2024年高考物理模擬試題

一、單選題（本大題共7小題，每小題4分，共28分.在每個小題給出的四個選項中，只有一個符合要求）1.原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂.XX代表激發(fā)態(tài)1，X代表激發(fā)態(tài)2，G代表基態(tài)，由于精細結(jié)構(gòu)劈裂，X態(tài)劈裂為兩支，分別為XH、XV兩個能級圖.如圖所示，原子劈裂前輻射光譜線①和②，劈裂后輻射出光譜線③④⑤和⑥，則下列說法正確的是（

）A.①和③的能量相等B.③的頻率大于⑤的頻率C.③和④的頻率之和等于⑤和⑥的頻率之和D.若用④照射某種金屬能發(fā)生光電效應，則用⑥照射也一定能發(fā)生2.足球場上，某運動員進行“邊路突破”訓練，沿邊線將足球向前踢出，為控制足球，又向前追趕足球，下列v-t和s-t圖像能大致反映此過程的是（

）3.如圖甲所示，用瓦片做屋頂是我國建筑的特色之一.鋪設(shè)瓦片時，屋頂結(jié)構(gòu)可簡化為圖乙所示，建筑工人將瓦片輕放在兩根相互平行的檁條正中間后，瓦片靜止在檁條上.已知檁條間距離為d，檁條與水平面夾角均為θ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.下列說法正確的是（

）A.僅減小θ時，瓦片與每根檁條間的摩擦力的合力變大B.僅減小θ時，瓦片與每根檁條間的彈力的合力變小C.僅減小d時，瓦片與每根檁條間彈力變大D.僅減小d時，瓦片可能會下滑4.如圖所示為一半徑為R=6cm的透明半球體，PQ為半球體的直徑，O為半球體的球心.現(xiàn)有一束激光保持垂直半球球的平面處射入半球體，入射點從P點沿直徑PQ方向緩慢向Q點移動.發(fā)現(xiàn)當入射點移動2cm后，才開始有光線從球冠射出，（不考慮光線在半球體內(nèi)多次反射），則該半球體的折射率為（

）A.23

B.32

C.34

D.435.某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個新變壓器，如圖甲所示，線圈a作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，電源輸出的電壓如圖乙所示，線圈b接小燈泡.若他組成的新變壓器可視為理想變壓器，則下列說法不正確的是（

）A.電源輸出電壓的頻率為50HzB.若小燈泡兩端并聯(lián)一個電阻，電源的輸出功率增大C.若小燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則此電壓表示數(shù)為12VD.將線圈a改接在學生電源的直流輸出端，小燈泡也能發(fā)光6.1930年，物理學家勞倫斯發(fā)明了世界上第一臺回旋加速器，因此獲得1939年諾貝爾物理學獎.回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，兩個正對著的D型金屬盒處在垂直底面的勻強磁場中，兩個D型盒之間的狹縫連接高壓交流電源，整個裝置處在真空環(huán)境中，實現(xiàn)對帶電粒子的加速，且加速過程中忽略相對論效應和重力的影響.下列說法正確的是（

）A.帶電粒子加速獲得的能量來自于磁場B.隨著帶電粒子的加速，帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期將減小C.僅增大D型盒的半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動能增大D.加速質(zhì)子（11H）的交流電，也可以用來加速氘（21H）原子核7.籃球運動員做定點投籃訓練，籃球從同一位置投出，且初速度大小相等，第1次投籃籃球直接進籃筐，第2次籃球在籃板上反彈后進筐，籃球反彈前后垂直籃板方向分速度等大反向，平行于籃板方向分速度不變，軌跡如圖所示，忽略空氣阻力和籃球撞擊籃板的時間，關(guān)于兩次投籃說法正確的是（

）A.兩次投籃，籃球從離手到進筐的時間相同B.籃球第1次上升的最大高度比第2次的大C.籃球經(jīng)過a點時，第1次的動能比第2次的大D.籃球兩次進筐時，在豎直方向分速度相同[CS%100，0，0，0]二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的四個選項中，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0分.8.“弩”是古代的狩獵工具，某工匠復原古代的“弩”并試射，將弩箭（弩箭可視為質(zhì)點）以80m/s的初速度水平射出，成功擊中距其射出位置水平距離為20m處的目標.已知重力加速度g＝10m/s2，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（

）A.弩箭飛行過程中機械能逐漸增大B.弩箭被射出過程中，弩箭動能的增加量等于弓弩彈性勢能的減小量C.弩箭被射出后，在空中飛行的時間為0.5sD.弩箭射出時的位置比目標高約0.31m9.如圖所示，是閃電擊中廣州塔的畫面，廣州塔的尖頂是一避雷針，雷雨天氣時，低端帶負電的云層經(jīng)過避雷針上方時，避雷針尖端放電形成瞬間強電流，云層所帶的負電荷經(jīng)避雷針導入大地，在此過程中，下列說法正確的是（

）A.云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷B.向塔尖端運動的負電荷受到的電場力越來越小C.越靠近避雷針尖端，電場強度越大D.向塔尖端運動的負電荷電勢能減小10.摩托車和汽車上裝有的磁性轉(zhuǎn)速表的結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示，轉(zhuǎn)軸Ⅰ隨待測物沿圖示方向旋轉(zhuǎn)，永磁體同步旋轉(zhuǎn).鋁盤、游絲和指針固定在轉(zhuǎn)軸Ⅱ上，鋁盤靠近永磁體，當待測物以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，指針所指的刻度盤刻度即對應被測物的轉(zhuǎn)速.下列說法正確的是（

）A.鋁盤接通電源后，通有電流的鋁盤才會在磁場作用下帶動指針轉(zhuǎn)動B.永磁體轉(zhuǎn)動時，鋁盤中產(chǎn)生感應電流，感應電流使鋁盤受磁場力作用而轉(zhuǎn)動C.刻度盤上的零刻度線應標在刻度盤的中央D.若去掉游絲和指針，使轉(zhuǎn)軸Ⅱ可以無阻礙地自由轉(zhuǎn)動，鋁盤就能同永磁體完全同步轉(zhuǎn)動三、非選擇題：本題共5小題，共54分.11.（7分）某探究小組探究利用單擺裝置測重力加速度，如圖甲所示，細線端拴一個球，另一端連接拉力傳感器，固定在鐵架臺上，將球拉開一個很小的角度靜止釋放，傳感器可繪制出球在擺動過程中細線拉力周期性變化的圖像，如圖乙所示.（1）由圖乙可得該單擺的運動周期T為

s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.（2）在擺球自然懸垂的狀態(tài)下，用毫米刻度尺量取從懸點到擺球最頂端的長度l=990.6mm；用游標卡尺測量擺球的直徑，示數(shù)如圖丙，則擺球直徑d=

mm，擺長為L=

mm.（3）根據(jù)單擺周期公式，可得重力加速度g=

（用題中所給字母表示），測的當?shù)刂亓铀俣戎禐?/p>

（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）.（4）若擺線上端懸點未固定好，擺動中出現(xiàn)松動，則測得重力加速度值比真實值偏

.12.（9分）電子秤是人們生活中常用的一種稱量工具，某科技小組制作了一臺簡易電子秤，原理圖如圖甲所示，電壓表可視為理想電壓表（量程為3V），滑動變阻器的最大阻值為R0=27Ω，滑動變阻器滑片P能滑動最大距離為l=3cm.（1）該小組先利用如圖乙所示電路測定電子秤里1節(jié)紐扣電池的電動勢和內(nèi)阻，改變電阻箱R的阻值，得到多組數(shù)據(jù)作出圖像，如圖丙所示，已知直線縱截距為13，斜率為16.若電流表內(nèi)阻可忽略，由圖像可知紐扣電池的電動勢E=

V，內(nèi)阻r=

Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若電流表內(nèi)阻不可忽略，則電動勢的測量值

真實值，內(nèi)阻的測量值

真實值（選填“大于”、“等于”或“等于”）.（2）該小組探究電壓表的示數(shù)U與被測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系，設(shè)計了如上圖所示實驗，已知輕彈簧與托盤的電阻忽略不計：①調(diào)節(jié)圖甲中滑片P的位置，使電壓表的示數(shù)恰好為零；②在托盤里緩慢加入細砂，直到滑片P恰好滑到滑動變阻器的b端，然后調(diào)節(jié)電阻箱R，直到電壓表示數(shù)U=2V，且彈簧一直處于彈性限度內(nèi)，則此時電阻箱的讀數(shù)為R=

Ω；③若所用彈簧的勁度系數(shù)k=2.94×103N/m，重力加速度g=9.8m/s2，則該電子秤所能稱量的最大質(zhì)量m=

kg；（3）由此可得，電壓表的示數(shù)U與被測物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式為U=

.（用題目中給出的物理量符號表示）13.（9分）空氣炸鍋是一種新型的烹飪工具，如右圖所示為某型號空氣炸鍋的簡化模型圖，空氣炸鍋中有一氣密性良好的內(nèi)膽，內(nèi)膽內(nèi)的氣體可視為質(zhì)量不變的理想氣體，初始氣體壓強為p0、溫度為T0，現(xiàn)啟動加熱模式使氣體溫度升高到43T0，此過程中氣體吸收的熱量為Q，內(nèi)膽中氣體體積不變，求：（1）封閉氣體的壓強p；（2）氣體的內(nèi)能變化了多少？14.（11分）2023年11月，首臺國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置在上海正式走向臨床治療（如圖甲所示），該裝置主要原理是質(zhì)子加速后匯聚到圓柱形管道中軸線成質(zhì)子束，然后經(jīng)高能運輸線運送至各治療室.現(xiàn)有質(zhì)子加速后，沿圓柱形管道中軸線OO′以v0=2×108m/s勻速運動.如圖乙現(xiàn)由于某些客觀原因，管道需要“拐彎”到另一對接管道，該管道與原管道夾角60°，現(xiàn)再“拐彎”處矩形ABCD區(qū)域內(nèi)，加上電場或磁場，使得管道中質(zhì)子從該區(qū)域射出時剛好沿對接管道的中軸線運動運動（如圖為從ED的中點并與水平方向成60°沿圖中方向射出）.下面有兩種設(shè)計方案：（已知：BD=ED=d=0.5m，質(zhì)子電荷量q=+1.6×10-19C，質(zhì)子質(zhì)量m=1.6x10-27kg）（1）方案一：在矩形ABCD區(qū)域，區(qū)域內(nèi)設(shè)計一沿AC方向的勻強電場，使質(zhì)子最終從ED的中點并與水平方向成60°沿圖中方向射出，求所需的電場強度多大，AB與CD間需施加多少電壓？（2）方案二：矩形ABCD區(qū)域，區(qū)域設(shè)計一垂直ABCD所在平面的勻強磁場，使質(zhì)子最終從ED的中點并與水平方向成60°沿圖中方向射出，求所需的磁場強度B的大小和方向？（3）你認為這哪種方案更符合實際情況，便于實施，簡要說明理由．15.（15分）智能機器人自動分揀快遞包裹被賦予“驚艷世界的中國黑科技”稱號.分揀機器人工作效率高，落袋準確率達99.9%.在供包臺工作人員將包裹放在機器人的水平托盤上，智能掃碼讀取包裹目的地信息，經(jīng)過大數(shù)據(jù)迅速分析后生成最優(yōu)路線，將包裹自動送至方形分揀口.當?shù)诌_目的地分揀口時，翻轉(zhuǎn)托盤使托盤傾角緩慢增大，直至包裹滑下，將包裹投入分揀口中（如圖甲）.（最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2）.如圖乙所示，機器A把質(zhì)量m=1kg的包裹從分揀處運至直線相距L=45m的投遞口處，在運行過程中包裹與水平托盤保持相對靜止.已知機器人運行最大加速度a=3m/s2，運行最大速度v0=3m/s．（1）求A從分揀處運行至投遞口所需的最短時間t；（2）若包裹與水平托盤的動摩擦因數(shù)為μ=33，則在機器人到達投遞口處，要使得包裹剛開始下滑，托盤的最小傾角θ應該是多少；（3）機器人A投遞完包裹后返回分揀處途中發(fā)生故障，自動機器人立刻制動程序，制動時速度為3m/s，由于慣性，機器人制動后再地面滑行4.5m后停下來，此時剛好有另一機器人B，以最大速度碰撞3m/s與機器人A發(fā)生彈性碰撞，碰撞后機器A滑行了2m停下來.則機器人B的總質(zhì)量是機器人的A的多少倍？參考答案一、單選題（本大題共7小題，每小題4分，共28分.在每個小題給出的四個選項中，只有一個符合要求）1.C【解析】因原子能級躍遷放出的光子的能量等于原子的能級差，由題圖可知光子①、③對應的能量關(guān)系為E③＜E①，A項錯誤；由題圖可知光子③、⑤對應的能量關(guān)系為E③＜E⑤，由光子能量E＝hν，③的頻率小于的⑤頻率，B項錯誤；XX態(tài)能級與基態(tài)能級差保持不變，故③和④的頻率之和等于⑤和⑥的頻率之和，C項正確；由光子能量E＝hν，和E④＞E⑥，知用④照射該金屬表面時能發(fā)生光電效應，可知E④大于此金屬的逸出功W0，因E⑥＜E④，則無法比較E⑥與W0的大小關(guān)系，故用⑥照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應，D項錯誤.2.C【解析】AB.運動員將足球向前踢出，由于地面有阻力作用，足球做勻減速運動，運動員向前追趕做加速運動，故AB錯誤；CD.s-t圖像的斜率表示速度，足球做減速運動，運動員做加速運動，且踢球時兩者在同一位置，故C正確，D錯誤.故選C.3.D【解析】CD.檁條給瓦片的支持力如下圖所示兩檁條給瓦片的支持力與檁條垂直向上的夾角為α，則有2Fcosα=mgcosθ若僅減小檁條間的距離d時，夾角α變小，則兩檁條給瓦片的支持F力變小，故瓦片與每根檁條間的彈力變小，最大靜摩擦力變小，則瓦片可能下滑，故C錯誤，D正確；AB.若僅減小θ時，根據(jù)f=mgsinθ可知瓦片與檁條間的摩擦力的合力變小，根據(jù)2Fcosα=mgcosθ可知若僅減小θ時，瓦片與檁條間的彈力的合力變大，故AB錯誤.故選D.4.B【解析】由題意作出光路圖，如圖所示設(shè)射點移動2cm，該入射點位置為A，此時入射角為C.由幾何關(guān)系可知OA=0.6cm-0.2cm=0.4cmsinC=OAR=23.則由全反射規(guī)律，可知sinC=1n.得n=32.5.D【解析】A.由圖可知，電源輸出電壓的頻率為f=1T=10.02Hz=50Hz故A正確，不符合題意；B.原線圈電壓有效值U1=3622V=36V根據(jù)U1U2=n1n2U2=12V故B正確，不符合題意；C.若小燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則此電壓表示數(shù)為U2=12V故C正確，不符合題意；D.理想變壓器是傳輸交流電，因此原線圈接直流電無作用，故D錯誤，符合題意.故選D.6.C【解析】A.洛倫茲力永遠不做功，帶電粒子加速獲得的能量來自于電場，A項錯誤；B.根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得qvB=mv2πT解得T=2πmqB粒子在磁場中做圓周運動的周期與粒子的速度無關(guān)，B項錯誤；C.根據(jù)qvB=mv2R得v=qBRm當粒子做圓周運動的半徑增大時，速度增大，動能增大，運動的半徑最大時，粒子運動的速度最大，動能最大，因此僅增大D型盒的半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動能增大，C項正確；D.為保證粒子經(jīng)過電場獲得加速，交流電的周期要與圓周運動的周期相等，11H與21H在磁場中做圓周運動的周期不同，則加速它們的交流電周期也不同，D項錯誤.故選C.7.B【解析】B.第2次籃球在籃板上反彈后進筐，籃球反彈前后垂直籃板方向分速度等大，若沒有籃板，籃球水平位移較大，又由于兩次初速度大小相等，所以第2次籃球水平初速度較大，豎直分速度較小，籃球第1次上升的最大高度比第2次的大，故B正確；A.豎直方向上，根據(jù)x=v豎直t-12gt2第1次籃球從離手到進筐的時間較大，故A錯誤；C.初動能相等，籃球經(jīng)過a點時，重力勢能相等，根據(jù)機械能守恒，第1次的動能等于第2次的動能，故C錯誤；D.籃球兩次進筐時，水平方向分速度不同，在豎直方向分速度不同，故D錯誤.故選B.二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的四個選項中，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0分.8.BD【解析】A.弩箭飛行過程中，只有重力做功，機械能守恒，故A錯誤；B.弩箭被射出過程中，由能量守恒定律，弩箭動能的增加量等于弓弩彈性勢能的減小量，故B正確；C.弩箭做平拋運動，水平方向上有t=lv0=2080s=0.25s故C錯誤；D.駑箭射出時的初始位置在豎直方向上應高出目標的距離為y=12gt2=0.3125m≈0.31m故D正確.故選BD.9.ACD【解析】A.根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，可知云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷，故A正確；B.據(jù)電場線的疏密可知，塔尖的電場強度較大，所以向塔尖端運動的電荷受到的電場力越來越大，故B錯誤；C.由于電荷更容易集中到尖端，越靠近避雷針尖端電場強度越大，故C正確；D.負電荷在電場力的作用下向塔尖端運動，電場力做正功，電勢能減小，故D正確.故選ACD.10.BC【解析】AB.當永磁體隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的磁場，鋁盤中會產(chǎn)生感應電流，這時永磁體會對鋁盤有力的作用，從而產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)動的力矩，由于游絲的反力矩，會使指針穩(wěn)定指在某一刻度上，故A錯誤，B正確；C.刻度盤上的零刻度線應標在刻度盤的中央，故C正確；D.若去掉游絲和指針，使轉(zhuǎn)軸Ⅱ可以無阻礙地自由轉(zhuǎn)動，永磁體固定在轉(zhuǎn)軸Ⅰ上，鋁盤固定在轉(zhuǎn)軸Ⅱ上，由楞次定律知，鋁盤不能同永磁體完全同步轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速低于永磁體的轉(zhuǎn)速，故D錯誤.故選BC.三、非選擇題：本題共5小題，共54分.11.（共7分）（1）2（1分）（2）18.8（1分），944.9（1分）（3）g=4π2LT2（1分）9.72（2分）（4）偏?。?分）【解析】（1）單擺在擺動過程中，擺球位于最高點時，細線彈力最小，根據(jù)圖乙可知，連續(xù)兩次細線彈力最小經(jīng)歷時間為半個周期，則有12T=1.0s解得T=2.0s（2）10分度游標卡尺的精確值為0.1mm，擺球的直徑為d=18mm+8×0.1mm=18.8mm.該擺擺長為L=18.8/2mm+990.6cm=1000.0mm（3）根據(jù)T=2πLg解得g=4π2LT2測得當?shù)刂亓铀俣萭的值為g=4π2LT2=4×3.142×1.00002.02m/s2≈9.86m/s2.（4）擺線上端懸點未固定好，擺動中出現(xiàn)松動，則L測量值偏小，導致g偏小12.（共9分）（1）3.00.50等于大于（每空1分）（2）13（1分）9（2分）（3）mgR0EmgR0+kL（R+r）（2分）【解析】本題考查閉合電路歐姆定律、胡克定律、串并聯(lián)等必備知識，理解、推理論證、實驗探究等關(guān)鍵能力.（1）由閉合電路歐姆定律E=I（R+r），得1I=1ER+1Er，于是斜率k=1E=13，截距b=1Er=16，得到E=3.0V，r=0.50Ω.若考慮電流表內(nèi)阻，于是上式變?yōu)镋=I（R+r+Rg），得1I=1ER+1E（r+Rg）.所以，電動勢測量值仍等于真實值，內(nèi)阻測量值大于真實值.（2）當電壓表達到滿偏時滑動變阻器接入電路電阻R0=27Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得UR0=ER0+r+R，解得R=13Ω.（3）滑片P滑到滑動變阻器的b端，彈簧的形變量增加了3cm，由平衡條件有kΔx=mg，則該電子秤所能稱量的最大質(zhì)量為m=9kg.（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律和力的平衡有Umgk×R0L=Emgk×R0L+R+r，解得U=mgR0EmgR0+kL（R+r）.13.（9分）（1）43p0（4分）；（2）增加Q（5分）【解析】（1）由于溫度升高，體積不變，氣體為等容變化，根據(jù)查理定律可得p0T0=p43T0（2分）解得p=43p0（2分）（2）根據(jù)熱力學第一定律有ΔU=Q+W（1分）由于氣體體積不變，所以W=0（1分）所以ΔU=Q（1分）14.（11分）（1）U=1.2×109V（5分）；（2）B=4T（3分）；（3）方案一，施加電壓明顯過高，從安全和技術(shù)角度已經(jīng)無法實現(xiàn)，且電場會改變粒子的能量，因此無法使用；方案二，所需磁感應強度，從安全和技術(shù)上看完全可以實現(xiàn)，同時也不會改變粒子的動能.因此方案二更符合實際情況，便于實現(xiàn).（2分）【解析】（1）方案一設(shè)計一沿AC方向的勻強電場，則質(zhì)子在該區(qū)域內(nèi)做類平拋運動，有vy=v0tan60°

（1分）vy=2ad2（1分）Eq=ma（1分）得E=2.4×109V/m（1分）U=Ed=1.2×109V（1分）（2）