2024届明日之星高考物理精英模拟卷 【河南版】

2024届明日之星高考物理精英模拟卷【河南版】

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第

1〜5题只有一项符合题目要求，第6〜8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，

选对但不全的得3分，有选错的得（）分。

1.如图所示为DNA晶体在X射线照射下的图样，该图样反映的是X射线的哪种特性

()

A.反射B.干涉C.衍射D.偏振

2.北京时间2023年9月30日，杭州亚运会男子百米决赛结束争夺，中国选手谢震业以

9秒97刷新个人生涯纪录的成绩夺冠.若把他的某次百米跑过程简化为先匀加速再匀速

的直线运动，其UT图像如图所示，结合图像分析这次百米跑，下列说法错误的是（）

A.百米跑的成绩约为10.33sB.匀加速阶段的加速度大小为3m/s?

C.匀速跑阶段的位移大小为76mD.百米跑的平均速度大于10m/s

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，其中僦:H发生衰变后会生成：He并释放一

个粒子，下列说法正确的是（）

A.徐:H发生的是a衰变B.然:H发生衰变时吸收能量

C.释放的粒子电荷数为1D.释放的粒子来自晁原子核内

4.把太阳和木星看成一个双星系统，它们在万有引力作用下绕共同的圆心。做匀速圆

周运动。已知太阳和木星的质量分别为M、，〃，二者中心间的距离为d。在它们的轨

道面上到太阳和木星距离都为d的两个点叫拉格朗日点4、4。位于两处的小行星在

太阳和木星的引力作用下，能够与太阳和木星保持相对静止。则（）

太阳》木星

、/

\/

、、，'

A

A.L4处小行星的线速度大小等于木星的

B.L4处小行星的加速度大小等于木星的

C.L4处小行星的运行周期为2阳一--

D.太阳和木星的线速度大小之比为

5.某一匀强磁场的磁感应强度大小为以方向垂直于纸面向外，其边界如图中的虚线

所示。区和cd是半径均为R的半圆弧，且它们在c点相切，a、b、c、d、e共线，O,

为半圆弧儿的圆心，O为半圆弧儿的最低点。一束质量为加、电荷量为4M＞。）的粒

子，在纸面内从O点沿着。。方向以不同速率射入磁场。不计粒子间的相互作用，则

能够进入半圆弧cd的粒子速率u的范围是（）

Oi

0

A辿…酒B吗”遮迦

2m6mm2m

cqBR<<5qBR

m3m2m2in

6.某同学欲做“坐井观天”这个实验，如图所示，己知井深〃，井口半径为凡现给井中

注满水，在井底中央放一个点光源，测得最大视角为。（视角为两折射光线反向延长

线所夹角度），已知光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（）

B.光从光源射出到离开井所需时间为（”+4卜小!

cR

C.若点光源竖直向上移动，最大视角一定变大

D.若只往井中注入一半高度的水，则最大视角一定变小

7.空间中有两个相距较远、带等量异种电荷的小球A和小球氏8带正电，且质量是A

质量的2倍。/=（）时刻，两小球速度大小都是hA的速度方向竖直向上，8的速度方

向水平向左，如图所示，此时在整个空间加一水平向左的匀强电场。时刻，A的

速度大小仍为心但方向变为水平向右，则（）

A.A所受的电场力与其重力大小相等

B.f=T时刻，B的速度大小为右u

C.0〜T时间内，B的重力势能变化量的绝对值是A的2倍

D.0〜7时间内，B的电势能变化量是A的3倍

8.利用发电机给家庭供电，简化电路图如图所示。已知发电机输出电压有效值U保持

不变，输电线电阻等效为一，一路经过理想自耦变压器供电炉工作，另两路供电灯照

明。假设电灯及电炉丝电阻都是定值。初始时，开关3、S,闭合，下列说法正确的是

)

（3）你觉得本实验需要注意的事项为（答案合理即可）.

10.（12分）实验小组想把一块量程为0~200HA的电流表改装成双倍率欧姆表，在实

验室找到的器材如下：

A.微安表（量程（）〜2（）（）RA,内阻IkQ）

B.电阻箱两个（阻值范围均为0~9999.9。）

C.干电池一节（电动势1.5V,内阻2.（）。）

D.开关和导线若干

（1）实验小组按图示电路完成实物连接，端口〃应该接（填“红”或“黑”）

表笔。

（2）现将开关S断开，将公〃所插表笔短接，调整此为C，使微安表指针指

在200HA位置，S断开时为欧姆“X100”倍率，则微安表盘上100RA刻度应标记为

（3）开关S闭合时为欧姆“X10”倍率，则电阻箱曷的阻值应调为C,两表

笔短接，把&调为C,微安表指针指在200HA处。

（4）使用一段时间后，电池的电动势变为1.47V,但仍然能够进行欧姆调零，在使用

改装表的欧姆“X100”倍率测量未知电阻时，测量值为2500C,则实际值为

_______Qo

11.（10分）如图所示，一个导热性良好的汽缸固定在一个倾角为0=30。的斜而上，

汽缸顶端有一个阀门.在汽缸正中央有一个厚度不计、横截面积为S的活塞恰好处于静

止状态，且把汽缸中的气体分成43两部分，A部分中气体的初始压强为3p0,8部

分中气体的初始压强为2.8〃。，两部分中的气体均可看作理想气体.一段时间后，由于

阀门漏气，使得活塞沿斜面向上运动，最终稳定在某处，此时48两部分中的气体体

积之比为3:1,且阀门不再漏气.已知外界大气压为外，外界环境温度不变，重力加速

度为g,求：

（1）活塞再次稳定后5部分中气体的压强.

（2）。部分中漏出的气体与剩余气体质量的比值.

12.（14分）如图所示，粗糙水平面上的A、B两点相距L=4.5m,动摩擦因数〃=0.2,

该水平面与一光滑斜面平滑相接，斜面足够长.在A处静止放置一个质量为肛=2kg的

小球甲，C处放置一个质量为网=0.4kg的小球乙，。为A8中点.现给小球甲一个水平

向右的冲量/=10N-s,小球甲向右运动与小球乙发生碰撞，碰撞后二者在8点恰好

相遇，且甲球速度刚好减为零，求：

（1）小球乙部后的速度大小.

（2）斜面的倾角6.

13.（18分）2023年7月中国科学院空间应用工程与技术中心研制建设的电磁弹射微重

力实验装置启动试运行。这一装置采用电磁抛射的方式在地面构建微重力实验环境，

即采用电磁弹射系统将实验舱垂直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段

为科学载荷提供微重力环境。假设该装置加速部分的结构简图如图所示，正方形线框

必cd固定在实验舱体（未画出）上，安置在加速轨道中，轨道中交叉分布着方向给直

线框平面的匀强磁场4、B”磁感应强度大小均为IOT,图中每个磁场区域均为正方

形，边长均与线框边长相同，均为L=lm。已知实验舱和线框的总质量为20()kg,线

框总电阻为R=20。，重力加速度为g=10m/s2。

加速方式1：磁场区域匀速向上运动，直到实验舱体达到预定速度。

加速方式2：磁场区域以其一初速度向上加速运动，与线框的速度差保持恒定，直到

舱体达到预定速度。

4

••

XX

4

XX

XX

d♦

xBx

(1)为使实验舱对水平底座的作用力恰好为零，求磁场的速度大小。

(2)若在加速结束后撤去磁场，熨验舱向上运动2s到达最高点，求加速方式1中磁

场运动速度的最小值。

(3)若以加速方式2加速，在加速结束后撤去磁场，实验舱向上运动2s到达最高点,

磁场的初速度为ll()m/s：

①求加速结束时磁场的速度大小和加速过程中线框中产生的焦耳热；

②求加速过程中向左通过必某横截面的总电荷量。

答案以及解析

I.答案：C

解析：X射线照射到DNA晶体时，由于X射线的波长极短，与DNA晶体的尺寸近似,

因此发生了明显衍射现象，C正确。

2.答案：D

解析：由口一图像的斜率代表加速度及题图可得，源震业匀加速阶段的加速度大小

^=3m/s2,B不符合题意；由UT图像与时间轴所围成面积代表位移可得，他匀加速

阶段的位移大小为24m,则其匀速跑阶段的位移大小为76m,C不符合题意；他匀速

跑阶段所用的时间为％=^6.33s,则总时间，=(4+6.33)s=10.33s,A不符合题意;

由前面分析知，他百米跑的平均速度歹=；=墨m/sa9.68m/s,D符合题意.

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。粒

子，发生的是。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：C

解析：由于4处小行星与太阳和木星保持相对静止，三者做匀速圆周运动，角速度相

等，小行星的轨道半径比木星的大，由u=3•可知，小行星的线速度大于木星的，A

错误。由。—可知，小行星的加速度大于木星的，B错误。设太阳和木星到圆心0

的距离分别为小小有1=乙+G，对太阳，有G粤二加2]r,对木星，有

d2{T)

G丝^=〃?(如]可得周期7=2兀匚",{=————d,由口=/厂

d1\T)2'M+m~M+m

可知，太阳和木星的线速度大小之比为乜='=△,C正确，D错误。

v2r,M

5.答案：C

解析：粒子从。点沿着。。1方向射入磁场，则轨迹圆心必在过。点且与A平行的直

线上，将粒子的轨迹半径由零逐渐增大，画出轨迹如图所示，当运动轨迹如图中的I

时，粒子恰好进入圆弧cd,此时粒子轨迹半径为4二R；当运动轨迹如图中的n时,

粒子到达圆弧〃的最右端，设此时粒子轨迹半径为的在三角形。0〃中，

3R

,由几何关系可得2弓cos夕=JK+(3R)2,联立解得5由

7R?+(3R)2

洛伦兹力提供向心力得4必=加匕，当，小农时，匕二迎；当弓二。尺时，为=当蛆，

rm3“3m

C正确。

6.答案：AD

解析：如图所示，设入射角为。，由题意可知折射角为由折射定律可知，水的折

.0RI-h、2

射率由几何关系可解得sina=,,联立解得〃=j+sin-,A

〃=——yj/r+R~V

sinav2

正确；光在水中的传播速度U=£，光路长为$=愿为，故传播时间为

n

s("十*卜州:，但该时间为光离开井的最长时间，因为光垂直井口也能离开井,

t=-=----------------

vcR

因此光离开井的时间不唯一，B错误；若点光源竖直向上移动，由几何关系可知视角

变大，但光源上移后，入射角增大，可能会发生全反射，故最大视角不一定变大，C

错误；若只往井中注入一半高度的水，入射角变小，一定不会发生全反射，因此最大

视角一定变小，D正确.

7.答案：AC

解析：将小球A和小球3的运动均沿水平方向和竖直方向进行分解。以小球A为研究

对象，水平方向在电场力”作用下向右做匀加速直线运动，竖直方向在重力〃吆作用

下做竖直上抛运动。以小球3为研究对象，水平方向在电场力£?作用下向左做匀加

速直线运动，竖直方向在重力作用下向下做匀加速直线运动。0~7时间内，对小

球A,根据动量定理，水平方向有&/]=mu-0,竖直方向有-〃加1=0-加，，可得

Eq=mg,A正确。0〜7时间内，对小球B,根据动量定理，水平方向有

3

Eq-T=2mvx-2mv,竖直方向有2〃?g7=2/吗，联立可得匕=彳入vy=v,则r=T时

刻，小球B的速度大小为/=+"=半一B错误。0~7时间内，小球A的重力

势能变化量一切小球8的重力势能变化量/咫弓/，可得

AEp«|=2|AEM|,C正确。小球A的电势能变化量△£1M=-“弓7,小球3的电势能

3

—v+v

变化量△蝎8=-%•七一r,可知△扁8=2.54/八，D错误。

8.答案：AC

解析：设自耦变压器线圈总匝数为多,滑片产与1间的线圈匝数为〃2，电炉丝电阻力

R斗,对理想变压器有?二3，?二生，把变压器和电炉丝电阻等效为电阻网,有

/2U2n2I[〃]

LU

H022，

R'*=T-=当=竽'u一定，当滑片。由2向1滑动时，〃2变小，网变大,

h2/%12“2

网和电灯并联的总电阻变大，则干路电流减小，电灯及变压器两端的电压变大，电灯

变亮；同理，当滑片。由1向2滑动时，总电阻减小，干路电流增大，则厂消耗的功

率变大，A正确，D错误；断开开关S.并联部分总电阻增大，干路电流减小，由

尸="知发电机输出功率变小，B错误；断开开关，，干路电流减小，变压器两端的

电压增大，电炉丝电阻不变，则电炉消耗的功率增大，C正确。

9.答案：(1)F+FK=mgsin9

⑵F

gsin。

（3）拉力E不宜过大，否则物块会直接离开传感器

解析：（1）物块处于平衡状态时，受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向上的支持力（力

传感器），以及重力沿斜面向下的分力，由力的平衡条件有F+&=，〃gsin。.

（2）由胡克定律列出方程，有&=〃7gsin。，整理得

此二位+心+zngsine,即。为弹簧的劲度系数，+"?gsin8,则物块的质量

为in=-------.

gsin。

（3）拉力广过大会使物块直接离开传感器，导致传感器示数变为零.

10.答案：（1）红

(2)6498；75

(3)111.1；648

(4)2450

解析：（1）电流由红表笔流入电表，端口。应接红表笔。

F

（2）微安表满偏时，欧姆表内电阻为此二丁=7500。，此时&=8-47・=6498C。

g

1F

测量电阻时指针指在中央刻度时，有74=丁一，得（=凡2=7500Q,又倍率为

2凡+&

“X100”，表盘上100pA刻度标为75。

（3）两个倍率共用同一表盘刻度，中值电阻等于该倍率下欧姆表的内阻，当倍率为

“X10”时，欧姆表内阻为七'=5=750。,/总为流过电源的最大电流，解得

/总

/总=10/&，需要把微安表量程扩大为原来的10倍，并联电阻打的限值应调为

RR

K=」一=lll.lC,改装电表总内阻&'=」=100C,则凡'=/?；一凡'一r二648。。

10-1510~8

（4）使用“X100”倍率时，欧姆表的内阻勺=7500。，电阻测量值为々=2500。

F

时，电流为/=——=150|iAo当电池电动势为1.47V时，欧姆调零后欧姆表的实

用+K

aP'

际内阻为此〃二一，指针指在150pA时由/二士（二一-一,解得R,'=2450。。

人4g葭”；

19

11.答案：（1）L8〃o（2）—

解析：（1）初始时，活塞处于静止状态，有

3Pos=2.8〃（）S+mgsin30°

V

设汽缸的体积为匕初始时A部分中气体的体积为耳，活塞再次稳定时A部分中气体

的体积为7丫，压强为以，对A部分中的气体，由玻意耳定律有

4

V3

3Po

解得PA=2Po

设活塞再次稳定时，。部分中气体的压强为外，对活塞由力的平衡条件有

pAS=PB，+mgsin300

解得PB=1.8PO

（2）假设气体未泄露，活塞再次稳定时，设当8部分中气体压强等于Ps时，体积为

匕，由玻意耳定律有

V

2.8po・]=PM

7

解得匕=§丫

VIQ

漏出气体的体积为AV=V^-=—V

436

则漏出气体与剩余气体的质量之比为

A

Am=36二19

机氽V9

4

12.答案:(1)5m/s(2)53°

解析：(1)设小球甲的初速度为％,对小球甲，由动量定理有

/=g％

解得％=5m/s

设小球甲运动到C点时的速度为匕，小球甲从4到。过程，由动能定理有

£1,1,

解得匕=4m/s

设小球甲碰后的速度为匕'，小球甲从C到B过程，由动能定理有

L1,2

一〃"•不=0M-5叫匕“

解得V；=3m/s

设小球乙碰后的速度为匕，由动量守恒定律有

+m-iy'2

解得u；=5m/s

(2)对小球甲或乙在水平面上匀减速过程，由牛顿第二定律有

"mg=ma

解得两小球的加速度大小均为。=2m/s?

小球甲从C点运动到B点的时间/=包=U-=1.5s

aa

设小球乙从。点运动到5点的时间为。

由运动学公式有呆小-加

解得乙=0.5s

设小球乙在B点的速度为匕，由运动学公式有

匕=%-at.

解得匕=4m/s

小球乙在斜面上运动的时间为=，-乙=1S

由运动的对称性可知，小球沿斜面向上匀减速的时间为4=3=。-5s

设小球乙在斜面上的加速度大小为"

由运动学公式有h

解得"=8m/s2

对小球乙，由牛顿第二定律有

m2gsin0=m2a

解得sin6=0.8

故6=53。

13.