2024 年高考物理模拟试题（一）

2024-01-27河南省洛阳市第二中学王春旺

中学生数理化(高中版.高考理化) 2024年1期

关键词：金属棒虚线初速度

■河南省洛阳市第二中学王春旺

一、选择题(本题共8小题，第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)

1.如图1 所示，毛毛虫沿着树枝向上缓慢爬行，树枝与水平方向间有一定夹角，则在该运动过程中( )。

图1

A.树枝对毛毛虫做的功为零

B.重力对毛毛虫做的功为零

C.树枝对毛毛虫的弹力做负功

D.摩擦力对毛毛虫做负功

2.如图2甲所示为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号(由如图2乙所示的电路产生)通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去，两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态。该情景可等效简化为如图2 丙所示(某时刻两列超声波的波形图，没有画完整)的情形，P、Q为波源，点M(-1.5，0)、点N(0.5，0)分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340 m/s。LC振荡回路的振荡周期，则下列说法中正确的是( )。

图2

A.该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为340 Hz

B.两列波稳定叠加后，波源P、Q之间小水珠共有10个悬浮点

C.两列波稳定叠加后，波源P、Q之间振幅为2A的点共有8个

D.拔出线圈中的铁芯，可以减少悬浮仪中的节点个数

3.有一种新型光电效应量子材料，当某种光照射该材料时，只产生相同速率的相干电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与双缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得第1条亮纹与第5条亮纹的中心间距为Δx。已知电子的质量为m，普朗克常量为h，该量子材料的逸出功为W0。下列说法中正确的是( )。

4.2023年10月5日8时24分，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号丁”运载火箭，成功将“遥感三十九号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。已知“遥感三十九号”卫星的质量为m，轨道离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若“遥感三十九号”卫星可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )。

C.“遥感三十九号”卫星绕地球运行所需的向心力为mg

5.如图3所示，空间同时存在匀强电场和匀强磁场。匀强电场的方向沿y轴正方向，场强大小为E;磁场方向垂直于纸面向外。质量为m，带电荷量为+q的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，粒子恰能沿图中的曲线运动。已知该曲线的最高点P的纵坐标为h，曲线在P点附近的一小部分，可以视为是半径为2h的圆周上的一小段圆弧，则( )。

图3

A.粒子在y轴方向上做匀加速运动

B.粒子在曲线最高点P的速度大小为

D.粒子从O点运动到P点所用的时间为

6.如图4所示，AO、BO为两条不同的光滑轨道，端点O、A、B都在竖直圆周上，CO为竖直直径。完全相同的两个小球分别从A、B两点沿两条轨道由静止开始同时下滑，不计空气阻力。在两个小球到达O点的过程中，下列判断正确的是( )。

图4

A.沿BO轨道运动的小球先到达O点

B.两个小球重力的冲量相同

C.两个小球到达O点时的动量相同

D.沿AO轨道运动的小球的动量变化率较大

7.如图5甲所示，木板与水平面间的夹角θ可调，可视为质点的小物块从木板的底端以初速度v0沿木板向上滑动。保持小物块的初速度v0大小恒定，改变夹角θ，物块沿木板向上滑动的最大距离s将随之发生改变，根据实验数据描绘出的s-θ曲线如图5乙所示。若木板足够长且木板与物块间的动摩擦因数，取重力加速度g=10 m/s2，则( )。

图5

A.物块的初速度v0的大小为6 m/s

B.当物块沿木板上滑的最大距离取最小值时，木板与水平面间的夹角为53°

C.当物块沿木板上滑的最大距离取最小值时，木板与水平面间的夹角为60°

8.如图6所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B、B→C、C→D、D→A四个过程回到原状态A，其中A→B、C→D为等压过程，B→C、D→A为等温过程，气体在状态C、D下的压强和体积未知，下列说法中正确的是( )。

图6

A.气体在状态B下的内能大于在状态D下的内能

B.气体在B→C过程中没有热量交换

C.在A→B过程中气体对外做的功为400 J

D.在C→D过程中外界对气体做的功为300 J

二、实验题

9.小杨同学利用如图7 甲所示的“插针法”做测量玻璃砖的折射率实验。

图7

(1)关于本实验，下列说法中正确的是_____。

A.手握住玻璃砖的磨砂面，先用铅笔沿着玻璃砖画出两条平行直线作为界面线

B.光的入射角越小越好

C.在插针的过程中，大头针P3、P4应该适当远一些

D.在处理数据时，仅用毫米刻度尺和圆规也能计算折射率

(2)如图7乙所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面a'画到了图中虚线位置，实验结束后按所画a、a'界面作图，则测得的折射率将_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3)另一小组选择梯形玻璃砖做该实验，在所有操作均正确的前提下，4 枚大头针所在的位置如图8所示，请你帮他画出光路图。

图8

10.某物理兴趣小组要测量一个电池组的电动势和内阻，其电动势约为3 V，内阻约为10 Ω。现有如下实验器材:

A.电压表V(量程为0～15 V，内阻约为3 kΩ)

B.电流表A(量程为0～3 mA，内阻Rg约为10 Ω)

C.定值电阻R0=4 Ω

D.电阻箱R1(阻值范围为0～999 Ω)

E.滑动变阻器R2(阻值范围为0～3 000 Ω)

F.待测电池组

G.学生电源(有3 V、6 V、9 V 三个输出电压)

H.开关S1、S2，导线若干

(1)为了完成实验，需要将电流表A 改装成较大量程的电流表，该小组设计了测量电流表A 内阻的实验电路如图9 甲所示。为了尽可能准确地测量电流表A 的内阻，学生电源应选择_____V 输出电压;闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R2使电流表A 满偏;保持滑动变阻器R2的阻值不变，闭合开关S2，调节电阻箱R1，当电流表A 的示数为满偏电流的时，R1=24 Ω，则电流表A 的内阻Rg=_____Ω。

图9

(2)将电流表A 与定值电阻R0_____联(选填“串”或“并”)，改装后电流表的量程为_____。

(3)为了尽可能准确地测量电池组的电动势和内阻，该小组选择电阻箱R1与电流表等器材完成实验，请将图9 乙虚线框内的电路图补充完整(所选器材要标明符号)。

(4)按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后作出图像如图10所示，若图像的斜率为k，纵轴截距为b，则待测电池组的电动势E=_____，内阻r=____(用k、b表示，题中字母均为基本单位下的值)。

图10

三、解答题

11.某实验小组做风洞实验，俯视图如图11所示，实线表示一竖直墙壁，虚线与竖直墙壁垂直，风力水平向左，他们把一个质量m=0.3 kg的小球以初速度v0=5 m/s斜向上抛出，初速度v0方向与竖直墙壁间的夹角θ=37°，取重力加速度g=10 m/s2，小球受到的水平风力大小恒为2 N，风洞空间足够大，小球在运动过程中没有与风洞壁发生碰撞。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求:

图11

(1)小球的加速度大小。

(2)小球在虚线右侧运动的过程中离虚线所在竖直面最远时小球的位移。

(3)小球运动到虚线正下方时的速率。

12.如图12所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面上，质量均为m的金属棒1、2垂直放在导轨上，两金属棒接入电路的电阻均为R，垂直于导轨的虚线ef左侧有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，虚线ef右侧没有磁场。给金属棒1一个水平向右的初速度v0，已知金属棒2到达虚线ef前已做匀速运动，两金属棒不会发生碰撞，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，金属棒1出磁场时的速度刚好为零，求:

图12

(1)金属棒2从静止开始运动到虚线ef处的过程中，通过金属棒横截面的电荷量。

(2)整个过程中金属棒1 中产生的焦耳热和金属棒1克服安培力做的功。

13.如图13 所示，直流电源(不计内阻)与阻值为R1的定值电阻、滑动变阻器R2，以及水平放置的平行板电容器构成闭合回路，平行板电容器的板间距为d，板长为，板间存在垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出)。质量为m，带电荷量为-q的小球以某一水平初速度从电容器下极板左边缘无碰撞地进入电容器。已知重力加速度大小为g，电源电动势，小球向右飞入电容器的初速度，不计电场、磁场边缘效应，不计空气阻力。