2024屆明日之星高考物理精英模擬卷 【河南版】

2024屆明日之星高考物理精英模擬卷【河南版】

一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第

1?5題只有一項符合題目要求，第6?8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，

選對但不全的得3分，有選錯的得（）分。

1.如圖所示為DNA晶體在X射線照射下的圖樣，該圖樣反映的是X射線的哪種特性

()

A.反射B.干涉C.衍射D.偏振

2.北京時間2023年9月30日，杭州亞運會男子百米決賽結(jié)束爭奪，中國選手謝震業(yè)以

9秒97刷新個人生涯紀錄的成績奪冠.若把他的某次百米跑過程簡化為先勻加速再勻速

的直線運動，其UT圖像如圖所示，結(jié)合圖像分析這次百米跑，下列說法錯誤的是（）

A.百米跑的成績約為10.33sB.勻加速階段的加速度大小為3m/s?

C.勻速跑階段的位移大小為76mD.百米跑的平均速度大于10m/s

3.2023年8月24日，日本福島第一核電站啟動核污染水排海，此行為引起許多國家的

強烈抗議。核污水中含有多種放射性物質(zhì)，其中僦:H發(fā)生衰變后會生成：He并釋放一

個粒子，下列說法正確的是（）

A.徐:H發(fā)生的是a衰變B.然:H發(fā)生衰變時吸收能量

C.釋放的粒子電荷數(shù)為1D.釋放的粒子來自晁原子核內(nèi)

4.把太陽和木星看成一個雙星系統(tǒng)，它們在萬有引力作用下繞共同的圓心。做勻速圓

周運動。已知太陽和木星的質(zhì)量分別為M、，〃，二者中心間的距離為d。在它們的軌

道面上到太陽和木星距離都為d的兩個點叫拉格朗日點4、4。位于兩處的小行星在

太陽和木星的引力作用下，能夠與太陽和木星保持相對靜止。則（）

太陽》木星

、/

\/

、、，'

A

A.L4處小行星的線速度大小等于木星的

B.L4處小行星的加速度大小等于木星的

C.L4處小行星的運行周期為2陽一--

D.太陽和木星的線速度大小之比為

5.某一勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為以方向垂直于紙面向外，其邊界如圖中的虛線

所示。區(qū)和cd是半徑均為R的半圓弧，且它們在c點相切，a、b、c、d、e共線，O,

為半圓弧兒的圓心，O為半圓弧兒的最低點。一束質(zhì)量為加、電荷量為4M＞。）的粒

子，在紙面內(nèi)從O點沿著。。方向以不同速率射入磁場。不計粒子間的相互作用，則

能夠進入半圓弧cd的粒子速率u的范圍是（）

Oi

0

A辿…酒B嗎”遮迦

2m6mm2m

cqBR<<5qBR

m3m2m2in

6.某同學(xué)欲做“坐井觀天”這個實驗，如圖所示，己知井深〃，井口半徑為凡現(xiàn)給井中

注滿水，在井底中央放一個點光源，測得最大視角為。（視角為兩折射光線反向延長

線所夾角度），已知光在真空中的傳播速度為c,下列說法正確的是（）

B.光從光源射出到離開井所需時間為（”+4卜小!

cR

C.若點光源豎直向上移動，最大視角一定變大

D.若只往井中注入一半高度的水，則最大視角一定變小

7.空間中有兩個相距較遠、帶等量異種電荷的小球A和小球氏8帶正電，且質(zhì)量是A

質(zhì)量的2倍。/=（）時刻，兩小球速度大小都是hA的速度方向豎直向上，8的速度方

向水平向左，如圖所示，此時在整個空間加一水平向左的勻強電場。時刻，A的

速度大小仍為心但方向變?yōu)樗较蛴?，則（）

A.A所受的電場力與其重力大小相等

B.f=T時刻，B的速度大小為右u

C.0?T時間內(nèi)，B的重力勢能變化量的絕對值是A的2倍

D.0?7時間內(nèi)，B的電勢能變化量是A的3倍

8.利用發(fā)電機給家庭供電，簡化電路圖如圖所示。已知發(fā)電機輸出電壓有效值U保持

不變，輸電線電阻等效為一，一路經(jīng)過理想自耦變壓器供電爐工作，另兩路供電燈照

明。假設(shè)電燈及電爐絲電阻都是定值。初始時，開關(guān)3、S,閉合，下列說法正確的是

)

（3）你覺得本實驗需要注意的事項為（答案合理即可）.

10.（12分）實驗小組想把一塊量程為0~200HA的電流表改裝成雙倍率歐姆表，在實

驗室找到的器材如下：

A.微安表（量程（）?2（）（）RA,內(nèi)阻IkQ）

B.電阻箱兩個（阻值范圍均為0~9999.9。）

C.干電池一節(jié)（電動勢1.5V,內(nèi)阻2.（）。）

D.開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）實驗小組按圖示電路完成實物連接，端口〃應(yīng)該接（填“紅”或“黑”）

表筆。

（2）現(xiàn)將開關(guān)S斷開，將公〃所插表筆短接，調(diào)整此為C，使微安表指針指

在200HA位置，S斷開時為歐姆“X100”倍率，則微安表盤上100RA刻度應(yīng)標記為

（3）開關(guān)S閉合時為歐姆“X10”倍率，則電阻箱曷的阻值應(yīng)調(diào)為C,兩表

筆短接，把&調(diào)為C,微安表指針指在200HA處。

（4）使用一段時間后，電池的電動勢變?yōu)?.47V,但仍然能夠進行歐姆調(diào)零，在使用

改裝表的歐姆“X100”倍率測量未知電阻時，測量值為2500C,則實際值為

_______Qo

11.（10分）如圖所示，一個導(dǎo)熱性良好的汽缸固定在一個傾角為0=30。的斜而上，

汽缸頂端有一個閥門.在汽缸正中央有一個厚度不計、橫截面積為S的活塞恰好處于靜

止狀態(tài)，且把汽缸中的氣體分成43兩部分，A部分中氣體的初始壓強為3p0,8部

分中氣體的初始壓強為2.8〃。，兩部分中的氣體均可看作理想氣體.一段時間后，由于

閥門漏氣，使得活塞沿斜面向上運動，最終穩(wěn)定在某處，此時48兩部分中的氣體體

積之比為3:1,且閥門不再漏氣.已知外界大氣壓為外，外界環(huán)境溫度不變，重力加速

度為g,求：

（1）活塞再次穩(wěn)定后5部分中氣體的壓強.

（2）。部分中漏出的氣體與剩余氣體質(zhì)量的比值.

12.（14分）如圖所示，粗糙水平面上的A、B兩點相距L=4.5m,動摩擦因數(shù)〃=0.2,

該水平面與一光滑斜面平滑相接，斜面足夠長.在A處靜止放置一個質(zhì)量為肛=2kg的

小球甲，C處放置一個質(zhì)量為網(wǎng)=0.4kg的小球乙，。為A8中點.現(xiàn)給小球甲一個水平

向右的沖量/=10N-s,小球甲向右運動與小球乙發(fā)生碰撞，碰撞后二者在8點恰好

相遇，且甲球速度剛好減為零，求：

（1）小球乙部后的速度大小.

（2）斜面的傾角6.

13.（18分）2023年7月中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研制建設(shè)的電磁彈射微重

力實驗裝置啟動試運行。這一裝置采用電磁拋射的方式在地面構(gòu)建微重力實驗環(huán)境，

即采用電磁彈射系統(tǒng)將實驗艙垂直加速到預(yù)定速度后釋放，實驗艙在上拋和下落階段

為科學(xué)載荷提供微重力環(huán)境。假設(shè)該裝置加速部分的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，正方形線框

必cd固定在實驗艙體（未畫出）上，安置在加速軌道中，軌道中交叉分布著方向給直

線框平面的勻強磁場4、B”磁感應(yīng)強度大小均為IOT,圖中每個磁場區(qū)域均為正方

形，邊長均與線框邊長相同，均為L=lm。已知實驗艙和線框的總質(zhì)量為20()kg,線

框總電阻為R=20。，重力加速度為g=10m/s2。

加速方式1：磁場區(qū)域勻速向上運動，直到實驗艙體達到預(yù)定速度。

加速方式2：磁場區(qū)域以其一初速度向上加速運動，與線框的速度差保持恒定，直到

艙體達到預(yù)定速度。

4

??

XX

4

XX

XX

d?

xBx

(1)為使實驗艙對水平底座的作用力恰好為零，求磁場的速度大小。

(2)若在加速結(jié)束后撤去磁場，熨驗艙向上運動2s到達最高點，求加速方式1中磁

場運動速度的最小值。

(3)若以加速方式2加速，在加速結(jié)束后撤去磁場，實驗艙向上運動2s到達最高點,

磁場的初速度為ll()m/s：

①求加速結(jié)束時磁場的速度大小和加速過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱；

②求加速過程中向左通過必某橫截面的總電荷量。

答案以及解析

I.答案：C

解析：X射線照射到DNA晶體時，由于X射線的波長極短，與DNA晶體的尺寸近似,

因此發(fā)生了明顯衍射現(xiàn)象，C正確。

2.答案：D

解析：由口一圖像的斜率代表加速度及題圖可得，源震業(yè)勻加速階段的加速度大小

^=3m/s2,B不符合題意；由UT圖像與時間軸所圍成面積代表位移可得，他勻加速

階段的位移大小為24m,則其勻速跑階段的位移大小為76m,C不符合題意；他勻速

跑階段所用的時間為％=^6.33s,則總時間，=(4+6.33)s=10.33s,A不符合題意;

由前面分析知，他百米跑的平均速度歹=；=墨m/sa9.68m/s,D符合題意.

3.答案：D

解析：根據(jù)原子核衰變時質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，電荷數(shù)為-1,釋放的粒子是。粒

子，發(fā)生的是。衰變，A、C錯誤；衰變過程釋放能量，B錯誤；釋放的粒子是由原子

核內(nèi)一個中子變成質(zhì)子而釋放出的電子，D正確。

4.答案：C

解析：由于4處小行星與太陽和木星保持相對靜止，三者做勻速圓周運動，角速度相

等，小行星的軌道半徑比木星的大，由u=3?可知，小行星的線速度大于木星的，A

錯誤。由?！芍⌒行堑募铀俣却笥谀拘堑?，B錯誤。設(shè)太陽和木星到圓心0

的距離分別為小小有1=乙+G，對太陽，有G粵二加2]r,對木星，有

d2{T)

G絲^=〃?(如]可得周期7=2兀匚",{=————d,由口=/廠

d1\T)2'M+m~M+m

可知，太陽和木星的線速度大小之比為乜='=△,C正確，D錯誤。

v2r,M

5.答案：C

解析：粒子從。點沿著。。1方向射入磁場，則軌跡圓心必在過。點且與A平行的直

線上，將粒子的軌跡半徑由零逐漸增大，畫出軌跡如圖所示，當運動軌跡如圖中的I

時，粒子恰好進入圓弧cd,此時粒子軌跡半徑為4二R；當運動軌跡如圖中的n時,

粒子到達圓弧〃的最右端，設(shè)此時粒子軌跡半徑為的在三角形。0〃中，

3R

,由幾何關(guān)系可得2弓cos夕=JK+(3R)2,聯(lián)立解得5由

7R?+(3R)2

洛倫茲力提供向心力得4必=加匕，當，小農(nóng)時，匕二迎；當弓二。尺時，為=當蛆，

rm3“3m

C正確。

6.答案：AD

解析：如圖所示，設(shè)入射角為。，由題意可知折射角為由折射定律可知，水的折

.0RI-h、2

射率由幾何關(guān)系可解得sina=,,聯(lián)立解得〃=j+sin-,A

〃=——yj/r+R~V

sinav2

正確；光在水中的傳播速度U=￡，光路長為$=愿為，故傳播時間為

n

s("十*卜州:，但該時間為光離開井的最長時間，因為光垂直井口也能離開井,

t=-=----------------

vcR

因此光離開井的時間不唯一，B錯誤；若點光源豎直向上移動，由幾何關(guān)系可知視角

變大，但光源上移后，入射角增大，可能會發(fā)生全反射，故最大視角不一定變大，C

錯誤；若只往井中注入一半高度的水，入射角變小，一定不會發(fā)生全反射，因此最大

視角一定變小，D正確.

7.答案：AC

解析：將小球A和小球3的運動均沿水平方向和豎直方向進行分解。以小球A為研究

對象，水平方向在電場力”作用下向右做勻加速直線運動，豎直方向在重力〃吆作用

下做豎直上拋運動。以小球3為研究對象，水平方向在電場力￡?作用下向左做勻加

速直線運動，豎直方向在重力作用下向下做勻加速直線運動。0~7時間內(nèi)，對小

球A,根據(jù)動量定理，水平方向有&/]=mu-0,豎直方向有-〃加1=0-加，，可得

Eq=mg,A正確。0?7時間內(nèi)，對小球B,根據(jù)動量定理，水平方向有

3

Eq-T=2mvx-2mv,豎直方向有2〃?g7=2/嗎，聯(lián)立可得匕=彳入vy=v,則r=T時

刻，小球B的速度大小為/=+"=半一B錯誤。0~7時間內(nèi)，小球A的重力

勢能變化量一切小球8的重力勢能變化量/咫弓/，可得

AEp?|=2|AEM|,C正確。小球A的電勢能變化量△￡1M=-“弓7,小球3的電勢能

3

—v+v

變化量△蝎8=-%?七一r,可知△扁8=2.54/八，D錯誤。

8.答案：AC

解析：設(shè)自耦變壓器線圈總匝數(shù)為多,滑片產(chǎn)與1間的線圈匝數(shù)為〃2，電爐絲電阻力

R斗,對理想變壓器有?二3，?二生，把變壓器和電爐絲電阻等效為電阻網(wǎng),有

/2U2n2I[〃]

LU

H022，

R'*=T-=當=竽'u一定，當滑片。由2向1滑動時，〃2變小，網(wǎng)變大,

h2/%12“2

網(wǎng)和電燈并聯(lián)的總電阻變大，則干路電流減小，電燈及變壓器兩端的電壓變大，電燈

變亮；同理，當滑片。由1向2滑動時，總電阻減小，干路電流增大，則廠消耗的功

率變大，A正確，D錯誤；斷開開關(guān)S.并聯(lián)部分總電阻增大，干路電流減小，由

尸="知發(fā)電機輸出功率變小，B錯誤；斷開開關(guān)，，干路電流減小，變壓器兩端的

電壓增大，電爐絲電阻不變，則電爐消耗的功率增大，C正確。

9.答案：(1)F+FK=mgsin9

⑵F

gsin。

（3）拉力E不宜過大，否則物塊會直接離開傳感器

解析：（1）物塊處于平衡狀態(tài)時，受到沿斜面向上的拉力，沿斜面向上的支持力（力

傳感器），以及重力沿斜面向下的分力，由力的平衡條件有F+&=，〃gsin。.

（2）由胡克定律列出方程，有&=〃7gsin。，整理得

此二位+心+zngsine,即。為彈簧的勁度系數(shù)，+"?gsin8,則物塊的質(zhì)量

為in=-------.

gsin。

（3）拉力廣過大會使物塊直接離開傳感器，導(dǎo)致傳感器示數(shù)變?yōu)榱?

10.答案：（1）紅

(2)6498；75

(3)111.1；648

(4)2450

解析：（1）電流由紅表筆流入電表，端口。應(yīng)接紅表筆。

F

（2）微安表滿偏時，歐姆表內(nèi)電阻為此二丁=7500。，此時&=8-47?=6498C。

g

1F

測量電阻時指針指在中央刻度時，有74=丁一，得（=凡2=7500Q,又倍率為

2凡+&

“X100”，表盤上100pA刻度標為75。

（3）兩個倍率共用同一表盤刻度，中值電阻等于該倍率下歐姆表的內(nèi)阻，當倍率為

“X10”時，歐姆表內(nèi)阻為七'=5=750。,/總為流過電源的最大電流，解得

/總

/總=10/&，需要把微安表量程擴大為原來的10倍，并聯(lián)電阻打的限值應(yīng)調(diào)為

RR

K=」一=lll.lC,改裝電表總內(nèi)阻&'=」=100C,則凡'=/?；一凡'一r二648。。

10-1510~8

（4）使用“X100”倍率時，歐姆表的內(nèi)阻勺=7500。，電阻測量值為々=2500。

F

時，電流為/=——=150|iAo當電池電動勢為1.47V時，歐姆調(diào)零后歐姆表的實

用+K

aP'

際內(nèi)阻為此〃二一，指針指在150pA時由/二士（二一-一,解得R,'=2450。。

人4g葭”；

19

11.答案：（1）L8〃o（2）—

解析：（1）初始時，活塞處于靜止狀態(tài)，有

3Pos=2.8〃（）S+mgsin30°

V

設(shè)汽缸的體積為匕初始時A部分中氣體的體積為耳，活塞再次穩(wěn)定時A部分中氣體

的體積為7丫，壓強為以，對A部分中的氣體，由玻意耳定律有

4

V3

3Po

解得PA=2Po

設(shè)活塞再次穩(wěn)定時，。部分中氣體的壓強為外，對活塞由力的平衡條件有

pAS=PB，+mgsin300

解得PB=1.8PO

（2）假設(shè)氣體未泄露，活塞再次穩(wěn)定時，設(shè)當8部分中氣體壓強等于Ps時，體積為

匕，由玻意耳定律有

V

2.8po?]=PM

7

解得匕=§丫

VIQ

漏出氣體的體積為AV=V^-=—V

436

則漏出氣體與剩余氣體的質(zhì)量之比為

A

Am=36二19

機氽V9

4

12.答案:(1)5m/s(2)53°

解析：(1)設(shè)小球甲的初速度為％,對小球甲，由動量定理有

/=g％

解得％=5m/s

設(shè)小球甲運動到C點時的速度為匕，小球甲從4到。過程，由動能定理有

￡1,1,

解得匕=4m/s

設(shè)小球甲碰后的速度為匕'，小球甲從C到B過程，由動能定理有

L1,2

一〃"?不=0M-5叫匕“

解得V；=3m/s

設(shè)小球乙碰后的速度為匕，由動量守恒定律有

+m-iy'2

解得u；=5m/s

(2)對小球甲或乙在水平面上勻減速過程，由牛頓第二定律有

"mg=ma

解得兩小球的加速度大小均為。=2m/s?

小球甲從C點運動到B點的時間/=包=U-=1.5s

aa

設(shè)小球乙從。點運動到5點的時間為。

由運動學(xué)公式有呆小-加

解得乙=0.5s

設(shè)小球乙在B點的速度為匕，由運動學(xué)公式有

匕=%-at.

解得匕=4m/s

小球乙在斜面上運動的時間為=，-乙=1S

由運動的對稱性可知，小球沿斜面向上勻減速的時間為4=3=。-5s

設(shè)小球乙在斜面上的加速度大小為"

由運動學(xué)公式有h

解得"=8m/s2

對小球乙，由牛頓第二定律有

m2gsin0=m2a

解得sin6=0.8

故6=53。

13.