2024年新疆烏魯木齊市高考物理二模試卷(含詳細答案解析)

2024年新疆烏魯木齊市高考物理二模試卷

一、單選題：本大題共5小題，共30分。

1.中子星是目前發(fā)現(xiàn)的除黑洞外密度最大的星體，設(shè)中子星的密度為p，半徑為「，由于自轉(zhuǎn)而不瓦解的最

小周期為70。則不同的中子星（）

A.p越大，7°一定越小B.p越大，州一定越大

C.r越大，To一定越小D.r越大，7°一定越大

2.小寧和父親一起將一個廢舊變壓器改裝成一個小電焊機。他們先將廢舊變壓器的副線圈拆卜，在鐵芯上

原來副線圈處用較粗的導線纏繞兒圈后成為新的副線圈，該副線圈的一端引線與工件連接，另一端引線與

焊鉗連接，便將廢舊變壓器改裝成了小電焊機。焊接工件時，利用被焊鉗夾著的電焊條與工件間產(chǎn)生的高

溫電弧來熔化電焊條和被焊工件。若焊接處的電阻不變，將變壓器視作理想變壓器，當小電焊機副線圈的

匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼?寸，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼模ǎ?/p>

A.2倍B.4倍C.〈倍D.；倍

3.一空心彈力球內(nèi)充有一定質(zhì)量的理想氣體，若用手指將彈力球迅速捏癟后又恢

復原狀的過程可視為絕熱過程，球內(nèi)氣體的壓強、體積和溫度分別用〃、v和r表

示，下列關(guān)于該過程的圖像可能正確的是（）

oY

V

4.某光源發(fā)出的光由紅、綠、藍三種色光組成，綠光的強度最大，紅光的強度最小。在光電效應實驗中，

用該光源發(fā)出的光分別照射金屬4、&C時，均能發(fā)生光電效應現(xiàn)象，旦產(chǎn)生的飽和光電流。、h、〃均

不相等。已知金屬A、8、C的極限波長的關(guān)系為則（）

A.：B>〃>B.〃C.〃>D.1c

5.我國無人機技術(shù)發(fā)展迅猛，應用也越來越廣泛，無人機配送快遞就是

一種全新的配送方式。如圖所示，一架配送包裹的無人機從地面起飛后

豎直上升的過程中，升力的功率恒為尸0。己知無人機的質(zhì)量與包裹的質(zhì)

量的比值為女，忽略空氣阻力的影響，則該過程中懸吊包裹的輕繩（不可

伸長）對包裹做功的功率為（）

A包

k

RP。

B京

c七

D器

二、多選題：本大題共3小題，共18分。

6.如圖所示為釣色時圓柱形魚漂靜浮于水面的示意圖。某次魚咬鉤時將魚漂往下拉一小段距離

后松口，魚漂做上下振動，一定時間內(nèi)魚漂的運動可看作簡諧運動。魚漂運動過程中，露出水?

面的最大長度為6cm,最小長度為2c7〃，則（）

A.魚漂露出水面的長度為時速度最大

B.魚漂露出水面的長度為時加速度方向豎直向下

C.勃漂露出水面的長度為4cm時的動能是露出水面的長度為3（7〃時的2倍

D.魚漂露出水面的長度為2c加時的回復力是露出水面的長度為3c〃?時的2倍

7.我國光伏發(fā)電技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。為提高光伏發(fā)電效率，需要在光伏玻璃的上表面涂一層增透膜,

而增透膜材料的折射率對透光率有明顯影響。我國某廠家發(fā)明了空心納米粒子增透膜（內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)

）,改變了材料的折射率，顯著提高了透光率。若增透膜使用折肘率為％的實心納米粒子材料制成，其最

小厚度為山；若增透膜使用折射率為電的空心納米粒子材料制成，其最小厚度為四則（）

A.%<n2B.%>n2C.711dl=n2d2D.n/i>n2d2

8.如圖所示為有一小孔的絕緣圓筒的橫截面，內(nèi)圓的半徑為R,外圓圓筒的半徑為2R。

內(nèi)、外圓間環(huán)形區(qū)域內(nèi)有磁感應強度大小為夙方向垂直紙面向外的勻強磁場。一質(zhì)量（?：：'瓦,二

為加、帶電量為g的帶電粒子以初速度大小為=等從小孔沿半徑方向射入簡內(nèi)，粒子

在筒內(nèi)運動過程中，每次與筒壁碰撞后均以原速率彈回，且碰撞過程中粒子的電荷量不v°

變。已知粒子從小孔射出前始終在環(huán)形磁場區(qū)域內(nèi)運動，不計粒子重力，忽略小孔的尺寸，sin360=O,60

則（）

A.粒子在磁場中運動的半徑為,RB.粒子在磁場中運動的半徑為羨R

C.粒子在出手時間內(nèi)能夠從小孔射出D.粒子在衛(wèi)羅時間內(nèi)不能從小孔射出

qBqB

三、實驗題：本大題共2小題，共18分。

9.小梁同學用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律，該裝置斜面末端與陵

水平放置的木板的連接處做了平滑處理。實驗時,將物塊1從斜面上

_____________

P點由靜止釋放，物塊1通過木板上的。點后繼續(xù)滑行直至停下，測…汴-'………E

得停下的位置距。點的距離為a，現(xiàn)將物塊2放置在。點，仍將物塊I從斜面上。點由靜止釋放，物塊I

與物塊2在Q點相碰后，測得物塊I與物塊2停下的位置距Q點的距離分別為%和%2。已知物塊I與物塊

2的質(zhì)量分別為mi和巾2,且機1＞機2整個實驗過程中斜面與木板始終固定不動且兩物塊與木板間的動摩擦

因數(shù)相同。

（1）用該裝置驗證動量守恒定律，_____（選填“必須”或“不必”）測出物塊與木板間的動摩擦因數(shù)；

（2）若該實驗遵循動晟守恒定律，則一定有關(guān)系式成立（用已知廉和測得的物理展的字母表示）；

（3）若木板安裝不水平，右端比左瑞略高，碰撞過程遵循動量守恒定律，則測得的碰撞前瞬間系統(tǒng)的動量

______（選填“大于”“小于”或“等于"）測得的碰撞后瞬間系統(tǒng)的動量。

10.小梁同學用如圖所示的電路圖測量一新型導電材料的電阻率，提供的樣品是橫截面為圓環(huán)形的空心直

管，其電阻用勺表示。其他器材如下：

A.電源（電動勢9匕內(nèi)阻不計）

8電壓表匕（量程15V,內(nèi)阻約3km

C.電壓表七（量程IV,內(nèi)阻200。）

D定值電阻Ro（阻值為1C、5。、10。的電阻各一只）

￡滑動變阻器R（0?2。）

F.多用電表、天平、刻度尺、開關(guān)、導線等

（1）小梁同學用多用電表粗測樣品的電阻時，將選擇開關(guān)撥到歐姆擋“X10”擋，歐姆調(diào)零后測量時發(fā)現(xiàn)

13.如圖所示為一質(zhì)量為〃?的動車電磁剎車裝置的原理圖。動車底部固定三個相同的、水平放置的正方形

金屬線圈，每個線圈的匝數(shù)均為N,邊長均為L,電阻均為R,相鄰的兩線圈之間的間隔均為心動車剎

車時，在其行駛區(qū)域內(nèi)會產(chǎn)生磁感應強度大小為8、方向豎直向上的勻強磁場，磁場區(qū)域與無磁場區(qū)域間

隔排列，每個磁場區(qū)域的寬度均為心無磁場區(qū)域的寬度均為2L。以速度%=12/譏勻速行駛的動車剎

車時，撤去動車的動力，動車從開始剎車到停下來行駛的距離為60L剎車過程中，機械阻力始終為車重

的0.1倍；空氣阻力始終為所有線圈受到的安培力的0.1倍。已知重力加速度大小為g,求：

(1)線圈I從開始進入一磁場區(qū)域到完全進入該磁場區(qū)域的過程中，通過線圈1導線某橫截面的電荷量q0；

(2)整個剎車過程中，三個線圈總共產(chǎn)生的焦耳熱Q；

(3)整個剎車過程所用的時間人

答案和解析

1.【答案】A

47r2

【蟀析】解：中子星不瓦解的臨界情況是靠萬有引力提供向心力，有鬻=m解得最小周期為”=

3

M=P^rf解得To=J:可知p越大，丁。越小，與，無關(guān)，故A正確，8C。錯誤。

故選：Ao

根據(jù)萬有引力定律進行分析判斷。

本題主要考查萬有引力定律的應用，解題關(guān)鍵是理解中子星自轉(zhuǎn)而不瓦解的實質(zhì)。

2.【答案】D

【脩析】解：由題意，原線圈電壓不變，當副線圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉?時，根據(jù)變壓比公式副線圈電

壓變?yōu)樵瓉淼淖?/p>

2

再由p=?可知，副線圈的輸出功率為原來的;，根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，原線圈的輸

R4

入功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故。正確，/WC錯誤；

4

故選：Do

根據(jù)變壓比公式確定副線圈電壓變化，再根據(jù)功率P=半公式求解副線圈輸出功率，最后由理想變壓器輸

1\

入功率等于輸出功率即可分析該題。

題目考了理想變壓器變壓比公式、理想變壓器輸入功率等于輸出功率以及功率p=^公式，題目具有?定

的綜合性，難度適中。

3.【答案】C

【解析】解：/BC.絕熱情況下不能發(fā)生熱傳遞，溫度可變，彈力球捏后體積V變小，外界對氣體做正功，

絕熱Q=0,AU=W+Q>0,U變大，丁變大，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有

pV=CT

則「干

其斜率k=￡

V先減小后增大，則左先變大后變小，故A8錯誤，C正確;

。.又由pV=CT

斜率A=C

恒定為正比例函數(shù)，圖像是一條傾斜的直線，故。錯誤。

故選：Co

ABC.根據(jù)熱力學第一定律結(jié)合理想氣體的狀態(tài)方程列式利用斜率的物理意義進行分析判斷；

。.根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程再次變形處理結(jié)合斜率進行判斷。

考查熱力學第一定律和理想氣體的狀態(tài)方程，會根據(jù)題意進行相關(guān)分析和判斷。

4.【答案】C

【解析】解：根據(jù)光電效應的特點可知，飽和光電流的大小與產(chǎn)生光電效應的光子的多少有關(guān)，題目中照

射光不變，產(chǎn)生的飽和光電流〃、及、均不相等，說明三者是一個都能產(chǎn)生光電效應，一個只能兩種光

產(chǎn)生光電效應，最后一個只能一種光產(chǎn)生光電效應。由于金屬人B、C的極限波長的關(guān)系為乙>4">

及，根據(jù)光電效應發(fā)生的條件可知，極限波長最長的金屬A三種光都能發(fā)生光電效應，金屬8能發(fā)生兩種

光電效應，。只有一種光能發(fā)生光電效應，所以A的飽和光電流最大，C的飽和光電流最小，即

%，故46。錯誤，C正確。

故選:Co

照射光的不變，產(chǎn)生的飽和光電流〃、及、〃均不相等，說明產(chǎn)生光電效應的光的個數(shù)不同，由此結(jié)合發(fā)

生光電效應的條件判斷即可。

該題考查飽和光電流以及發(fā)生光電效應的條件，解答的關(guān)鍵是能判斷出三者是一個都能產(chǎn)生光電效應，一

個只能兩種光產(chǎn)生光電效應，一個只能一種光產(chǎn)生光電效應。

5.【答案】B

【蟀析】解：根據(jù)功能關(guān)系，升力做的功等于無人機與包裹增加的機械能，已知無人機的質(zhì)量與包裹的質(zhì)

量的比值為k,則無人機的機械能與包裹的機械能的比值亦為設(shè)單位時間內(nèi)包裹機械能量為E,則有：

E+kE=P。

解得：E=^

懸吊包裹的輕繩對包裹做功的功率就等于單位時間內(nèi)包裹機械能量七二會，故4正確，ACO錯誤。

Kil

故選：B.

根據(jù)平衡條件確定拉力的大小，根據(jù)功率公式確定功率與拉力的關(guān)系，再對貨物進行分析，由功率公式確

定拉力做功的功率。

本題考查功率的計算，要注怠明確功率公式夕=/加的應用，明確公式中的“為牽引力。

6.【答案】BD

【解析】解：露出最長6c陽為波峰，最短2cm為波谷，故平衡位置是露出4c〃?。

A.露出6cm時，位于波峰，速度最小，加速度最大，故A錯誤；

及露出5a〃時位于平衡位置上方，回復力豎直向下，加速度豎直向下，故8正確；

C.曰于加速度大小時刻在改變，速度大小與位移不成正比，動能大小與位移大小也不成正比，所以露出長

度為4cm的速度不是露出長度為3c5時的2倍，露出長度為4cm的動能也不是露出長度為3cm時的2

倍，故C錯誤；

D由回復力的公式Z7=-kx可知，露出2cm時位于波谷，位移是露出3c7〃時的2倍，露出2cm的1nl復力是

露出3c，〃時的2倍，故。正確。

故選：BD。

先判斷出平衡位置時露出的長度，進而可得波峰和波谷位置；根據(jù)位移方向判斷加速度方向；只能計算魚

膘的加速度與位移成正比，動能大小與位移大小也不成正比：根據(jù)尸=一依判斷回復力關(guān)系。

根據(jù)得到魚膘的平衡位置是解題的關(guān)鍵，還要知道加速度與位移大小成正比，而速度和動能與位移大小都

不成正比關(guān)系。

7.【答案】BC

【解析】解：AB、根據(jù)介質(zhì)的折射率大于空氣的折射率可知，實心納米粒子材料的折射率大于空心納米粒

子材料的折射率，即叫,電，故A錯誤，8正確：

CD、增透膜前、后兩個界面上的反射光相干涉后互相抵消，減少了反射光，從減少了反射光的能量，提

高了透光率。根據(jù)光的干涉的特點，可知當光程差等于半波長的奇數(shù)倍時，兩列光相互抵消，即：

（2血+1）=24其中7n二0、1、2、3、3）,則增透膜厚度最小時2d,即：①

其中入是光在增透膜內(nèi)的波長。

設(shè)增透膜對光的折射率為〃，光在真空中的波長為4，則;1=勺②

聯(lián)立可得：Ao=4fid

由：o=47uf可知，=n2d2=故C正確，。錯誤。

故選：BCo

增透膜前、后兩個界面上的反射光相干涉后互相抵消，減少了反射光，再根據(jù)路程差至少等于半個波長求

解所鍍薄膜的厚度。

本題考查了光的干涉原理，要知道波程差為半波長的奇數(shù)倍時為減弱點，從而來理解增透膜的原理。

8.【答案】AC

【解析】解：人從粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力得：

VQ

qvQB=m—

解得粒子在磁場中運動的半徑為：丁=翳=?乩故4正確，8錯誤；

quL

CD.粒子在磁場中做勻速圓周運動，粒子與筒壁碰撞后速度大小不變，方向反向，運動軌跡示意圖如下圖

所示。

由幾何關(guān)系得：tan。=或，可得tan。=：,則sin。=5=0.6,日已知可得：6=36。

軌跡的圓心與圓筒的圓心之間的距離為七=岑=2.5R,可見軌跡圓與內(nèi)圓恰好相切。

s】nd￡

5

可得在外圓圓筒上相鄰兩個碰撞位置之間的圓弧所對的圓心角等于2。=2X36°=72。，因72。、5=

360。，故粒子與圓筒碰撞4次后從小孔射出（共5段圓弧軌跡）。

粒子在磁場中運動的周期：7=箸，

粒子運動的每段圓弧軌跡的圓心角為108。，粒子在磁場中的運動時間為：

108°3nm7207nH

"S'衙八而＜R-

故粒子在爺^時間內(nèi)能夠從小孔射出，故C正確，。錯誤。

故選：AC.

粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力求解運動半徑；根據(jù)幾何關(guān)系畫出粒子的運動軌

跡，確定軌跡的圓心角，結(jié)合周期求得運動時間。

本題考查了帶電粒子在磁場中運動問題，當磁場是圓形區(qū)域時最易混淆粒子的運動軌跡圓半徑和磁場圓半

徑，解題時需注意。經(jīng)常要利用兩個圓的幾何關(guān)系如內(nèi)切或外切、相交公共弦等幾何條件。

9.【答案】不必恤「^二加，^+等于

【解析】解：(1)(2)物塊在水平面上減速滑動時由牛頓第二定律得

Hmg=ma

因此加速度a=ng

由運動學公式可得評=2即。

解得%=，2〃g%o

同理說=2〃g%i

解得%=J2〃g%i

謂=2〃9全

解得方=J24gx2

規(guī)定向右的方向為正方向，由動量守恒定律有

7九1%=7幾1%+771^2

代人解得滿足的表認式為

叫/^=mly[x[+m2/%2

由于動摩擦因數(shù)〃被約掉，因此不必測出來。

(3)木板不水平，對碰撞前和碰撞后的位移測量均有影響，且墊高后物體的加速度仍然相同，因此測得的

碰撞前系統(tǒng)的動量等于測得的碰撞后瞬間系統(tǒng)的動量。

故答案為：(1)不必；(2)巾1\國=血1、/■焉'+小2，5；(3)等于a

(1)(2)根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式以及動量守恒定律列式推導最終表達式判斷：

(3)根據(jù)木板不水平的情況分析對哪些物理量的測量有影響，分析對系統(tǒng)動量守恒是否構(gòu)成影響。

考查系統(tǒng)動量守恒和牛頓運動定律以及運動學的相關(guān)規(guī)律，會根據(jù)題意分析解答。

10.【答案】太大19.5竺小于偏小

【解析】解：(1)樣品的電阻約為10。，將選擇開關(guān)撥到歐姆擋“X10”擋，歐姆調(diào)零后測量時發(fā)現(xiàn)表針偏

轉(zhuǎn)的角度太大；

(2)電動勢為9匕電壓表均的量程為1匕根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知定值電阻島應選阻值為的電阻接入

電路最合適；

(3)根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知

U1=U?_U2

R、梃即2R。

解得/?瀚=9.5。

根據(jù)密度的公式有P密二￡

根據(jù)電阻定律有

解得p=寫

(4)樣品材料內(nèi)可看作是勻強電場,電勢差不變，內(nèi)部有一個氣泡時靠近氣泡區(qū)域的d變大，根據(jù)U二

Ed,可知樣品材料內(nèi)靠近氣泡區(qū)域的電場強度小于遠離氣泡區(qū)域的電場強度；當有氣泡時，S減小，根據(jù)

電阻定律R=可知測得的電阻率變小。

故答案為：(1)太大；(2)1：(3)9.5>2；(4)小于；偏小

(1)根據(jù)多用電表的使用方法解答；

(2)根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律結(jié)合電壓表量程解答；

(3)(4)根據(jù)電阻定律分析解答。

本題考查了電阻率的測量、實驗港材的選擇與實驗電路選擇，要掌握常用器材的使用、掌握實驗器材的選

擇原則。

11.【答案】解：(1)電場線與等勢面垂直且由高電勢指向低電勢，則圖中電場強度方向豎直向下，由于離

子帶正電，故離子受到電場力豎直向下，由電場公式得

y。

qE=ma

解得Q=q型，方向豎直向下；

(2)離子在水平方向做勻速直線運動，豎直方向先向上減速，后向下加速，且離子初狀態(tài)

當，'二J等時,已知離子在x軸方向不受力，所以

得“席

豎直方向為,=vy-atQ,或者一%'=3-atQ1

得第:2yo扁

或如=4%舄

答：(1)離子在第一象限內(nèi)運動時的加速度。的大小為勺生，方向豎直向下；

(2)離子從射入第一象限到速度大小變?yōu)椤?5，耳的過程中所用的時間為%=2yo舄或者%】=

"舄。

【解析】(1)根據(jù)等勢面電勢高低判斷電場方向，由勻強電場場或公式和牛頓第二定律計算加速度大小，

再判斷方向；

(2)判斷離子的運動狀態(tài)，根據(jù)運動的合成和分解分別列式計算運動的時間。

考查帶電離子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題，會根據(jù)題意根據(jù)相關(guān)規(guī)律列式求解相應的物理量。

12.【答案】解：(1)由題意可知，當鐵球轉(zhuǎn)到最高點時，根據(jù)牛頓第二定律有

V2

mg+F=

機器恰好不離開地面，則有

F=(M。-m)g

當鐵塊轉(zhuǎn)至最低點時，對地面的壓力最大，則有

,V2

P-mg=m頁

&ax=(M-m)g+F

聯(lián)立解得/ax=2M°g

(2)切斷電力后，打夯機對地面產(chǎn)生的最大壓力為3Mog,此時鐵球?qū)U的拉力為3Mog-(Mo-7zi)g,則有

v'L

3M：)g-(Mo-m)g-mg=m耳

即2M0g=

要求最小質(zhì)星IH,l/'max=J旃

聯(lián)立解得m=2Mo

答：(1)切斷電力前，打夯機勻速轉(zhuǎn)動時對地面產(chǎn)生的最大壓力為2M°g；

(2)鐵球的最小質(zhì)量為2M。。

【解析】鐵球在豎直方向上做圓周運動，在最高點靠重力和拉力的合力提供向心力，轉(zhuǎn)到最高點恰好不離

開地面時分析出鐵球的速度，當鐵球轉(zhuǎn)至最低點時，對地面產(chǎn)生的最大壓力，結(jié)合牛頓第二定律求解。

本題考查了圓周運動，分析題目關(guān)鍵要采用隔離法分析，對鐵球在豎直方向上的合力提供向心力求解。

13.【答案】解：(1)通過線圈1導線某橫截面的電荷量為：

~EA(Pt40BL2

--=N—=N—

qo=It=-^t=N-

的功，即

(2)根據(jù)功能關(guān)系可知三個線圈總共產(chǎn)生的焦耳熱Q等于全過程克服所有線圈受到的安培力做

%=Q

圈受到的安培力的0.1倍，可得全程克服空氣阻力做的功為：w^=^-w,=

已知空氣阻力始終為所有