合后a在导轨上的运动有，初始时a、b间的距离，当时两导体棒初始位置间的距离最大，为，当时两导体棒初始位置间的距离最小，为，故C正确。D错误。
11．【答案】AB；；
【解析】（1）设小车和手机的质量为M，斜面倾角为，对钩码和小车以及手机的系统由牛顿第二定律有，可得，可得本实验的原理为a与成一次函数。A．因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力，也就不需要质量关系，即不需要钧码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故A正确；B．为了让绳子拉小车的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；C．本实验若平衡了摩擦力，系统的牛顿第二定律表达式为，a与成正比例函数，不符合实验实验结果，则不需要平衡摩擦力，故C错误；D．本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故D错误。故选B。
（2）根据a与的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为，则小车和手机的质量为；
（3）根据a与的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为，联立解得。
12．【答案】；偏小；
【解析】（1）由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R与串联，R与AK并联；同时与BK并联，所以有，，，化简可得，，得，整理得，故已知乙图中图像与纵轴的截距为，斜率为，即，，则；（2）若要使灵敏电流计示数为零，则需减小角（或增大电阻箱阻值R）由知，此时测出的值小于真实值；
（3）同理，由（1）可知，解得。
13．（1）令，钢瓶容积，充气后救生衣体积为，
根据玻意尔定律，钢瓶灌气过程：
解得，，救生衣不能正常工作
（2）设，漏掉气体体积为，
根据玻意尔定律：，解得
（3）设用n个小钢瓶能够使救生衣刚好正常工作，每个小钢瓶体积为
根据玻意尔定律：，
又n取整数，故，至少要5个小钢瓶才能使救生衣正常工作
14．（1）以滑块和物块A、B为系统，取水平向右为正方向，滑块不从最高点冲出轨道时，设共同速度为，
根据水平方向动量守恒：
根据机械能守恒定律：，解得
即应该满足的条件为
（2）取系统初始位置为初状态，滑块C达到空中最高点为末状态，
根据水平方向动量守恒：
根据机械能守恒定律：，解得（其它解法言之有理均可给分）
（4）设C滑离A时物块A速度为，C相对于A的速度为，
根据水平方向动量守恒：
根据能量守恒定理：
解得
15．（1）粒子在与xy平面平行的平面内做匀速圆周运动，半径
由，解得
（2）在与z轴垂直方向，发生第二次碰撞，经历时间为
其中T为粒子在磁场中匀速圆周运动的周期，
在沿z轴方向，粒子做匀加速直线运动，由
根据牛顿第二定律：
联立得
粒子横坐标，横坐标，竖坐标
粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标为
（3）在x轴方向，时，
时，
…… ……
在y轴方向，，
，
…… ……
在z轴方向，粒子做匀加速直线运动，不妨设粒子在与z轴垂直方向每次经过八分之一个同周运动时间为，
则
，
，
，
…… ……
粒子第n次与挡板碰撞的坐标为
，题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
A
D
B
D
D
AC
AD
BC
命题学校：黄石二中 命题教师：何菲菲 董畅 审题教师：宋智勇 章莹
考试时间：2024年5月3日 试卷满分：100分
一、选择题：1-7为单选题，8-10为多选题（共40分）。
1．2023年12月，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。假设“人造太阳”内部发生的两种核聚变分别为，，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中X为电子．Y为质子
B．X核反应中的质量亏损
C．的平均核子质量小于的平均核子质量
D．核反应过程中亏损的质量会转变为能量
2．电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P是缆绳上的一个平台。则下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离的平方成反比
B．超级缆绳对P平台的作用力方向背离地心
C．若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动一边落向地球
D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处为椭圆的远地点
3．如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形ABCD的对角线BD边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的是（ ）
A．将一负电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加
B．O点电势与C点电势相等
C．DO间的电势差等于OB间的电势差
D．在O点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下
4．如图所示，小明设计了一个自动制动装置，A、B两物块放置在斜面上，与A相连的轻绳穿过中间有小孔的B与水平面固定的电动机相连，轻绳与B之间无力的作用，用另一根轻绳连接B，使B静止在斜面上，物块A、B与斜面间的动摩擦因数，斜面倾角。现电动机以额定功率牵引物块A，使物块A从静止出发，以最大速度与物块B发生碰撞并粘在一起，碰撞时间极短，碰撞的瞬间电动机自动切断电源不再对A提供牵引力，运动到达斜面顶端时A、B速度刚好为零，，，，，下列说法正确的是（ ）
A．在电动机的牵引下，物块A的加速逐渐变大B．电动机启动后对物块A的牵引力一直不变
C．物块A的最大速度25m/sD．物块B距斜面顶端的距离为1.25m
5．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器组成闭合电路。两个方向均垂直纸面向里的匀强磁场以平行磁场方向且过bc轴的平而为分界线，其中bc左边磁场的磁感应强度大小为，bc右边磁场的磁感应强度大小为，且比大，线圈在这两个磁场中绕垂直于磁场的bc边匀迷转动，线圈的面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。下列说法不正确的是（ ）
A．线圈从垂直于磁场方向开始运动，在一个周期内，小灯泡的电流经历了先增大后减小，再增大最后减小四个阶段
B．当将滑片P向上移动时，小灯泡的亮度将变亮
C．该变压器输入电压的有效值为
D．将小灯泡换成发光二极管，若线圈从图示位置开始运动时二极管发光，则当线圈转一周将要回到初始位置时二极管不发光
6．某中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像。若不计空气阻力，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（ ）
A．机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3NB．机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
C．在0~4s时间内，摩擦力的冲量为24N·sD．在0~4s时间内，合外力做的功为24J
7．如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ）
A．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小
B．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小
C．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为
D．当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为
8．一列简谐横滤在均匀介质中沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，其中位于横坐标的一质点A的振动图像如图乙所示，B是图甲中纵坐标为的一质点，则下列说法正确的是（ ）
A．该横波沿x轴正方向传播 B．时刻后A点比B点先达到波谷
C．在时B点的位移是-5cmD．时B点振动方向为y轴负方向
9．某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝、屏上的点位于双缝和的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为与，当介质为矿泉水时，屏上P点处是上方的第4条亮条纹（不包括点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为，真空中的光速为c，则（ ）
A．小于
B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，来自和的光传播到P点处的时间差为
D．仅将水平向左移动的过程中，P点仍能观察到亮条纹
10．如图所示，导轨间距为L的两平行光滑金属导轨固定在高度为h的绝缘水平台面上，左端连接定值电阻R和开关S，右端与台面右边缘平齐，空间中存在垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量均为m，阻值均为R的导体棒a、b垂直导轨放置。开始时开关断开，给导体棒a一水平向右的初速度，b离开导轨后瞬间闭合开关，最终a、b到达水平面上同一位置。若导体棒间发生碰撞则为弹性碰撞，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒a、b有可能会发生碰撞 B．开关闭合前、后瞬间导体棒a的加速度不同
C．初始时a、b之间的最大距离是 D．初始时a、b之间的最小距离是
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．（8分）某同学利用如图装置测量小车和智能手机的质量，智能手机可以利用APP直接测量出手机运动时的加速度。悬挂质量为m的钩码，用智能手机测出小车运动的加速度a；改变钩码的质量m，进行多次测量：做出a与的图像如图，已知图像中直线的截距为b，斜率为k。不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）（多选）以下说法正确的是______；
A．钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的质量
B．细绳应该始终与长木板平行
C．不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑
D．细线的拉力等于钩码的重力
（2）根据图像可得，小车和手机的质量为______；
（3）再利用手机APP测出斜面倾角为，则木板摩擦系数______。
12．（9分）某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为）的方案，实验电路如图甲所示。
主要实验步骤如下：
①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；
②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；
③将电阻箱的阻值调至，并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA与OK间的夹角（弧度制）；
④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（，R）值；
⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。
根据分析，试回答下列问题：
（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得______；
（2）实验时，当金属夹K调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，那么此时测出的值与真实值相比______（填“偏小”、“相等”或“偏大”）；
（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB接通），电阻丝MN长，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距M端时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C与输电线起始处的距离为______m（结果保留两位有效数字）。
13．（10分）
市场上有一种救生衣，在穿着者落水时，救生衣所连接的储气钢瓶会灌气使救生衣鼓起。救生衣在未鼓起时，其内部无气体；正常工作时，其压强为标准大气压，内部气体体积至少为，与救生衣连接的小钢瓶容积为1L。取标准大气压，忽略温度变化，气体均视为理想气体。
（1）检测发现某救生衣所附带的钢瓶内压强为，救生衣能否正常工作？请说明理由；
（2）出厂时钢瓶内部压强为，在降为的过程中，求钢瓶漏掉的气体在标准大气压下占的体积；
（3）救生衣配套的钢瓶遗失，换用容积为0.2L，内部压强为的小钢瓶充气，至少要多少个小钢瓶才能使救生衣正常工作。
14．（15分）
如图，圆心角为，质量为2m的弧形物块A与质量为m的弧形物块B叠放在一起，并将A、B粘连，构成一个半径的四分之一光滑圆弧轨道，静止在光滑的水平面上。质量为m的滑块C，以速度水平向右冲上轨道。取重力加速度。
（1）要使物块不会从最高点冲出轨道，求应该满足的条件；
（2）若，求滑块能上升的最大高度；
（3）若将物块B撤去，滑块C以的速度冲上A，求滑块C滑至A的最高点时物块A的速度大小。
15．（18分）
如图，在空间直角坐标系中存在指向x轴负方向的匀强磁场，磁感应强度为B，与x轴平行的挡板与x轴交于，与y轴交于，挡板在空间内向四周无限延伸，一带电量为+q，质量为m的粒子从以一定的初速度向x轴正方向进入磁场，恰好垂直击中挡板，粒子每次与挡板碰撞，垂直于挡板方向的速度反向，平行于挡板方向的速度保持不变，粒子重力忽略不计。
（1）求粒子初速度的大小；
（2）若在空间中施加沿x轴负方向的匀强电场，恰好使粒子第二次与挡板碰撞发生在xy平面，求匀强电场E的大小，并求出粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标；
（3）在（2）的条件下，求粒子第n次与挡板碰撞的坐标。
2024届高考模拟考试（一）
高三物理试卷参考答案与解析
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
1．C 【解析】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A错误；B．核反应放出的能量为由能量守恒可得，解得，故B错误：C．反应过程中释放大量热量，的比结合能大于的比结合能，的平均核子质量小于的平均核子质量。故C正确；D．核反应过程中亏损的质量不可能转变为能量。
2．B 【解析】A．太空电梯上各点具有相同的角速度，根据可知，太空电梯上各点加速度与该点离地球球心的距离成正比，故A错误；B．P平台如果只受地球万有引力，则圆周运动角速度比同步空间站要快，而实际圆周运动角速度等于同步空间站角速度，则在万有引力之外，P平台还受到缆绳拉力，故地球的引力与缆绳拉力提供P平台做圆周运动所需的向心力，P平台做圆周运动所需的向心力小于地球对它的万有引力，所以超级缆绳对P平台的作用力方向背离地心，故B正确；C．若从配重空间站向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝配重空间站转动的方向向前运动一边偏离地球，做离心运动，故C错误；D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，其断裂处为椭圆的近地点，因为在近地点线速度较大，半径较小，需要的向心力更大，故D错误。故选
B。
3．A 【解析】A．将一负电荷由A点移到B点，电场力做负功，电荷的电势能增加，故A正确；B．AC所在平面与BD垂直，与其它电场线不垂直，AC所在平面不是等势面，O点电势与C点电势不相等，故B错误；C．根据电场线的疏密程度可知DO间的电场强度大于OB间的电场强度，由可知DO间的电势差大于OB间的电势差，故C错误：D．在O点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向与该点电场方向相同，竖直向上，故D错误。故选D。
4．D 【解析】AB．根据，，功率不变，速度增大，导致牵引力减小，则A的加速度减小，AB错误；C．当A的加速度为零时，牵引力为，最大速度为，C错误；D．根据动量守恒，根据动能定理，物块B距斜面顶端的距离为，D正确。故选D。
5．B 【解析】A．当线圈与磁场方向平行时产生的电动势最大，所以线圈绕bc轴转动时，电流先增大再减小，电流反向后先增大再减小，总共经历四个阶段，故A正确；B．当滑片P向上移动时，原线圈匝数增大，根据变压器原理，输出电压减小，小灯泡会变暗，故B错误；C．线圈在左侧磁场中产生电动势的有效值，线圈在右侧磁场中产生电动势的有效值，设电动势的有效值为E，根据有效值定义，则，故C正确；D．若将小灯泡变成发光二极管，因为其单向导电的特点，所以若线圈从初始位置刚运动时发光，则转动一周后快到初始位置时，电流方向相反，二极管不会发光，故D正确。本题要求选择错误的，故选B。
6．D 【解析】A．由图乙可知机器人在2s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时，故A错误；B．由图a、图b结合牛顿第二定律可得，，联立可得机器人质量，滑动摩擦力为，机器人与水平桌面间的动摩擦因数为，，故B错误；C．在0~4s时间内，合外力的冲量为，力F的冲量为，摩擦力的冲量为，故C错误：D．4s末机器人的速度为，在0~4s时间内，合外力做的功为，故D正确。故选D。
7．D 【解析】PQ间的距离为，而弹簧的原长为，故弹簧的弹力为，A．根据合力与分力构成的矢量三角形可知，此时静摩擦力具有最小值为，，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，，故A错误；B．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，由力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B错误；C．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，由力的三角形可知静摩擦力等于，此时物体和圆盘还未相对滑动，物体所受的合力亦为也为，故C错误。D．静摩擦力达到最大时，，。故D正确。故选D。
8．AC 【解析】时刻质点A向y轴正方向运动，根据同侧法可知波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知质点B向y轴负方向运动，可知t=0时刻后B点比A点先达到波谷，故B错误A正确：C由波的图像可知波长为，由振动图像可知，则波速为，传播的距离，可得B点的位移是-5cm，故C正确；D．，根据周期性可知B点振动方向为y轴正方向，D错误。故选AC。
9．AD 【解析】A．根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有，当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会变小，而双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以小于，故A正确；B．设光在真空中的波长为、在介质中的波长为，依题意有，，，则可知，故B错误；C．P点处是上方的第4条亮条纹的中心，则光到双缝的光程差为光在矿泉水波长的4倍，则来自和的光传播到P点处的时间差为，故C错误；D．将水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观察到亮条纹，故D正确。故选AD。
10．BC 【解析】A．两导体棒发生碰撞的情况：若导体棒b离开导轨前与a发生碰撞，碰撞前瞬间a的速度一定大于b，碰后二者交换速度之后b的速度大于a，b的位移大于a，则b离开导轨时a到导轨右端的距离一定大于零，a、b离开导轨时的速度不可能相同，即a、b一定不发生碰撞，故A错误：开关闭合前导体棒a、b组成的系统所受合外力为零，二者组成的系统动量守恒，设开关闭合前瞬间导体棒b的速度为v，则此时导体棒a的速度为，a、b离开导轨后能落到同一位置，则，开关闭合前瞬间回路中的感应电动势为，开关闭合后瞬间回路中的感应电动势为【易错：开关闭合前后，回路总电阻不变，a的速度也不变，但产生感应电动势的回路发生了变化】，可知开关闭合前后瞬间回路中的感应电动势不相等，回路中电流不相等，导体棒a所受安培力不相等，加速度也不相等，B正确；设开关闭合前流过导体棒b的平均电流为，运动时间为，导体棒a、b间距离的变化量为，b离开导轨后a运动到平台最右端的位移大小为，则这段时间内回路中的平均感应电动势为，导体棒b所受安培力的冲量为，可得；同理，对开关闭合后a在导轨上的运动有，初始时a、b间的距离，当时两导体棒初始位置间的距离最大，为，当时两导体棒初始位置间的距离最小，为，故C正确。D错误。
11．【答案】AB；；
【解析】（1）设小车和手机的质量为M，斜面倾角为，对钩码和小车以及手机的系统由牛顿第二定律有，可得，可得本实验的原理为a与成一次函数。A．因本实验验证牛顿第二定律为对系统采用准确的方法，故不需要近似的用钩码重力代替绳的拉力，也就不需要质量关系，即不需要钧码的质量应该远小于智能手机和小车的质量，故A正确；B．为了让绳子拉小车的力为恒力，则细绳应该始终与长木板平行，故B正确；C．本实验若平衡了摩擦力，系统的牛顿第二定律表达式为，a与成正比例函数，不符合实验实验结果，则不需要平衡摩擦力，故C错误；D．本实验研究系统的牛顿第二定律，则绳子的拉力小于钩码的重力，故D错误。故选B。
（2）根据a与的一次函数关系，可知图像的斜率的意义为，则小车和手机的质量为；
（3）根据a与的一次函数关系，可知纵截距的物理意义为，联立解得。
12．【答案】；偏小；
【解析】（1）由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R与串联，R与AK并联；同时与BK并联，所以有，，，化简可得，，得，整理得，故已知乙图中图像与纵轴的截距为，斜率为，即，，则；（2）若要使灵敏电流计示数为零，则需减小角（或增大电阻箱阻值R）由知，此时测出的值小于真实值；
（3）同理，由（1）可知，解得。
13．（1）令，钢瓶容积，充气后救生衣体积为，
根据玻意尔定律，钢瓶灌气过程：
解得，，救生衣不能正常工作
（2）设，漏掉气体体积为，
根据玻意尔定律：，解得
（3）设用n个小钢瓶能够使救生衣刚好正常工作，每个小钢瓶体积为
根据玻意尔定律：，
又n取整数，故，至少要5个小钢瓶才能使救生衣正常工作
14．（1）以滑块和物块A、B为系统，取水平向右为正方向，滑块不从最高点冲出轨道时，设共同速度为，
根据水平方向动量守恒：
根据机械能守恒定律：，解得
即应该满足的条件为
（2）取系统初始位置为初状态，滑块C达到空中最高点为末状态，
根据水平方向动量守恒：
根据机械能守恒定律：，解得（其它解法言之有理均可给分）
（4）设C滑离A时物块A速度为，C相对于A的速度为，
根据水平方向动量守恒：
根据能量守恒定理：
解得
15．（1）粒子在与xy平面平行的平面内做匀速圆周运动，半径
由，解得
（2）在与z轴垂直方向，发生第二次碰撞，经历时间为
其中T为粒子在磁场中匀速圆周运动的周期，
在沿z轴方向，粒子做匀加速直线运动，由
根据牛顿第二定律：
联立得
粒子横坐标，横坐标，竖坐标
粒子第二次与挡板发生碰撞的空间坐标为
（3）在x轴方向，时，
时，
…… ……
在y轴方向，，
，
…… ……
在z轴方向，粒子做匀加速直线运动，不妨设粒子在与z轴垂直方向每次经过八分之一个同周运动时间为，
则
，
，
，
…… ……
粒子第n次与挡板碰撞的坐标为
，题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
A
D
B
D
D
AC
AD
BC
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