2024届新高考物理精英模拟卷 【江苏版】

这是一份2024届新高考物理精英模拟卷 【江苏版】，共15页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于热现象的认识，下列说法正确的是( )
A.物体的温度降低，每个分子的动能都将变小
B.分子数和温度相同的物体一定具有相同的内能
C.晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子平均动能增加
D.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性
2．在秋天，一天的气温变化很大，一个空教室内，早上温度为17 ℃时，气体质量为，下午温度为27 ℃时，气体质量为，假定教室内的气体压强保持不变，气体可以看成理想气体，则等于( )
A.17:27B.29:30C.27:17D.30:29
3．2023年8月24日，日本福岛第一核电站启动核污染水排海，此行为引起许多国家的强烈抗议。核污水中含有多种放射性物质，其中氚发生衰变后会生成并释放一个粒子，下列说法正确的是( )
A.氚发生的是α衰变B.氚发生衰变时吸收能量
C.释放的粒子电荷数为1D.释放的粒子来自氚原子核内
4．对于空间导航卫星，占据中高度地球圆形轨道（MEO）至关重要。无论是中国的北斗系统还是美国的GPS，都拥有MEO卫星。如图所示为GPS和北斗系统的MEO卫星轨道面，相比而言，北斗系统的MEO卫星轨道略高一点。对于图中轨道上的两颗卫星A和B，下列说法正确的是( )
A.卫星B的发射速度大，运行速度也大
B.卫星B的发射速度大，运行速度小
C.卫星B的发射速度小，运行速度也小
D.卫星B的发射速度小，运行速度大
5．如图所示，在正方形ABCD的四个顶点上分别固定一个点电荷，四个点电荷的电荷量相等，正方形中心O点的电势为正，电场强度不为零，分别为的中点，P点场强比Q点场强大，取无穷远处为零电势点，则正方形四个顶点的点电荷中( )
A.有两个带负电B.有三个带负电
C.两点的点电荷带同种电荷D.两点的点电荷带同种电荷
6．某种材料制成的三棱镜截面ABC如图所示，。一束单色光垂直AB边入射，其折射光线经过BC边反射后，从AC边的中点E竖直向上射出，已知真空中的光速为c，BC边长度为2a。下列说法正确的是( )
A.三棱镜的折射率为
B.该单色光从AC边射出时的折射角为30°
C.该单色光在三棱镜中的传播速度为
D.该单色光在三棱镜中的传播时间为
7．某实验小组设计的电吹风电路图如图所示，为四个固定触点，可转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风分别处于关机、吹热风和吹冷风的三种工作状态。该电吹风吹热风时的输入功率为460 W，吹冷风时的输入功率为60 W，小风扇的额定电压为60 V，正常工作时小风扇输出功率为52 W，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，下列说法正确的是( )
A.吹冷风时触片P与接触
B.原、副线圈匝数比
C.小风扇的内阻为8 Ω
D.吹热风时电热丝消耗的热功率为408 W
8．如图所示，用不可伸长的细线连接可视为质点的小球，两球在空中同一点同时抛出，小球A的初速度大小为、方向与水平方向成53°斜向右上，小球B的初速度方向水平向右，两球在同一竖直面内运动，当小球A运动到最高点时，细线刚好沿竖直方向伸直，不计空气阻力，，。当细线刚好伸直时，小球B的速度大小为( )
A.B.C.D.
9．某同学用如图所示的电路做“观察电容器的充、放电现象”实验。开始时电容器不带电，将开关S拨至1，电容器充电完成后过一会儿再将开关拨至2，计算机根据接收到的电流随时间变化的规律拟合出电容器的带电荷量随时间变化的图像应是( )
A.B.C.D.
10．如图所示，真空中有一正方体，在正方体的顶点处分别固定一个电荷量均为的点电荷，下列说法正确的是( )
A.B点电势比C点电势低
B.B点场强大小比C点场强大小小
C.电子沿直线从移动到C的过程中，电势能不变
D.若电子以某一初速度从C点射入，可能做匀速圆周运动
11．如图所示，空间内有垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），在O点有一粒子源，能沿纸面向各方向均匀发射初速度为、电荷量为、质量为m的带电粒子。O点右侧有一挡板PQ，已知，当沿OQ方向时，粒子恰好打在挡板上端P点处，不计粒子重力，不考虑粒子的反弹和粒子间的相互作用，则( )
A.粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为2a
B.击中挡板左侧的粒子占粒子总数的
C.击中挡板右侧的粒子占粒子总数的
D.若将挡板PQ两端延伸足够长，粒子打在挡板上的长度为2a
二、实验题
12．某同学要测量滑块和水平桌面间的动摩擦因数，设计了如图甲所示的装置，力传感器安装在滑块上，绕过定滑轮的轻绳一端连接在力传感器上，另一端吊着装有遮光条的重物，重物下方吊着砝码，光电门固定在遮光条正下方且两者相距h，滑块和力传感器的总质量为M，重力加速度为g。
（1）实验前，先用游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺的示数如图乙所示，则遮光条的宽度为_______mm；
（2）安装好装置后，为了使滑块加速运动过程中合外力不变，需要_________；
（3）由静止释放滑块，记录力传感器的示数F及遮光条通过光电门的挡光时间t，多次改变悬挂砝码的质量并重复实验，每次保持滑块由静止释放的位置不变，测得多组数据，作出图像，如图丙中图线A所示，得到图像与纵轴的截距为b，则可知滑块与水平桌面间的动摩擦因数为________；
（4）若增大滑块的质量，重复（3）中的操作，得到的图像应是图丙中的_______（填“B”“C”“D”或“E”）图线；
（5）该同学想在测出动摩擦因数后用此实验过程验证动能定理，用（3）得出的图像，测得图像的斜率为k，若测得开始时遮光条到光电门的距离，则动能定理能得到验证。你认为该同学的方法能否验证动能定理？请说明理由。
三、计算题
13．一颗原子弹中装有质量为m的核，爆炸时大约有1.2%的核发生裂变。若一个核发生裂变生成一个核和一个核，并释放出几个中子，已知中子的质量为，核的质量为，核的质量为，核的质量为，阿伏加德罗常数为，核的摩尔质量为M，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）一个U核在裂变反应中亏损的质量；
（2）原子弹爆炸释放的能量。
14．如图所示，某工厂有一导热性能良好的气动提升装置，缸体高，通过活塞连杆与托盘相连，活塞密封性能良好，活塞与汽缸间的摩擦不计，活塞横截面积，厚度不计，当在托盘上放置质量为的物体时活塞下方气柱长度为，若将托盘上的物体质量增加到时气柱长度为，此时保持物体质量不变，启动电动打气泵向汽缸内打气，一次打入压强为、体积的气体。已知大气压，重力加速度取，环境温度不变，忽略打气过程中气体温度变化。求：
（1）活塞连杆与托盘的总质量m（计算结果保留一位小数）；
（2）为使物体上升到最大高度，打气的次数至少为多少。
15．某种装置的滑道分为光滑的四段，如图所示，用不可伸长的轻绳将质量为的物块P悬挂在O点正上方的点。现将物块P拉至左侧由某一位置静止释放，下落至最低点时轻绳刚好断开，物块P与质量为的滑块Q（位于O点）发生弹性碰撞。已知轻绳长度为，竖直面内半圆弧轨道CD的半径为，BC段水平且距底座高度为，AB段与底座和BC段平滑连接，半圆弧轨道C点的切线水平，P和Q可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。若滑块Q恰好能够到达D点，求：
（1）碰撞后瞬间滑块Q的速度大小；
（2）碰撞后物块P能上升的最大高度；
（3）该轻绳能承受的最大拉力F。
16．如图所示，间距为1 m的平行光滑金属导轨固定在水平面上，其中是半径为的半圆弧，虚线EF左侧和圆弧导轨间均存在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向上的匀强磁场。在水平导轨上串联金属棒，且在两金属棒间锁定一弹性势能为1.2 J的轻质弹簧装置（弹簧与两棒均不拴接），解除弹簧锁定后，金属棒分别同时运动到处，金属棒b进入磁场向左运动一段时间后速度减小到零，此时金属棒a到达圆弧最高点，且对轨道无压力。已知金属棒的质量分别为，电阻分别为。不计金属棒a在处的能量损失和导轨电阻，g取。求：
（1）金属棒a运动到'处的速度大小；
（2）金属棒a运动到圆弧轨道最高点时，所受安培力的大小；
（3）金属棒b从进入磁场到速度减小到零的过程中产生的焦耳热。
参考答案
1．答案：D
解析：温度是分子平均动能的标志，物体温度越低，分子的平均动能越小，并不是每个分子的动能都变小，A错误；物体的内能与分子数、物体的温度和体积等因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，B错误；晶体在熔化时要吸热，分子势能增加，而晶体在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，C错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性，D正确。
2．答案：B
解析：设教室早上的温度为，教室容积为，下午温度升高至，教室内气体的总体积变为，根据题意教室内的气体压强保持不变，由盖-吕萨克定律有，解得，溢出的气体体积为，由于温度升高后，教室内的气体与溢出的气体质量之和与初始状态相等，则，D正确。
3．答案：D
解析：根据原子核衰变时质量数、电荷数守恒可知，电荷数为-1，释放的粒子是β粒子，发生的是β衰变，A、C错误；衰变过程释放能量，B错误；释放的粒子是由原子核内一个中子变成质子而释放出的电子，D正确。
4．答案：B
解析：由万有引力定律得，解得，由题图知，故，A、D错误；发射速度越大，卫星离地面越远，故卫星B的发射速度大，B正确，C错误。
5．答案：C
解析：由于O点电势为正，场强不为零，因此正方形四个顶点处的点电荷有三个带正电，A、B错误；若B点的点电荷带负电，根据电场强度的叠加可知，P点场强比Q点场强大，若C点的点电荷带负电，则两点场强大小相等，若A点的点电荷带负电，则两点场强大小相等，若D点的点电荷带负电，则Q点场强比P点场强大，C正确，D错误。
6．答案：D
解析：依题意画出如图所示的光路图，根据折射定律有，由几何关系得，则三棱镜的折射率为，A、B错误；该单色光在三棱镜中的传播速度为，C错误；由几何知识可得，则该单色光在三棱镜中的传播路程为，传播时间为，解得，D正确。
7．答案：C
解析：
8．答案：C
解析：根据题意“细线刚好沿竖直方向伸直”可知，小球B抛出时的初速度大小与小球A初速度的水平分量相等，即小球B的初速度为，对小球A，从抛出到细线刚好伸直的过程有，解得，由平行四边形定则可知细线刚好伸直时小球B的速度大小为，C正确。
9．答案：B
解析：对于图像，其斜率为，即斜率的绝对值表示电流I的大小，开关S拨至1时，电容器充电，充电过程电荷量Q增多，由和可知，电流I减小，图像斜率减小；开关S拨至2时，电容器放电，放电过程电荷量Q减少，由和可知，电流I减小，图像斜率的绝对值也减小，B正确。
10．答案：D
解析：根据等量同种电荷的等势面分布，易知过C点的等势面在过B点等势面的外侧，故B点电势高于C点电势，A错误；设正方体边长为L，由于为等边三角形，所以A点和点上的点电荷对C点的电场方向夹角为60°，则，其中，且与夹角为锐角，故有，B错误；关于连线对称分布，由于电势是标量，在、C点的电势相等，连线的中点到A、最近，则电势最大，由于电子带负电，则电势能先减小后增大，C错误；C点在连线的中垂面上，电子以某一初速度从C点射入，若速度方向与库仑力的合力方向垂直，可能做匀速圆周运动，D正确。
11．答案：C
解析：沿OQ方向射入的粒子轨迹1如图甲所示，由几何关系知，A错误；击中挡板左侧的粒子，如图甲所示，其轨迹介于轨迹1与轨迹2之间，对应初速度间的夹角为30°，故其间的粒子数占总粒子数的比例为，B错误；击中挡板右侧的粒子，如图乙所示，其轨迹介于轨迹3与轨迹4之间，对应初速度间的夹角为60°，故其间的粒子数占总粒子数的比例为，C正确；若将挡板PQ两端延伸足够长，如图丙所示，粒子能够打在挡板上的轨迹介于轨迹1与轨迹5之间，由几何关系知，粒子打在挡板上的长度为，D错误。
12．答案：（1）3.10（2）调节定滑轮的高度，使连接力传感器的轻绳水平（3）（4）B（5）不能。理由见解析
解析：（1）遮光条的宽度为。
（2）为了使滑块加速运动过程中合外力不变，需要调节定滑轮的高度，使连接力传感器的轻绳水平。
（3）遮光条通过光电门时重物的速度大小为，则，根据牛顿第二定律有，得到，根据题意有，解得。
（4）若增大滑块的质量，重复（3）操作，由可知，图像与纵轴的截距变大，图像的斜率增大，与横轴的截距不变，因此应为图线B。
（5）不能。如果动能定理成立，则有，得到，因此当时，但不考虑摩擦力做功时，有，得到，同样有，故动能定理不能得到验证。
13．答案：（1）（2）
解析：（1）核裂变的核反应方程为
一个核在裂变反应中亏损的质量为
（2）原子弹中参与核裂变的核的质量为
参与核反应的核的个数为
原子弹爆炸释放的能量为
14．答案：（1）115.4 kg（2）77
解析：（1）设开始时缸内气压为，根据平衡条件有
设物体质量增加后缸内气压为，有
气体发生等温变化，由玻意耳定律可得
解得
（2）取新打入的气体为研究对象，初态压强为，体积为V，
末态压强为，体积为
根据等温变化规律可得
则
故为使物体上升到最大高度，打气的次数至少为77次
15．答案：（1）3 m/s（2）0.012 5 m（3）40 N
解析：（1）设滑块Q在D点的速度大小为，滑块Q恰好能够经过D点并水平抛出，有
解得
滑块Q由O点到D点，根据机械能守恒定律，有
解得
（2）物块P与滑块Q发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，有
联立解得
对物块P由机械能守恒定律有
解得
（3）对物块P刚到最低点时，由牛顿第二定律有
代入数据解得
16．答案：（1）4 m/s（2）0.4 N（3）0.36 J
解析：（1）金属棒被弹簧弹开的过程中，由动量守恒定律和能量守恒定律有
联立解得
，
EF右侧导轨光滑，则金属棒a运动到处的速度大小为4 m/s。
（2）金属棒a运动到圆弧轨道最高点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可知
解得
此时金属棒b的速度为零，则回路中产生的感应电动势为
回路中的感应电流为
金属棒a所受安培力的大小为
联立解得
（3）整个运动过程中，系统损失的机械能转化为焦耳热。由功能关系可知，金属棒a损失的机械能为
解得
金属棒b损失的机械能为
解得
又因为金属棒为串联关系，则由闭合电路欧姆定律可知，金属棒b产生的焦耳热为
其中，
解得
选项
分析
正误
A
触片P与接触时，小风扇工作，电热丝断路，所以电吹风吹冷风
×
B
吹冷风时，变压器的输入电压为220 V，输出电压为60 V，由理想变压器的变压比可得
×
C
吹冷风时，电吹风的输入功率为60 W，输出功率为52 W，所以小风扇内阻的热功率为8 W，变压器原线圈中的电流，副线圈中的电流，所以小风扇的内阻为
√
D
吹热风时触片P与接触，小风扇和电热丝均工作，则电热丝消耗的功率为
×