2024年新疆乌鲁木齐市高考物理二模试卷(含详细答案解析)

2024年新疆乌鲁木齐市高考物理二模试卷

一、单选题：本大题共5小题，共30分。

1.中子星是目前发现的除黑洞外密度最大的星体，设中子星的密度为p，半径为「，由于自转而不瓦解的最

小周期为70。则不同的中子星（）

A.p越大，7°一定越小B.p越大，州一定越大

C.r越大，To一定越小D.r越大，7°一定越大

2.小宁和父亲一起将一个废旧变压器改装成一个小电焊机。他们先将废旧变压器的副线圈拆卜，在铁芯上

原来副线圈处用较粗的导线缠绕儿圈后成为新的副线圈，该副线圈的一端引线与工件连接，另一端引线与

焊钳连接，便将废旧变压器改装成了小电焊机。焊接工件时，利用被焊钳夹着的电焊条与工件间产生的高

温电弧来熔化电焊条和被焊工件。若焊接处的电阻不变，将变压器视作理想变压器，当小电焊机副线圈的

匝数变为原来的5寸，原线圈的输入功率变为原来的（）

A.2倍B.4倍C.〈倍D.；倍

3.一空心弹力球内充有一定质量的理想气体，若用手指将弹力球迅速捏瘪后又恢

复原状的过程可视为绝热过程，球内气体的压强、体积和温度分别用〃、v和r表

示，下列关于该过程的图像可能正确的是（）

oY

V

4.某光源发出的光由红、绿、蓝三种色光组成，绿光的强度最大，红光的强度最小。在光电效应实验中，

用该光源发出的光分别照射金属4、&C时，均能发生光电效应现象，旦产生的饱和光电流。、h、〃均

不相等。已知金属A、8、C的极限波长的关系为则（）

A.：B>〃>B.〃C.〃>D.1c

5.我国无人机技术发展迅猛，应用也越来越广泛，无人机配送快递就是

一种全新的配送方式。如图所示，一架配送包裹的无人机从地面起飞后

竖直上升的过程中，升力的功率恒为尸0。己知无人机的质量与包裹的质

量的比值为女，忽略空气阻力的影响，则该过程中悬吊包裹的轻绳（不可

伸长）对包裹做功的功率为（）

A包

k

RP。

B京

c七

D器

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

6.如图所示为钓色时圆柱形鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小段距离

后松口，鱼漂做上下振动，一定时间内鱼漂的运动可看作简谐运动。鱼漂运动过程中，露出水•

面的最大长度为6cm,最小长度为2c7〃，则（）

A.鱼漂露出水面的长度为时速度最大

B.鱼漂露出水面的长度为时加速度方向竖直向下

C.勃漂露出水面的长度为4cm时的动能是露出水面的长度为3（7〃时的2倍

D.鱼漂露出水面的长度为2c加时的回复力是露出水面的长度为3c〃?时的2倍

7.我国光伏发电技术处于世界领先地位。为提高光伏发电效率，需要在光伏玻璃的上表面涂一层增透膜,

而增透膜材料的折射率对透光率有明显影响。我国某厂家发明了空心纳米粒子增透膜（内部呈蜂窝状结构

）,改变了材料的折射率，显著提高了透光率。若增透膜使用折肘率为％的实心纳米粒子材料制成，其最

小厚度为山；若增透膜使用折射率为电的空心纳米粒子材料制成，其最小厚度为四则（）

A.%<n2B.%>n2C.711dl=n2d2D.n/i>n2d2

8.如图所示为有一小孔的绝缘圆筒的横截面，内圆的半径为R,外圆圆筒的半径为2R。

内、外圆间环形区域内有磁感应强度大小为夙方向垂直纸面向外的匀强磁场。一质量（•：：'瓦,二

为加、带电量为g的带电粒子以初速度大小为=等从小孔沿半径方向射入简内，粒子

在筒内运动过程中，每次与筒壁碰撞后均以原速率弹回，且碰撞过程中粒子的电荷量不v°

变。已知粒子从小孔射出前始终在环形磁场区域内运动，不计粒子重力，忽略小孔的尺寸，sin360=O,60

则（）

A.粒子在磁场中运动的半径为,RB.粒子在磁场中运动的半径为羡R

C.粒子在出手时间内能够从小孔射出D.粒子在卫罗时间内不能从小孔射出

qBqB

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

9.小梁同学用如图所示的装置验证动量守恒定律，该装置斜面末端与陵

水平放置的木板的连接处做了平滑处理。实验时,将物块1从斜面上

_____________

P点由静止释放，物块1通过木板上的。点后继续滑行直至停下，测…汴-'………E

得停下的位置距。点的距离为a，现将物块2放置在。点，仍将物块I从斜面上。点由静止释放，物块I

与物块2在Q点相碰后，测得物块I与物块2停下的位置距Q点的距离分别为%和%2。已知物块I与物块

2的质量分别为mi和巾2,且机1＞机2整个实验过程中斜面与木板始终固定不动且两物块与木板间的动摩擦

因数相同。

（1）用该装置验证动量守恒定律，_____（选填“必须”或“不必”）测出物块与木板间的动摩擦因数；

（2）若该实验遵循动晟守恒定律，则一定有关系式成立（用已知廉和测得的物理展的字母表示）；

（3）若木板安装不水平，右端比左瑞略高，碰撞过程遵循动量守恒定律，则测得的碰撞前瞬间系统的动量

______（选填“大于”“小于”或“等于"）测得的碰撞后瞬间系统的动量。

10.小梁同学用如图所示的电路图测量一新型导电材料的电阻率，提供的样品是横截面为圆环形的空心直

管，其电阻用勺表示。其他器材如下：

A.电源（电动势9匕内阻不计）

8电压表匕（量程15V,内阻约3km

C.电压表七（量程IV,内阻200。）

D定值电阻Ro（阻值为1C、5。、10。的电阻各一只）

£滑动变阻器R（0〜2。）

F.多用电表、天平、刻度尺、开关、导线等

（1）小梁同学用多用电表粗测样品的电阻时，将选择开关拨到欧姆挡“X10”挡，欧姆调零后测量时发现

13.如图所示为一质量为〃?的动车电磁刹车装置的原理图。动车底部固定三个相同的、水平放置的正方形

金属线圈，每个线圈的匝数均为N,边长均为L,电阻均为R,相邻的两线圈之间的间隔均为心动车刹

车时，在其行驶区域内会产生磁感应强度大小为8、方向竖直向上的匀强磁场，磁场区域与无磁场区域间

隔排列，每个磁场区域的宽度均为心无磁场区域的宽度均为2L。以速度%=12/讥匀速行驶的动车刹

车时，撤去动车的动力，动车从开始刹车到停下来行驶的距离为60L刹车过程中，机械阻力始终为车重

的0.1倍；空气阻力始终为所有线圈受到的安培力的0.1倍。已知重力加速度大小为g,求：

(1)线圈I从开始进入一磁场区域到完全进入该磁场区域的过程中，通过线圈1导线某横截面的电荷量q0；

(2)整个刹车过程中，三个线圈总共产生的焦耳热Q；

(3)整个刹车过程所用的时间人

答案和解析

1.【答案】A

47r2

【蟀析】解：中子星不瓦解的临界情况是靠万有引力提供向心力，有鬻=m解得最小周期为”=

3

M=P^rf解得To=J:可知p越大，丁。越小，与，无关，故A正确，8C。错误。

故选：Ao

根据万有引力定律进行分析判断。

本题主要考查万有引力定律的应用，解题关键是理解中子星自转而不瓦解的实质。

2.【答案】D

【脩析】解：由题意，原线圈电压不变，当副线圈匝数变为原来:时，根据变压比公式副线圈电

压变为原来的宗

2

再由p=?可知，副线圈的输出功率为原来的;，根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，原线圈的输

R4

入功率变为原来的4倍，故。正确，/WC错误；

4

故选：Do

根据变压比公式确定副线圈电压变化，再根据功率P=半公式求解副线圈输出功率，最后由理想变压器输

1\

入功率等于输出功率即可分析该题。

题目考了理想变压器变压比公式、理想变压器输入功率等于输出功率以及功率p=^公式，题目具有•定

的综合性，难度适中。

3.【答案】C

【解析】解：/BC.绝热情况下不能发生热传递，温度可变，弹力球捏后体积V变小，外界对气体做正功，

绝热Q=0,AU=W+Q>0,U变大，丁变大，根据理想气体的状态方程有

pV=CT

则「干

其斜率k=£

V先减小后增大，则左先变大后变小，故A8错误，C正确;

。.又由pV=CT

斜率A=C

恒定为正比例函数，图像是一条倾斜的直线，故。错误。

故选：Co

ABC.根据热力学第一定律结合理想气体的状态方程列式利用斜率的物理意义进行分析判断；

。.根据理想气体的状态方程再次变形处理结合斜率进行判断。

考查热力学第一定律和理想气体的状态方程，会根据题意进行相关分析和判断。

4.【答案】C

【解析】解：根据光电效应的特点可知，饱和光电流的大小与产生光电效应的光子的多少有关，题目中照

射光不变，产生的饱和光电流〃、及、均不相等，说明三者是一个都能产生光电效应，一个只能两种光

产生光电效应，最后一个只能一种光产生光电效应。由于金属人B、C的极限波长的关系为乙>4">

及，根据光电效应发生的条件可知，极限波长最长的金属A三种光都能发生光电效应，金属8能发生两种

光电效应，。只有一种光能发生光电效应，所以A的饱和光电流最大，C的饱和光电流最小，即

%，故46。错误，C正确。

故选:Co

照射光的不变，产生的饱和光电流〃、及、〃均不相等，说明产生光电效应的光的个数不同，由此结合发

生光电效应的条件判断即可。

该题考查饱和光电流以及发生光电效应的条件，解答的关键是能判断出三者是一个都能产生光电效应，一

个只能两种光产生光电效应，一个只能一种光产生光电效应。

5.【答案】B

【蟀析】解：根据功能关系，升力做的功等于无人机与包裹增加的机械能，已知无人机的质量与包裹的质

量的比值为k,则无人机的机械能与包裹的机械能的比值亦为设单位时间内包裹机械能量为E,则有：

E+kE=P。

解得：E=^

悬吊包裹的轻绳对包裹做功的功率就等于单位时间内包裹机械能量七二会，故4正确，ACO错误。

Kil

故选：B.

根据平衡条件确定拉力的大小，根据功率公式确定功率与拉力的关系，再对货物进行分析，由功率公式确

定拉力做功的功率。

本题考查功率的计算，要注怠明确功率公式夕=/加的应用，明确公式中的“为牵引力。

6.【答案】BD

【解析】解：露出最长6c阳为波峰，最短2cm为波谷，故平衡位置是露出4c〃?。

A.露出6cm时，位于波峰，速度最小，加速度最大，故A错误；

及露出5a〃时位于平衡位置上方，回复力竖直向下，加速度竖直向下，故8正确；

C.曰于加速度大小时刻在改变，速度大小与位移不成正比，动能大小与位移大小也不成正比，所以露出长

度为4cm的速度不是露出长度为3c5时的2倍，露出长度为4cm的动能也不是露出长度为3cm时的2

倍，故C错误；

D由回复力的公式Z7=-kx可知，露出2cm时位于波谷，位移是露出3c7〃时的2倍，露出2cm的1nl复力是

露出3c，〃时的2倍，故。正确。

故选：BD。

先判断出平衡位置时露出的长度，进而可得波峰和波谷位置；根据位移方向判断加速度方向；只能计算鱼

膘的加速度与位移成正比，动能大小与位移大小也不成正比：根据尸=一依判断回复力关系。

根据得到鱼膘的平衡位置是解题的关键，还要知道加速度与位移大小成正比，而速度和动能与位移大小都

不成正比关系。

7.【答案】BC

【解析】解：AB、根据介质的折射率大于空气的折射率可知，实心纳米粒子材料的折射率大于空心纳米粒

子材料的折射率，即叫,电，故A错误，8正确：

CD、增透膜前、后两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光，从减少了反射光的能量，提

高了透光率。根据光的干涉的特点，可知当光程差等于半波长的奇数倍时，两列光相互抵消，即：

（2血+1）=24其中7n二0、1、2、3、3）,则增透膜厚度最小时2d,即：①

其中入是光在增透膜内的波长。

设增透膜对光的折射率为〃，光在真空中的波长为4，则;1=勺②

联立可得：Ao=4fid

由：o=47uf可知，=n2d2=故C正确，。错误。

故选：BCo

增透膜前、后两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光，再根据路程差至少等于半个波长求

解所镀薄膜的厚度。

本题考查了光的干涉原理，要知道波程差为半波长的奇数倍时为减弱点，从而来理解增透膜的原理。

8.【答案】AC

【解析】解：人从粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得：

VQ

qvQB=m—

解得粒子在磁场中运动的半径为：丁=翳=?乩故4正确，8错误；

quL

CD.粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子与筒壁碰撞后速度大小不变，方向反向，运动轨迹示意图如下图

所示。

由几何关系得：tan。=或，可得tan。=：,则sin。=5=0.6,日已知可得：6=36。

轨迹的圆心与圆筒的圆心之间的距离为七=岑=2.5R,可见轨迹圆与内圆恰好相切。

s】nd£

5

可得在外圆圆筒上相邻两个碰撞位置之间的圆弧所对的圆心角等于2。=2X36°=72。，因72。、5=

360。，故粒子与圆筒碰撞4次后从小孔射出（共5段圆弧轨迹）。

粒子在磁场中运动的周期：7=箸，

粒子运动的每段圆弧轨迹的圆心角为108。，粒子在磁场中的运动时间为：

108°3nm7207nH

"S'衙八而＜R-

故粒子在爷^时间内能够从小孔射出，故C正确，。错误。

故选：AC.

粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力求解运动半径；根据几何关系画出粒子的运动轨

迹，确定轨迹的圆心角，结合周期求得运动时间。

本题考查了带电粒子在磁场中运动问题，当磁场是圆形区域时最易混淆粒子的运动轨迹圆半径和磁场圆半

径，解题时需注意。经常要利用两个圆的几何关系如内切或外切、相交公共弦等几何条件。

9.【答案】不必恤「^二加，^+等于

【解析】解：(1)(2)物块在水平面上减速滑动时由牛顿第二定律得

Hmg=ma

因此加速度a=ng

由运动学公式可得评=2即。

解得%=，2〃g%o

同理说=2〃g%i

解得%=J2〃g%i

谓=2〃9全

解得方=J24gx2

规定向右的方向为正方向，由动量守恒定律有

7九1%=7几1%+771^2

代人解得满足的表认式为

叫/^=mly[x[+m2/%2

由于动摩擦因数〃被约掉，因此不必测出来。

(3)木板不水平，对碰撞前和碰撞后的位移测量均有影响，且垫高后物体的加速度仍然相同，因此测得的

碰撞前系统的动量等于测得的碰撞后瞬间系统的动量。

故答案为：(1)不必；(2)巾1\国=血1、/■焉'+小2，5；(3)等于a

(1)(2)根据牛顿第二定律和运动学公式以及动量守恒定律列式推导最终表达式判断：

(3)根据木板不水平的情况分析对哪些物理量的测量有影响，分析对系统动量守恒是否构成影响。

考查系统动量守恒和牛顿运动定律以及运动学的相关规律，会根据题意分析解答。

10.【答案】太大19.5竺小于偏小

【解析】解：(1)样品的电阻约为10。，将选择开关拨到欧姆挡“X10”挡，欧姆调零后测量时发现表针偏

转的角度太大；

(2)电动势为9匕电压表均的量程为1匕根据串联分压的规律可知定值电阻岛应选阻值为的电阻接入

电路最合适；

(3)根据串联电路规律可知

U1=U?_U2

R、梃即2R。

解得/?瀚=9.5。

根据密度的公式有P密二£

根据电阻定律有

解得p=写

(4)样品材料内可看作是匀强电场,电势差不变，内部有一个气泡时靠近气泡区域的d变大，根据U二

Ed,可知样品材料内靠近气泡区域的电场强度小于远离气泡区域的电场强度；当有气泡时，S减小，根据

电阻定律R=可知测得的电阻率变小。

故答案为：(1)太大；(2)1：(3)9.5>2；(4)小于；偏小

(1)根据多用电表的使用方法解答；

(2)根据串联分压的规律结合电压表量程解答；

(3)(4)根据电阻定律分析解答。

本题考查了电阻率的测量、实验港材的选择与实验电路选择，要掌握常用器材的使用、掌握实验器材的选

择原则。

11.【答案】解：(1)电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，则图中电场强度方向竖直向下，由于离

子带正电，故离子受到电场力竖直向下，由电场公式得

y。

qE=ma

解得Q=q型，方向竖直向下；

(2)离子在水平方向做匀速直线运动，竖直方向先向上减速，后向下加速，且离子初状态

当，'二J等时,已知离子在x轴方向不受力，所以

得“席

竖直方向为,=vy-atQ,或者一%'=3-atQ1

得第:2yo扁

或如=4%舄

答：(1)离子在第一象限内运动时的加速度。的大小为勺生，方向竖直向下；

(2)离子从射入第一象限到速度大小变为〃=5，耳的过程中所用的时间为%=2yo舄或者%】=

"舄。

【解析】(1)根据等势面电势高低判断电场方向，由匀强电场场或公式和牛顿第二定律计算加速度大小，

再判断方向；

(2)判断离子的运动状态，根据运动的合成和分解分别列式计算运动的时间。

考查带电离子在电场中的偏转问题，会根据题意根据相关规律列式求解相应的物理量。

12.【答案】解：(1)由题意可知，当铁球转到最高点时，根据牛顿第二定律有

V2

mg+F=

机器恰好不离开地面，则有

F=(M。-m)g

当铁块转至最低点时，对地面的压力最大，则有

,V2

P-mg=m页

&ax=(M-m)g+F

联立解得/ax=2M°g

(2)切断电力后，打夯机对地面产生的最大压力为3Mog,此时铁球对杆的拉力为3Mog-(Mo-7zi)g,则有

v'L

3M：)g-(Mo-m)g-mg=m耳

即2M0g=

要求最小质星IH,l/'max=J旃

联立解得m=2Mo

答：(1)切断电力前，打夯机匀速转动时对地面产生的最大压力为2M°g；

(2)铁球的最小质量为2M。。

【解析】铁球在竖直方向上做圆周运动，在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力，转到最高点恰好不离

开地面时分析出铁球的速度，当铁球转至最低点时，对地面产生的最大压力，结合牛顿第二定律求解。

本题考查了圆周运动，分析题目关键要采用隔离法分析，对铁球在竖直方向上的合力提供向心力求解。

13.【答案】解：(1)通过线圈1导线某横截面的电荷量为：

~EA(Pt40BL2

­-=N—=N—

qo=It=-^t=N-

的功，即

(2)根据功能关系可知三个线圈总共产生的焦耳热Q等于全过程克服所有线圈受到的安培力做

%=Q

圈受到的安培力的0.1倍，可得全程克服空气阻力做的功为：w^=^-w,=

已知空气阻力始终为所有