2024年高考第三次模拟考试题：物理（海南卷）（全解全析）

2024年高考第三次模拟考试

高三物理•全解全析

注意事项:

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改

动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.

写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回

一、单项选择题（本大题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只

有一个选项是符合题目要求的）

1.在2023年中国自行车巡回赛中，甲、乙两选手骑规格相同的自行车沿同一方向做直线运动,

其UT图像如图所示，已知两人在人时刻并排骑行，则（）

A.在，时，甲在乙后

B.在乙到,2时间内，两人相隔越来越近

C.在〃时刻后，两人相隔越来越远

D.在4到4时间内的某时刻，两人再次并排骑行

【答案】D

【解析】A.两人在4时刻并排骑行，根据修图线与坐标轴围成的面积表示位移知在。到

%时间内，乙的位移大于甲的位移，说明甲在乙前，故A错误：

BCD.根据修图线与坐标轴围成的面积表示位移知在彳到4时间内，两人的位移差越来越

大，在‘2时刻速度相等，相隔最远。此后，两人距离先减小为零而后又增大，所以在〃到4

时间内的某时刻，两人再次并排骑行，故BC错误，D正确。

故选D。

2.长为/、质量为，〃的通电直导体棒放在倾角为°的光滑斜面上，并处在垂直斜面向上、磁感

应强度为3的匀强磁场中，如图所示。当电流为/时导体棒恰好处于平衡状态，重力加速

度为g。当电流的大小突然变为3/时，该导体棒的加速度大小为（）

A.2B.gsinOc2gsin。D3gsin®

【答案】C

【解析】当电流为/时有

B1L=mgsin0

当电流为3/时有

3BIL-mgsin0=triu

联立得该导体棒的加速度大小为

a=2gsin。

故选C。

3.如图所示，一圆轨道固定在竖直平面内，轨道半径为R,A、8两点分别为轨道的最高点与最低

点，C为轨道上与圆心。等高的点。质量为机的小球沿轨道外侧做完整的圆周运动，球除了

受重力和圆轨道可能对其有弹力外，还始终受大小恒为F、方向始终指向圆心O的外力作用，

不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。则（）

A.球在八点的最小速度为历

B.球从A运动到8过程中，受到的弹力逐渐增大

C.球运动到C点时受到轨道的弹力大小为F

D.尸的最小值为5Mg

【答案】D

【解析】A.小球沿轨道外侧运动，则过最高点A点时，最小速度可为零，此时支持力等

于重力与引力之和，故A错误；

B.球从A运动到6过程中，速度逐渐增大，所需向心力逐渐增大，弹力沿圆心与球的连

线向外，则可知弹力逐渐减小，故B错误;

C.当球过A点速度为零时，由4到。有

mgR=；〃八

F-F'=m

R

解得

F'—F2，nR

故c错误；

D.当球过A点速度为零时，做完整圆周运动产最小，则由A到/，有

mg•2R=gm\'l

K

解得

Fmin=5lflg

故D正确。

故选D。

4.2023年10月26日II时14分，神舟十七号载人K船发射成功，并与我国空间站实现完美

对接，六名航天员在“天宫”顺利会师。对接后，组合体环绕地球做匀速圆周运动，运行周

期约为90mino某时刻组合体、地球同步卫星与地心的连线在同一直线上，且组合体与地

球同步卫星的间距最短。下列说法正确的是（）

A.对接后，组合体的运行速度大于地球的第一宇宙速度

B.组合体与地球同步卫星的线速度大小之比约为4孤：【

C.组合体与地球同步卫星的向心加速度之比约为16次：1

D.再经过L6h,组合体与地球同步卫星再一次相距最近

【答案】D

【解析】A.地球的笫一宇宙速度是环绕地球表面做匀速圆周运动的速度，也是最小发射

速度，由万有引力提供向心力可得

,,Mmv*

G——=m—

rr

解得

可知轨道半径越大，线速度越小，组合体运行的轨道半径大于地球的半径，因此组合体的

运行速发小于地球的第一宇宙速度，A错误；

空-空心

心小＞

解得

94

/=—h=1.6h

15

D正确。

故选D。

5.如图所示，理想变压器原线圈输入电压"=sine”的交变电流，副线圈电路中定值电阻的

阻值为&=I°Q,R为滑动变阻器。当滑片P位于滑动变阻器的中间位置时，理想交流电

压表V＜旷2的示数分别为a=200V、％=40V,理想交流电流表A2的示数为4=2.5A

下列说法正确的是（

A.滑动变阻器的最大阻值为

B.原、副线圈的匝数之比为1：5

C.理想交流电流表Ai的示数为乙A

Dt/in=200V

【答案】C

【解析】B.根据题意可知，原、副线圈的匝数之比为

仆_5

"一1

故B错误;

A.根据题意，设滑动变阻器的最大阻值为A,在副线圈所在回路，由欧姆定律有

U,

代入数据解得

R=12H

故A错误:

C.根据题意，由线圈匝数与电流的关系可得

k=匕

Z2F

解得

人=%/?=0.5A

即理想交流电流表AI的示数为05A,故c正确；

D.由图可知，电压表V读数为输入电压的有效值，贝！

t/m=V2i/l=2（X）V2V

故D错误。

故选C。

6.如图所示，两个可视为质点的光滑小球〃和儿先用一刚性轻细杆相连，再用两根细绳两端

分别连接。、b,并将细绳悬挂在O点。己知小球〃和〃的质量之比也：”=6：1,细绳

的长度是细绳°，，的长度的正倍，两球处于平衡状态时，绳°。上的拉力大小为尸J绳0b

上的拉力大小为外。则工：片为（）

A.6：1B.娓：1C.D.：g

【答案】B

【解析1两球都受到重力、细杆的弹力和细绳的弹力这三个力的作用而处于平衡状态，对

4、〃受力分析，如图所示；在图中过。点作竖立线交疝于c点，则与小球a的矢量

三角形相似，°凯.与小球）的矢量三角形相似，有

%0UF

-6--

Oc/

“

/g蝮

-

OC乙

解得

43=疯1

故选

7.有同学发现，计算斜抛物体的水平射程时，可以将初速度矢量和末速度矢量移到起点相同，

然后将两者末端连起来形成一个三角形，然后过共同起点向竖直底边作一条高线，则高线

的长度就是初速度的水平分量，而竖直底边长度正比于斜抛物体运动的时间，因此斜抛物

体的水平射程就正比于这个三角形的面积。现请你根据这个发现，分析如图所示情形：在

高度为〃=7.2m的平台边缘沿不同方向以相同大小的初速度%=5m/s斜向右上抛出一个石

块，已知重力加速度为gnlSWs、则（）

A.水平抛出石块时，石块落地时离抛出点的水平距离最大

B.%与水平方向成45。用时，石块落地时离抛出点的水平距离最大

C.石块落到地面上时离抛出点的最大水平距离为6.5m

D.石块落到地面上时离抛出点的最大水平距离为13m

【答案】C

【解析】由矢量减法知识可知，初速度矢量和末速度矢量移末端连线，就是斜抛过程中物

体速度的变化量，即

Av=v—VQ=gt

故这个三角形的面积为

乙

而

由机械能守恒可算出石块落地速度大小为13m/s,由几何知识可知，这个三角形的面积最

大时，是初速度矢量和末速度矢量垂直的时候，即

c1

Sn=彳%U

故

%=y=6.5m

/

故C正确，ABD错误。

故选C。

8.如图所示，由绝缘材料制成的光滑的半圆轨道固定在水平面上，。点为圆心，带电荷量为必、

质量为外的。小球固定在半圆轨道底端的A点，带电荷量为%、质量为叫的/，小球静止

于半圆轨道内的8点，此时4°8=74。。由于打,两个球的质量变化或电荷量变化使得

小球沿半圆轨道缓慢下滑，恰好静止于C点，NA"=60°,此时a,〃两小球的质量分别

为况、%,电荷量分别为口、%,已知小匕两小球均可视为带电质点,sin37°=0.6,

则下列说法正确的是（）

A.人小球受到的支持力一定大于其重力

B.0小球的质量和电荷量至少有一个应发生变化

5

C.可能仅是ab两小球电荷量的乘积减小至不

216

D.可能仅是〃小球的质量增加至商

【答案】D

【解析】AB.对小球〃受力分析，如图所示

///////////腐/

小球〃受重力、支持力、库仑力，其中6为库仑力”和重力〃吆的合力，根据三力平衡原

理可知

F尸FN

由图可知，△OABs/XBFF/,设半球形碗的半径为七A8之间的距离为L,根据三角形相

似可知

皿=0=£

RRL

所以

F^nibg

口L

F=不〃％?

K

又几何关系可得

L=2Rsin370=\.2R

所以

户L2R.

尸=-^-xm„g=1.02〃%g

同理可知，当小球。处于C位置时，4。距离为

AC=2Rsin30=R

所以有

F-mbg

根据库仑定律有

F，_kq：q'b

~R2

根据以上的分析可知，人小球受到的支持力一定等于其重力。而当人下降的过程中，可能

是〃的质量发生变化，也可能是。、〃电荷量的乘积发生了变化，故AB错误；

C.仅是〃、〃两小球电荷量的乘积金“；发生变化，由以上可得

幺四=]

44'

故c错误：

D.若只有〃的质量发生变化，由以上联立可得

故D正确。

故选D。

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有

多个项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或选错的得。分）

9.在研究两种金属发生光电效应现象的实验中，得到从金属表面逸出光电子最大初动能々

与入射光频率V之间的关系如图中直线①②所示。已知/?为普朗克常量，则（）

A.图中直线①②的斜率均为。

B.金属。的逸出功小于金属〃的逸出功

C.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同

D.若产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到金属〃的光频率较高

【答案】BD

【解析】A.由光电效应方程有

纭

可知，线-"的斜率均为力，故A错误；

BD.由光电效应方程有

纭=加一此

图线与纵轴的截距的绝对值表示金属的逸出功，则金属«的逸出功小于金属b的逸出功，

若产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到金属力的光频率较高，故BD正确；

C.由光电效应方程有

线=初一义

可知，在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强无关，故c错误；

D.

故选BDo

10.如图所示，实线是一列简谐横波在乙时刻的波形图，虚线是‘2=4+1S时刻的波形图。已知

该横波沿X轴负方向传播.质点”的平衡位置在x=5m处。下列说法正确的是（）

4_

A.该波的周期可能为

4

B.若波的周期为百s,则质点加在八&时间内运动的路程为3m

C.质点M在乙时刻沿下轴正方向运动

D.该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生

【答案】AB

【解析】A.波沿“轴负方向传播，根据题意有

+=ls（〃=0,1,2,3,）

则周期

4,

T=-----s(〃=0,l,2,3,

4/2+3)

当〃=2时

故A止确；

B.当〃=3时

,4

T=——s

15

3-

1s是周期的4倍，M点在1s内运动的路程

5=15A=3m

故R正确：

C.波沿x轴负方向传播，根据上下坡法可知质点M在4时刻沿）'轴负方向运动，故C错

误；

D.该波的波长为4m,则该波遇到尺度为l（）m的障碍物时会发生衍射现象，但不能发生明

显的衍射现象，故D错误。

故选ABo

11.有一块半径为R的半圆形玻璃砖，°。'是垂直于A8的半径，一束单色光沿着与玻璃

6R

--K

破的AB面成30。角的方向射到P点，经玻璃折射后射到°,点，如果测得P到O的距离为3,

则（)

A.该单色光束有可能在入射点P发生全反射

B.玻璃砖对光的折射率为力

C.玻璃砖对光的折射率为2

D.入射角不变，入射点P左移，有可能在圆弧界面发生全反射

【答案】BD

【解析】A.根据全反射的条件可知，全反射只可能出现在光密介质射向光疏介质的情形。

该单色光是从光疏介质向光密介质，不会发生全反射。故A错误；

BC.根据公式

sin

sinisin600

n=———=­：---

sinrsinr,

解得

n=&

故B正确，C错误：

D.当射入玻璃的光线到达圆弧时，入射角大于临界角时会发生全反射

.「1G

sinC=­=—

n3

当入射点。点左移到4点时，折射光线最易发生全反射，此时

已发生全反射，则入射隹不变，入射点P左移，有可能在圆弧界面发生全反射。故D正确。

故选RD。

12.如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为3M3m,3〃?、1.5〃?的四个木块A、B、C、D,

木块4、8用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为“，木块C、。与水平面

间的动摩擦因数均为M3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若用水平拉力尸拉木块使

四个木块一起匀加速前进，重力加速度为g，则（）

A.匀加速的最大加速度为〃&

B.以最大加速度匀加速前进时，木块A、C间的摩擦力与木块8、。间的摩擦力大小之比

为3：2

C.水平拉力厂最大为7〃吧

D.轻绳所受的最大拉力为4M皇

【答案】BCD

【解析】A.物块。运动的最大加速度

令〃•6mg

卜卜3mL&

ac=-----------------------

3m3

物块。运动的最大加速度为

°〃•4.5〃?g

4•3〃?g一_3

1.5/71

"g

可知系统匀加速的最大加速度为3,故A错误;

B.以最大加速度3匀加速前进时，木块A、。间的摩擦力

&=〃3叫

对。分析，木块8、。间的摩擦

fM)-^x4.5mg=\.5ma

解得

狐=依

即木块A、C间的摩擦力与木块8、。间的摩擦力大小之比为3：2,故B正确;

C.对A8CQ整体

F~^(3m+3ni+3m+\.5m)g=(3m+3m+3ni+\.5m)a

4g

3

解得水平拉力”最大为

F=7"mg

故C正确；

D.对AC整体

T-^x6mg=6ma

力丝

3

解得

T=

即轻绳所受的最大拉力为

T=

故D正确。

故选BCDo

13.如图，在平面直角坐标系°冲的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度

大小为8。大量质量为〃?、电量为q的相同粒子从），轴上的点，以相同的速率在

纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与），铀正方向的夹角为。（°-a-180°）。

当a=150时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（）

•••

代.B.

•••

ox

A.粒子一定带正电

B.当a=45。时，粒子也垂直x轴离开磁场

2回BL

C.粒子入射速率为加

D.粒子离开磁场的位置到。点的最大距离为3石心

【答案】ACD

【解析】A.根据题意可知粒子垂直x釉离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电，A正

确：

BC.当。=15°时，粒子垂直x轴离开磁场，运动轨迹如图

粒子运动的半径为

r-=26L

cos60

洛伦兹力提供向心力

K

qvB=m—

r

解得粒子入射速率

_2yf3qBL

m

若。=45,粒子运动轨迹如图

根据几何关系可知粒子离开磁场时与x轴不垂直，B错误，C正确；

D.粒子离开磁场距离。点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图

根据几何关系可知

(2-)2=(6厅+广

解得

/-3屁

D正确。

故选ACDo

三、实验题（本题共2小题，共20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。）

14.（10分）如图1所示是利用两个电流表Ai和A?测量电池电动势E和内阻，•的电路原理图,

图中S为开关，犀氏2为电阻箱，电流表Ai（量程1.0A,内阻RAI=0-6C）,电流表&（量

程0.6A,内阻R，、2=L0Q）.

•••••・

（1）开关闭合之前，应将两个电阻箱的阻值都调至_____________（填“最大”或"零”）。

（2）将电流表A?改装为量程为3V的电压表，应将电阻箱凡的阻值调为

（3）调节电阻箱号阻值，读出电流表和A?的示数L和乙，多次改变电阻箱&阻值，以乙

为纵坐标、4为横坐标画出所对应的6-八图线如图2所示，利用图线求得电源电动势

E=V,内阻r=。（均保留2位有效数字）。

【答案】（1）最大；（2）4；（3）2.5；1.4

【解析】（I）为了保护电路，防止电流表超过量程而损坏，开关闭合之前，应将电阻箱阻

值调至最大。

（2）根据电表得改装原则，将电流表改装成电压表，则根据串联分压进行改装，则有

U=J(RD

解得

6=4Q

（3）

根据实验原理，由闭合电路欧姆定律有

E=Z2（/?l+/?A2）+Z.（r+/?A1）

变式可得

/,=———R'+RA2［、

结合图像可知

3=1.25C型5=经

r+&1,r+葭0.5

解得

E=2.5V,r=1.4Q

15.（10分）小明同学用如图1所示的实验装置验证系统的机械能守恒。在铁架台的横梁卜.固

定一力传感器，弹簧的一端与力传感器相连，另一端连接一带有遮光片的小钢球，调整光

电门1、2的位置，使钢球由静止释放后遮光片能够无碰撞地通过两电光门，此时光电门1、

2固定在铁架台上的位置分别为A、及已知弹簧与小钢球处于平衡状态时，小钢球处在光

电门1的上方，用手向上推小钢球到某一位置。处，然后由静止释放小钢球，则遮光片能

过光电门I、2,不计空气阻力，重力加速度g取9.8m/s?,实验过程中弹簧均处于弹性限

度内v

（1）用天平测得小钢球和遮光片的总质量加=°・05kg,

（2）用螺旋测微器测量遮光片的宽度如图2所示，则宽度1=mm。

（3）用刻度尺测出OA之间的距离比弹簧的原长多出加1"4em,OB之间的距离比弹簧的

原长多出生=8cm。

（4）测得遮光片经过光电门1、2时力传感器的读数分别为耳二°48N、6=L06N,遮

光片的遮光时间分别为4=°.0°5s、，2=0.01s,从以上数据分析可知小钢球从光电门

1运动到光电门2的过程中，小钢球的动能o（选填“增加”或“减少”）

（5）小钢球从光电门动到光电门2的过程中，由于弹簧弹力与伸长量成正比，可用平

均力计算克服弹力所做的功，弹簧弹性势能改变量等于小钢球克服弹力所做的功，

因此弹簧弹性势能的改变量=xlO"j,小钢球的重力势能的改变量

△与=xIO-j,小钢球动能的改变量转=xlO-2J,由以上实验结

果表明，在误差允许范围内，小钢球和弹簧组成的系统机械能守恒。（结果均俣留3

位有效数字）

【答案】（2）4.499-4.501；（4）减少；（5）3.08；-1-96；T2°

【解析】

（2）螺旋测微器的分度值为0.01mm,则遮光片宽度为

d=4mm+0.0x0.01mm=4.000mm

（4）因为遮光片的遮光时间

=

八=0.005s<t2001s

由瞬时速度定义可知，小钢球经过光电门1时的速度大于经过光电门2时的速度，所以小

钢球从光电门1运动到光电门2的过程中，小钢球的动能减少。

（5）小钢球从光电门1运动到光电门2的过程中，弹簧弹力所做的功为

唯3心,…)=-"ML%2

20.04J=-3.08x1O'J

所以弹性势能的改变量为

=-W=3.08x102J

重力势能的改变量为

2

AEp=-mg（^x2-2^））=-1.96x10J

动能的改变量为

1fJV1fJy1.（1i].

AE.=—in———tn——=—md2--------=-l.20x1i0n21J

222（A%A/J

小钢球的重力势能和动能的改变量之和，即为机械能的改变量，为

△E=bE,+△&=-3.16x10-J

所以在误差允许范围内"馍用，小球与弹簧组成的系统机械能守恒。

四、计算题（本题共3小题，共36分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.）

16.（1（）分）如图1所示，导热性能良好•、内壁光滑的汽缸开口向上放置，其上端I」装有固定

卡环。质量〃?二°5kg、横截面积S=4cn?的活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内。现缓

慢升高环境温度，气体从状态A变化到状态C.的y-7图像如图2所示，已知大气压强

5

Po=l.OxlOPa,重力加速度8=10曲.求：

（1）状态。时气体的压强；

（2）气体从A到。的过程中吸收的热量为3x10",贝J此过程气体内能的变化量。

5

［答案］(1)Pc=1.5x10Pa；(2)=7.5x10-J

【解析】(1)A状态气体压强为

PLP吟

由B变化到C,由等容变化

PB_=PC_

TBTC

又

PA=PH

联立得

:,

pc=1.5x10Pa

(2)气体从A到4过程中对外做功为

卬=幺(匕一匕)

根据热力学第一定律

△U=Q-W

联立得

△U=7.5xl()3j

即此过程中内能增加75x103J0

17.(12分)如图所示，固定的光滑斜面倾角为30。，斜面上宽度为2L的矩形区域内存在垂直

斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为一边长为心、电阻为R、质量为小的单质

正方形线框就W从距离磁场上边缘为d处由静止开始沿斜面下滑。已知线框进、出磁场

均做变速运动且gh边进、出磁场时速度相等，d>L，重力加速度为g。求：

(I)gh边刚进入磁场时受到的安培力大小.

(2)线框穿越磁场全过程产生的焦耳热。；

(3)线框进入磁场所经历的时间G

【答案】(1)

【解析】(I)设线框g/?边刚进入磁场时的速度为刃，则

mgdsin30°=g

何路中的感应电流为

gh边此时受到的安培力大小

FA=BIL

解得

(2)设线框全部进入磁场时速度为了，研究从全部进入到《/?边刚出磁场的过程，有

.cI，1

mgLsin30。=—m\\--mv

研究线框穿越磁场的全过程，有

mg(cl+3L)sin30°=Jniv2+Q

解得

Q=2mgL

(3)研究线框进入磁场的过程，根据动