09.2024年高考物理模拟试题(七)-《中学生数理化》高考理化2024年7-8月刊

■江苏省六合高级中学 傅明峰 一、选择题(本题共11小题,每小题均只 有一个选项最符合题意) 1.某光源包含不同频率的光,光的强度 与频率的关系如图1所示,表1中给出了一 些金属的截止频率νc。用该光源照射这些金 属,下列说法中正确的是( )。 图1 表1 金属 铯 钠 锌 钨 νc/(1014Hz) 4.69 5.53 8.06 10.95 A.仅铯能产生光电子 B.仅铯、钠能产生光电子 C.仅铯、钠、锌能产生光电子 图2 D.都能产生光电子 2.如图2所示,医院里的医 护人员用注射器将药液从密封 药瓶中缓缓抽出,在此过程中瓶 中气体的( )。 A.压强减小,分子数密度减小 B.压强增大,分子数密度增大 C.压强增大,分子数密度减小 D.压强减小,分子数密度增大 3.如图3甲所示为可24小时连续发电 的敦煌100 MW熔盐塔式光热电站。若该发 电站输出正弦式电流,利用如图3乙所示的 电路进行远距离输电,变压器T1、T2 均为理 想变压器,输电线总电阻为R,发电站输出电 压的有效值保持不变。下列说法中正确的 是( )。 图3 A.T1 为降压变压器,T2 为升压变压器 B.T1 为升压变压器,T2 为降压变压器 C.T1 的原线圈所用的导线应比副线圈 所用的导线细 D.该发电站以100 MW 的功率运行,每 天连续发电量为2.4×109 kW·h 4.如图4所示,若某载人宇宙飞船绕地 球做圆周运动的周期为T,由于地球遮挡,飞 船内航天员发现有 T 6 时间会经历“日全食”过 程。已知引力常量为G,太阳光可视为平行 光,则地球的平均密度ρ为( )。 图4 A.ρ= 6π GT2 B.ρ= 12π GT2 C.ρ= 24π GT2 D.ρ= 36π GT2 5.核能是蕴藏在原子核内部的能量,合 理利用核能,可以有效缓解常规能源短缺问 题。在铀核裂变实验中,核反应方程是235292U 63 物理部分 核心考点AB卷 高考理化 2024年7—8月 +10n→144256Ba+8936Kr+3X,235292U 核的结合能为 E1,144256Ba核的结合能为E2,8936Kr核的结合能 为E3。下列说法中正确的是( )。 A.该核反应过程动量不守恒 B.该核反应方程中的X为10n D.该核反应方程中电荷数守恒,质量数 不守恒 C.该核反应过程中释放的核能为E1- E2-E3 6.某趣味游戏中小球从圆柱形水杯口边 缘沿直径方向水平射入,小球与杯壁的碰撞 是弹性碰撞,不计空气阻力。图5中小球入 水前的运动轨迹情景可能正确的是( )。 图5 7.某次蹦床比赛中,运动员双脚离开蹦 床后竖直向上运动,把上升过程分为等距的 三段,运动员从下至上运动过程中,依次通过 这三段经历的时间记为t1、t2、t3,则t1∶t2∶ t3 最接近的是( )。 A.3∶6∶10 B.3∶6∶20 C.3∶4∶10 D.3∶4∶20 图6 8.一定质量的理想气 体从状态a 开始,第一次经 绝热过程到状态b,第二次 先经等压过程到状态c,再 经等容过程到状态b,其p- V 图像如图6所示,下列说 法中不正确的是( )。 A.在c→b过程中,气体向外界放热 B.a→c→b过程比a→b过程气体对外 界做的功多 C.气体在状态a时比在状态b时的分子 平均动能大 D.气体在状态a时比在状态c时单位时 间内撞击在单位面积上的分子数少 9.如图7所示,A、B、C、D、E、F、G、H 是竖直光滑绝缘圆形轨道的八等分点,AE 竖直,空间存在平行于圆形轨道面的匀强电 场(图中未画出)。从 A 点由静止释放一个 质量为m 的带电小球,小球沿圆弧恰好能到 达C 点。若在A 点给小球一个水平向右的 冲量,让小球沿轨道做完整的圆周运动,则小 球在运动过程中,下列说法正确的是( )。 图7 A.到达E 点时的动量最小 B.到达B 点时的电势能最大 C.到达C 点时的机械能最大 D.到达F 点时的机械能最小 10.如图8所示,轻质弹簧1一端与静止 在倾斜木板上的物体A 相连,另一端与细线 相连,弹簧1与倾斜木板保持平行,细线绕过 光滑定滑轮与物体B 相连,物体B、C 通过轻 质弹簧2连接,且物体 B、C 始终未触及地 面。初始状态下,系统处于静止状态,木板与 水平面间的夹角θ=30°。若三物体的质量之 比mA∶mB∶mC=3∶1∶2,发生下列四种 变化时,物体 A 始终保持静止,则其中正确 的是( )。 图8 A.当木板与水平面间的夹角θ减小时, 物体A 受到的静摩擦力减小 B.木板与水平面间的夹角保持θ=30°不 变,剪断细线后,物体A 所受摩擦力增大 C.剪断细线瞬间,物体B、C 一起以加速 度g 自由下落 D.剪断细线瞬间,物体B 的加速度为3g 11.如图9甲所示,水平面内有一“∠”形 光滑金属导轨,导轨OC 与OD 间的夹角θ= 45°,将质量为 m 的长直导体棒 MN 搁在导 73 物理部分 核心考点AB卷 高考理化 2024年7—8月 轨上并与OC 垂直,除了两导轨连接点O 的 电阻为R,其他电阻均不计。导体棒与O 点 间的距离为L,空间存在垂直于导轨平面向 里的匀强磁场,磁感应强度为B。在外力作 用下,导体棒以初速度v0 向右做直线运动, 其速度的倒数 1 v 随位移x 变化的关系如图9 乙所示。在导体棒运动L 距离到达虚线PQ 处的过程中,下列说法正确的是( )。 图9 A.导体棒做匀减速直线运动 B.导体棒运动的时间为 4L 3v0 C.流过导体棒的电流恒为 BLv0 R D.外力做的功为 3B2L3v0 2R + 3mv20 8 二、实验题 12.有一个电压表 V,其内阻r 未知(约 为15 kΩ~35 kΩ),量程约为25 V~35 V,共 有N 个均匀小格,但刻度值已经模糊。为了 测量其量程并重新刻度,现提供下列器材供 选用:标准电压表 V1(量程为0~3 V,内阻 r1=3 kΩ);标准电压表V2(量程为0~30 V, 内阻r2 约为30 kΩ);滑动变阻器R(总阻值 为20 Ω);稳压电源E(电动势为30 V,内阻 不能忽略);开关、导线若干。 (1)用多用电表的欧姆挡粗略测量待测 电压表V的内阻,已知多用电表刻度盘上电 阻刻度中间值为20,则实验时应将选择开关 拨至倍率“× ”(选填“1”“10”或“1 k”)。 (2)为了让电表指针均偏转到满偏的三 分之一以上,且能较精确地测出待测电压表 V的量程和内阻r,请设计一个合理的电路 图,画在如图10所示的虚线框内,将选用的 器材用相应的符号表示。 图10 (3)根据设计的电路进行实验,调节滑动 变阻器R,并让待测电压表V的指针恰好偏 转n格,已知标准电压表V1 的示数为U1,为 了得到待测电压表V的量程,还需要测量的 物理量和相应的符号是 。 (4)用(3)问中测得的物理量和题中已知 量的符号来表示待测电压表 V 的量程为 ,内阻r= 。 三、解答题(请写出必要的文字说明、方 程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案 中必须明确写出数值和单位) 13.一物块在高h=3 m、长l=5 m的斜 图11 面顶端从静止开始沿斜 面下滑,其重力势能和动 能随下滑距离s 的变化 如图11中直线Ⅰ、Ⅱ所 示,取 重 力 加 速 度 g= 10 m/s2。求: (1)物 块 的 质 量 m 和物块与斜面间的动摩 擦因数μ。 (2)当物块下滑2 m 时,其机械能的损 失量。 14.如图12所示,截面为直角梯形的玻 图12 璃砖ABCD,其折射率n= 2,一束光线由AB 面射入 玻璃砖,入射角i=45°。光 线先到达BC 面,恰好发生 全反射,再到达CD 面。 (1)求顶角B 的大小。 (2)若玻璃砖在AB 方 向上足够长,求光线从AD 边出射时的折射角。 15.如图13所示,M、N 为两根相同的轻 质弹簧,弹簧 M 竖直放置,上端与小物块A 相连,下端固定在地面上,弹簧 N 套在光滑 83 物理部分 核心考点AB卷 高考理化 2024年7—8月 图13 水平轻杆上,左端固定在竖直 细管上,右端与物块 B 相连, 一根不可伸长的轻绳穿过细管 及管上的小孔连接物块 A 和 B。轻杆可绕细管在水平面内 转动。初始状态下系统静止, 弹簧 M 处于压缩状态,两根弹 簧的形变量均为Δx=0.1 m, 物块B 与弹簧N 左端间的距离L=0.8 m。 已知物块 A、B 的质量分别为 mA =2 kg, mB=0.4 kg,物块A 到细管下端口的距离及 轻杆都足够长,取重力加速度g=10 m/s2。 不计一切摩擦,弹簧 M、N 始终在弹性限 度内。 (1)当系统静止时,求轻绳中的张力F。 (2)当轻杆绕细管稳定转动时,物块 A 保持静止,弹簧 M 的形变量仍为Δx,求轻杆 的转动角速度ω。 (3)系统从静止到(2)中情境的过程中, 求外界对系统做的功W。 16.如图14所示,在第一象限内有平行 于y 轴的匀强电场,方向沿y 轴正方向;在 第四象限的半圆形区域内有匀强磁场,方向 垂直于Oxy 平面向里,半圆形的半径为R, 直径ab与y 轴平行。一质量为m、带电荷量 为-q的粒子,从y 轴上的P(0,h)点,以速 度v0 沿x 轴正方向射入电场,通过电场后从 x 轴上的a(2h,0)点进入第四象限,又经过 磁场从y 轴上的某点进入第三象限,且此时 的粒子速度与y 轴负方向成45°角,不计粒子 自身重力。求: 图14 (1)电场强度E 的大小。 (2)粒子到达a点时速度的大小和方向。 (3)磁感应强度B 的最小值及粒子在磁 场中的轨迹与直径ab所围图形的面积。 1.C 提示:根据光电效应方程 Ek= hν-W0,金属的逸出功W0=hνc,结合光的强 度与频率的关系图像可知,光源中光的频率 范围为1.5×1014 Hz≤ν≤9×1014 Hz,因此 仅铯、钠、锌能产生光电子。 2.A 提示:医护人员用注射器将药液 从密封药瓶中缓缓抽出,瓶中药液的体积减 小,瓶中气体的体积增大,而气体的温度可视 为不变,则气体的压强减小,气体分子总数一 定,则气体分子数密度减小。 3.B 提示:远距离交流输电,要先升压 后降压,所以T1 为升压变压器,T2 为降压变 压器,选项A错误,B正确。T1 为升压变压 器,原线圈中的电流比副线圈中的电流大,所 以原线圈所用的导线应较粗,选项C错误。 该发电站每天连续发电量 W=Pt=100× 103 kW×24 h=2.4×106 kW·h,选项 D 错误。 4.C 提示:设地球的质量为 M,飞船的 轨道半径为r,根据万有引力定律得G Mm r2 = m 4π2 T2 r,解得r= 3 GMT2 4π2 ,根据几何关系得 R= r 2 ,又有地球的密度ρ= M V ,体积V= 4 3πR 3,解得ρ= 24π GT2 。 5.B 提示:设AZX,根据电荷数守恒得 92+0=56+36+3Z,根据质量数守恒得235+ 1=144+89+3A,解得Z=0,A=1,因此该 核反应方程中的X为10n,且在铀核裂变的过 程中动量守恒,选项B正确,A、C错误。根 据能量守恒定律可知,该核反应过程中释放 的核能ΔE=E2+E3-E1,选项D错误。 6.A 提示:若小球不与杯壁相碰,则做 完整的平抛运动直至落水,选项 A正确。若 小球与杯壁发生弹性碰撞,则小球在水平方 向上往返的速度大小不变,故向右运动的时 间与向左运动的时间相等,小球在竖直方向上 做自由落体运动,在相同时间内发生的位移之 比应为h1∶h2=1∶3,选项B、C、D均错误。 93 物理部分 核心考点AB卷 高考理化 2024年7—8月 7.C 提示:采用逆向思维,将向上的运 动视为向下的初速度为0的匀加速直线运 动,则h= 1 2gt 2 3,2h= 1 2g (t2+t3)2,3h= 1 2g (t1+t2+t3)2,解得t3= 2h g ,t2= 4h g - 2h g ,t1= 6h g - 4h g ,因此t1∶t2∶t3= (3- 2)∶(2-1)∶1≈3∶4∶10。 8.D 提示:在c→b过程中,气体体积不 变,对外不做功,压强变小,温度降低,故内能 减小,气体向外界放热,选项 A正确。利用 微元法可知,p-V 图像与横坐标围成图形的 面积表示气体做功的多少,因此a→c→b过 程比a→b过程气体对外界做的功多,选项B 正确。a→b 过程为绝热过程,气体体积变 大,对外界做功,根据热力学第一定律可知, 气体内能减小,温度降低。物体的温度是它 的分子热运动的平均动能的标志,故气体在 状态a时比在状态b时的分子平均动能大, 选项C正确。在a→c过程中,气体的压强不 变,体积变大,温度升高,分子的平均动能变 大,分子撞击容器壁的动量变化量变大。根 据气体压强的微观解释可知,气体在状态a 时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积 上的分子数多,选项D错误。 9.C 提示:从 A 点由静止释放一个质 量为m 的带电小球,小球沿圆弧恰好能到达 C 点,说明静电力和重力的合力方向沿 FB 方向斜向下,B 点为“等效最低点”,F 点为 “等效最高点”,因此小球沿轨道做完整的圆 周运动到达F 点时的速度最小,动量最小。 根据平衡知识可知,静电力水平向右,小球到 达G 点时的电势能最大,到达C 点时的电势 能最小。因为小球的电势能与机械能之和守 恒,所以小球到达C 点时的机械能最大,到 达G 点时的机械能最小。 10.D 提示:设物体A、B、C 的质量分 别为3m、m、2m,初始状态下对物体A 进行 受力分析,根据平衡条件得3mgsin θ+f= (m+2m)g,则当木板与水平面间的夹角θ 减小时,根据三角函数的单调性可知,物体A 受到的静摩擦力f 增大,选项A错误。保持 θ=30°不变,剪断细线后,对物体A 进行受力 分析,则3mgsin θ=f',解得f=f'= 3 2mg , 选项B错误。剪断细线瞬间,弹簧2的弹力 没有发生突变,其大小F=2mg,则物体C 的 加速度为零,物体B 的加速度满足mg+F= ma,解得a=3g,选项C错误,D正确。 11.C 提示:根据导体棒的 1 v-x 图像可 知,直线的斜率k= 2 v0 - 1 v0 L = 1 Lv0 ,则1 v = 1 Lv0 x+ 1 v0 ,解得v= L x+Lv0 ,可见导体棒做 的不是匀减速直线运动,选项 A错误。导体 棒向右运动时切割磁感线产生的感应电动势 E=Blv=B(x+L) L x+Lv0=BLv0 ,其大小 保持不变,则流过导体棒的电流恒为I= E R= BLv0 R ,选项C正确。根据法拉第电磁感 应定律得 E= B·ΔS Δt ,其中 ΔS= 1 2 (L+ 2L)L,又有E=BLv0,解得Δt= 3L 2v0 ,选项B 错误。电阻R 中产生的焦耳热Q=I2RΔt= 3B2L3v0 2R ,导体棒克服安培力做的功等于Q, 对导体 棒 应 用 动 能 定 理 得 W 外 -W 克安 = 1 2m v0 2 2 - 1 2mv 2 0,解得 W 外 = 3B2L3v0 2R - 3mv20 8 ,选项D错误。 12.(1)1 k (2)如图15所示 (3)标准 电压表V2 的示数U2 (4)0~ N n (U2-U1) N(U2-U1) nU1 r1 图15 提示:(1)用多用电表的欧姆挡测电阻 时,应尽量使指针指向刻度盘中央附近,所以 04 物理部分 核心考点AB卷 高考理化 2024年7—8月 欧姆挡的倍率应选“×1 k”。(2)因为电压表 内阻较大,且标准电压表V1 的内阻r1 已知, 所以可将标准电压表 V1 当作电流表使用。 (3)调节滑动变阻器R,让待测电压表 V的 指针恰好偏转n格,需要记录标准电压表V1 的示数 U1 和 标 准 电 压 表 V2 的 示 数 U2。 (4)假设待测电压表 V 的量程为0~U,则 U2-U1= n NU ,解得U= N n (U2-U1)。根据 串联电路中电流处处相等得 U r = U1 r1 ,解得 r= N(U2-U1) nU1 r1。 13.(1)根据E-s图像可知,在物块沿斜 面下滑的全过程中,物块机械能的 减少量 ΔE=30 J-10 J=20 J,重力势能的减少量 ΔEp=mgh=30 J,又有ΔE=μmgcos α·l, 其中α表示斜面倾角,且cos α= l2-h2 l = 0.8,解得m=1 kg,μ=0.5。(2)当物块下滑 距离s=2 m 时,其机械能的损失量ΔE'= μmgcos α·s=8 J。 14.(1)如图16所示,光线在AB 边入射, 根据折射定律得 sin i sin r=n ,解得sin r= 1 2 ,即 r=30°。光线在BC 面恰好发生全反射,则 图16 临界角C0 满足sin C0= 1 n ,解得C0=45°。 根据几何关系得∠BMN=90°-r,∠BNM= 90°-C0,∠B=180°-∠BMN-∠BNM,解 得∠B=75°。(2)光线射到CD 面时,根据几 何 关 系 得 ∠BCD =105°,∠CNE =45°, ∠CEN=30°,r1=60°>C0,因此光线在CD 面发生全反射。因为 AB 与CD 平行,光线 射到AB 面时入射角也是60°,发生全反射, 直至光线射到AD 边。光线在AD 边入射时 的入射角r2=90°-r1=30°<C0,可以出射。 根据折射定律得 sin i2 sin r2 =n,解得sin i2= 2 2 , 即光线从AD 边出射时的折射角i2=45°。 15.(1)当系统静止时,两根弹簧的形变 量相同,弹力大小也相同,设两根弹簧的弹力 大小为F1,对物块A 进行受力分析,根据平 衡条件得mAg=F1+F,易判断此时弹簧 N 也处于压缩状态,物块B 受力平衡,则F= F1,解得F=10 N。(2)当轻杆绕细管稳定转 动时,两根弹簧均处于拉伸状态,且形变量与 系统静止时相同,弹力大小也与系统静止时 相同。设轻绳中的张力为 F2,根据平衡条 件,对物块A 有mAg+F1=F2,对物块B 有 F1+F2=mBω2r,又有r=L+2Δx,解得ω= 10 rad/s。(3)根据功能关系得 W=mAgh+ 1 2mBv 2 B,其中h=2Δx,vB=ωr,解得 W= 24 J。 16.(1)粒子在第一象限内受竖直向下的 静电力而做类平抛运动,设粒子在第一象限 内运动的时间为t1,根据类平抛运动规律可 得,在水平方向上有2h=v0t1,在竖直方向上 有h= 1 2at 2 1,又有a= qE m ,解得 E= mv20 2qh 。 (2)设粒子到达a 点时沿竖直方向的分速度 为vy,则vy=at1,粒子到达a 点时的速度大 小v= v20+v2y,解得v= 2v0。设粒子到达 a点时的速度方向与x 轴正方向间的夹角为 θ,根据几何关系得tan θ= vy v0 ,解得tan θ=1, 即θ=45°。因此粒子到达a点时的速度大小 为 2v0,方向与x 轴正方向成45°角斜向右 下方。(3)当粒子从b点射出磁场时,磁感应 强度最小,设此时粒子的运动轨迹半径为r, 根据几何关系得速度偏转角为90°,则r= 2R,根据洛伦兹力提供向心力得qvB= m v2 r ,解得磁感应强度的最小值B= mv0 qR ,对 应粒子在磁场中的轨迹与直径ab所围图形的 面积S= 1 4πr 2- 1 2r 2,解得S= π2-1 R2。 (责任编辑 张 巧) 14 物理部分 核心考点AB卷 高考理化 2024年7—8月