物 理
注意事项：
1．本卷满分 100 分，考试时间 75 分钟。答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和
答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在
试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答
题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符合
题目要求，每小题4 分；第 8~10 题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得6 分，选对但不
全的得3 分，有选错的得0分。
1．来自外太空的宇宙射线在进入地球大气层后，可能会与大气中的氮原子作用而产生质子。中子与氮 14 发生
14 1 14 1 14
的核反应方程是： 7N+ 0 n 6 C + 1 H ，产生的 6 C 不够稳定，能自发的进行 b 衰变，其半衰期为 5730年。
14
考古学家可利用 6 C 的衰变规律推断出古木的年代，下列说法正确的是（ ）
14 13
A． 6 C 发生 b 衰变的生成物是 7 N
14
B． 6 C 的半衰期随温度的降低而变长
C． b 衰变辐射出的粒子是碳原子核外电子跃迁产生的
1
D．若测得一古木样品的 14 C 含量为活体植物的 ，可知该古木距今约 11460年
6 4
2．某物体在竖直方向做直线运动的 v- t 图像如图所示。若选向上为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．0~1s 内，物体处于超重状态B．0~2s 内，物体的平均速度大小为 3m/s
C． t = 2s 时，物体的速度、加速度均等于零D． t = 4s 时，物体离出发点最远
3．如图所示，EFGH 为柱状玻璃砖的横截面，EHG 是以O 为圆心的一段圆弧，H 为圆弧的中点，圆弧 EHG
刚好与EF 边和FG 边相切，圆弧的半径为R， EFG =90 。一束单色光照射在EF 边的中点D，入射角为
i =45 ，进入玻璃砖后，折射光线从圆弧上射出后刚好过圆弧的圆心O。光在真空中的传播速度为c，不考
虑光在圆弧上的反射，下列说法正确的是（ ）
5 10
A．玻璃砖对光的折射率为 B．光在玻璃砖中的传播速度为 c
2 5
10 5 2- 2 5
．光在玻璃砖中的传播距离为 ．光在玻璃砖中传播的时间为
C -1 R D R
2 4c
4．如图甲所示，AB 是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下沿AB由A点
运动到B 点，其电势能 Ep 随距A 点的距离x 变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电场的方向由A 指向B
B．A 点的电场强度小于B 点的电场强度
C．电子在A 点的速度小于在B 点的速度
D．若一质子以同一初速度由A 点释放，一定能运动到B点
5．如图甲所示，汽车的后备箱里水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直，当汽
车以恒定速率通过如图乙所示的三个半径依次变小的水平圆弧形弯道 ABC 时，木箱及箱内工件均保持相对静
止。从汽车行驶方向上看，下列说法正确的是（ ）
A．Q和M对P 的支持力大小始终相等
B．汽车过A 点时，汽车重心的角速度最小
C．汽车过A、B、C 三点时工件P 受到的合外力大小相等
D．汽车过A、C 两点时，M对P 的支持力小于Q对P 的支持力
6．2023年5月 30日9时 31 分，神州 16 号载人飞船进入太空，经5 次自主变轨成功与天和核心舱径向对接，
标志着我国已经成为了航天大国。天和核心舱的轨道可近似看成圆轨道，离地面高度约 390 千米。已知地球同
步卫星距地球表面高度约为 36000km，下列说法正确的是（ ）
A．飞船运载火箭发射过程中，宇航员处于失重状态
B．神州 16 号飞船在变轨到更高轨道过程中，需要点火减速
C．天和核心舱的向心加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度
D．天和核心舱在轨道上运行时，与太阳的连线在相同时间内扫过的面积是相等的
7．如图所示是某款手摇点火器的原理图，当钢针和金属板间瞬时电压超过 5000V 时可以产生电火花。已知匀
强磁场的磁感应强度大小为 B = 0.2T ，手摇发电机线圈的面积为 S = 0.25m2 ，共 50 匝，不计内阻，变压器
为理想变压器，其原、副线圈匝数比为1:100 。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为 5V 时，点火器可以产生电火花
B．只有当电压表示数超过 50V 时，点火器才能产生电火花
C．线圈转速为 2r/s 时，点火器可以产生电火花
D．线圈转速为 5r/s 时，1s 内点火器可以产生 10 次电火花
8．某同学用单摆测量学校的重力加速度大小，他通过改变摆长L，测出几组对应的周期T，并作出 TL2 - 图
像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．应选用质量小、体积也小的小球做实验
B．应从摆球经过最低点时开始计时
C．图像不过坐标原点的原因可能是摆长测量值偏大
D．通过作出TL2 - 图像处理数据来求得重力加速度，可消除因摆球质量分布不均匀而导致的系统误差
9．我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m 的某新能源汽车在水平路面上
以恒定加速度a 启动，其 v- t 图像如图所示，其中OA 段和BC 段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为
P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（ ）
P
A．汽车做匀加速运动的最大速度 v =
1 ma
P
B．汽车能达到的最大行驶速度 v =
2 ma- f
v P
C．汽车速度为 1 时的功率为 P =
2 2
v+ v 2P f
D．汽车速度为 1 2 时的加速度大小为 a = -
2 m v1+ v 2 m
10．如图所示，半径为R 的一圆形区域，O 为圆心，P 为边界上的一点，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，
磁感应强度大小为B。电荷量为q、质量为m 的相同带电粒子a、b（不计重力）从P 点先后以大小相等的速
qBR
率 v = 射入磁场，粒子a 正对圆心射入，粒子b 射入磁场时的速度方向与粒子a 射入时的速度方向夹角
m
为q =30 。下列说法正确的是（ ）
p m
A．两粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为RB．a 粒子在磁场中运动的时间为
qB
2p m
C．b 粒子在磁场中运动的时间为 D．a、b 粒子离开磁场时的速度方向夹角为 30
3qB
二、非选择题：本题共5 小题，共 54分．
11．（6 分）某同学用如图甲所示的装置“验证牛顿第二定律”，打点计时器使用的交流电频率为 50Hz，纸带
每打5 个点选一个计数点。已知重物的质量为m，重力加速度为g，滑轮重力不计。
（1）为了能完成该实验，下列操作正确的是______。
A．保证小车的质量远大于重物的质量
B．调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
C．实验开始时应先释放小车，后接通电源
D．将长木板左端垫高适当角度，以平衡长木板对小车的摩擦力
（2）由如图乙所示纸带，可求得小车的加速度大小为 a = ______ m/s2 。（保留两位有效数字）
（3）若实验中弹簧测力计读数 F = ______，则说明牛顿第二定律成立。（用字母m、g、a 表示）
12．（8 分）某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻，实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量
程为 0~0.1A）、电压表V（量程为 0~3V）、滑动变阻器（最大阻值 5W ，额定电流 2A）、定值电阻 R1 =20 W 、
定值电阻 R2 =60 W 、多用电表、开关和导线若干。
（1）某同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的
______（选“正”或“负”）接线柱，黑表笔接触电流表的另一接线柱。将欧姆表倍率调为“1”挡，经过欧
姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，则电流表内阻为 RA = ______ W 。
（2）另一同学想利用如图乙所示电路测量电流表的内阻。
请在图丙中用笔画线代替导线完善实物图连线。
为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，则保护电阻应使用
______（选“ R1 ”或“ R2 ”）。
电路接通后，把滑动变阻器的滑片滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内
阻 RA = ______。（用题中所给物理量字母符号表示）
13．（10 分）某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积
S =100cm2 、质量 m =1kg 的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度
TA = 300K 、活塞与容器底的距离 h =15cm 的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升
d =1cm 恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度 TC = 360K
的状态C 时触动报警器。从状态A 到状态C 的过程中，气体内能增加了 DU =140J ，大气压强
5 2
p0 =0.99 10 Pa ，重力加速度g取 10m/s ，求：
（1）气体在状态C 时的压强；
（2）气体由状态A 到状态C 过程中，从外界吸收的热量Q。
14．（12 分）如图所示，两根轻绳连接质量为m 的小球P，右侧绳一端固定于A 点，左侧绳通过光滑定滑轮B
连接一物块Q，质量相等的物块Q、N 通过一轻弹簧连接，整个系统处于静止状态时，小球P 位于图示位置，
PA、PB 两绳与水平方向的夹角分别为 53和 37，此时物块N 与地面的压力恰好为零。现将小球P 托至与A、
B 两点等高的水平线上，两绳均拉直且恰好无弹力，由静止释放小球P。已知PA 绳长为L， sin 37 = 0.6 ，
cos37 = 0.8 ，重力加速度为g，求：
（1）物块Q 的质量M；
（2）小球P 运动到图示位置时，物块Q 的速度大小v；
（3）小球P 从释放到图示位置过程中，轻绳对物体Q 做的功W。
15．（18 分）如图所示，相距为L 的光滑平行水平金属导轨MN、PQ，在M 点和P 点间连接一个阻值为R的
定值电阻。一质量为m、电阻也为R、长度也刚好为L 的导体棒垂直搁在导轨上的a、b 两点间，在导轨间加
一垂直于导轨平面竖直向下的有界匀强磁场，磁场宽度为d，磁感应强度大小为B，磁场左边界到 ab 的距离
为d。现用一个水平向右、大小为F 的力拉导体棒，使导体棒从a、b 处由静止开始运动，导体棒进入磁场瞬
间，拉力方向不变、大小变为2F。已知导体棒离开磁场前已做匀速直线运动，导体棒与导轨始终保持良好接
触，导轨电阻不计。求：
（1）导体棒进入磁场瞬间，定值电阻两端的电压；
（2）导体棒通过磁场区域的过程中，导体棒上产生的焦耳热；
（3）若要使导体棒进入磁场后一直做匀速运动，磁场左边界到 ab 的距离应调整为多少？
2023~2024 学年度高三年级第二次模拟物理
参考答案
14 14 0 14 14
1．D 根据 6C 7 N +- 1 e ，即 6 C 发生 b 衰变的产物是 7 N ，A 错误；半衰期与外界环境无关，B 错误；b
14
衰变辐射出的粒子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，C 错误；若测得一古木样品的 6 C 含量为
1
活体植物的 ，可知经过了2 个半衰期，则该古木距今约为 57302 年11460 年，D 正确。
4
2．A 由图可知，0~1s 内，物体向上做加速运动，则物体的加速度方向向上，故物体处于超重状态，A 正确；
0~2s 内，如果物体沿正方向先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，最大速度为 6m/s， v- t 图像如图所示，
v
则 0~2s 内，物体的平均速度大小为 v = = 3m/s ，但物体先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的减速
2
运动，故 0~2s 内，物体的平均速度大于 3m/s，B 错误；由图可知， t = 2s 时，物体的速度为零，图线的斜率
最大，既加速度最大，C 错误；0~2s 内，物体沿正方向运动，2~4s 内，物体沿负方向运动，故 4s 时，物体回
到出发点，D 错误。
ED 5 sini 10
3．B 光路如图所示．设折射角为r，则 sin r = = ，故玻璃砖对光的折射率 n = = ，A错
OD 5 sinr 2
c 10 5
误；光在玻璃砖中传播的速度 ， 正确；光在玻璃砖中传播的距离 ， 错误；
v= = c B s= -1 R C
n 5 2
s 5 2- 2 10 R
光在玻璃砖中传播的时间 t = = ，D 错误。
v4 c
4．C 由图乙可知，电子的电势能减小，则电场力做正功，故电子的速度变大，又电子带负电，故电场的方
向由B指向A，A 错误、C 正确； Ep - x 图像的斜率表示电场力，可知A 点的电场强度大于B 点的电场强度，
B 错误；由电场强度方向可知，质子所受电场力做负功，质子有可能运动到B 点前减速到零，D 错误。
5．B 汽车过A、B、C 三点时做匀速圆周运动，合外力指向圆弧的圆心，故对工件P 受力分析，A、C 两点
合外力向左，B 点合外力向右，故Q和M对P 的支持力大小不是始终相等，A 错误；汽车过A 点时，由角速
v
度与线速度关系w = 可知，在A 点圆弧轨道半径最大，故汽车重心的角速度最小，B 正确；根据合外力提供
r
mv2
向心力，有 F = ，当汽车以恒定速率通过半径依次变小的A、B、C 三点时，工件P 受到的合外力大小
合 r
依次在增大，C 错误；汽车过A、C 两点时，所受的合外力向左，故M对P 的支持力大于Q对P 的支持力，D
错误。
6．C 飞船运载火箭发射过程中，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，A 错误；神州 16 号飞船在变轨到
GMm
更高轨道的过程中，需点火加速做离心运动，B 错误；根据万有引力提供向心力，有 = ma ，解得
r 2 n
GM
a = ，由于天和核心舱的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则天和核心舱的向心加速度大于地球
n r 2
2
同步卫星的向心加速度，根据 an = w r ，可知地球同步卫星的向心加速度大于赤道上随地球自转的物体的向
心加速度，故天和核心舱的向心加速度大于在赤道上随地球自转的物体的向心加速度，C 正确；天和核心舱在
轨道上绕地球运行时，根据开普勒第二定律可知，天和核心舱与地球的连线在相同时间内扫过的面积是相等的，
但与太阳的连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，D 错误。
U1m n 1 1
7．D 根据变压器原、副线圈的数比等于电压比，有 = = ，令U2m = 5000V ，解得
U2m n 2 100
U
U = 50V ，电压表的示数为原线圈两端的电压有效值，刚点火时有U =1m = 25 2V ，电压表的示数为
1m V 2
5V 时，点火器不能产生电火花，只有当电压表示数超过 25 2V 时，点火器才能产生电火花，A、B 错误；线
圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值，即
UE1m= m ，设线圈转速为n，则发电机的最大电动势为 Em = NBSw = NBS 2 p n = 50V ，解得
10
n =r/s 3.18r/s ，故线圈转速为 2r/s 时，点火器不能产生电火花，线圈转速为 5r/s 时，副线圈的电压最大
p
值超过了 5000V，能产生电火花，且 1s 内点火器产生电火花的次数为 N=2 n = 10 ，C 错误、D 正确。
8．BD 为了减小空气阻力的影响，应选用质量大、体积小的小球做实验，A 错误；为了减小误差，应从摆球
L+ r
经过最低点开始计时，B 正确；设摆线长度为L，小球半径为r，根据单摆公式可得 T = 2p ，化简可
g
4p2 4 p 2
得T 2 = L + r ，可知图像不过坐标原点的原因可能是测量摆长时，忘记加上小球的半径，C 错误；
g g
4p 2
TL2 - 图像的斜率为 k = ，通过作出TL2 - 图像处理数据来求得重力加速度，可消除因摆球质量分布不
g
均匀而导致的系统误差，D 正确。
9．CD 根据牛顿第二定律有 F- f = ma ，解得 F= f + ma ，则汽车做匀加速运动的最大速度
PP P
v = = ，A 错误；当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即 v = ，B 错误；汽车速
1 F f+ ma 2 f
v v P v+ v PP2
度为 1 时，功率为 P = F 1 = ，C 正确；汽车速度为 1 2 时，牵引力大小为 F = = ，
v+ v
2 2 2 2 1 2 v1+ v 2
2
2P f
根据牛顿第二定律有 F- f = ma ，解得 a = - ，D 正确。
m v1+ v 2 m
v2
10．AC 由洛伦兹力提供向心力，有 qvB= m ，解得 r= R ，A 正确；粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，
r
2pr 2 p m
粒子a、b 在磁场中的运动周期均为 T = = ，由轨迹图可知q = 90 和q =120 ，则a、b 粒子在
v qB a b
q p m q 2p m
磁场中的运动时间分别为 t=a T = 和 t=b T = ，B 错误、C 正确；由图中轨迹可知，a、
a 360 2qB b 360 3qB
b 粒子离磁场时的速度方向都与OP 方向垂直，即a、b 粒子离开磁场时的速度方向平行，D 错误。
m
11．（1）B （2）0.93 （3） 2g- a （其他形式合理也对）（每空2 分）
4
解析：（1）绳子中的拉力大小可由弹簧测力计的示数直接读出，A 错误；要使弹簧测力计的示数稳定，需调节
滑轮的高度，使细线与长木板平行，B 正确；为了完整地记录运动过程，应先接通电源，后释放小车，C 错误；
实验中以重物为研究对象验证牛顿第二定律，故无需平衡长木板对小车的摩擦力，D 错误。
（2）根据题意可知，纸带上相邻计数点的时间间隔T =5 0.02s = 0.1s ，根据逐差法可得小车的加速度大小
s- s 0.1636-- 0.0632 0.0632
为 a =CE AC =m/s2 = 0.93m/s 2 。
2T 2 2 0.1 2
（3）由图甲可知，弹簧测力计的示数等于绳子的拉力，且小车加速度为重物加速度的两倍，对重物有
a m
mg - 2F =m ，解得 F=2 g - a 。
2 4
U
12．（1）负（1 分） 9.0（1 分） （2）见解析图（2 分） R （2 分） - R （2 分）
1 I 1
解析：（1）电流需从多用电表红表笔流入，故红表笔应接触电流表的负接线柱；欧姆表读数为
9.0 1 W = 9.0 W 。
（2）根据图乙所示电路图，实物连线如图所示。
U 3
由欧姆定律可知，当电压表、电流表均满偏时，此时电路中的电阻为 R = = W =30 W ，此时
I 0.1
RRR0= - A 21 W ，故选择 R1 较合理。
U U
由欧姆定律有 I = ，解得 RRA= - 1 。
RRA+ 1 I
5
13．解：（1）气体在状态A 时，有 pA S= p0 S + mg （1 分） 解得 pA =1 10 Pa （1 分）
气体由状态A 到状态B 过程中，气体的压强不变，由盖—吕萨克定律有
hS h+ d S
= （1 分） 解得TB = 320K （1 分）
TTAB
p p
气体由状态B 到状态C 过程中，气体的体积不变，由查理定律有 B = C （1 分）
TTBC
5
解得 pC =1.125 10 Pa （1 分）
（2）气体从状态A 到状态C 的过程中，气体对外做的功为 W= pA Sd =10J （2 分）
由热力学第一定律有 DUQW = - （1 分） 解得 Q =150J （1 分）
T
14．解：（1）对小球P 受力分析，有 sin37 = B （1 分）
mg
3
对物块N和Q 整体受力分析，有 2Mg= T （1 分） 联立解得 M= m （2 分）
B 10
（2）由关联速度可知，此时小球P 和物块Q 的速度大小相等