精品解析：2024届浙江省温州市乐清市知临中学高三下学期模拟（三模）物理试卷

2024知临中学高考模拟卷（物理） 一：选择题1 （本题共13 小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、转选均不得分） 1. 在国际单位制中磁感应强度的单位符号是“T”，如果用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A. Wb⋅m⁻2 B. N·C⁻1. m⁻1. S C. kg⋅s⁻2⋅A⁻1 D. kg⋅m2⋅g⁻2⋅A⁻1 【答案】C 【解析】 【详解】国际单位制基本单位的符号有七个：m、s、kg、A、K、mol、，由于 由上式可导出磁感应强度的国际单位制基本单位的符号为 故选C。 2. 电梯下降过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。出现超重现象的时段是（　　） A. 从20.0s到30.0s B. 从30.0s到40.0s C. 从40.0s到50.0s D. 从50.0s到60.0s 【答案】C 【解析】 【详解】根据v-t图像可知，在20.0～30.0s过程中，电梯加速下降，加速度向下电梯处于失重状态，在30.0～40.0s过程中电梯匀速下降，电梯既不超重也不失重，40.0～50.0s过程中电梯减速下降，加速度向上，电梯处于超重状态，50.0～60.0s过程中电梯处于静止状态。 故选C。 3. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律，找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 在A、B两点的速度大小相等 B. 整个飞行过程中经P点的速度最小 C. AP段的飞行时间大于PB段的飞行时间 D. 在A点的机械能大于B点的机械能 【答案】D 【解析】 【详解】AD．由题可知，羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，所以A点速度大于B点的速度，A点的机械能大于B点的机械能，故A错误，D正确； B．当羽毛球所受重力与阻力的合力方向与速度方向垂直时，羽毛球的速度最小，而在最高点P时，合力方向与速度夹角为钝角，说明羽毛球速度最小应该在P点之前，故B错误； C．由于存在空气阻力作用，AP段羽毛球处于上升阶段，其竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，加速度小于重力加速度，由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故C错误。 故选D。 4. 下列说法正确的是（　　） A. 爱因斯坦提出的光子说并否定了光的波动说 B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 C. 大量氢原子从n=4 激发态跃迁到n=2 的激发态时，可以产生4种不同频率的光子 D. 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构并可以估测原子核的大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．爱因斯坦提出了光子说，并成功解释了光电效应，而光电效应说明光具有粒子性，但并未否定光的波动性，故A错误； B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，产生很高的能量，又称为热核反应，故B错误； C．大量氢原子从n=4激发态跃迁到n=2的激发态时，可以产生3种不同频率的光子，即能级直接跃迁到能级，能级跃迁到能级，然后由能级跃迁到能级，故C错误； D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构并可以估测原子核的大小，故D正确。 故选D。 5. 太阳系内很多小天体和八大行星一样围绕太阳运行。之前，能进入金星轨道内侧的小天体仅发现21个，但它们一部分轨道在金星轨道外侧。最近科学家第一次发现了完全在金星轨道内侧运行的一个小天体“AV2”。则（　　） A. “AV2”没有落至太阳上是因为它质量小 B. “AV2”绕太阳运行周期大于金星 C. “AV2”在任何位置的加速度都大于金星 D. 这些小天体与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．“AV2”在太阳引力的作用下绕太阳做圆周运动或椭圆运动，太阳的引力正好提供“AV2”做圆周运动或椭圆运动的外力，“AV2”没有落至太阳上与它质量无关，故A错误； B．由开普勒第三定律可知，由于“AV2”完全在金星轨道内侧运行，即“AV2”的圆轨道半径或椭圆轨道半长轴小于金星轨道半长轴，则“AV2”绕太阳运行周期小于金星，故B错误； C．由牛顿第二定律可知 由于“AV2”距太阳的距离始终小于火星距太阳的距离，所以在任何位置的加速度都大于金星，故C正确； D．由开普勒第二定律可知，同一轨道运行的天体与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等，不同轨道上天体与太阳的连线在单位时间内扫过的面积不一定相等，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对“嫦娥五号”探测器受力分析有 FN = mg月 则对一条腿有 根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。 故选D。 7. 新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A. 为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B. 若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C. 供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D. ab端的输入功率大于12kW 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属护板在变化的磁场中会产生涡流，故不可以在车底板加装金属护板，故A错误； B．只有交流电才能发生电磁感应现象，实现电能传输，故B错误； C．电池系统cd端的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比为19：30，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 可知此时供电线圈中的电阻两端电压为零，不符合题意，故C错误； D．电池系统的输出功率为 供电线圈回路中，电流不为零，定值电阻的热功率不为零，故ab端的输入功率大于12kW，故D正确。 故选D。 8. 某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。取O点的电势为零，则（　　） A. A、B的电势相等 B. 从N到O的过程中，电势一直增大 C. 电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小 D. 电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于场强为正值则电场强度E的方向为x轴正方向，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势高于B点的电势，故A错误； B．由上知从N到O的过程中，电势一直减小，故B错误； C．电子从N移到P的过程中，电场力一直做负功，电势能逐渐增大，故C错误； D．由图像可知，图形的面积表示电势差，则有 再根据 可知，则电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等，故D正确。 故选D。 9. 卫星上装有太阳能帆板，可将光能转化为电能储存在蓄电池中，为卫星提供电能。现有一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行轨道位于赤道平面上，轨道半径为地球半径的倍。已知地球的自转周期为，半径为R，地球静止卫星轨道半径约为。在春分这一天，太阳光可视为直射赤道，该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为（　　）（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对静止卫星由万有引力提供向心力 对于人造卫星的轨道半径为 由万有引力提供向心力得 解得 如图所示，人造卫星在A到B（顺时针）的过程中太阳能帆板无法工作 由几何关系知 可得 θ=90° 则该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为 故选A。 10. 如图所示为某水池的剖面图，A、B两区域的水深分别为hA、hB，其中（hB=2.5m，点O位于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，（ OM=4m，ON=7.5m。t=0时M点从平衡位置向下振动，N点从平衡位置向上振动，形成以M、N点为波源的水波（看作是简谐横波），两波源的振动频率均为 1Hz，振幅均为5cm。当t=1s时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深的关系为 y=，式中h为水深， g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 区域A的水深 hA=2.0m B. A、B两区域水波的波长之比为5：4 C. t=2s时， O点的振动方向向下 D. 两波在相遇区域不能形成稳定的干涉 【答案】C 【解析】 【详解】A．当t=1s时，O点开始振动且振动方向向下，可知是M点的波源形成的波传到了O点，则区域A的波速 根据 可得 故A错误； B．区域B的波速 两列波频率都是1Hz，则周期都是1s，根据 可得 A、B两区域水波的波长之比为 故B错误； C．t=2s时，M波在O点完成了一次全振动，则该波在O点产生的波正在平衡位置向下振动，N波传递到O点需要 t=2s时，N波在O点完成半个周期的振动，则该波在O点产生的波正在平衡位置向下振动，所以t=2s时，O点的振动方向向下，故C正确； D．根据题意结合C项的分析可知，在t=1.5s时，波源M在O点的振动方向向上，波源N在O点振动方向也向上，所以在A区域可以等效成波源M与波源O相遇，在B区域可以等效成波源O与波源N相遇，等效波源的频率相同，所以在两列波相遇的区域可以形成稳定的干涉图样。故D错误。 故选C。 11. 如图，真空玻璃管内，阴极发出的电子（初速度为零）经KA 间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入平行极板 D1、D2。若两极板无电压，电子打在荧光屏中心P1点；若两极板加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的P2点；若两极板间再加上垂直纸面方向的有界匀强磁场（磁场只存在于板间区域），磁感应强度大小为B，则电子又打到 P1点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D1、D2右侧边缘射出。已知两极板间距为d，板长为2d，设电子的质量为m、电荷量大小为q，则（　　） A. 电子进入两板间的速度 B. 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，电子还是打在 P2点 C. 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 D. 电子的比荷 【答案】B 【解析】 【详解】A．由磁场加电场电子打到位置时，电子受力平衡 解得 故A错误； B．设水平速度为，则经过偏转电场的时间为 竖直方向的速度 则出偏转电场的速度与水平方向夹角的余切值 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，水平速度 变为原来的2倍，同时变为原来的两倍，最终出偏转电场的速度方向不变。所以电子还是打在P2点，故B正确； C．设圆周运动的半径为R，根据几何关系可以得出 解得 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 故C错误； D．由洛伦兹力提供向心力，半径为R 则求出 其中代入 故D错误。 故选B。 12. 如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的截面图，，P为AB边上一点，Q是BC边的中点。 一束单色光自AB边上的P 点射入棱镜，入射光线从垂直BC方向缓慢调整至平行BC方向。当入射光线垂直于AB边时，BC边恰好无光线射出；当入射光线平行于BC边射入时，折射光线恰好经Q点反射后从AC边射出。已知光在真空中的传播速度为c，， 则（　　） A. PB间的距离 B. 经BC面一次反射后从AC面出射的光线不可能与入射光平行 C. P点入射角合适的情况下，经BC面一次反射后在AC面出射时可能发生全反射 D. 缓慢调整入射方向的过程中，经BC面一次反射后从AC面出射的光线在玻璃中传播的最短时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．光线垂直于AB边射入棱镜后，光路图如图所示，在BC边恰好发生全反射，设光线在棱镜中发生全反射的临界角为C，由几何关系可得 光线自P点平行于BC边射入棱镜，光线恰好经过Q点的光路图如图所示，由折射定律 得可得折射角为 在由正弦定理可得 有几何关系知，，，，带入上式解得 故A错误； B．由对称性可知，光线自P点平行于BC边射入棱镜，光线恰好经过Q点全反射后经AC面射出的光与入射光线平行，故B错误； C．若在AC面出射时发生全反射，则光线必须平行BC边入射到AC面，P点入射的光线不可能经BC面一次反射后在AC面出射时发生全反射，故C错误； D．光线垂直于AB边射入棱镜后，如图所示，光线在棱镜中通过的路程最短，传播的时间最短，为 联立解得 故D正确。 故选D。 13. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m，弹簧的弹性势能， 简谐运动的周期 ，下列说法正确的是（　　） A. 碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅A=x0 B. 物块与钢板在返回O点前已经分离 C. 碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间 D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能 【答案】C 【解析】 【详解】A．对物块，根据动能定理 解得 设v1表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度，因碰撞时间极短，动量守恒取v0方向为正 解得 碰后，根据能量守恒 根据平衡条件可得 解得 当物块与钢板受力平衡时，为平衡位置 解得 所以振幅为 故A错误； B．物块与钢板在返回O点前弹簧一直被压缩，弹力竖直向上，整体加速度小于重力加速度，若已经分离，则物块的加速度等于重力加速度，则此后物块的速度将小于钢板的速度，与实际不符，所以物块与钢板在返回O点前不可能分离，故B错误； C．碰撞刚结束至两者第一次运动到平衡位置时间为，则 解得 继续运动到最低点所经历的时间，则 所以，碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间 故C正确； D．当物块与钢板运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大 故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 下列说法正确的是（　　） A. 强子是参与强相互作用的粒子。质子、中子和电子都是强子 B. 在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变 C. 常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体 D. 取分子间距离r为无穷远时的分子势能为0，则当r<r0时，分子势能一定小于0 【答案】BC 【解析】 【详解】A．强子是参与强相互作用的粒子。质子和中子是强子，电子不参与强相互作用，是轻子，故A错误； B．在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变，故B正确； C．常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是多晶体，故C正确。 D．取分子间距离r为无穷远时的分子势能为0，则当r<r0时，分子间作用力表现为斥力，靠近时，分子斥力做负功，分子势能增加，所以分子势能不一定小于0，故D错误。 故选BC。 15. 如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，板的面积均为S，板间距离为d。现用波长为λ（λ1<λ<λ2）的激光持续照射两板内表面，则（　　） A. 稳定后铂板带负电，钾板带正电 B. 电容器最终带电量Q正比于 C. 保持入射激光波长不变，增大入射激光的强度，板间电压将增大 D. 改用λ0 （λ1<λ0<λ）激光照射，板间电压将增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意，由公式 可知，波长越大，频率越小，现用波长为λ（λ1<λ<λ2）的单色光持续照射两板内表面时，只能使钾金属板发生光电效应，钾金属板失去电子成为电容器的正极板，光电子运动到铂金属板上后使铂金属板成为电容器的负极板，故A正确； BC．根据光电效应方程有 又有 光电子不断从钾金属板中飞出到铂金属板上，两金属板间电压逐渐增大，且使光电子做减速运动，当增大到一定程度，光电子不能到达铂金属板，即到达铂金属板时速度恰好减小到零，此时，两极板间的电压为U，极板的带电量最大为Q，则有 根据平行板电容器的决定式 可知，真空中平行板电容器的电容 根据电容器的定义式 可得，极板上的带电量为 联立可得 电容器最终带电量Q正比于 ，板间电压与入射激光的强度无关，故BC错误； D．根据 改用λ0 （λ1<λ0<λ）激光照射，板间电压将增大，故D正确。 故选AD。 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 甲同学，利用气垫导轨和数字计时器记录物体沿斜面下滑的运动过程来《验证机械能守恒定律》，计时系统的工作要借助于光源和光敏管。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光的时间，通过数码屏显示出来。实验部分装置和原理图如下所示，已知滑块和挡光板的总质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，挡光板宽度为d，经过光电门1和光电门2的时间分别为t1和t2，在装置上读出两光电门之间的距离，用L表示，则： （1）该同学用螺旋测微器测量遮光条宽度 d，如图1，则遮光条宽度 d=________mm； （2）该实验中，以下操作正确的是（ ） A. 遮光条宽度越小越好 B. 需抬高左侧以平衡摩擦力 C. 无需M>m （3）该同学为验证机械能守恒，重力势能的减少量△Ep的表达式是____________，动能的增加量△Eₖ的表达式是______________（以上两空均用字母M、m、d、L、t1、t2表示）；若在误差允许范围内，△Ep近似等于△Eₖ，则说明机械能守恒；若在进行数据分析时发现系统增加动能△Eₖ总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能△Ep，可能的原因是_________（写出1条即可）。 （4）若乙同学用一端带滑轮的轨道和打点计时器验证系统的机械能守恒，如图2，请问这样的做法_______（填“可行”或“不可行”）。 【答案】（1）1.609##1.610##1.611##1.612 （2）C （3） ①. mgL ②. ③. 气垫导轨没有调节水平，其左侧高于右侧 （4）不可行 【解析】 【小问1详解】 遮光条宽度 d=1.5mm+0.01mm×11.0=1.610mm 【小问2详解】 A．由光电门测速原理，可知遮光条宽度越小，遮光条通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，速度测量的误差越小。但是若遮光条宽度太小，则测量遮光条宽度时的相对误差会很大，故遮光条宽度不是越小越好，故A错误； B．实验时气垫导轨与滑块之间的滑动摩擦力很小，在误差允许的范围内是可忽略的，故不需要抬高导轨左侧以平衡摩擦力，故B错误； C．本实验要验证的是系统减小的重力势能等于增加的动能，不用将细线的拉力近似为砝码盘和砝码的总重力，故无需M≫m，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 [1]重力势能的减少量ΔEp的表达式是 ΔEp=mgL [2]遮光条通过光电门1时的速度大小为 遮光条通过光电门2时的速度大小为 动能的增加量ΔEk的表达式是： [3]若在进行数据分析时发现系统增加动能ΔEk总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能ΔEp，可能的原因是：气垫导轨没有调节水平，其左侧高于右侧，以至于滑块和挡光板的重力势能也减小了，使系统动能的增加量总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能。 【小问4详解】 这样的做法不可行。因为此系统存在克服摩擦阻力做功，机械能不守恒，也就无法验证系统的机械能守恒。 17. 用如图1所示电路测量一个量程为100μA，内阻约为 2000Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12V， 有两个电阻箱可选， R1（0~9999.9Ω）， R2（99999.9Ω）。 按电路图正确连接电路图后：将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值：断开S2，闭合S1，调节滑动头 P至某位置再调节RN使表头满偏；闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值：断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。如图3是 RM调节后面板。 （1）RM应选________; （2）根据电路图，请把图2中实物连线补充完整：______ （3）将该微安表改装成量程为2V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为________V（保留3位有效数字）： （4）某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P 不变，S2闭合后调节电阻箱 RM，使电表半偏时读出RM，若认为 OP 间电压不变，则微安表内阻为_______（用 RM、RN表示） 【答案】（1）R1 （2） （3）1.30 （4） 【解析】 【小问1详解】 RM与微安表并联，目的是让微安表从满偏到半偏，它的阻值应该和微安表的内阻差不多，所以RM应选择R1； 【小问2详解】 根据电路图，把实物连线如下图所示： 【小问3详解】 将该微安表改装成量程为2V的电压表后，每小格为0.2V，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为1.30V。 【小问4详解】 S2断开时OP间的电压为 U=Ig（Rg+RN） S2闭合后OP间的电压为 解得 18. 关于以下实验，说法正确的是（　　） A. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器吸取油酸溶液，然后一滴一滴的滴入烧杯时，多数了一滴，会引起测量结果偏大 B. 在用双缝干涉测量光的波长实验时，若双缝间的距离d减小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减小涡流 D. 测平行玻璃砖的折射率时，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则测得的折射率将偏大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器吸取油酸溶液，然后一滴一滴的滴入烧杯时，多数了一滴，使得油酸体积小于实际体积，油膜面积不变，会引起测量结果偏小。故A错误； B．在用双缝干涉测量光的波长实验时，若双缝间的距离d减小，根据公式 缝屏距与光的波长不变，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B正确； C．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减小涡流，故C正确； D．测平行玻璃砖的折射率时，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则入射角的大小不变，而折射角将因为玻璃砖画宽了，而变大。所以测得的折射率将偏小。故D错误。 故选BC。 19. 学习了热学部分知识后，小智同学受到启发，设计了一个利用气体来测量液体温度的装置。该装置由导热性能良好、厚度不计的圆柱形细管、圆柱形金属块、四个挡条组成。圆柱形金属块质量为20g厚度为2cm与管壁紧密接触（不漏气），管内用金属块封闭有一定量的理想气体，管内挡条限制金属块只能在管内一定范围内上下移动，以金属块下端位置为基准在上下挡条之间刻上刻度。上、下挡条间距离为40cm，上端挡条距管下端距离为100cm，管的横截面积为，测温时把温度计竖直插入待测液体中。不考虑固体的热胀冷缩，不计一切摩擦阻力。外界大气压强恒为。当管内气体的温度为27℃时金属块恰好对下方挡条无压力。 （1）测量温度时，管内气体和待测液体达到_________（选填“平衡态”或者“热平衡”），该温度计的刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）； （2）该温度计的测温范围；（ ） （3）某次测温时示数由57℃上升到157℃，如果该过程气体内能改变量为0.4J，求管内气体吸收的热量。（ ） 【答案】 ①. 热平衡 ②. 均匀 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]测量温度时，管内气体和待测液体达到热平衡。 [2]管内气体做等压变化，则 可得 故该温度计的刻度均匀。 （2）[3]设管内气体最高温度为，管内气体做等压变化，则 其中 解得 故温度计的测温范围。 （3）[4]管内气体做等压变化，则 其中 解得 ， 管内气体的压强为 该过程气体对外做功为 根据热力学第一定律 解得管内气体吸收的热量为 20. 某景区向社会征集一个水上乐园设计建议。某校科技小组设计了一套方案，其简化原理如图。甲乙丙由混凝土浇筑而成，其中甲上部为半径为 R1=10m的圆弧面，圆心角θ1=53°；乙上部为两个半径均为 R2=10m，、圆心角为θ2=37°的圆弧面平滑链接，EF等高。BC距离 L1=10m，其间有水下固定平台，其周围的水可在水泵驱动下循环流动，方向如箭头所示，速度v大小可调，平台上方各处速度均可视为相同。乙下方为有孔隔板，可大幅减小左侧水域流动对右侧水域的影响，乙丙之间水域可视为静水，上浮质量为M=100kg、长为L=6m的可动浮台。现有一游客乘坐特定装置（人和该装置视为质点并标注为P，总质量为m=60kg），P从A 点静止释放，依次通过ABCDE，最后通过可动浮台，到达终点平台丙完成游戏。可动浮台触碰平台丙时瞬间自动锁定。由于出发时 P干燥，AB 段摩擦不可忽略，P在 B 点时对轨道的压力为1.5mg，在 BC 间与水有相对运动时，受水平方向的恒力 F=0.5mg，在CDE 段因经左侧水域而湿润，摩擦可忽略，与可动浮台动摩擦因 数为μ=0.1。不考虑P 和可动浮台入水后的水下部分以及水位上升和波动带来的影响。 （1）求B点速度大小和AB段因摩擦而产生的热量。 （2）CDE 段恰不脱离脱离轨道，求P在C点和E点的速度。 （3）若忽略可动浮台与水面的阻力，为使P在CDE 段恰不脱离脱且不能在 EF 间落水，求 BC间水速的调节范围。 【答案】（1），；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）设P在B点的速度为，根据题意可得 解得 P从A到B的过程中，根据能量守恒定律 联立上述各式解得 （2）在D点时，则有 解得 从C到D的过程中，根据机械能守恒定律可得 解得 同理，从D到E则有 解得 （3）由上述分析可知，在不脱离CDE的情况下，E点的速度满足 考虑EF间不落水，恰至边缘二者共速，则有 解得 若二者提前共速，后滑动到终点，则有 解得 从C到E 对应C点的速度为 若在BC过程一直加速，则有 解得 若一直减速，则不可能达到C点。 综上所述，可调节的水流速度 21. 如图1所示为永磁式径向电磁阻尼器，由永磁体、定子、驱动轴和转子组成，永磁体安装在转子上，驱动轴驱动转子转动，定子上的线圈切割“旋转磁场”产生感应电流，从而产生制动力。如图2所示，单个永磁体的质量为m，长为L1、宽为L2（宽度相对于所在处的圆周长度小得多，可近似为一段小圆弧）、厚度很小可忽略不计，永磁体的间距为L2，永磁体在转子圆周上均匀分布，相邻磁体磁极安装方向相反，靠近磁体表面处的磁场可视为匀强磁场，方向垂直表面向上或向下，磁感应强度大小为B，相邻磁体间的磁场互不影响。定子的圆周上固定着多组金属线圈，每组线圈有两个矩形线圈组成，连接方式如图2所示，每个矩形线圈的匝数为 N、电阻为R，长为L1，宽为L2，线圈的间距为L2。转子半径为r，转轴及转子质量不计，定子和转子之间的缝隙忽略不计。 （1）求电磁阻尼器中线圈的个数n1和永磁体的个数 n2； （2）当转子角速度为ω时，求流过每组线圈电流I的大小： （3）若转子的初始角速度为ω0，求转子转过的最大角度θₘ； （4）若在外力作用下转子加速，转子角速度ω随转过的角度θ的图像如图3所示，求转过θ1过程中外力做的功 W外。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）依题意可知 （2）根据法拉第电磁感应定律有 E=2NBL1ωr 根据欧姆定律有 （3）根据安培力公式可知 . 规定安培力的方向为正方向，根据动量定理可知 结合θ=ωt可知 （4）一组磁铁在转过Δθ过程中克服安培力做功 根据图像的面积可知一组磁铁转过θ1过程中克服安培力做功 所有磁铁转过θ1过程中克服安培力做功 所有磁铁转过θ1过程中动能的增加量 转过θ1过程中外力做的功 22. 芯片制造中，离子注入是一道重要的工序，如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场B1（大小未知），与长方体离子控制区abcd相切于Q点，其中abcd为该控制区中间竖直平面（与圆形磁分析器处于同一竖直平面），ad边长为L，离子从Q点进入控制区时，由于边缘作用，离子进入控制区的速度方向会有一定波动（速度大小不变），波动范围在以正常射入方向为轴的θ角范围内，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入水平底面的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长、不计离子的重力和离子间的相互作用，因θ角较小，离子不会从控制区的四个侧面射出。 （1）求加速电场的电压U和圆形磁分析器的半径r； （2）若离子注入硅片时，垂直硅片的速度至少达到v才能有效注入，为使所有离子均能有效注入，现在控制区加上沿ad方向的匀强磁场B和同样方向的匀强电场（强场大小可调），则匀强电场的场强大小应满足什么条件?离子有效注入硅片上的面积可达多少? （3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场B2，其磁感应强度大小沿ad方向按 B2=B0+kx的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且k>0，则要使在平面abcd内运动的离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度B0至少为多少? 【答案】（1），；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）在加速电场有 解得 在圆形磁分析器中，做圆周运动，运动轨迹如图 其周期为 在磁场中运动时间有 根据几何关系有 解得 （2）离子注入硅片时，垂直硅片的速度至少达到v才能有效注入，为使所有离子均能有效注入，根据动能定理 可得 离子以的速度做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力 离子有效注入硅片上的面积可达 （3）要使离子恰好不打到硅片上，离子运动到cd边时，速度应与cd边相切，又因为洛伦兹力不改变速度大小，因此分解洛伦兹力，在平行于ab方向用动量定理 式中为水平方向速度的变化量，即 则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024知临中学高考模拟卷（物理） 一：选择题1 （本题共13 小题，每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、转选均不得分） 1. 在国际单位制中磁感应强度的单位符号是“T”，如果用国际单位制的基本单位来表示，正确的是（　　） A. Wb⋅m⁻2 B. N·C⁻1. m⁻1. S C. kg⋅s⁻2⋅A⁻1 D. kg⋅m2⋅g⁻2⋅A⁻1 2. 电梯下降过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。出现超重现象的时段是（　　） A. 从20.0s到30.0s B. 从30.0s到40.0s C. 从40.0s到50.0s D. 从50.0s到60.0s 3. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律，找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 在A、B两点的速度大小相等 B. 整个飞行过程中经P点的速度最小 C. AP段的飞行时间大于PB段的飞行时间 D. 在A点的机械能大于B点的机械能 4. 下列说法正确的是（　　） A. 爱因斯坦提出的光子说并否定了光的波动说 B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 C. 大量氢原子从n=4 激发态跃迁到n=2 的激发态时，可以产生4种不同频率的光子 D. 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构并可以估测原子核的大小 5. 太阳系内很多小天体和八大行星一样围绕太阳运行。之前，能进入金星轨道内侧的小天体仅发现21个，但它们一部分轨道在金星轨道外侧。最近科学家第一次发现了完全在金星轨道内侧运行的一个小天体“AV2”。则（　　） A. “AV2”没有落至太阳上是因为它质量小 B. “AV2”绕太阳运行周期大于金星 C. “AV2”在任何位置的加速度都大于金星 D. 这些小天体与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等 6. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A. B. C. D. 7. 新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A. 为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B. 若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C. 供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D. ab端的输入功率大于12kW 8. 某半导体PN结中存在电场，取电场强度E的方向为x轴正方向，其E-x关系如图所示，ON=OP，OA=OB。取O点的电势为零，则（　　） A. A、B的电势相等 B. 从N到O的过程中，电势一直增大 C. 电子从N移到P的过程中，电势能先增大后减小 D. 电子从N移到O和从O移到P的过程中，电场力做功相等 9. 卫星上装有太阳能帆板，可将光能转化为电能储存在蓄电池中，为卫星提供电能。现有一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行轨道位于赤道平面上，轨道半径为地球半径的倍。已知地球的自转周期为，半径为R，地球静止卫星轨道半径约为。在春分这一天，太阳光可视为直射赤道，该卫星绕地心转动一周，太阳能帆板能接收到太阳光的时间约为（　　）（） A. B. C. D. 10. 如图所示为某水池的剖面图，A、B两区域的水深分别为hA、hB，其中（hB=2.5m，点O位于两部分水面分界线上，M和N是A、B两区域水面上的两点，（ OM=4m，ON=7.5m。t=0时M点从平衡位置向下振动，N点从平衡位置向上振动，形成以M、N点为波源的水波（看作是简谐横波），两波源的振动频率均为 1Hz，振幅均为5cm。当t=1s时，O点开始振动且振动方向向下。已知水波的波速跟水深的关系为 y=，式中h为水深， g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 区域A的水深 hA=2.0m B. A、B两区域水波的波长之比为5：4 C. t=2s时， O点的振动方向向下 D. 两波在相遇区域不能形成稳定的干涉 11. 如图，真空玻璃管内，阴极发出的电子（初速度为零）经KA 间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入平行极板 D1、D2。若两极板无电压，电子打在荧光屏中心P1点；若两极板加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的P2点；若两极板间再加上垂直纸面方向的有界匀强磁场（磁场只存在于板间区域），磁感应强度大小为B，则电子又打到 P1点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D1、D2右侧边缘射出。已知两极板间距为d，板长为2d，设电子的质量为m、电荷量大小为q，则（　　） A. 电子进入两板间的速度 B. 将KA的加速电压和D1、D2两板间的电压同时加倍，电子还是打在 P2点 C. 只留磁场，电子恰好从极板右侧边缘射出时速度偏转角的正切值为 D. 电子的比荷 12. 如图所示，△ABC为等腰直角三棱镜的截面图，，P为AB边上一点，Q是BC边的中点。 一束单色光自AB边上的P 点射入棱镜，入射光线从垂直BC方向缓慢调整至平行BC方向。当入射光线垂直于AB边时，BC边恰好无光线射出；当入射光线平行于BC边射入时，折射光线恰好经Q点反射后从AC边射出。已知光在真空中的传播速度为c，， 则（　　） A. PB间的距离 B. 经BC面一次反射后从AC面出射的光线不可能与入射光平行 C. P点入射角合适的情况下，经BC面一次反射后在AC面出射时可能发生全反射 D. 缓慢调整入射方向的过程中，经BC面一次反射后从AC面出射的光线在玻璃中传播的最短时间 13. 质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m，弹簧的弹性势能， 简谐运动的周期 ，下列说法正确的是（　　） A. 碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅A=x0 B. 物块与钢板在返回O点前已经分离 C. 碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间 D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 下列说法正确的是（　　） A. 强子是参与强相互作用的粒子。质子、中子和电子都是强子 B. 在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变 C. 常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体 D. 取分子间距离r为无穷远时的分子势能为0，则当r<r0时，分子势能一定小于0 15. 如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，板的面积均为S，板间距离为d。现用波长为λ（λ1<λ<λ2）的激光持续照射两板内表面，则（　　） A. 稳定后铂板带负电，钾板带正电 B. 电容器最终带电量Q正比于 C. 保持入射激光波长不变，增大入射激光的强度，板间电压将增大 D. 改用λ0 （λ1<λ0<λ）激光照射，板间电压将增大 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. 甲同学，利用气垫导轨和数字计时器记录物体沿斜面下滑的运动过程来《验证机械能守恒定律》，计时系统的工作要借助于光源和光敏管。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光的时间，通过数码屏显示出来。实验部分装置和原理图如下所示，已知滑块和挡光板的总质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，挡光板宽度为d，经过光电门1和光电门2的时间分别为t1和t2，在装置上读出两光电门之间的距离，用L表示，则： （1）该同学用螺旋测微器测量遮光条宽度 d，如图1，则遮光条宽度 d=________mm； （2）该实验中，以下操作正确的是（ ） A. 遮光条宽度越小越好 B. 需抬高左侧以平衡摩擦力 C. 无需M>m （3）该同学为验证机械能守恒，重力势能的减少量△Ep的表达式是____________，动能的增加量△Eₖ的表达式是______________（以上两空均用字母M、m、d、L、t1、t2表示）；若在误差允许范围内，△Ep近似等于△Eₖ，则说明机械能守恒；若在进行数据分析时发现系统增加动能△Eₖ总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能△Ep，可能的原因是_________（写出1条即可）。 （4）若乙同学用一端带滑轮的轨道和打点计时器验证系统的机械能守恒，如图2，请问这样的做法_______（填“可行”或“不可行”）。 17. 用如图1所示电路测量一个量程为100μA，内阻约为 2000Ω的微安表头的内阻，所用电源的电动势约为12V， 有两个电阻箱可选， R1（0~9999.9Ω）， R2（99999.9Ω）。 按电路图正确连接电路图后：将变阻器滑动头P移至最左端，将RN调至最大值：断开S2，闭合S1，调节滑动头 P至某位置再调节RN使表头满偏；闭合开关S2，调节RM，使微安表半偏，并读出RM阻值：断开S1、S2，拆除导线，整理好器材。如图3是 RM调节后面板。 （1）RM应选________; （2）根据电路图，请把图2中实物连线补充完整：______ （3）将该微安表改装成量程为2V的电压表后，某次测量指针指在图示位置，则待测电压为________V（保留3位有效数字）： （4）某次半偏法测量表头内阻的实验中，S2断开，电表满偏时读出RN值，在滑动头P 不变，S2闭合后调节电阻箱 RM，使电表半偏时读出RM，若认为 OP 间电压不变，则微安表内阻为_______（用 RM、RN表示） 18. 关于以下实验，说法正确的是（　　） A. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器吸取油酸溶液，然后一滴一滴的滴入烧杯时，多数了一滴，会引起测量结果偏大 B. 在用双缝干涉测量光的波长实验时，若双缝间的距离d减小，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，是为了减小涡流 D. 测平行玻璃砖的折射率时，误将玻璃砖的宽度画宽了，其他操作均正确，则测得的折射率将偏大 19. 学习了热学部分知识后，小智同学受到启发，设计了一个利用气体来测量液体温度的装置。该装置由导热性能良好、厚度不计的圆柱形细管、圆柱形金属块、四个挡条组成。圆柱形金属块质量为20g厚度为2cm与管壁紧密接触（不漏气），管内用金属块封闭有一定量的理想气体，管内挡条限制金属块只能在管内一定范围内上下移动，以金属块下端位置为基准在上下挡条之间刻上刻度。上、下挡条间距离为40cm，上端挡条距管下端距离为100cm，管的横截面积为，测温时把温度计竖直插入待测液体中。不考虑固体的热胀冷缩，不计一切摩擦阻力。外界大气压强恒为。当管内气体的温度为27℃时金属块恰好对下方挡条无压力。 （1）测量温度时，管内气体和待测液体达到_________（选填“平衡态”或者“热平衡”），该温度计的刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）； （2）该温度计的测温范围；（ ） （3）某次测温时示数由57℃上升到157℃，如果该过程气体内能改变量为0.4J，求管内气体吸收的热量。（ ） 20. 某景区向社会征集一个水上乐园设计建议。某校科技小组设计了一套方案，其简化原理如图。甲乙丙由混凝土浇筑而成，其中甲上部为半径为 R1=10m的圆弧面，圆心角θ1=53°；乙上部为两个半径均为 R2=10m，、圆心角为θ2=37°的圆弧面平滑链接，EF等高。BC距离 L1=10m，其间有水下固定平台，其周围的水可在水泵驱动下循环流动，方向如箭头所示，速度v大小可调，平台上方各处速度均可视为相同。乙下方为有孔隔板，可大幅减小左侧水域流动对右侧水域的影响，乙丙之间水域可视为静水，上浮质量为M=100kg、长为L=6m的可动浮台。现有一游客乘坐特定装置（人和该装置视为质点并标注为P，总质量为m=60kg），P从A 点静止释放，依次通过ABCDE，最后通过可动浮台，到达终点平台丙完成游戏。可动浮台触碰平台丙时瞬间自动锁定。由于出发时 P干燥，AB 段摩擦不可忽略，P在 B 点时对轨道的压力为1.5mg，在 BC 间与水有相对运动时，受水平方向的恒力 F=0.5mg，在CDE 段因经左侧水域而湿润，摩擦可忽略，与可动浮台动摩擦因 数为μ=0.1。不考虑P 和可动浮台入水后的水下部分以及水位上升和波动带来的影响。 （1）求B点速度大小和AB段因摩擦而产生的热量。 （2）CDE 段恰不脱离脱离轨道，求P在C点和E点的速度。 （3）若忽略可动浮台与水面的阻力，为使P在CDE 段恰不脱离脱且不能在 EF 间落水，求 BC间水速的调节范围。 21. 如图1所示为永磁式径向电磁阻尼器，由永磁体、定子、驱动轴和转子组成，永磁体安装在转子上，驱动轴驱动转子转动，定子上的线圈切割“旋转磁场”产生感应电流，从而产生制动力。如图2所示，单个永磁体的质量为m，长为L1、宽为L2（宽度相对于所在处的圆周长度小得多，可近似为一段小圆弧）、厚度很小可忽略不计，永磁体的间距为L2，永磁体在转子圆周上均匀分布，相邻磁体磁极安装方向相反，靠近磁体表面处的磁场可视为匀强磁场，方向垂直表面向上或向下，磁感应强度大小为B，相邻磁体间的磁场互不影响。定子的圆周上固定着多组金属线圈，每组线圈有两个矩形线圈组成，连接方式如图2所示，每个矩形线圈的匝数为 N、电阻为R，长为L1，宽为L2，线圈的间距为L2。转子半径为r，转轴及转子质量不计，定子和转子之间的缝隙忽略不计。 （1）求电磁阻尼器中线圈的个数n1和永磁体的个数 n2； （2）当转子角速度为ω时，求流过每组线圈电流I的大小： （3）若转子的初始角速度为ω0，求转子转过的最大角度θₘ； （4）若在外力作用下转子加速，转子角速度ω随转过的角度θ的图像如图3所示，求转过θ1过程中外力做的功 W外。 22. 芯片制造中，离子注入是一道重要的工序，如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场B1（大小未知），与长方体离子控制区abcd相切于Q点，其中abcd为该控制区中间竖直平面（与圆形磁分析器处于同一竖直平面），ad边长为L，离子从Q点进入控制区时，由于边缘作用，离子进入控制区的速度方向会有一定波动（速度大小不变），波动范围在以正常射入方向为轴的θ角范围内，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入水平底面的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长、不计离子的重力和离子间的相互作用，因θ角较小，离子不会从控制区的四个侧面射出。 （1）求加速电场的电压U和圆形磁分析器的半径r； （2）若离子注入硅片时，垂直硅片的速度至少达到v才能有效注入，为使所有离子均能有效注入，现在控制区加上沿ad方向的匀强磁场B和同样方向的匀强电场（强场大小可调），则匀强电场的场强大小应满足什么条件?离子有效注入硅片上的面积可达多少? （3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场B2，其磁感应强度大小沿ad方向按 B2=B0+kx的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且k>0，则要使在平面abcd内运动的离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度B0至少为多少? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $