華中師范大學(xué)新2024年高考物理三模試卷含解析

華中師范大學(xué)新2024年高考物理三模試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、在軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的空間站中，有如圖所示的裝置，半徑分別為r和R（R＞r）的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是（）A．小球在CD間由于摩擦力而做減速運(yùn)動B．小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時比經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時速度大C．如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達(dá)乙軌道的最高點(diǎn)D．小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時對軌道的壓力2、如圖甲所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源（忽略內(nèi)阻）。通過改變電路中的元件參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電，對應(yīng)的電荷量q隨著時間t變化的曲線如圖乙中的a、b所示。曲線形狀由a變化為b，是由于（）A．電阻R變大B．電阻R減小C．電源電動勢E變大D．電源電動勢E減小3、一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平面上，先向右做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為，經(jīng)過時間后加速度變?yōu)榱?；又運(yùn)動時間后，質(zhì)點(diǎn)加速度方向變?yōu)橄蜃?，且大小為，再?jīng)過時間后質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)。以出發(fā)時刻為計時零點(diǎn)，則在這一過程中（）A．B．質(zhì)點(diǎn)向右運(yùn)動的最大位移為C．質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小為D．最后一個時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移大小和路程之比為3∶54、如圖所示，一沿水平方向的勻強(qiáng)磁場分布在豎直高度為2L的某矩形區(qū)域內(nèi)（寬度足夠大），該區(qū)域的上下邊界MN、PS是水平的．有一邊長為L的正方形導(dǎo)線框abcd從距離磁場上邊界MN的某高處由靜止釋放下落而穿過該磁場區(qū)域．已知當(dāng)線框的ab邊到達(dá)MN時線框剛好做勻速直線運(yùn)動（以此時開始計時），以MN處為坐標(biāo)原點(diǎn)，取如圖坐標(biāo)軸x，并規(guī)定逆時針方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，則關(guān)于線框中的感應(yīng)電流與ab邊的位置坐標(biāo)x間的以下圖線中，可能正確的是A． B．C． D．5、小明乘坐豎直電梯經(jīng)過1min可達(dá)頂樓，已知電梯在t=0時由靜止開始上升，取豎直向上為正方向，該電梯的加速度a隨時間t的變化圖像如圖所示。若電梯受力簡化為只受重力與繩索拉力，則A．t=4.5s時，電梯處于失重狀態(tài)B．在5～55s時間內(nèi)，繩索拉力最小C．t=59.5s時，電梯處于超重狀態(tài)D．t=60s時，繩索拉力的功率恰好為零6、如圖所示，一個帶正電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度為若加上一個垂直于紙面指向紙外的方向的磁場，則物體滑到底端時（）A．v變大 B．v變小 C．v不變 D．不能確定二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、將一個小球豎直向上拋出，碰到高處的天花板后反彈，并豎直向下運(yùn)動回到拋出點(diǎn)，若反彈的速度大小是碰撞前速度大小的0.65倍，小球上升的時間為1s，下落的時間為1.2s，重力加速度取，不計空氣阻力和小球與天花板的碰撞時間，則下列說法正確的是A．小球與天花板碰撞前的速度大小為B．小球與天花板碰撞前的速度大小為C．拋出點(diǎn)到天花板的高度為D．拋出點(diǎn)到天花板的高度為8、如圖所示，半圓是由一條光滑的桿彎曲而成的。帶有小孔的小球穿在桿上，在水平拉力的作用下小球由點(diǎn)開始緩慢升高，此過程中半圓豎直，固定不動，連線水平。在小球緩慢上升的過程中，有關(guān)水平拉力、桿對小球的作用力的變化情況，下列說法正確的是A．逐漸變大B．逐漸變小C．逐漸變大D．逐漸變小，9、如圖所示，小球A、B、C通過鉸鏈與兩根長為L的輕桿相連，ABC位于豎直面內(nèi)且成正三角形，其中A、C置于水平面上?，F(xiàn)將球B由靜止釋放，球A、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動，三小球的運(yùn)動始終在同一豎直平面內(nèi)。已知，不計摩擦，重力加速度為g。則球B由靜止釋放至落地的過程中，下列說法正確的是（）A．球B的機(jī)械能先減小后增大B．球B落地的速度大小為C．球A對地面的壓力一直大于mgD．球B落地地點(diǎn)位于初始位置正下方10、如圖是傾角θ=37°的光滑絕緣斜面在紙面內(nèi)的截面圖。一長為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直紙面放在斜面上，現(xiàn)給導(dǎo)體棒通人電流強(qiáng)度為I，并在垂直于導(dǎo)體棒的平面內(nèi)加勻強(qiáng)磁場，要使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，sin37°=0.6，cos37°=0.8.則以下說法正確的是（）A．所加磁場方向與x軸正方向的夾角α的范圍應(yīng)為B．所加磁場方向與x軸正方向的夾角α的范圍應(yīng)為C．所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為D．所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖（a）所示的電路測量某待測電阻的阻值。為標(biāo)準(zhǔn)定值阻（），V1、V2均為理想電壓表，為單刀開關(guān)，為電源，為滑動變阻器。請完成以下問題(1)閉合S前，滑動變阻器的滑動端應(yīng)置于_______________填“a”或“b”）端；(2)閉合S后將滑動變阻器的滑動端置于某一位置，若電壓表V1、V2的示數(shù)為、，則待測電阻阻值的表達(dá)式________（用、、表示）；(3)改變滑動變阻器滑動端的位置，得到多組、數(shù)據(jù)，用計算機(jī)繪制出的圖線，如圖（b）所示，根據(jù)圖線求得________（保留1位小數(shù)）；(4)按照原理圖（a），將圖（c）中實(shí)物連線補(bǔ)畫完整_____________。12．（12分）某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時，把數(shù)據(jù)記錄在表格中，數(shù)據(jù)是按加速度大小排列的，第8組數(shù)據(jù)中小車質(zhì)量和加速度數(shù)據(jù)漏記組號F/Nm/kga/m?s210.290.860.3420.140.360.3930.290.610.4840.190.360.5350.240.360.6760.290.410.7170.290.360.8180.2990.340.360.94(1)該同學(xué)又找到了第8組數(shù)據(jù)對應(yīng)的紙帶以及小車質(zhì)量，紙帶如圖乙所示。已知打點(diǎn)計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出來的點(diǎn)未畫出。請你幫助該同學(xué)求出第8組中的加速度a=___m/s2；(2)如果要研究加速度與力的關(guān)系，需取表格中___組數(shù)據(jù)（填組號），做圖像；如果要研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，需取表格中____組數(shù)據(jù)（填組號），做圖像。這種研究方法叫做_____法；(3)做出圖像如圖丙所示，由圖像_____（填“可以”或“不可以”）判斷a與m成正比。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，MN和M′N′為兩豎直放置的平行光滑長直金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L。在導(dǎo)軌的下部有垂直于導(dǎo)軌所在平面、方向向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。在導(dǎo)軌的MM′端連接電容為C、擊穿電壓為Ub、正對面積為S、極板間可認(rèn)為是真空、極板間距為d的平行板電容器。在t＝0時無初速度地釋放金屬棒ef，金屬棒ef的長度為L、質(zhì)量為m、電阻可忽略不計．假設(shè)導(dǎo)軌足夠長，磁場區(qū)域足夠大，金屬棒ef與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌和各接觸處的電阻不計，電路的電感、空氣的阻力可忽略，已知重力加速度為g。(1)求電容器兩端的電壓達(dá)到擊穿電壓所用的時間；(2)金屬棒ef下落的過程中，速度逐漸變大，感應(yīng)電動勢逐漸變大，電容器極板上的電荷量逐漸增加，兩極板間存儲的電場能也逐漸增加。單位體積內(nèi)所包含的電場能稱為電場的能量密度。已知兩極板間為真空時平行板電容器的電容大小可表示為C＝。試證明平行板電容器兩極板間的空間內(nèi)的電場能量密度ω與電場強(qiáng)度E的平方成正比，并求出比例系數(shù)(結(jié)果用ε0和數(shù)字的組合表示)。14．（16分）在納米技術(shù)中需要移動或修補(bǔ)原子，必須使在不停地做熱運(yùn)動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光致冷”的技術(shù)。即利用激光作用于原子，使原子運(yùn)動速率變慢，從而溫度降低。(1)若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光致冷”與下述的力學(xué)模型相似。如圖所示，一輛質(zhì)量為m的小車（左側(cè)固定一輕質(zhì)擋板以速度v0水平向右運(yùn)動；一個動量大小為p。質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小車后動量變?yōu)榱?；緊接著不斷重復(fù)上述過程，最終小車將停下來。設(shè)地面光滑。求：①第一個小球入射后，小車的速度大小v1；②從第一個小球入射開始計數(shù)到小車停止運(yùn)動，共入射多少個小球?(2)近代物理認(rèn)為，原子吸收光子的條件是入射光的頻率接近于原子吸收光譜線的中心頻率如圖所示，現(xiàn)有一個原子A水平向右運(yùn)動，激光束a和激光束b分別從左右射向原子A，兩束激光的頻率相同且都略低于原子吸收光譜線的中心頻率、請分析：①哪束激光能被原子A吸收?并說明理由；②說出原子A吸收光子后的運(yùn)動速度增大還是減小。15．（12分）對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，可以更加深刻地理解其物理本質(zhì)。（1）單個微小粒子撞擊巨大物體的力是局部而短促的脈沖，但大量粒子撞擊物體的平均效果是均勻而持續(xù)的力。我們假定單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n，每個粒子的質(zhì)量為m，粒子運(yùn)動速率均為v。如果所有粒子都垂直物體表面運(yùn)動并與其碰撞，利用所學(xué)力學(xué)知識，導(dǎo)出物體表面單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系。（2）實(shí)際上大量粒子運(yùn)動的速率不盡相同。如果某容器中速率處于100~200m/s區(qū)間的粒子約占總數(shù)的10%，而速率處于700~800m/s區(qū)間的粒子約占總數(shù)的5%，論證：上述兩部分粒子，哪部分粒子對容器壁的壓力貢獻(xiàn)更大。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】在空間站中，所有物體都處于完全失重狀態(tài)，任何物體間都沒有相互作用力，小球在CD運(yùn)動時所受彈力為零，摩擦力為零，A錯；由于處于完全失重狀態(tài)，小球運(yùn)動到兩個最高點(diǎn)時沒有外力做功，機(jī)械能守恒，運(yùn)動到最高點(diǎn)速度大小相同，B錯；C錯；小球做圓周運(yùn)動的向心力由彈力提供，有，D對；2、A【解析】

由圖象可以看出，最終電容器所帶電荷量沒有發(fā)生變化，只是充電時間發(fā)生了變化，說明電容器兩端電壓沒有發(fā)生變化，即電源的電動勢不變，而是電路中電阻的阻值發(fā)生了變化。圖象b比圖象a的時間變長了，說明充電電流變小了，即電阻變大了，故A正確，BCD錯誤。故選A。3、C【解析】

A．以向右為正方向，由速度公式有由題意知由位移公式得，，解得故A錯誤；B．根據(jù)題意，作出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的圖象，如圖所示，設(shè)向右從減速到0所用的時間為，則有又解得根據(jù)圖象的面積表示位移大小可知，質(zhì)點(diǎn)向右運(yùn)動的最大位移故B錯誤；C．質(zhì)點(diǎn)回到出發(fā)點(diǎn)時所用的時間為則對應(yīng)的速度大小為故C正確；D．最后一個時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移大小為路程所以最后一個時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移大小和路程之比為15：17，故D錯誤。故選C。4、D【解析】

A.由于ab邊向下運(yùn)動，由右手定則可以判斷出，線框在進(jìn)入磁場時，其感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd，沿逆時針方向，故在圖像中，的這段距離內(nèi)，電流是正的；線框完全進(jìn)入磁場后，穿過線框的磁通量沒有變化，故其感應(yīng)電流為0；當(dāng)線框的ab邊從磁場的下邊出來時，由于其速度要比ab邊剛?cè)氪艌鰰r的速度大，故其感應(yīng)電流要比大，感應(yīng)電流的方向與ab邊剛?cè)氪艌鰰r相反；由于ab邊穿出磁場時其速度較大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，且其電流與線框的速度成正比，即線框受到的安培力與線框的速度也成正比，與剛?cè)氪艌鰰r線框受到的平衡力做對比，發(fā)現(xiàn)線框受到的合外力方向是向上的，即阻礙線框的下落，且合外力是變化的，故線框做的是變減速直線運(yùn)動，產(chǎn)生的電流也是非均勻變化的，故AB錯誤；C.再就整體而言，線框穿出磁場時的動能要大于穿入磁場時的動能，故穿出時的電流要大于，所以C錯誤，D正確．5、D【解析】

A．電梯在t=1時由靜止開始上升，加速度向上，電梯處于超重狀態(tài)，此時加速度a＞1．t=4.5s時，a＞1，電梯也處于超重狀態(tài)。故A錯誤。

B．5～55s時間內(nèi)，a=1，電梯處于平衡狀態(tài)，繩索拉力等于電梯的重力，應(yīng)大于電梯失重時繩索的拉力，所以這段時間內(nèi)繩索拉力不是最小。故B錯誤。

C．t=59.5s時，電梯減速向上運(yùn)動，a＜1，加速度方向向下，電梯處于失重狀態(tài)，故C錯誤。

D．根據(jù)a-t圖象與坐標(biāo)軸所圍的面積表示速度的變化量，由幾何知識可知，61s內(nèi)a-t圖象與坐標(biāo)軸所圍的面積為1，所以速度的變化量為1，而電梯的初速度為1，所以t=61s時，電梯速度恰好為1，根據(jù)P=Fv可知繩索拉力的功率恰好為零，故D正確。6、A【解析】

未加磁場時，根據(jù)動能定理，有加磁場后，多了洛倫茲力，洛倫茲力不做功，根據(jù)左手定則，洛倫茲力的方向垂直斜面向上，所以物體對斜面的壓力減小，所以摩擦力變小，摩擦力做的功變小，根據(jù)動能定理，有Wf′＜Wf所以v′＞v．故A正確，BCD錯誤。

故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】

AB.由題意可知,解得，故A正確，B錯誤；CD.拋出點(diǎn)到天花板的高度為故C正確，D錯誤。8、AC【解析】

小球受重力、桿的彈力、水平拉力作用,與的變化情況如圖所示,由圖可知在小球向上移動的過程中,與豎直方向夾角變大,逐漸變大,逐漸變大。A.A項(xiàng)與上述分析結(jié)論相符，故A正確；B.B項(xiàng)與上述分析結(jié)論不相符，故B錯誤；C.C項(xiàng)與上述分析結(jié)論相符，故C正確；D.D項(xiàng)與上述分析結(jié)論不相符，故D錯誤。9、AB【解析】

A．B下落時，A、C開始運(yùn)動，當(dāng)B落地后，A、C停止運(yùn)動，因A、B、C三球組成系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故球B的機(jī)械能先減小后增大，故A正確；B．對整個系統(tǒng)分析，有：解得故B正確；C．在B落地前的一段時間，A、C做減速運(yùn)動，輕桿對球有向上力作用，故球A對地面的壓力可能小于mg，故C錯誤；D．因?yàn)锳、C兩球質(zhì)量不相同，故球B落地點(diǎn)不可能位于初始位置正下方，故D錯誤。故選AB。10、BC【解析】

AB．根據(jù)共點(diǎn)力平衡知，安培力的方向在垂直斜面向下與豎直向上的這兩個方向之間，根據(jù)左手定則知，所加磁場方向與x軸正方向的夾角θ的范圍應(yīng)為，故A錯誤，B正確。CD．當(dāng)安培力的方向與支持力方向垂直時，安培力最小，根據(jù)矢量三角形定則有則磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值故C正確，D錯誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、a26.8【解析】

(1)[1]為了保證實(shí)驗(yàn)安全，S閉合前，滑動變阻器滑動端應(yīng)置于a端；。(2)[2]由歐姆定律可得，通過的電流待測電阻阻值。(3)[3]根據(jù)題圖（b）可得代入得。(4)[4]實(shí)物連線時應(yīng)注意滑動變阻器采取分壓式接法[[依據(jù)題圖（a）]]、電壓表V1和V2的量程[[依據(jù)題圖（b）選擇]]，如圖12、0.90（0.89~0.92）2、4、5、7、91、3、6、7、8控制變量不可以【解析】

(1)[1]每兩個相鄰點(diǎn)之間還有4個打出來的點(diǎn)未畫出，故相鄰點(diǎn)之間的時間間隔為：T=0.02×5s=0.1s根據(jù)逐差公式可得，故加速度為代入數(shù)據(jù)可得.(2)[2]研究加速度與力的關(guān)系，需要保證質(zhì)量不變，選取2、4、5、7、9組數(shù)據(jù)。[3]研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，需要控制力F不變，選取1、3、6、7、8組數(shù)據(jù)。[4]涉及多個變量時，需要控制其他變量恒定，改變其中一個變量，這種方法為控制變量法。(3)[5]分析丙圖可知，圖線為曲線，并不能說明是正比例關(guān)系，故應(yīng)作圖線，研究a與成正比關(guān)系。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)(2)ε0，證明見解析【解析】

本題為“單棒＋電容器＋導(dǎo)軌模型”，可以根據(jù)牛頓第二定律，使用“微元法”對棒列方程求解。（1）在電容器兩端電壓達(dá)到擊穿電壓前，設(shè)任意時刻t，流過金屬棒的電流為i，由牛頓第二定律知，此時金屬棒的加速度a滿足mg－BiL＝ma設(shè)在t到t＋Δt的時間內(nèi)，金屬棒的速度由v變?yōu)関＋Δv，電容器兩端的電壓由U變?yōu)閁＋ΔU，電容器的帶電荷量由Q變?yōu)镼＋ΔQ，由電流的定義、電荷量與電壓和電容間的關(guān)系、電磁感應(yīng)定律以及加速度的定義得聯(lián)立得可知金屬棒做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)電容器兩端電壓達(dá)到擊穿電壓時，金屬棒的速度為v0＝所以電容器兩端電壓達(dá)到擊穿電壓所用的時間為。（2）當(dāng)電容器兩極板間的電荷量增加無窮小量ΔQi時，電容器兩端的電壓可認(rèn)為始終為Ui，增加的電場能可用圖甲中左起第1個陰影部分的面積表示；同理，當(dāng)電容器兩極板間的電荷量增加無