【冲刺高考】2024年高三物理模拟试卷（含解析）

高三物理模拟试卷
一、单选题（1-5为单项选择题，每题6分。6-8为多项选择题，每题6分，选对选不全得3分，有选错不得分。本题共8小题，共48分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．研究“天问一号”调整姿态，利用相机拍摄火星表面地貌时，“天问一号”可视为质点
B．国产大飞机C919商业首飞，航行时间约2h，航程约1100km，其中“2h”指的是时刻
C．“中国天眼”探测到的引力波，传播速度为光速，若频率为，则其波长比可见光长
D．全球最大实验性核聚变反应堆开始运行，核反应方程为
2．千斤顶在汽车维修、地震救灾中经常用到。如图所示是剪式（菱形）千斤顶，当摇动把手时，螺纹杆迫使A、B间距离变小，千斤顶的两臂靠拢（螺旋杆始终保持水平），从而将重物缓慢顶起。若物重为G，AB与AC间的夹角为θ，不计千斤顶杆件自重，下列说法正确的是（　　）
A．AC、BC两杆受到的弹力大小均为
B．当时，AC、BC两杆受到的弹力大小均为G
C．摇动把手将重物缓慢顶起的过程，AC、BC杆受到的弹力将减小
D．摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物受到的支持力将增大
3．如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（ ）
A．地球的平均密度为
B．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
C．卫星Ⅱ的周期为
D．卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到Ⅰ卫星发出电磁波信号的时间为
4．某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示，E、F、M、N为曲线上的点，EF、MN段可视为两段直线，其方程分别为和。无人机及其载物的总质量为2kg，取竖直向上为正方向。则（ ）
A．EF段无人机的速度大小为4m/s
B．FM段无人机的货物处于超重状态
C．FN段无人机和装载物总动量变化量大小为4kg·m/s
D．MN段无人机机械能守恒
5．如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变，让质子（）流先、后两次不同初速度垂直射入电场，分别沿a、b轨迹落到极板的中央和边缘，则质子沿b轨迹运动时（　　）
A．加速度更大 B．运动时间更长
C．动能增量更大 D．电势能增量与沿a轨迹运动时相同
6．如图所示，圆心为O，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。M为磁场边界上一点，有无数个带电量为，质量为m的相同粒子（不计重力及粒子间相互作用）在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，N为磁场边界上的另一个点，。下列说法正确的是（　　）
A．粒子从M点进入磁场时的速率为
B．从N点离开磁场的粒子运动时间为
C．若将磁感应强度的大小增加到，会有粒子沿ON方向从N点射出磁场
D．若将磁感应强度的大小增加到，劣弧MN的每一点都会有粒子射出
7．如图甲所示，线圈A的匝数为50匝、电阻为3Ω，在线圈A内加垂直线圈平面的磁场，时磁场方向垂直纸面向里，穿过线圈A的磁通量按图乙变化。电阻不计、间距为0.5m的足够长水平光滑金属轨道MN、PQ通过开关S与线圈A相连，两轨间存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出）。现将长度为0.5m、电阻为1Ω的导体棒ab垂直轻放在导轨MN、PQ上。时，闭合开关S，导体棒ab向右加速运动达到最大速度5m/s后匀速运动，导体棒ab与轨道始终接触良好。下列说法正确的是（　　）
A．时，线圈A中的感应电动势为5V
B．时，线圈A中的感应电流为2.5A
C．两导轨间磁场的磁感应强度大小为2T
D．两导轨间磁场的方向垂直MNPQ平面向外
8．如图，一摄像机借助200m长的空中索道，它能上能下，能来能往，以拍出不同寻常的场景。工作人员可以通过同时改变两根悬绳的长度实现其的上下移动，通过滑轮实现水平移动。下列说法正确的是（　　）
A．当摄像机匀速上升时，悬绳中的拉力增大
B．当摄像机水平匀速运动时，悬绳中的拉力增大
C．两悬绳匀速变短使摄像机向上移动时，摄像机处于超重状态
D．两悬绳匀速变长使摄像机向下移动时，摄像机处于超重状态
二、实验题
9．（6分）某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为的重物甲和质量为的重物乙（）等器材组装成如图甲所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。
(1)他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；
C．用天平测出重物甲和重物乙的质量；
D．先释放纸带，后接通电源，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量结果计算得出重物甲下落过程中减少的重力势能等于重物甲增加的动能。
其中错误的步骤是______。（填步骤前字母）
(2)如图乙，实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点O的位置。然后选取A、B、C、D四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出A、B、C、D到O点的距离分别为、、、。已知打点计时器使用交流电的频率为。打下B点时重物甲的速度 m/s。（计算结果保留2位有效数字）
(3)若当地的重力加速度为g，系统从O运动到B的过程中，在误差允许的范围内只要满足关系式 ，则表明系统机械能守恒。（用给出物理量的符号表示）
10．（9分）将铜片和锌片插入苹果中制成一个“水果电池”，利用下列所给器材测量该“水果电池”的电动势E和内阻r。
电流表（量程，内阻约）
电流表（量程，内阻约）
电压表（量程，内阻约）
电压表（量程，内阻约）
滑动变阻器
滑动变阻器
待测“水果电池”（电动势E约为，内阻r约为）
开关S，导线若干
(1)为尽量减小实验的误差，实验中电流表选择 ；电压表选择 ；滑动变阻器选 。（填写字母代号。）
(2)甲、乙两个实验电路中最合理的电路为 （选填“甲”或“乙”）。
(3)甲同学根据实验数据画出图线，如图所示。由图线可得“水果电池”的电动势 V，内阻 Ω。（计算结果保留3位有效数字）
(4)乙同学利用图像对所选最佳实验电路进行误差分析。在如图中实线是根据实验数据描点作图得到的图像；虚线是没有电表内阻影响的理想情况下该电源的路端电压U随电流I变化的图像。则与该实验对应的分析图像是（　　）
A． B．
C． D．
三、解答题
11．（12分）如图所示，半径R＝3m的光滑圆弧轨道BC与水平轨道CD平滑相连，质量m＝1kg的小滑块（可视为质点）从某一高度处的A点以的速度水平抛出，恰好沿切线方向从B点进入圆弧轨道BC，滑块经C点后继续向D方向运动，当运动到D点时刚好停下来。已知AB高度差h＝0.45m，BO与竖直方向的夹角为θ，滑块与粗糙水平轨道CD间的动摩擦因数μ＝0.45，不计空气阻力，取，cos30°＝0.87，cos37°＝0.8，cos45°＝0.7，求：
（1）滑块刚进入圆弧轨道的B点时的速度大小及BO与竖直方向的夹角θ；
（2）滑块到达C点时对轨道的压力；
（3）水平轨道CD的长度L。（结果可用分数表示）
12．（20分）如图所示，在竖直平面内存在以O为圆心，MN为直径，半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直平面向里。在直径MN正上方存在一挡板，在挡板和圆形磁场之间区域存在竖直向下的匀强电场。在M点存在一粒子发射源，以速度大小为向匀强磁场内发射大量质量为m、电荷量为的带电粒子束，发射方向在与直径MN成的上下范围内（即发射张角为）。带电粒子经磁场偏转后进入电场，已知磁感应强度，电场强度与酸感应强度之间满足，忽略带电粒子之间的相互作用，且磁场和电场边界理想，不计带电粒子重力，粒子电荷量始终不变。求：
（1）若沿MN方向射入磁场的粒子恰好可以打到挡板上，则MN与挡板之间的距离；
（2）（1）中带电粒子在电场和磁场中运动的时间。
选修部分：3-3，3-4任选一个，如果不选按3-3判卷。
物理选修3-3（15分。其中13题选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，选错一个扣3分，最低得0分。）
13．一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法正确的是（　　）

A．a、c状态下气体的内能相等
B．的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C．的过程中气体从外界吸收热量，大小为
D．的整个过程中气体对外界做功，大小为
E.a点的温度低于b点的温度
14．（10分）如图所示，一水平放置的汽缸由横截面积不同的两圆筒连接而成，活塞A、B用原长为、劲度系数的轻弹簧连接，活塞整体可以在筒内无摩擦地沿水平方向滑动。A、B之间封闭着一定质量的理想气体，设活塞A、B横截面积的关系为，汽缸外大气的压强为，温度为。初始时活塞B与大圆筒底部（大、小圆筒连接处）相距，汽缸内气体温度为。求：
（1）缸内气体的温度缓慢降低至时，活塞移动的位移；
（2）缸内封闭气体与缸外大气最终达到热平衡时，弹簧的长度。
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试卷第1页，共3页
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物理选修3-4（15分。其中15题选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，选错一个扣3分，最低得0分。）
15.关于机械波的说法错误的是（　　）
A．机械波折射时，频率一定发生变化
B．机械波反射时，波速一定发生变化
C．两列机械波干涉时，频率必须相同
D．机械波的波长太大时，将不会发生衍射
E．机械波被折射时，一定也被反射了
F．机械波被反射后，与原来波相遇时能够干涉
16．（10分）图示为一截面为直角三角形ABC的棱镜，一条光线从D点垂直于BC由真空射向棱镜，已知棱镜材料对入射光的折射率为n＝，∠A＝30°，AB边的长度为8m，D点距离B点1m，真空中的光速为3×108m/s。求：
（1）在此截面所在的平面内，光线第一次射出棱镜的出射点的位置；
（2）光从D点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间。（不考虑光线沿原来路返回的情况，要求画出光路图，结果可用根号表示）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A．研究“天问一号”调整姿态时不能把忽略它的大小和形状，所以不能看成质点，故A错误；
B．航行时间约2h指的是时间间隔，而不是时刻，故B错误；
C．由关系式
解得
而可见光波长在400~780nm，引力波波长明显比可见光长，故C正确；
D．核反应方程为是发生裂变反应，不是核聚变反应，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．根据题意，设AC、BC两杆受到的弹力大小均为，由平衡条件及几何关系有
解得
故A错误；
B．由A分析可知，当时，AC、BC两杆受到的弹力大小均为
故B错误；
C．摇动把手将重物缓慢顶起的过程，增大，增大，则减小，故C正确；
D．摇动把手将重物缓慢顶起的过程，重物所受合力为零，则重物受到的支持力大小一直等于重物重力的大小，保持不变，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．对静止轨道卫星
地球密度为
得
A错误；
B．对卫星Ⅰ和卫星Ⅱ分别有
，
卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
B错误；
C．根据
，
得卫星Ⅱ的周期为
C正确；
D．近地卫星接收不到信号的区域内对应的圆心角为。若两卫星同向转动
得
若两卫星反向转动
得
D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．根据EF段方程y4t26，可知EF段无人机的速度大小为
故A正确；
B．根据yt图像的切线斜率表示无人机的速度，可知FM段无人机先向上做减速运动，后向下做加速运动，加速度方向一直向下，则无人机的货物处于失重状态，故B错误；
C．根据MN段方程y2t140，可知MN段无人机的速度为
则有
可知FN段无人机和装载物总动量变化量大小为12kg m/s，故C错误；
D．MN段无人机向下做匀速直线运动，动能不变，重力势能减少，无人机的机械能不守恒，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】A．加速度为
与速度无关，所以加速度相同，故A错误；
B．质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏转距离
质子的加速度相同，由图看出，y相同，则运动时间相同，故B错误；
CD．静电力做功为
W=qEy
所以两次静电力做功相同，电势能的增量相同，由能量守恒定律可知，两次动能的增量相同，故C错误，D正确。
故选D。
6．BC
【详解】A．由题意可知，带电粒子从M点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，在磁场中运动时间最长的粒子的圆弧所对应的弦应是圆磁场的直径，如图所示，设粒子进入磁场的速率为v，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子在磁场中运动的周期为
在磁场中运动时间最长的粒子运动时间为，则粒子在磁场中转动的时间为
可知粒子在磁场中转动的圆弧所对的圆心角为
可得粒子在磁场中运动的半径为
可得粒子从M点进入磁场时的速率为
A错误；
B．从N点离开磁场的粒子运动轨迹如图所示，由洛伦兹力提供向心力，可得
解得
由几何关系可知
则从N点离开磁场的粒子运动时间为
B正确；
C．若将磁感应强度的大小增加到时，粒子运动轨迹如图所示，由洛伦兹力提供向心力，可得
解得
由图可知，则粒子沿ON方向从N点射出磁场，C正确；
D．若将磁感应强度的大小增加到，可知粒子的运动半径为
由C选项的解析可知，当粒子的轨迹半径是时，设粒子打到的最远点为A，则AM为粒子的直径为R，因此劣弧MN上的一部分点会有粒子射出，D错误。
故选BC。
7．AC
【详解】AB．时，根据法拉第电磁感应定律可得线圈A中的感应电动势为
时，线圈A中的感应电流为
故A正确，B错误；
C．由题意可知导体棒ab向右加速运动达到最大速度5m/s后匀速运动，则有
可得两导轨间磁场的磁感应强度大小为
故C正确；
D．根据楞次定律可知，线圈A中产生的感应电动势为顺时针方向，则导体棒ab向右切割磁感线产生的电动势由b指向a，根据右手定则可知两导轨间磁场的方向垂直MNPQ平面向里，故D错误。
故选AC。
8．ACD
【详解】A．设悬绳与竖直方向上的夹角为，当摄像机匀速上升时，悬绳的长度变短，则夹角变大。
由平衡条件得
解得
夹角增大，则拉力增大。故A正确；
B．当摄像机水平匀速运动时，夹角不变，则拉力不变。故B错误；
C．设摄像机的速度为v，绳的速度为恒定，由合速度与分速度的关系得
悬绳变短，则夹角增大，可知v增大，即摄像机向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态；反之悬绳变长，则夹角减小，可知v减小，即摄像机向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态。故CD正确。
故选ACD。
9．(1)DF
(2)1.8
(3)
【详解】（1）步骤D应先接通电源，后释放纸带；步骤F中根据测量结果计算得出重物甲下落过程中甲、乙两重物减少的重力势能等于重物甲、乙增加的动能。
故错误的步骤是DF。
（2）根据题意，相邻计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，B点时的速度为
（3）系统从O运动到B的过程中，甲、乙两重物减少的重力势能
系统从O运动到B的过程中，重物甲、乙增加的动能
系统从O运动到B的过程中，若机械能守恒，则有
即
10．(1)
(2)乙
(3) /1.79/1.81 /186/188
(4)C
【详解】（1）[1][2]在实验中应该保证正常工作时，电表的读数大于满偏的，由于电动势E约为，所以电压表选，回路中的短路电流大约
可知，实验中电流表选择。
[3]由于待测电阻大约，要使滑动变阻器能很好的控制电路，则应该用，
（2）由于
则电流表采用相对电源的内接法，为方便调节电流，采用限流接法，则最合理的电路为乙。
（3）[1][2]根据闭合回路欧姆定律有
结合图像有
，
（4）根据所选电路图可知，当电路中电流为0时，无论有没有电表内阻影响，电压表测量的均为电源的电动势，若没有电表内阻影响，电路的短路电流较大。
故选C。
11．（1），；（2），方向竖直向下；（3）
【详解】（1）小滑块从A到B做平抛运动，设运动时间为t，则在竖直方向有
解得
则有
滑块刚进入圆弧轨道的B点时的速度大小为
则在B点时
解得
（2）设滑块在C点时的速度大小为，滑块由B到C点，根据动能定理
解得
滑块到达C点时，设轨道对滑块的支持力为F，根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律可知，滑块到达C点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（3）在水平轨道CD上，根据动能定律
解得
12．（1）；（2）
【详解】（1）带电粒子在磁场中运动时
解得
分析可知，当带电粒子沿MN方向射入磁场时，沿垂直MN的半径方向进入电场。
由动能定理得
解得
此时MN与挡板之间的间距
（2）分析可知粒子在磁场中的运动时间为半个周期，即
且
在电场中由动量定理有
带电粒子在电场和磁场中运动的时间
解得
13．ACD
【详解】A．一定质量的理想气体内能只与温度有关，依题意a、c状态下气体的温度相同，可知内能相等。故A正确；
B．由几何知识易知a状态的压强为，由图可知的过程中气体体积减小，外界对气体做功，图线与坐标轴围成的面积表示气体做功，即
由热力学第一定律
其中
由数学知识可知Wab和Q符号相反，求和之后的绝对值小于Q的绝对值，即
即内能变化量的绝对值小于放出热量的绝对值。故B错误；
C．由图可知的过程中气体体积不变，压强增大，由理想气体状态方程可知热力学温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，有
其中
联立，解得
因为a、c状态下气体的内能相等，可知
即从外界吸收热量，大小为
故C正确；
D．根据理想气体状态方程，可得
解得
由图可知的整个过程中气体对外界做功，大小为
故D正确。
故选ACD。
14．（1）；（2）
【详解】（1）缸内气体的温度缓慢降低时，其压强不变，弹簧不发生形变，活塞A、B一起向右移动，对理想气体有
，
，
由盖-吕萨克定律可得
解得
由于，说明活塞A未碰到大圆筒底部，故活塞A、B向右移动的位移为1.2L。
（2）大活塞刚刚碰到大圆筒底部时有
由盖-吕萨克定律可得
解得
当缸内封闭气体与缸外大气达到热平衡时有
所以气体体积应继续减小，弹簧被压缩。
对活塞B受力分析，有
所以有初状态
， ，
末状态
，，
根据
可得
，（舍去）
所以弹簧长度为
15．ABD
【详解】A．机械波的频率由波源决定，故机械波折射时，频率一定保持不变，故A错误；
B．机械波的波速由介质决定，机械波反射时，介质不发生变化，故波速不发生变化，故B错误；
C．波发生干涉时有三个条件，波频率相同、振动方向相同、相位差恒定，故C正确；
D．机械波的波是波，能发生衍射，发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，故D错误；
E．机械波折射时伴随着反射，故机械波被折射时，一定也被反射了，故E正确；
F．机械波被反射后，与原来波相遇时由于两列波频率相同、振动方向相同、相位差恒定，能够干涉，故F正确。
故选ABD。
16．（1）m；（2）
【详解】（1）光路如图所示
因DE//AC，故
∠BED=∠A=30°
则E点的入射角
α=60°
根据临界角公式
sinC=
可得棱镜对入射光全反射的临界角
C=45°
因α>C，故光线在E点发生全反射。
F点的入射角β=30°，因βBEsin30°=BD
BE=2m，AE=AB-BE=6m
2AFcos30°=AE
解得
AF=m
（2）根据光在介质中的传播速度与光速的关系
n=
解得
v=m/s
DE=BEcos30°=m
EF=AF=m
则光在棱镜中的路程
x路=DE+EF=m
则光从D点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间
t==
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