物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，
用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷
上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷
一、选择题：本题共6 小题，每小题4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是
符合题目要求的。
1．2023年 12月 18日 23时 59 分，甘肃临夏州积石山县发生6．2 级地震。一直升机悬停在距离地面 100m
的上空，一消防战士沿竖直绳索从直升机下滑到地面救助受灾群众。若消防战士下滑的取大速度为 5m/s ，到
达地面的速度大小为1s ，加速和减速的最大加速度大小均为 a =1m/s2 ，则消防战士最快到达地面的时间为
（ ）A． 25． 1s B． 24． 1s C． 23． 1s D． 22． 1s
2．杜甫在《曲江》中写到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S 处，“蜻蜓点水”时形成一列
水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C 三点与S 在同一条直线上。图示时刻，A 在波谷与水平面的高度
差为H，B、C 在不同的波峰上。已知波速为v，A、B 在水平方向的距离为a，（ ）
2v
A．A 点振动频率为
a
3v
B．到达第一个波峰的时刻，C比A 滞后
a
2v
C．从图示时刻起，经过时间 ，B、C 之间的距离增大
a
v 3
D．从图示时刻开始计时，A 点的振动方程是 y= Hsin t +
a 2
238
3．一个静止的铀核（ 92 U ）发生a 衰变，释放的核能全部转化为新核和a 粒子的动能。己知真空中光速为
c，衰变瞬间a 粒子的动能为 Ek ，则此过程中的质量亏损 Dm 为（ ）
2E 117E 119E 2E
A． k B． k C． k D． k
117c2 119c2 117c2 119c2
4．在银河系中，双星系统的数量非常多。研究双星，不但对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意
义，而且对于了解银河系的形成与和演化，也是一个不可缺少的方面。假设在宇宙中远离其他星体的空间中存
在由两个质量分别为 4m 、m 的天体A、B 组成的双星系统，二者中心间的距离为L。a、b 两点为两天体所在
L
直线与天体B 表面的交点，天体B 的半径为 。已知引力常量为G，则A、B 两天体运动的周期和a、b 两点
5
处质量为 m0 的物体（视为质点）所受万有引力大小之差为（ ）
L3 L3 325Gmm L3 L3 325Gmm
A． 2 ,0 B． 2 , 0 C． ,0 D． , 0
5Gm 5Gm 36 L2 5Gm 5Gm 36 L2
5．如图甲所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左端连接阻值为 R =1.5 W 的电阻，导轨间距为
L =1m 。一长为 L =1m ，阻值为 r =0.5 W 的导体棒垂直放置在导轨上，到导轨左端的距离为 x0 =16m ，空
间中有垂直导轨平面向里均匀分布的磁场，磁感应强度随时间变化的图线如图乙所示。从 t = 0 时刻开始，导
体棒在外力作用下向左做初速度为零的匀加速直线运动，速度随时间变化的关系如图丙所示，在导体棒离开导
轨前的过程，已知净电荷量等于沿两个方向通过的电荷量代数差的绝对值，下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙 图丙
A．回路中的电流先逐渐增大后逐渐减小
B． 2 ~ 3s 内某时刻回路中电流方向发生变化
5
C． t = 1s 时导体棒所受安培力大小为 N 、方向向左
8
D．通过定值电阻R 的净电荷量为 40C
6．如图所示，将半径为R 的圆环固定在竖直平面内，O 为圆环的圆心，BC 为过圆环顶端的一条直径，现将
小球以初速度v从B 点正上方R 处的A 点沿水平方向抛出，小球落到圆环上的D 点， BOD =37 ；若将小
球以初速度 v1 从A 点沿相同的方向抛出时，小球的运动轨迹恰好与圆环相切 sin 37 = 0.6,cos37 = 0.8 ，
v
2- 3 = 0.3 ，忽略空气阻力，所有的平抛轨迹与圆环在同一竖直平面内，则 为（ ）
v1
51 1 41 41
A． B． C． D．
91 4 91 81
二、选择题：本题共4 小题，每小题5 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合
题目要求。全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。
7．如图，水面下方有一固定的线状单色光源S，光源倾斜放置，和竖直方向夹角满足 30 光的折射率为 1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，从水面上方看，该区域的形状可能 为（ ） A． B． C． D． 8．如图所示，阴极K 发射的电子（初速度可视为零）经电压为 U0 的电场加速后，从A 板上的小孔进入由A、 B 两平行金属板组成的电容为C 的电容器中，开始时B 板不带电，电子到达B 板后被吸收。己知电子的电荷 量为e，不计电子重力以及电子之间的相互作用，当电子不能到达B 板时（ ） A．在这之后，任何从小孔进入电容器的电子速度第一次减为0 所用的时间（从刚进入电容器时开始计时）相 等 B．B 板的电势和阴极K 的电势相等 C．B 板的电荷量为 CU0 D．电子从阴极K到B 板电势能一直减小 9．如图所示，空间中存在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场，长度为 3r 的线段AD 与电场线平行， B、C 是线段的三等分点。在D 点固定一带电荷量为 q1 的正点电荷a 后，A、C 两点的电场强度大小相等、方 向相反，再在B 点固定一带电荷量为 q2 的点电荷b，恰好使A 点的电场强度为零，已知静电力常量为k，则 （ ） 11 q 9 A．固定b 前，B 点的电场强度大小为 E B．a、b 带电荷量的关系为 1 = 20 q2 7 11kq q C．b 受到的合电场力大小为 1 2 D．固定b 后，A、C 两点的电势关系为 j>j 36r 2 c A 10．图甲所示为电梯的结构示意图，配重和轿厢质量均为 M 0 = 500kg ，A 与电机（未画出）相连，缆绳质量 以及其与滑轮B 间的摩擦均可忽略。家住 21 楼的小明要爸爸送他上幼儿园，电梯下行过程经加速、匀速、减 速三个阶段，最后停在一楼。已知小明质量为 m1 = 20kg ，爸爸的质量为 m2 = 60kg ，小明对轿厢底的压力随 时间变化的关系图像如图乙所示，重力加速度 g =10m / s2 。则下列说法正确的是（ ） 图甲 图乙 A．小明家所在楼栋楼层的平均高度为 3m B．加速阶段，缆绳对配重的拉力大小为 500N C．整个过程，电动机的最大功率为 2680W D．整个过程，电动机对外做的功大小为 51200J 第卷 三、填空题：本题共2 小题，共 16分。 11．（6 分） 长郡中学物理兴趣小组用如图1 所示的装置测量当地的重力加速度。将一带遮光条的小球用长为 L =100m． （L 远大于小球的半径）的细线悬挂在力传感器上（它能将数据实时传送到计算机上），在力传感器正下方适 当位置固定一光电门。实验步骤如下： 图 1 图2 （1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2 所示，则遮光条的宽度 d = ___________ mm 。 （2）在细线伸直的情况下从某一位置由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间t。此过程中力传 感器的示数一直在变化，应该记录力传感器示数的___________（填“最大值”“最小值”或“平均值”）作为 测量结果。 （3）改变小球的释放位置，多记录几组挡光时间t 和对应的力传感器的测量结果F。 1 （4）以 为横坐标，以F 为纵坐标，将得到的数据进行描点如图3 所示，则当地的重力加速度 g = ______ m / s2 t 2 （结果保留2 位有效数字）。 图3 12．（10 分） 小双想利用实验室的一个热敏电阻设计一个温度报警装置。查阅资料得到该热敏电阻的阻值 RT 随温度t 变化 的曲线如图1 所示。 图 1 图2 （1）利用下列器材设计实验电路，要求尽量准确地测量热敏电阻在 50 C 时的电阻值。 A．电源E：电动势为 9V ，内阻不计 B．电压表V：量程为 10V ，内阻未知 C．电流表G：量程为 10mA ，内阻 RG =50 W D．滑动变阻器 R1 （最大阻值为 50W ）；滑动变阻器 R2 （最大阻值为1000W ） E．待测热敏电阻 RT F．开关S，导线若干 请根据选择的合适器材，在图2 方框中画出实验电路图，并标出各元件的符号。 （2）若正确测量，某次电压表读数 V ，电流表读数 I = 8． 0mA 则热敏电阻在 50 C 时的阻值 RT = ________ W 。 （3）把电源E、热敏电阻 RT 、电阻箱R、蜂鸣器D 连接成如图3 电路。蜂鸣器D 内阻不计，当通过它的电 流超过 ID = 4mA 时，它就发出声音报警。若要求环境温度达到 50 C 时开始报警，电阻箱的阻值应调为 _______ W 。 图3 （4）实验时发现电路不工作。为排查电路故障，学生用电压表测量图3 中各接点间的电压合上开关S，一个 接线柱连接a，另一接线柱连接b 时指针不偏转，连接c 时指针偏转。S 若电路只有一处断路，则连接a 的是 电压表图3的__________（填“正”或“负”）接线柱，断路处可能在__________（填“ab间”或“bc间”）。 （5）故障排除后进行实验，发现环境温度达到 52 C 时才开始报警，为了实现 50 C 时报警，应将电阻箱的阻 值适当调__________（填“大”或“小”）。 四、计算题：本题共3 小题，其中第 13题 10 分，第 14题 12 分，第 15题 18 分，共 40 分。写 出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13．（10 分） 如图所示是王同学家新买的某品牌5 座小汽车油箱盖里面的标牌，标牌内容为厂家建议冷态时（汽车静止停放 时）轮胎充气压力标准，王同学通过上网查询得知1bar=100kP ，王同学一家人利用寒假满载行李进行中国红 色文化自驾游。出发前汽车停放在室温为 27 C 的地下车库，根据厂家建议，王同学把汽车后轮胎压充气调整 为 2． 8bar ，王同学一家人驾驶该汽车在高速公路连续行驶了4 小时后开进了服务区，刚到服务区时王同学发 现汽车胎压仪表盘上显示车后轮胎压为 3． 36bar ，己知轮胎内气体可看作理想气体，车胎的容积可视为不变， 热力学温度与摄氏温度的关系T =1 + 273K 。 求： （1）汽车开进服务区时，后轮胎内气体的温度： （2）汽车开进服务区后，王同学立即从后轮胎内放出一部分气体让胎压回到 2． 8bar ，若放气前后轮胎内气体 的温度不变，则从后轮胎内放出气体的质量占后轮胎内气体总质量的百分比。（结果保留三位有效数字） 14．（12 分） 可利用如图所示装置测量滑块与某些材料间的动摩擦因数。将原长为L 的轻质弹簧放置在光滑水平面AB上， 一端固定在A 点，另一端与滑块P（可视为质点，质量为m）接触但不连接，AB 的长度为 2R （ 2RL>），B 端与半径为L 的光滑半圆轨道 BCD 相切，C 点与圆心O 等高，D点在O 点的正上方，是半圆轨道的最高点， 用滑块P 将弹簧压缩至E 点（图中未画出），AE 的长度为R，静止释放后，滑块P 刚好能到达半圆轨道的最 高点D；在水平面AB 上铺被测材料薄膜，滑块P仍从E 点由静止释放，恰能运动到半圆轨道上的F点，O、 F 连线与OC 的夹角为 53 ，重力加速度为g， sin 53 = 0． 8。 （1）求滑块P 与被测材料间的动摩擦因数； （2）在不撤去被测材料的基础上仅将滑块P 换为质量 2m 的同种材质的滑块Q，滑块Q 最终不与弹簧接触， 试判断滑块Q 由静止释放后能否压缩弹簧2 次。 15．（18 分） 制造芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹，如图所示，区域I 中正交的电磁场构成了一个速度选 择器，右侧足够大的长方体被分成两个区域，区域中存在竖直向上的匀强磁场，区域中存在水平向左的匀 强电场。质量为m，带电荷量为 +q 的粒子从区域I 左侧的小孔O 以垂直电磁场方向的速度 v0 射入，该粒子沿 直线穿越区域I，从右侧的小孔 O 离开，沿直线由P 点进入区域，P 点到区域、边界的距离为d，粒子 由区域、边界上的Q 点（未画出）进入区域，Q 点到长方体左侧面的距离为 3d ，最终粒子运动到长 方体左侧面的S 点，粒子在S 点的速度与左侧面的夹角为 60 ，忽略粒子的重力。 （1）求区域中磁感应强度的大小； （2）求区域中电场强度的大小以及S 点到区域、边界的距离； （3）将区域I 中的磁感应强度变为原来的2 倍，改变粒子的速度，粒子仍从O 点射入，结果发现粒子仍沿直 线由P 射入区域，求该粒子第二次运动到长方体左侧面时到区域、边界的距离。 长郡中学 2024 届高三模拟考试（一） 物理参考答案 一、选择题：本题共6 小题，每小题4 分，共 24分。 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B D C B B A 二、选择题：本题共4 小题，每小题5 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求。全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。 题号 7 8 9 10 答案 AC ABC AC CD 三、填空题：本题共2 小题，共 16分。 11．（6 分，每空2 分） （1）5．40 （2）最大值 （4）9．5 12．（10 分，每空1 分） （1） （4 分） 图 1 图2 （2）750 （3）1500（2 分） （4）正 bc间 （5）小 四、计算题：本题共3 小题，其中第 13题 10 分，第 14题 12 分，第 15题 18 分，共 40 分。写 出必要的推理过程，仅有结果不得分。 5 13．（10 分）【解析】（1）对车胎内气体分析，出发前压强为p1 =2.8bar = 2.8 10 Pa ， 温度为 t1 =27 C ， 5 到服务区时压强为 p2 =3.36bar = 3.36 10 Pa ，温度为 t2 车胎的容积可视为不变， p p 根据查理定律，得 1= 2 273+t1 273 + t 2 代入数据解得 t2 =87 C ． 5 （2）设轮胎容积为V，放气后压强为 p3= p 1 =2.8bar = 2.8 10 Pa ， 设在该压强下体积变为V ， 放气前后轮胎内气体的温度不变 根据玻意耳定律，得 p2 V= p 3 V 代入数据解得V =1.2V 从后轮胎内放出气体的质量 Dm D-m 1.2V V 1 占后轮胎内气体总质量m 的百分比为 = = 100% 16.7% 。 m 1.2V 6 14．（12 分）【解析】滑块P 到达半圆轨道最高点D 点时，只有滑块P 的重力提供向心力， v2 有 mD = mg 。 L 滑块P从E 点运动到D 点的过程， 1 5 由机械能守恒定律有 E= mv2 +2 mgL = mgL 。 p 2D 2 水平面AB 上铺上被测材料薄膜后，滑块P 到达F 点时， 只有滑块P 重力沿半径方向的分力提供向心力 v2 有 mF = mg sin 53 L 1 由能量守恒定律可得 E= mv2 + mg L + Lsin 53 + fR p 2 F 又 f= m mg 3L 联立解得 m = 10R （2）当换成滑块Q 后，假设滑块Q 滑不到C 处， 由能量守恒定律得 Ep =2m mgR + 2 mgh 19L 解得 h=< L 20 则假设成立，滑块Q 第一次释放后 没有脱离半圆轨道 由能量守恒定律可得 Ep = 2m mgx 1 解得 x= 4 R 6 若滑块Q 下滑后都运动到E 点，可知释放后滑块Q 可以再运动到E 点两次，而实际上，滑块下滑后都只能运 动到E 点左侧，故释放后滑块Q 可以压缩弹簧两次。 15．（18 分）【解析】（1）以过P 点垂直纸面向里的直线为y 轴，y 轴与区域如II、边界的交点为原点，水平 向右为x 轴，作出粒子运动轨迹的俯视图如图中1 所示。 设粒子在磁场中运动时的轨迹半径为R， 由几何关系得， R2=( 3 d ) 2 + ( R - d ) 2 ． 解得 R= 2 d ． v2 由牛顿第二定律得 qv B= m 0 0 R mv 由以上解得 B = 0 2qd （2）粒子经过Q 点时，由几何关系可知速度方向与x 轴正方向的夹角为 q =60 1 3 则有 v= vcosq = v , v = v sin q = v 。 1 02 0 2 0 2 0 粒子在区域中做类斜抛运动， 沿y 轴负方向以大小为 v2 的速度做匀速直线运动， 设粒子回到长方体左侧面时的速度为 vs ， 则有 v4= v 5 cos60 ． 又 v4= v 2 解得 vs = 3 v0 3 所以 v= vsin 60 = v 3S 2 0 设粒子由Q到S 的时间为t，则由运动学公式可知， 粒子在x 轴方向的位移大小 v- v v 3d=3 1 t = 0 t 2 2