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文档简介
2024年高考物理模拟试卷
注意事项
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答;第二部分必须用黑
色字迹的签字笔作答。
3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
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、在x轴上有两个固定的点电荷0、。2,其中0为正电荷,0为负电荷。一带正电的粒子仅在电场力作用下从原点
O由静止开始沿x轴运动,其动能以随位置x的变化关系如图,则能够正确表示0、0位置的图像是()
,QiQ\OXOx'QiQ2ORX
■11■»
C0]OM0XD.Q2OX(I0]x
2、如图所示空间中存在沿水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为勒,将长度为2L的通电直导线由中点O处弯成折
线,夹角为60。,现在导线中通有恒定电流/。如果在空间另外施加一磁感应强度大小为4的匀强磁场,且使导线MO、
NO所受的安培力相等,则下列说法正确的是()
A.磁场的方向斜向左下方与水平方向成60。角,MO受到的安培力的大小为欠〃
B.磁场方向竖直向上,M。受到的安培力的大小为2综比
C.磁场方向竖直向下,M。受到的安培力的大小为2综比
D.磁场方向斜向右上方与水平方向成60“角,受到的安培力的大小为与B°IL
3、甲、乙两个质点沿同一直线运动,它们的位移一时间图象如图所示。对0气时间内甲、乙两质点的运动情况,下列
说法正确的是
A.甲运动得比乙快
B.甲运动的位移比乙运动的位移小
C.乙先沿英方向运动后沿正方向运动
D.甲、乙两质点间的距离先增大后减小
4、如图所示,同时作用在质点O上有三个共点力尸I、尸2、尸3,其中尸1、尸2是正六边形的两条边,尸3是正六边形的一
条对角线。已知尸尸尸2=2N,则这三个力的合力大小等于
A.6NB.8NC.IOND.12N
5、如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和。用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细
绳都恰好与天花板垂直,则
A.尸和。都带正电荷B.尸和。都带负电荷
C.尸带正电荷,。带负电荷D.尸带负电荷,。带正电荷
6、自2020年初开始,我国发生了新冠肺炎疫情。面对疫情,中华儿女众志成城,科学战“疫%现在疫情已经得到了
有效控制。2020年3月3日,国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七
版)的通知》,指出新型冠状病毒的传播途径:经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径,在相对封闭的环境中
长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒,如云、雾、细
菌、尘埃、烟尘等。气溶胶中的粒子具有很多动力学性质、光学性质,比如布朗运动,光的反射、散射等。关于封闭
环境中的气溶胶粒子,下列说法正确的是()
A.在空气中会缓慢下沉到地面
B.在空气中会缓慢上升到空中
C.在空气中做无规则运动
D.受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力
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、如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀
强磁场片和匀强电场E,用磁场方向垂直于纸面向里,平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板
S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场与,则下列相关说法中正确的是()
A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.该束带电粒子带负电
C.速度选择器的々极板带负电D.在民磁场中运动半径越大的粒子,比荷包越小
m
8、如图所示,°、力、c、d、e、/是以。为球心的球面上的点,平面与平面加力'垂直,分别在a、c两个点处放
等量异种电荷十。和一2,取无穷远处电势为0,则下列说法正确的是()
A.氏/两点电场强度大小相等,方向相同
B.e、d两点电势不同
C.电子沿曲线人fefd运动过程中,电场力做正功
D.若将+Q从。点移动到万点,移动前后球心O处的电势不变
9、图1是一列沿工轴方向传播的简谐横波在/=0时刻的波形图,波速为lm/s。图2是/=5.5m处质点的振动图象,
B.工=3.5m处质点在,=2s时的位移为4&cm
C.x=1.5m处质点在f=4s时的速度方向沿y轴正向
D.x=4.5m处的质点在,=1s时加速度沿)'粕负方向
E.大=3.5m处质点在0〜1s内路程为(16-8\/2)cm
10、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,其输入端通过灯泡Li与输出电压有效值恒定的交流电源〃
=Umsin(碗)(V)相连,副线圈电路中接有灯泡L2和最大阻值为R的滑动变阻器,己知两个灯泡的额定电压均为U,
且两者规格完全相同,电压表为理想电表,导线电阻不计。开始时滑动变阻器的滑片P位于最下端,调节滑动变阻器
的滑片可使两个小灯泡同时正常发光(忽略灯丝电阻变化),下列说法正确的是()
A.在K的滑片P向上滑动的过程中,电源的输出功率将会变大
B.在K的滑片P向上滑动的过程中,心的亮度会变暗
C.若小灯泡L2突然烧坏,电压表示数会减小
D.交流电源的最大值为Um=3收U
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)要测绘一个标有“2・5V2W”小灯泡的伏安特性曲线.己选用的器材有:
直流电源(3V内阻不计)
电流表A।量程为0.6A,内阻为0.6n)
电流表A2(量程为300mA.内阻未知)
电压表V(量程0—3V,内阻约3kQ)
滑动变阻器R(0—5Q,允许最大电流3A)
开关、导线若干.
其实验步骤如下:
①由于电流表Ai的里程偏小.小组成员把Ai、A2并联后在接入电路,请按此要求用笔画线代表导线在实物图中完成余
下导线的连接.
(一)
(2)正确连接好电路,并将滑动变阻器滑片滑至最端,闭合开关S,调节滑片.发现当Ai示数为0.50A时,
A2的示数为200mA,由此可知Az的内阻为.
③若将并联后的两个电流表当作一个新电表,则该新电表的量程为A;为使其量程达到最大,可将图中
(选填,“『、"H”)处断开后再串联接入一个阻值合适的电阻.
12.(12分)为了测量一待测电阻区的阻值,准备了以下器材:
A.多用电表
B.电流表Gi(0-100mA,内阻约5。)
C.电流表Gz(0~50mA,内阻「2=10。)
D.定值电阻Ro(20。)
E.滑动变阻器Ri(oyc)
F.滑动变阻器&(0-100D)
G.直流电源(3.0V,内阻不计)
H.开关一人及导线若干
(1)用多用电表欧姆表“XI”挡粗测电阻时,其阻值如图甲中指针所示,则R、的阻值大约是Qo
(2)滑动变阻器应选________(填仪器前的序号)。
(3)若是用G2表测治两端电压,请在图乙对应的虚线框中完成实验电路设计(要求:滑动变阻器便于调节,电表读
数不得低于量程的(________)
3
(4)补全实验步骤:
a.按图乙所示电路图连接电路,将变阻器滑动触头移至最端(选填"左''或"右");
b.闭合开关S,移动变阻器滑动触头至某一位置,记录Gi、Gz表的读数人、
C.多次移动变阻器滑动触头,记录相应的GI、G2表的读数人、/2;
d.以,2为纵坐标,人为横坐标,作出相应图线如图丙所示,则待测电阻&的阻值为。(保留两位有效数字)。
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)如图所示,/轴、y轴和直线将平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场,II区域存
在垂直于纸面向里的匀强磁场,HI区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场,H、HI区域的磁感应强度大小相同。质量
为机、电量为q的粒子从P点(-Ly)以垂直于电场方向、大小为用的速度出发,先后经。点(0,0)、M点(L
0)到达"点U'-LX'点位于磁场分界线处。已知粒子到达。点时速度方向偏转了不计粒子的重力'回答
下面问题。
⑴求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量;
⑵若粒子从尸点出发依次通过。点、"点并于〃点第一次射出磁场分界线后到达N点,则粒子运动的时间为多少?
⑶粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少?
尸F:m:
0・・
X::x
XXxW
X=L
14.(16分)我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是:F=G—.但是,在某些特殊情况下,非质点之
间的万有引力计算及其应用的问题,我们可以利用下面两个已经被严格证明是正确的结论,而获得快速有效地解决:
若质点加放置在质量分布均匀的大球壳M(球壳的厚度也均匀)的空腔之内,那么机和M之间的万有引力总是为
零.
b.若质点",放置在质量分布均匀的大球体M之外(总八)),那么它们之间的万有引力为:F=G雪,式中的「为质
点小到球心之间的距离;n为大球体的半径.
假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为p的球体,通过地球的南北两极之间能够打通一个如图所示的真空小洞.若
地球的半径为R,万有引力常数为G,把一个质量为,〃的小球从北极的洞口由静止状态释放后,小球能够在洞内运动.
(1)求:小球运动到距地心为0.5R处的加速度大小a;
(2)证明:小球在洞内做简谐运动;
(3)求:小球在运动过程中的最大速度
15.(12分)如图所示,汽缸开口向上,缸内壁有固定小砧,质量为〃,的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为
2po+等,g为重力加速度,活塞到缸底的距离为/,,活塞横截面积为S,大气压强为po,环境温度为To,活塞与汽缸
内壁气密性好且无摩擦,汽缸与活塞的导热性能良好。
①缓慢降低环境温度,使缸内气体的体积减半,则环境温度应降低为多少:此过程外界对气体做的功为多少?
②若环境温度不变,通过不断给活塞上放重物,使活塞缓慢下降,当活塞下降!〃对,活塞上所放重物的质量为多少?
2
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>A
【解析】
由动能定理可知4=&可知々-X图像的斜率等于电场力,由图像可知,在0~巾)之间存在一个场强为0的点(设为
M点),且在OM之间运动时电场力做正功,在M与xo之间运动时电场力做负功;由此刻判断0ro区间肯定在两点
荷的同一侧,且正电荷0距离。点较近,故选项A正确,BCD错误;
故选A。
2、D
【解析】
A.当所加磁场的方向斜向左下方与水平方向成60。角时,NO受到的安培力仍垂直纸面向里,大小为MO
受到的安培力垂直纸面向外,大小为日为〃,A错误;
B.当所加磁场方向竖直向上时,NO受到的安培力仍垂直纸面向里,大小为叵口耳,比,受到的安培力垂直纸
20
面向里,大小为线〃,B错误;
C.当所加磁场方向竖直向下时,NO受到安培力垂直纸面向里,大小为与14〃,受到的安培力垂直纸面向
外,大小为纥比,C错误;
D.当所加磁场方向斜向右上方与水平方向成60。角时,NO受到的安培力仍垂直纸面向里,大小为当叵BJL,MO
受到的安培力垂直纸面向里,大小为立B°IL,D正确。
20
故选D。
3、B
【解析】
C.由图可知,甲、乙做的是同向运动,C错误;
D.由图可知,甲、乙间的距离在逐渐减小,D错误;
A.图线的斜率为速度,因此中运动得比乙慢,A错误;
B.乙运动的位移比甲的位移大,B正确。
4、A
【解析】
将尸I、尸2合成如图,由几何关系得,尸1、尸2的合力
%=E=2N
由于入2与尸3的方向相同,由几何关系可得,三力的合力
F=&+5=6N
故A项正确,BCD三项错误。
5、D
【解析】
AB.受力分析可知,P和Q两小球,不能带同种电荷,AB错误;
CD.若P球带负电,Q球带正电,如下图所示,恰能满足题意,则C错误D正确,故本题选D.
6、C
【解析】
ABC.封闭环境中的气溶胶粒子的运动属于布朗运动,所以在空气中做无规则运动,AB错误C正确;
D.做布朗运动的粒子受力不平衡,所以才能做无规则运动,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、AD
【解析】
A.质谱仪是分析同位素的重要工具,选项A正确;
B.带电粒子在磁场中向下偏转,磁场的方向垂直纸面向外,根据左手定则知,该束粒子带正电,选项B错误;
C.在平行极板间,根据左手定则知,带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上,则电场力的方向竖直向下,知电场强
度的方向竖直向下,所以速度选择器的々极板带正电,选项C错误;
D.进入与磁场中的粒子速度是一定的,根据洛伦兹力提供向心力,有
V-
qvB=tn——
r
得
mv
r=—
qB
知,・越大,比荷幺越小,选项D正确。
m
故选ADo
8、AD
【解析】
AB.等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的,由等量异号电荷的电场的特点,结合题目的图可
知,图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面,所以该平面上各点的电势都是相等的,各点的电场强度的
方向都与该平面垂直,由于从以d、c各点到该平面与两个点电荷的连线的交点0的距离是相等的,结合该电场的特
点可知,b、c、d、e各点的场强大小也相等,由以上的分析可知,b、d、e、/各点的电势相等且均为零,电场强度大
小相等,方向相同,故A正确,B错误;
C.由于Ae、d各点的电势相同,故电子移动过程中,电场力不做功,故C错误;
D.将+。从。点移动到力点,球心。仍位于等量异种电荷的中垂线位置,电势为零,故其电势不变,故D正确。
故选ADo
9、BCE
【解析】
A.根据图2的振动图象可知,x=5.5m处的质点在U0时振动方向沿轴正向,所以利用图1由同侧法知该波沿工轴
正方向传播,故A错误;
B.图1可知该简谐横波的波长为4m,则
T44,
T=—=-s=4s
v1
圆频率
af=-=-rad/s=0.57rrad/s
T4
设x=5.5m处质点的振动方程为
x=8sin弓f+%)cm
z=0时刻
4e=8sin%
结合r=0时刻振动的方向向上,可知外=;乃,则x=5.5m处质点的振动方程为
c.71万、
x=8sin(z—z+—)cm
x=5.5m处质点与X=3.5m处质点的平衡位置相距半个波长,则工=3.5m处质点的振动方程为
c-K九、
x=-8sin(—1+—)cm
r=2s代入方程得位移为4\/5cm,故B正确;
c.x=1.5m处质点在Q4s时的速度方向和,=0时的速度方向相同,由同侧法可知速度方向沿)’轴正向,故C正确;
D.x=4.5m处的质点在,=0时速度方向沿)'轴负向,则经过四分之一周期即,=1s时,质点的位移为负,加速度指
向平衡位置,沿)'轴正方向,故D错误;
E.x=3.5m处质点在在,=0时速度方向沿),轴负向,根据振动方程知此时位移大小为4J5cm,,=0时位移大小为
4j5cm,所以0〜Is内路程
s=2x(8-4>/2)cm=(l6-8夜)cm
故E正确。
故选BCEe
10、AD
【解析】
A.在R的滑片P向上滑动的过程中,副线圈电阻减小,则副线圈的输出功率变大,根据输入功率等于输出功率可知,
变压器的输入功率变大,电源的输出功率变大,故A正确;
B.在R的滑片P向上滑动的过程中,副线圈且阻减小,则副线圈的输出电流变大,根据变流比可知,原线圈的输入
电流变大,流过灯泡L1的电流变大,亮度会变亮,故B错误;
C.若小灯泡L2突然烧坏,副线圈电阻增大,根据欧姆定律可知,副线圈输出电流减小,根据变流比可知,原线圈输
入电流减小,流过灯泡Li的电流变小,灯泡L1两端电压变小,则原线圈输入电压变大,根据变压比可知,副线圈输
出电压变大,电压表示数会增大,故C错误;
D.两小灯泡正常发光,则副线圈输出电压为U,根据变压比可知,原线圈输入电压
Uf=^-U=2U
则交流电源的有效值
u有效=U'+U=3U
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知,交流电源的最大值为
4=3商
故D正确。
故选ADo
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。
]]、\/\07)右1.50.84I
【解析】
(1)由于小灯泡的电阻相对于电压表内阻来说很小很小,电流表采用外接法,连接实物图如图所示:
(2)开关闭合前,滑动变阻器应调至使电流表和电压表的示数为零的位置,故应调至右端;根据欧姆定律得:
(3)由于Ugi=0.6x0.6V=0.36V,Ug2=0.3x1.5V=0.45V,由于UgiVUg2,故两电流表两段允许所加最大电压为0.36V,
新电流表量程为:/=0.6+詈A=0.84A,由于A2未达到最大量程,要使其达到最大量程,要增大电压,此时电
流表Ai会烧毁,为了保护该电流表,应给其串联一电阻分压,故应在I区再串联接入一个阻值合适的电阻.
12、9(或9.0)E•...............:左10
S
【解析】
(1)[1]多用电表用欧姆表盘的读数乘以倍率即为待测电阻阻值
9xlQ=9Q
(2)[2]滑动变阻器采用分压式接入电路,所以选择阻值较小的滑动变阻器便于调节分压,即选E。
(3)[3]电路中没有电压表,电流表G2的内阻已知,可作为电压表使用,电流表G1采用外接方式可以消除系统误差,
使测量结果更精确,定值电阻凡串联在分压电路上,起到保护电路的作用,电路图如图
(5)[4]滑动变阻器的触头在开始实验前,需要滑到最左端保护电路,使电表的示数都从0开始变化。
⑸根据电路图结合欧姆定律的分流规律可得
4=4+3
整理得
/2=—^7,
2&+屋
结合图像的斜率
RRAZ,37.5x10-3…
-----——=-----------=——-=--------------=05
Rx+r2Rx+1℃M75x10-
解得
Rx=10Q
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)加”,方向竖直向下;(2)(九+1)&;(3)当粒子到达M处时,为奇数次通过磁场边界,路程为当粒
%
子到达M处时,为偶数次通过磁场边界,路程为正兀心
2
【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动,粒子到达。点时速度方向偏转了;,分解速度得
4
=%
取竖直向下方向为正方向,根据动量定理,电场力的冲量
I=mvy—0
得
I=mv0
方向竖直向下。
(2)设粒子在电场中运动的时间为乙,水平方向上做匀速直线运动,则
L
f\-~
%
粒子在磁场中运动速度为
粒子运动轨迹如图甲所示:
两段轨迹半径相等,圆心角之和为271,粒子运动的时间为一个周期
t2=T
所以
f=%+=(兀+1)---
%
⑶对图甲粒子做圆周运动的路程为圆周长
=2兀4=2itr=y/2jtL
粒子运动轨迹还可以如图乙:
粒子做圆周运动的半径为
24
路程为
s2=2Ttr2=^iiL
当粒子到达M处时是第三次通过磁场边界,粒子做圆周运动的半径为
路程为
兀
s3=3x2G=A/2TTL
当粒子到达M处时是第四次通过磁场边界,粒子做圆周运动的半径为
路程为
&-2x2兀口一¥兀心
依次类推,当粒子到达M处时,为奇数次通过磁场边界,路程为当粒子到达"处时,为偶数次通过磁场边
界,路程为注兀L。
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