吉林省吉林市第一中学2024届高考物理三模试卷含解析

吉林省吉林市第一中学2024届高考物理三模试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，在以R0为半径，O为圆心的圆形区域内存在磁场，直径MN左侧区域存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B1；MN右侧区域也存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2，有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）沿垂直于MN的方向从P点射入磁场，通过磁场区域后自Q点离开磁场，离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1，OQ与MN的夹角为θ2，粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1，粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2，则下列说法正确的是（）A． B．C． D．2、运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是A． B．C． D．3、新型冠状病毒在显微镜下的形状如图所示，他的大小在纳米的数量级下，根据我们高中所学内容，下列单位属于国际基本单位的是（）A．长度 B．m C．nm D．m/s4、三个相同的建筑管材（可看作圆柱体）静止叠放于水平地面上，其截面示意图如图所示，每个管材的质量均为m。各管材间接触，设管材间光滑、管材与地面间粗糙。对此下列说法中正确的是（）A．管材与地面接触处的压力大小为 B．上下管材接触处的压力大小为C．管材与地面接触处没有摩擦力 D．下方两管材之间一定有弹力5、下列关于衰变与核反应的说法正确的是（）A．衰变为，经过3次衰变，2次β衰变B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．核聚变反应方程中，X表示质子D．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为6、2019年10月1日，在国庆70周年盛大阅兵式上，大国重器东风-17高超音速战略导弹震撼曝光！有限的资料显示，东风17高超音速导弹最大速度在6~25马赫之间，射程约为2000公里左右，其战斗部为十分前沿的带翼面承波体结构，通过弹体助推至大气层边缘，并以"打水漂"一样的方式进行滑跃飞行，突防能力极强。值得一提的是，这种"助推—滑翔"弹道由我国著名科学家钱学森在上个世纪末40年代首次推出，因此该弹道亦称"钱学森弹道"。已知东风-17质量为m，在一次试射机动变轨过程中，东风-17正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为12马赫（1马赫就是一倍音速，设为v），突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下37°角飞行，速度大小为15马赫。此次机动变轨过程中（）A．合力对东风-17做功为81mv2B．合力对东风-17做功为4.5mv2C．合力对东风-17的冲量大小为9mv，方向竖直向下D．合力对东风-17的冲量大小为3mv，方向向东偏下37°二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列说法中正确的是A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零B．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著C．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房子内的气温将会增加D．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多E.在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降8、如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为30º，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，下列选项正确的是A．m=MB．m=2MC．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能9、我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶210、关于电磁波，下列说法正确的是（）A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在B．非均匀周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．手摇动用丝绸摩擦过的玻璃棒，在空气中产生电磁波，只能沿着摇动的方向传播D．频率在200MHz~1000MHz内的雷达发射的电磁波，波长范围在0.3m~1.5m之间E.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某学校在为准备学生实验“测量电阻丝的电阻率实验”时购进了多卷表面有很薄绝缘层的合金丝，一研究性学习小组同学想通过自己设计的实验来测算金属合金丝的电阻率和长度。(1)小组某同学先截取了一小段合金丝，然后通过实验测定合金丝的电阻率，根据老师给提供的器材，他连成了如图甲所示的实验实物图∶该实验连接图中电流表采用的是_______（填“内接”或“外接”），滑动变阻器采用的是______（填“分压式”或“限流式”）；实验时测得合金丝的长度为0.300m，在测金属合金丝直径时，螺旋测微器的测量结果如图乙所示，则金属合金丝的直径为_____mm。(2)实验过程中电压表V与电流表A的测量结果已经在图丙中的U－I图像中描出，由U－I图像可得，合金丝的电阻为_______Ω；由电阻定律可计算出合金丝的电阻率为_____________Ω·m（保留三位有效数字）。(3)小组另一同学用多用电表测整卷金属合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤∶①将红黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔∶选择电阻挡“×100”；②然后将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零；③把红黑表笔分别与合金丝的两端相接，多用电表的示数如图丁所示，该合金丝的电阻约为____Ω。(4)根据多用电表测得的合金丝电阻值，不计合金丝绝缘层的厚度，可估算出合金丝的长度约_____m。（结果保留整数）12．（12分）某中学实验小组成员在应用多用电表测电阻实验。如图为一多用电表的表盘，其中表盘上的三个重要部件分别用三个字母A、B、C标记了出来，然后在测量电阻时操作过程如下：①在测量电阻以前，首先进行的操作应是机械调零，要调节部件_________，使多用电表的指针指在表盘最_________（填“左”或“右”）端的零刻度线位置；②然后同学将旋钮C调节到“×100”的挡位；③将红表笔插到_____（“+”或“—”）孔，黑表笔插到_____（“+”或“—”）孔，将两表笔短接，调节部件______，使多用电表的指针指在表盘最_________（填“左”或“右”）端的零刻度线位置；④完成以上的操作后，然后将两表笔与被测量的电阻良好接触，多用电表的指针几乎没有发生偏转，为了减小测量的误差。从下列选项中选出正确的部分操作步骤，并进行正确的排序__________，最后测出待测电阻的阻值。A．用两表笔与待测电阻相接触B．将两表笔短接进行欧姆调零C．将旋钮C调节到“×1”的挡位D．将旋钮C调节到“×1k”的挡位四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度B垂直纸面向里为正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k为正整数。某直角坐标系原点O处有一粒子源，在t=0时刻沿x轴正方向发射速度为v0=103m/s的正点电荷，比荷=1×l06C/kg，不计粒子重力。(1)若k=1，求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次（从O点出发记为第1次）经过y轴时的时刻；(2)若k=2，求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值；(3)若t0=10-5s，则k取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值Tmin和相应的k值。14．（16分）如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L＝1m，两轨道之间用电阻R＝2Ω连接，有一质量m＝0.5kg的导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿轨道方向拉导体杆，使导体杆从静止开始做匀加速运动。经过位移x＝0.5m后，撤去拉力，导体杆又滑行了x′＝1.5m后停下。求：(1)整个过程中通过电阻R的电荷量q；(2)拉力的冲量大小IF；(3)整个过程中导体杆的最大速度vm；(4)在匀加速运动的过程中，拉力F与时间t的关系式。15．（12分）如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计。场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2。两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。(设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek。(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b又恰好进入第2个磁场区域。且a、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相同。求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q。(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

AB．粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识可知，粒子在两个磁场中的轨迹半径分别为粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得则故AB错误；

CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为粒子在磁场中转过的圆心角θ相等，粒子在磁场中的运动时间为则有故C错误，D正确。

故选D。2、A【解析】

运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间，运动员受重力、地面对人竖直向上的支持力、和地面对人向前的摩擦力，故A项正确，BCD三项错误。3、B【解析】

国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度（m）、质量（kg）、时间（s）、热力学温度（K）、电流（A）、发光强度（cd）、物质的量（mol），它们的国际单位是基本单位，而由物理量之间的关系式推导出来的单位叫做导出单位，A项的长度是基本物理量，B项的m是国际制基本单位，C项的nm是非国际制基本单位，D项的m/s是导出单位，故B正确，ACD错误。故选B。4、B【解析】

A．由对称性知，上面管材的受力情况左右对称，下面两个管材的受力情况相同。整体分析三个管材竖直方向受力平衡，有则即管材与地面接触处的压力大小为，选项A错误；B．隔离上面管材，其受力如图所示，则选项B正确；CD．隔离下面左管材。若左右两管材间不挤压，则下方两管材之间没有弹力，左管材受力如图所示，地面对其有静摩擦力。若左右两管材间挤压，则两管之间有弹力，地面对其的静摩擦力更大，选项CD错误。故选B.5、A【解析】

A．设发生n次衰变，m次β衰变，根据电荷数和质量数守恒，则有解得n=3，m=2，故A正确；B．衰变所释放的电子是原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子，故B错误；C．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，聚变反应方程中，X的质量数为电荷数为可知X表示中子，故C错误；D．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，不是中子，核反应方程为故D错误。故选A。6、C【解析】

AB．根据动能定理得故AB错误。

CD．根据动量定理得方向竖直向下，故C正确，D错误。

故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、CDE【解析】

A．设分子平衡距离为，分子距离为r，当，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，故A错误；B．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故B错误；C．夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，为要消耗电能，故，与外界无热交换，故，根据热力学第一定律公式：房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高，故C正确；D．由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，故D正确；E．当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，这一短暂过程中气体与外界热量交换很少，根据热力学第一定律气体内能是减少，温度降低，故E正确。8、BC【解析】

AB．木箱和货物下滑过程中，令下滑高度为h，根据功能关系有(M＋m)gh－μ(M＋m)gh＝E弹．木箱上滑过程中，根据功能关系有－Mgh－μMgh＝0－E弹．代入相关数据，整理得m＝2M，A错误，B正确；木箱和货物下滑过程中，根据牛顿第二定律有：a1＝g(sinθ－μcosθ)，方向沿斜面向下．木C．箱上滑过程中，根据牛顿第二定律有：a2＝g(sinθ＋μcosθ)，方向沿斜面向下，所以C正确；D．根据能量守恒定律知，还有一部分机械能由于克服摩擦力做功转化为内能，D错误．9、BD【解析】

启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；设每一节车厢的质量是m，阻力为，做加速运动时，对6、7、8车厢进行受力分析得：，对7、8车厢进行受力分析得：，联立可得：，故B正确；设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：，又，可得：，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C错误；设每节动车的功率为P，当只有两节动力车时，最大速率为v，则：，改为4节动车带4节拖车的动车组时，最大速度为，则：，所以，故D正确．10、BDE【解析】

A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B.非均匀周期性变化的磁场产生非均匀周期性变化电场，非均匀周期性变化的电场产生非均匀周期性变化磁场，相互激发，形成电磁波。故B正确；C.电磁波产生后，可以在任意方向传播，故C错误；D.根据，电磁波频率在200MHz至1000MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间，故D正确；E.由于波源与接受者的相对位置的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故E正确。故选：BDE。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、外接限流式0.6803.003.63×10－61400140【解析】

(1)[1]根据实物连接图分析可知该实验连接图中电流表采用的是内接，[2]滑动变阻器采用的是限流式，[3]螺旋测微器的固定刻度读数0.5mm，可动刻度读数为0.01×18.0=0.180mm，所以最终读数为0.5+0.180mm=0.680mm；(2)[4]由图像，据欧姆定律可得该小段金属合金丝的电阻为[5]金属合金丝的横截面积根据电阻定律可计算出金属合金丝的电阻率为(3)③[6]欧姆表选择×100挡，由图甲所示可知多用电表的表盘读数为14，该合金丝的电阻约为(4)[7]根据电阻定律可知长度之比等于电阻之比，即有所以金属合金丝的长度12、A左+—B右DBA【解析】

①[1][2]使用前要进行机械调零（部件A），使指针指向左边的零刻度处；③[3][4][5][6]将红、黑表笔分别插入“+”、“—”插孔，并将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮（部件B），使电表指针对准电阻的“0”刻线，即表盘最右端的零刻度线；④[7]使用中每次换欧姆挡都要进行欧姆调零，使指针指向右边的零刻度处；由于测量时，指针从无穷大电阻开始偏转，偏角过小，说明需增大倍率，使指针指向欧姆表中间刻度附近，故正确的排序是DBA。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)0.01m；；(2)；；(3)当取非的正整数时，均可以回到出发点；当时，最小循环周期为【解析】

(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由解得当时，因为，粒子第3次经过轴时恰好向上经历两个半圆（如图）则时间(2)当时，，粒子一个循环周期中运动分别为半圆→整圆→半圆→整圆，因此由几何关系得：与轴交点坐标的最大值为与轴交点坐标的最小值为(3)因为，所以粒子先做圆弧运动，之后