2024年江苏省常州市前黄某中学高考物理模拟试卷(含详细答案解析)

2024年江苏省常州市前黄高级中学高考物理模拟试卷

一、单选题：本大题共H小题，共44分。

1.关于教材中的插图，下列理解不正确的是（）

A.A图是用微元法探究匀变速宜线运动的位移，所有小矩形面积之和近似等于物体的位移大小，分得越多

则越接近

B.8图是伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力，方便测时间，随着斜而倾

角的增大,伽利略观察到铜球的运动规律相同,合理外推得到自由落体运动规律

C.C图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变

D.。图是物体由静止状态被拉动，直到物体匀速运动起来，用力的传感器测得拉力的变化过程，说明物体

所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力

2.如图甲所示为牛顿环装置意识图，将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板匕压单色光照射

透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环，如图乙所示。如果将下方的玻璃平板换成凸面朝

上的平凸透镜，如图丙，则观察到的条纹可能是（己知人选项中的同心圆环条纹与乙图完仝相同）（）

3.如图（。）所示，太阳系外的一颗行星。绕恒星。做匀速圆周运动。由于。的遮挡，探测器探测到。的亮

度随时间做如图（力）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质最为引力常最为

Go关于P的公转，下列说法正确的是（）

A.周期为2口一CoB.半径为半车起

C.角速度的大小为七D.加速度的大小为3佟平

4.如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率hV。，保持入射光不变，则

光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（）

5.如图所示，甲分子固定在坐标原点0,乙分子位于x轴上，用分子对乙分子的作用力与两分子间距离的

关系如图申曲线所示。尸＞0表示斥力，FV0表示引力，人、8、。、。为x轴上四个特定的位置,现杷乙

分子从4处由静止释放，则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离

的关系，其中可能正确的是（）

1

A.rig=n2—sin20nnB.n2=nJ-sin2t?

C.Tig=nsinOD.n=ngsinO

10.如图I所示，半径为R的均匀带电圆形平板，单位面积带电量为其轴线上任意一点尸（坐标为%）的电

场强度可以由库仑定律和电场强度的叠加原理求出：E=2nkall——J],方向沿x轴.现考虑单位面

（解+炉）2

积带电量为生的无限人均匀带电平板，从其中间挖去一半径为广的圆板，如图2所示.则圆孔轴线上任意

一点Q（坐标为x）的电场强度为（）

A.2nkaQ---------B.2n7c0)-----1

("2*(2+%2)2

11.如图所示，两个完全相同的轻质小滑轮P、Q固定在天花板上，

段不可伸长的轻质细绳通过滑轮，两端分别系住小球4、&现用一

轻质光滑小挂钩将小球。挂在滑轮夕。之间的水平细绳的中间位置

上，静止释放小球C,在小球。下降的某时刻，拉小球C的细绳与水

平方向成。角。已知三小球ABC的质量均为机，4、8小球始终没有

与P,。相撞，忽略一切阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则下列关于小球C在下降过程中说法正确的

个数为（）

①A8C三小球组成的系统机械能守恒

②小球C重力做功的瞬时功率先变大后变小

三小球的速度大小的关系为孙=

③48cvB=vcsin0

④当。=53。时小球C下降到最低点

A.4个B.3个C.2个D.1个

二、实验题：本大题共1小题，共15分。

12.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置.，其电路如图(a)所示,

治、&、弋为电阻箱，七为半导体薄膜压力传感器，。、。间连接电压传感器(内阻无穷大)。

图(a)图(b)

⑴先用欧姆表“x100”挡粗测外的阻值，示数如图⑹所示，对应的读数是

(2)适当调节8、%、％，使电压传感器示数为。，此时，的阻值为(用R、&、%表示)；

(3)依次将05g的标准祛码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于祛码重力大小)，读出电压

传感器示数U,所测数据如下表所示：

次数123456

祛码质量m/g0.00.51.01.52.02.5

电压U/mV057115168220280

根据表中数据在图(c)上描点，绘制U-m关系图线;

(4)完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用，在半导体薄膜压力传感器上施加

微小压力尸o，电压传感器示数为200〃W,则用大小是_____N(重力加速度取9.877i/s2,保留2位有效数字

)；

(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量C、。间电压，在半导体薄膜压力传感微小压力&,此时非理想

亳伏表读数为200mH则&______昂(填或

三、简答题：本大题共2小题，共20分。

13.掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个笊核

6H)聚变成一个gHe核。已知笊核的质量为2.0136a,中子质量为1.0087a,初e核的质量为3.0150“。\u

对应931.5MeV。

(1)写出该核反应方程；

(2)计算上述核反应中释放的核能4E(保留三位有效数字);

(3)若两个笊核以相等的动能0.45MeP做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转亿成动能，则

反应中生成的？He核和中子的动能各是多少？

14.如图所示装置，两根光滑细杆与竖直方向夹角都是6,上面套有两个

质量为m的小球，小球之间用劲度系数为&的弹簧相连。静止时，两小

球静止在A、E处,当整个装置绕中心轴线。0'缓慢加速旋转，当角速度

为3时，不再加速，保持稳定，此时两小球处于。、D位置,且此时弹簧

中弹力与小球静止在A、8处时的弹力大小相等，试求：

(1)小球静止在A、8位置时弹簧的弹力大小E

(2)稳定在C、。位置时弹簧的K度呢。；

(3)整个过程中细杆对弹簧小球系统做的功卬。

四、计算题：本大题共2小题，共21分。

15.一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径r=0.10m、匝数N=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场

的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度大小均为8=0.Z071,

线圈的电阻8=0.5。，它的引出线接有％=9.5。的灯泡L、外力推动线圈框架的夕端，使线圈的速度

随时间/变化的规律如图丙所示，已知v取向右为正。求:

(1)线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小Em；

(2)线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。。

16.如图所不，某创新小组设计「一个质谱仪，由粒子源、加速揩、速度选择器、有界磁场及探测板等组

成。速度选择器两端中心位置。、。'各有一个小孔，选择器内部磁感应强度为当。以。'为原点，。。‘为x

轴建立平面直角坐标系。在第一象限区域和第四象限部分区域存在磁感应强度大小为外、方向垂直纸面向

里的匀强磁场，第四象限内磁场边界为经过。'点的直线。探测板足够长且与y轴垂直，其左端C的坐标为

(0,-3a)o某种带电粒子流经加速器加速后，沿AO从。点进入速度选择器，单位时间内有N。个粒子从0'

沿上轴方向进入右侧磁场，经磁场偏转后，均垂直打在探测板上的P、Q(未画出)之间，落在板上的粒子在

P、。间均匀分布，并且全部被吸收，其中速度大小为%的粒子沿直线。。'经选择器后打在探测板P点上。

己知粒子的质量为〃?，Bi=B?=B,CP=a,CQ=2a；不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求：

(1)粒子的比荷；

(2)第四象限磁场下边界的函数关系式；

(3)探测板受到粒子的总作用力大小；

(4)速度选择器两极板间距。

答案和解析

1.【答案】。

【解析】解：A、4图是用微元法探究匀变速直线运动的位移，所有小矩形面积之和近似等于物体的位移

大小，分得越多则越接近，故A正确；

4、4图是伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，其中斜面的作用是“冲淡”重力，方便测时间，随着斜面

倾角的增大，伽利略观察到铜球的运动规律相同，合理外推得到自由落体运动规律，故B正确；

C、。图桌面上的装置可以放大桌面的微小形变，故C正确；

。图是物体由静止状态被拉动，直到物体匀速运动起来，用力的传感器测得拉力的变化过程，说明物

体所受的最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故。错误。

本题选错误的

故选：Do

A、探究匀变速直线运动的位移时用所有小矩形面枳之和近似等于物体的位移大小，用到了微元的思想；

8、伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，用斜面的作用是“冲淡”重力，合理外推得到自由落体运动规

律；

C、演示桌面的微小形变实验时用到了放大的思想；

。、由图像可以看出最大静摩擦尢大于滑动摩擦力。

本题主要考查物理实验的方法，解题关键是正确理解实验原理及思想。

2.【答案】B

【蟀析】解：凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个空气薄膜，当竖直向下的平行光射向平凸透镜时，

尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互直加而产生干涉，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光

程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹。同一半径的圆环处的空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相

同，因此使干涉图样呈圆环状。若将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，即对应图乙同一痉环，这

一厚度要内移，对应的牛顿亮环的半径变小，其它环半径依次变小，所以圆环半径要变小，环更密。故

ACD错误，3正确。

故选:以

从空气层的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长

的奇数倍时是暗条纹，路程差等于空气膜厚度的两倍。使牛顿环的曲率半径越小，出现亮条纹的这一厚度

向前移。从而得出圆环的半径的变化。

理解了牛顿环的产生机理就可顺利解决此类题FI,故对物理现象要知其然更要知其所以然。

3.【答案】B

【解•析】解：AC、根据图(b)可•知，。的亮度变化的周期为：

7二£〔一玲

则角速度的大小为：

27r2n

0)==------

Tti-to

故AC错误；

8、行星P受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：

GMm47r2

解得：「=小叱『；故8正确；

。、行星尸受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得：

GMm

-5—=ma

rL

解得

27r312n

at-％jGM(t-t0)

故D错误；

故选:Bo

根据题意解得角速度和周期的大小，根据万有引力提供向心力解得轨道半径和加速度大小。

本题关键掌握万有引力定律和万有引力等于向心力这一基本思路，结合题意进行解题。

4.【答案】C

【解析】解：由光电效应方程：hv=^mv^+W0,

又%=hvQ,

光电子到达4极板过程，由动能定理：eU=Ekm一喝，

联立知，光电子到达4板时动能的最大值=eU+hv-hv0,

可见Ekm—U图像的斜率为e,纵截距为的一机。。

由题知，1材料的截止频率小于2材料的截止频率，即匕<0，且入射光相同，则八丫-/1匕>用/一/1功，

可见用材料1和2进行光电效应实验得到的-U图线相互平行，且用材料1进行光电效应实验得到的

图像的纵截距较大。故C正确，ABD错误。

故选：Co

由光电效应方程及动能定理得：Ekm=eU+hv-hv0,再与图像进行比对确定正确答案。

此题考查了光电效应现象，解决本题的关键掌握光电效应方程以及知道最大初动能与遏止电压的关系，注

意金属的逸出功与入射光的频率无关。

5.【答案】B

【解析】解：A、由尸一》图象知，从人到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，经过C点后乙

分子的速度减小，故A错误；

8、加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故8正确；

C、乙分子从A处由静止释放，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能先减小，到C点势能最小，

此后表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故C错误；

。、从A到。过程中乙分子一百在加速，到。点速度最大，经过。点后乙分子的速度减小,动能减小•伍

动能不能为负值，故。错误。

故选：B。

根据牛顿第二定律，分子力提供加速度，加速度与速度同向加速，力做正功，反向减速，力做负功。

本题考查热学知识中分子力和分子势能，又考查加速度与速度关系，内容涉及功能关系等力学知识，综合

性较强。

6.【答案】D

【解析】解：容器与液体所受重力均提供容器与液体做匀速圆周运动的向心力。液体仅受表面张力的作

用，使其自由表面收缩到最小状态，所以两者的自由表面都呈球形。如果液体对于容器是浸润的，那么将

出现图人的情况。如果液体对于固体是不浸润的，那么就表现为图c的情况，故。正确，ABC错误。

故选：

容器与液体所受重力均提供容器与液体做匀速圆周运动的向心力。液体仅受表面张力的作用，使其自由表

面收缩到最小状态，所以两者的自由表面都呈球形。

此题把分子动理论和超重、失重现象联系在了一起，是一道小型综合题。由于是把容器放置在正常运行的

卫星里面，所以自然想到了失重现象，并且是完全失重；又由于需要考虑液体形状的问题，所以应该能够

联想到液体表面张力的问题；再由于题目中没有给出液体和容器壁是否浸润，所以应该考虑两种可能的情

况，即多解问题。

7.【答案】A

【解析】解：4。之间的距离为/%=与cm+120cm=竽(?巾=

DOij

此时〃点的位移4C〃2,且向y轴正方向运动。设此时b点的相位为9，则根据

y=4sin®£+(p)

可得4=8s\n(p

解得S噌或者@=宗(舍去，向下振动)

由浦间的距离关系可知

11

3^2

0a-0=丁.2几=不加

则少a二|九+合，

可知此时a点的位移为y=8s\nq)acm.=8sin，cm=4cm

且向卜振动，故此时的波形图为

所以"0时，。的位移为4cm,且沿丁釉负方向运动，故A正确，8CQ错误。

故选：A。

根据两质点距离结合b的位移求出b的相位，再判断出。的相位，根据。的振动情况判断振动图像。

本题考查对波动图形的理解，要能两个质点的距离得出波形图，结合波形，得到质点的运动情况。

8.【答案】B

【解析】解：以。〃也为气压单位，时〃中的气体压强分别为：

Pi=Po+Phi

P2=Po+Vh2

P3=PO+Ph3

山十九1V殳=九3，故PlVP2=p3；

根据理想气体状态方程，有：牛二c,由于气体的气压不变，眼，=＞小

由干匕=1/2＞均，Z1T相同，故/匕=/%＞4匕，即丙管水银柱上升的最少，甲管与乙管中水银柱上升的

相等、最多，故3正确、ACQ错误。

故选:Be

气体均做等压变化，根据理想气体的状态方程得到4V的表达式进行分析。

本题关键根据理想气体状态方程列式分析，推导出气体体积变化与温度变化的关系表达式进行分析。

9.【答案】B

【蟀析】解：CD、依题意，在棱道中将没有折射角大于外的光线，根据光路可逆性可知，光线在A4界面

上，入射角为。c时，折射角为90°，刚好发生全反射，则有

ngsin9c=nsin90°*解得：ng=故错误：

A从光线在界面4c上发生折射，入射角为90。一〃，折射角为8，由折射定律得：%sin(90。-%)=1・

sind,联立解得：ng=n2+sin26,可得：n2=nJ-sin20,故A错误，8正确。

故选：B。

在棱镜中将没有折射角大于8c的光线，根据光的折射互逆可知在4B分界面上，入射角为外，折射角为

90。，刚好发生全反射，根据光路可逆性和临界角公式求解%。结合折射定律和几何关系分析A8两项。

解答本题的关键要掌握全反射条件和临界角公式，结合折射定律完成分析工

10.【答案】A

【解析】解：无限大均匀带电平板R取无限大，在。点产生的场强：E.=2nka[l--^==1«2nka

半径为，•的圆板在。点产生的场强：E2=2nka\l-j=^=]

vrz+xz

无限大均匀带电平板，从其中间挖去一半径为，♦的圆板后的场强是两个场强的差，所以：=

2nka0——--r,所以选项A正确、

(■+*2)2

故选：A。

已知均匀圆板的电场强度的公式，推导出单位面积带电最为为的无限大均匀带电平板的电场强度的公式，

然后减去半径为「的圆板产生的场强.

本题对高中学生来说比较新颖，要求学生能应用所学过的单位制的应用及极限法；本题对学生的能力起到

较好的训练作用，是道好题.

II.【答案】4

【解析】解：①忽略一切阻力，/历。三小球组成的系统，只有重力、弹力做功，故ABC三小球组成的系

统机械能守恒。故①正确；

②小球C在下降过程中，小球C速度先增大后减小，小球C重力的功率p=77igu

可知，小球C重力做功的瞬时功率先变大后变小。故②正确；

③由小球。速度分解如图所示

由对称性可知以=vB,又〃csin6=vA

得办==%;sin。，故③正确；

④设滑轮P。之间的水平细绳的长度为2G，小球。下降到最低点时，下降的高度为〃，滑轮与小球C之间

长度为如图所示

小球C下降到最低点过程中，系统的动能为零，三球组成的系统机械能守恒27ng4-％)=mgh

又入=J年-J

解得，2="

此时cos。=,=\

<15

得8=53°

故④正确。

说法正确的个数为4个。故A正确，BC。错误。

故选：A。

①根据机械能守恒条件判定，

②根据功率的表达式判定，

③将小球C的速度分解为沿绳与垂直于绳的速度即可求解，

④小球C卜.降到最低点时，系统的动能为零，球C的重力势能减少量等于A、B球重力势能的增加量，根

据机械能守恒定律即可求解。

本题考查关联速度、机械能守恒定律，注意分解合速度，根据具体情景分解，不可死记硬背。

12.【答案】1000竽1.8x10-2>

【解析】解:(1)先读取最上面一排刻度的读数,再乘以倍率，即10.0x100。=1000。；

(2)使电压传感器示数为0,就是让r和/?2两端的电压相等，根据先串联分压得：£=*，可以求解外=

R1R3

R?；

(3)根据表中数据在图(c)上描点，绘制U-m关系图线，注意用顺次平滑曲线连接各个点，如下图所示：

(4)根据第(3)问绘制的图像，找电压传感器示数为200〃W对应的质量约为1.8g,则可以得出：Fo=1.8x

10-3x9.8N=1.8X10-2N；

1

(5)令WB=0,在实验过程中8c<(pD,对于理想电压传感器〃c=%B，AD=】DB；对于非理想电压传感器

，AD>】DB；如果压力不变，维持原阻值，会使UCB，即0c增大，减小，即0。减小，从而使

UDC减小,所以要保证无。不变，需要让Rp减小，压力增大，则F]>

故答案为：(1)1000;⑵等;(3)如下图所示：

U/mV

-2

(4)1.8XIO：(5)>a

(1)先读取最上面一排刻度的读数，再乘以倍率：

(2)使电压传感器示数为0,就是让&和&两端的电压相等，根据先串联分压等可以求解心的阻值；

(3)根据表中数据在图(c)上描点，绘制U-m关系图线，注意用顺次平滑曲线连接各个点；

(4)根据第(3)问绘制的图像，找电压传感器示数为200//W对应的质量，乘以重力加速度，则可以得出后大

小：

(5)根据电路以及欧姆定律等分析判断则6和&的大小关系。

本题考查了基本电学实验的多用电表读数、电路的分压关系、描点绘制图像以及从图像得出信息等基本文

验知识与技能，最后一问增加了难度，需要我们认真思考。

3

T2n

13.【答案】解：(1)由质量数守恒和核电荷数守恒，可知核反应方程为出+同we

(2)设核反应的质量万损为/m,则有4m=2.0136ux2-(3.0150+1.0087)u=0.0035u

根据质能方程有：AE=Amc2

解得：AE=3.26MeV

(3)设核反应后核和中子的动量分别为pi、p2,动能分别为为1、Eg则根据动量守恒定律有pi+'2=

0

为-6m'Ek2~2m

根据能量守恒定律有：Ex+Ek2=2Eko+4E

解得EH=1.04MeV,Ek2=3A2MeV

答：(1)该核反应方程为出+出田He+M；

(2)计算上述核反应中释放的核能为3.26MW；

⑶反应中生成的孤e核和中子的动能分别是1.04MeV,3A2MeV.

【解析】(1)根据质量数守恒和核电荷数守恒书写核反应方程.

(2)先求出核反应中质量亏损，再由爱因斯坦质能方程，求出核反应中释放的核能：

(3)两笊核对心碰撞过程，遵守动量守恒和能最守恒根据动最守恒和能量守恒列方程求解.

对于核反应书写核反应方程，要抓住微观粒子的碰撞，相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量

守恒.

14.【答案】解：(1)小球静止在43位置时，如图1所示对A受力分析，根据平衡条件有:

mg

解的弹簧的弹力大小为:

图1

(2)稳定在C、。位置时,对小球。受力分析如图1所示，重力、支持力、弹簧弹力尸2的合力提供小球做圆

周运动的向心力。

竖直方向有：NsinO=mg

水平方向有：F2+NCOS。=60)2苧

由题意知：F2=F

解得：

(3)小球稳定在C、D位置时,线速度大小为

LCD2g

V=0)=--—

2a)tan6

设弹簧原长为小，根据胡克定律有

F=ML。-LAB)

尸2=k(LcD-〃o)

F2=F

联立可得：2F=k(LCD-LAB)

两小球上升的高度为：

h=/一LAB=£]=mg

2tan。一ktan。-ktan26

囚初、末状态弹簧的形变量相同，故弹簧弹性势能初、末相同，根据功能关系可得细杆对弹簧小球系统所

做总功等于两小球增加的机械能，则有：

"=2(9+＞吟=".乌+华)

2tan20'dk

答：(1)小球静止在A、8位置时弹簧的弹力大小户为翳；

Id11(7

(2)稳定在C、。位置时弹簧的长度底。为粤右；

3n(/

(3)整个过程中细杆对弹簧小球系统做的功卬为翳•(孑+詈)，

【解析】(1)小球静止在A、8位置时，小球处于平衡状态，对小球受力分析根据共点力平衡条件求解；

(2)对小球受力分析，依据小球受到的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解：

(3)此过程初、末弹簧的弹性势能相等，根据功能关系可知杆对两小球做功等于两小球机械能的增加晟。

本题主要考查了圆周运动、功能关系问题，关键是正确的受力分析，明确向心力的来源。第三问要利用好

功能关系，正确分析系统中能量的变化。

15.【答案】解：(1)由该发电装置的工作原理可知，线圈运动过程中产生的最大感应电动势对应的速度为

最大值，由法拉第电磁感应定律可知：Em=NB-2nrvm,

代入数据可得最大感应电动势的大小&n=8V：

(2)由该发电装置的工作原理可知，该交流电为正弦式交流电，政电动势有效值£=舞

根据闭合电路的欧姆定律可得，回路中电流/=/右

"1+吊2

线圈中产生的热量Q=/2%丁

代入数据解得Q=0.32/c

答：(1)线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小为8%

(2)线圈运