2024屆全國高考分科調(diào)研模擬測試卷物理試卷含答案解析

2024屆全國高考分科調(diào)研模擬測試卷

物理試卷

一、單選題（共36分）

1.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動定律，下列說法中正確的是（）

A.開普勒通過自己的長期觀測，記錄了大量數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的研究總結(jié)出了行星運(yùn)動定律

B.根據(jù)開普勒第一定律，行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道是橢圓，太陽處于橢圓的一個焦點上

C.根據(jù)開普勒第二定律，行星繞太陽運(yùn)動對，線速度大小始終不變

D.根據(jù)開普勒第三定律，所有行星軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等

【答案】B

【詳解】

A.第谷進(jìn)行了長期觀測，記錄了大量數(shù)據(jù)，開普勒通過對數(shù)據(jù)研窕總結(jié)出了開普勒行星運(yùn)動定律，故A錯誤；

B.根據(jù)開普勒第一定律，行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點匕故B正確：

C由開普勒第二定律可知，太陽行星連線相同時間內(nèi)掃過的面積相等，行星繞太陽在橢圓軌道上運(yùn)動時，線速度大小在變化，

越靠近太陽，線速度越大，反之，則越小，故C錯誤；

D.所有行星的凱道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，故D錯誤。

故選

2.歐洲核子研究中心的科學(xué)家近口發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子衰變?yōu)閮蓚€輕子和一個光子一“達(dá)利茲衰變''的首個證據(jù)，這是研究人員

發(fā)現(xiàn)的最罕見的希格斯玻色子衰變之一，有助于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新物理學(xué)。關(guān)于原子核的衰變、三種射線的特點、半衰期，下列說法

正確的是（）

A.y射線是電子流，機(jī)場安檢時，借助丫射線能看到箱內(nèi)物品

B.0衰變中的電子來自原子核內(nèi)，B哀變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分

C.0射戰(zhàn)是高速運(yùn)動的電子，經(jīng)過0衰變后原子在周期表中的位置向后移一位

D.12個放射性元素的原子核，經(jīng)過1個半衰期后只剩下6個該元素的原子核

【答案】C

【詳解】

A.丫射線是電磁波，X射線有較強(qiáng)的穿透能力，借助X射線能檢測與探傷，機(jī)場安檢時，借助X射線能看到箱內(nèi)物品，故A錯誤：

B.口衰變中的電子來自原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時釋放出來的，所以不能說明電子是原子核的組成部分，故B錯誤：

C.0射線是高速運(yùn)動的電子，經(jīng)過。衰變后，原子核質(zhì)子數(shù)增加I個，在元素周期表中的位置較舊核后移一位，故C正確；

D.半衰期是對大量原子核的衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對于少數(shù)是不成立的，故D錯誤。

故選C。

3.如圖所示是一列高鐵進(jìn)站減速過程中，傳感器記錄下的速度隨時間變化圖像的一部分。高鐵進(jìn)站時的加速度大小和高鐵在12s

內(nèi)通過的位移大小分別為（）

A.3m/s2121.5mB.3m/s2202.5m

C.6m/s2121.5mD.6m/s2202.5m

【答案】A

【詳解】

山U-￡圖像可知，高鐵進(jìn)站時減速的加速度大小

24-27"2

a=——-——m//s2z=-3m/sz

因此加速度大小是3m/s2；高鐵速度減為零所需時間

高鐵在12s內(nèi)通過的位移大小

v27

r=-r=—x9m=121.5m

22

故選Ao

4.2022年冬奧會由北京和張家口承辦，滑雪是冬奧會的比賽項目之-o如圖所示，跳臺的斜坡與水平面的夾角8=30。，滑雪運(yùn)

動員從斜坡的起點A點沿水平方向飛出，經(jīng)過2vls落到斜坡上的8點。不計空氣阻力，重力加速度g取lOm/s?,則（）

A.A點與A點的距離為120m：運(yùn)動員離開A點時的速度大小為30m/s

B.A點與B點的距離為120m：運(yùn)動員離開人點時的速度大小為15m/s

C.A點與8點的距離為60m：運(yùn)動員離開A點時的速度大小為30m/s

D.A點與B點的距離為60m：運(yùn)動員離開A點時的速度大小為15m/s

【答案】A

【詳解】

運(yùn)動員在豎直方向做自由落體運(yùn)動，設(shè)4點與8點的距離為L,有

1

Lsin300=3g/

得

L=120m

設(shè)運(yùn)動員高開A點時的速度為火,運(yùn)動員在水平方向的分運(yùn)動為勻速立線運(yùn)動，有

Lcos300=vot

得

v0=30m/s

故選Ao

5.如怪所示，圓心為O的半圓周上有M、N、P、。四點，M、N是一條直徑的兩個端點，MN與PQ平行，M、P之間的距離等于

半徑。在M、N兩點分別放置電荷量絕對值相等的正、負(fù)點電荷，下列說法正確的是（）

一N

0.

o

P\

A.P、。兩點電場強(qiáng)度相同

B.負(fù)電荷在尸點的電勢能人于在Q點的電勢能

C.一正電荷沿著圓弧從P點移動到。點電場力不做功

D.P、。兩點的電勢差等于。、。兩點的電勢差

【答案】D

【詳解】

A.根據(jù)等量異種電荷的電場線特點，P、Q兩點電場強(qiáng)度大小相等，方向不同，故A錯誤：

B.根據(jù)等量異種電荷的電場線特點，P點電勢高，。點電勢低，根據(jù)負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大，故負(fù)電荷在尸點的電坍

能小于。點的電勢能，故B錯誤；

C.根據(jù)等量異種電荷的電場線特點，P點電勢高，。點電勢低，根據(jù)正電荷在電勢高的地方電勢能大，正電荷在P點的電勢能

大于。點的電勢能，故正電荷從P到。電場力做正功，故c錯誤；

D.根據(jù)等量異種電荷的電場線特點，P、。兩點的電勢差等于0、。兩點的電勢差，故D正確。

故選D°

6.一臺發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，內(nèi)阻為1。的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。

外接電表均為理想交流電表，小燈泡的電阻為9。恒定不變，則（）

A.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值為500V

B.電壓表的示數(shù)為450V

C.發(fā)電機(jī)的輸出功率為5625W

D.在001s時，穿過線圈的磁通量變化率為零

【答案】D

【詳解】

A.由題圖乙可知，交流電電動勢的最大值

Um=500V

故有效值

U=跑=250&V

V2

故A錯誤；

B.電壓表測量的是小燈泡兩端的電壓，所以電壓表示數(shù)為

9LL

U=X250&V=225-/2V

故B錯誤：

C.發(fā)電機(jī)的輸出功率

故D錯誤。

故選AC。

8.如國所示的甲、乙電路中，ArA2為兩盞完全相同的燈泡，人、G是自感系數(shù)很大、直流電阻值大于燈泡阻值的自感線圈，E

為電源，S］、S2為開關(guān)，在演示自感現(xiàn)象的過程中，下列說法正確的是（）

A.閉合開關(guān)Si時,通過A】電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

B.閉合開關(guān)S2時,通過A?電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定

C.斷尸開關(guān)S］時,通過A】電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變

D.斷廠開關(guān)S2時,通過A?電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變

【答案】BC

【詳解】

A.閉合開關(guān)S】時，山自感現(xiàn)象可知，通過A】電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮，選項A錯誤：

B.閉合開關(guān)S2時，通過A?電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定，選項B正確；

C.斷開開關(guān)Si時，F(xiàn)］感線圈Li與燈Ai和電阻組成回路，由H感現(xiàn)象可知，通過A】電流逐漸減小，燈泡逐漸變喑，電流方向不

變，選項C正確；

D.如下圖所示，電路中穩(wěn)態(tài)電流為A、A,因自感線圈直流電阻值大于燈泡阻值，則

1-1<11

斷開開關(guān)S2時，燈泡逐漸變暗，燈泡中電流方向改變，選項D錯誤。

故選BCo

I0

L1

9.如圖所示，圖甲為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0.2s時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像。下列說法正確的是（）

，y/cmAy/cm

A.該波沿x軸正方向傳播

B.該波波速為60m/s

C.該波可以與另一列頻率為50Hz的波發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

D.波在傳播過程中遇到200m大小的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

【答案】AB

【詳解】

A.從乙圖可知，￡=0.2s時刻，M質(zhì)點正在平衡位置向y軸正方向振動，根據(jù)振動和波動的關(guān)系，該波沿x軸正方向傳播，選項

A正確;

B.波長為12m,周期為0.2s,由u=*可以計算出波速為60m/s,選項B正確:

C.波的周期是0.2s,頻率為5Hz,與其發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的波的頻率也為5Hz,選項C錯誤：

D.發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或小孔的尺寸比波長短或相差不多，選項D錯誤。

故選AB,

10.如圖所示，寬度為L的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,4C和。E是它的兩條邊界?，F(xiàn)有質(zhì)量為m,電荷量的絕對值為q的帶電

粒子以6=45。方向射入磁場。要使粒子不能從邊界OE射出，則粒子入射速度1；的最大值可能是（）

DE

fxxxxxxxxx

LB

「XXXXXXXXX

A以。C

、（4+e）qBLB（2+，）qBLQ（4-g）qBL口（2-、?麗

mmm

【答案】BD

【詳解】

題目中只給出粒子“電荷量的絕對值為q”，未說明是帶哪種電荷。如圖所示

若q為正電荷，軌跡是如圖所示的左方與DE相切的;圓孤，軌道半徑&=器.又

L=Rv-/?1cos450

得

（2+?qBL

V1=-m—

若q為負(fù)電荷，軌跡如圖所示的右方與OE相切的;圓弧，則有

mv2

R=-^

2Bq

L=R2+R2cos45。

得

（2-yf2）qBL

則粒子?入射速度u的最大值可能是把警（q為正電荷）或經(jīng)誓（q為負(fù)電荷）。

故選BD.

三、實驗題（共12分）

11.在“探究彈簧彈力和彈簧伸長量的關(guān)系，并測定彈簧的勁度系數(shù)”的實驗中:

I.I.I.l.II.I.I.I.I.I.II.l.I.I.I.I.I.I.I.11.II0

34cm5

□

甲乙

（I）班允彈簧彈力尸與彈簧氏度％的關(guān)系時得到如圖甲所示的尸一x圖像。由圖像可知：彈簧原氏與=__________cm,彈簧的勁

度系數(shù)k=__________N/m：

（2）如圖乙所示，亳米刻度尺水平放置，“0”刻度線上方固定一個有孔擋板，一條不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線一端懸掛兩個完全相同的

鉤碼，另一端跨過光滑定滑輪并穿過光滑小孔與輕彈簧右端相連接，使（I）中研究的輕彈簧壓縮，穩(wěn)定后指針指示如圖乙，則

指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為__________cm,由此可推測每個鉤碼重力為No

【答案】（1）.4（2）.50（3）.1.00⑷.0.75

【詳解】

（I）如題圖甲所示的尸-》圖像，在橫軸的截距等于彈簧原長右，斜率等于彈簧的勁度系數(shù)除彈簧原長

xQ=4cm

彈簧的勁度系數(shù)

AF8

fe=A7=（20-4）xl0-^N/m=50N/m

（2）13n4］根據(jù)亳米刻度尺讀數(shù)規(guī)則，要估讀到0.1mm,如題圖乙所示指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為1.00cm,彈簧被壓縮了

AL=4.00cm—1.00cm=3.00cm

根據(jù)胡克定律F=kAL,解得

F=50X3.00x10~2N=1.5N

由此可推測每個鉤碼重力為0.75N。

（I）利用螺旋測微器測定合金絲直徑如圖甲所示，該合金絲的直徑d=mm：

（2）用多用表的歐姆擋“x「按正確的操作步驟粗測合金絲的電阻R*,指針如圖乙所示，則讀數(shù)應(yīng)記為%=__________。；

（3）實驗室提供以下器材，請根據(jù)方框丙內(nèi)的部分電路，合理選用所給器材，補(bǔ)全測量合金絲電阻的電路，要求在電路圖上注

明所選元件符號。__________

A.電源E：電動勢約為4.0V,內(nèi)阻約0.2C：

B.電流表A1：量程為0.6A,內(nèi)阻r1=1Q；

C.電流表A2：量程為3A,內(nèi)阻約為0.1。：

D.定值電阻&=20。：

E.定值電阻&=5。；

F.滑動變阻器R：最大阻值5C：

G.開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干；

IL螺旋測微器。

（4）用設(shè)計的電路進(jìn)行實驗，獲得豕組電流表％和A2的讀數(shù)/1、乃，描點作圖得到如圖丁所示的圖像，可以算出合金絲的電阻

Rx=___________。（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）。

/A

工0o

z5o

4-k-4---k-i-4-I---4-U-

-r-t-n-r-

z0o干；二￡2二：二m二￡二二二工二二

CJ石

L5oT...AT-?

L0o

S5O壬哆工女王工三三工E王壬

-:Jz_a^cU:._I1—，一i4—A.-A-U_

￡?*1-尸1??一ir-t-r--t-r-t--i-

OQOSO

)()20O.4()60

（5）若合金絲的長度為L,則該合金絲的電阻率.p（用/?x、L、d表示）。

【答案】⑴.1.000(4).1.7(5),警

【詳解】

（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為1.0mm+0.0x0.01mm=1.000mm

（2）⑵由圖示多用電表可知，待測電阻阻值是

/?x=2x10=20

（3）[3]粗測該導(dǎo)線阻值約為2Q,故電路中最大電流約為

=￡=2A

電流表選擇A2；困所給器材中無電壓表，故應(yīng)該用A1和定值電阻串聯(lián)改裝成電壓表，為r使改裝的電壓表指針偏轉(zhuǎn)明顯以減小

誤差，定值電阻選此，此電壓表量程為3.6V：改裝的電壓表內(nèi)阻已知，故電流表A2采用外接法。故實驗電路如圖所示。

（4）[4]由歐姆定律對電路進(jìn)行分析，有

/i(n+&)=(/2-/】雙

整理得

Rx+n+R2

/=^7~~~11

2Kx

根據(jù)/2-。圖像得圖像斜率為

Rx+n+R22.00

仁—瓦—=044

解得

Rx?1.7。

(5)[5]根據(jù)電阻定律有

RX=Ps7=P~嶗H~

解得

2

RXSRxiid

p==

~^4L~

四、解答題(共18分)

13.如圖所示，?導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的圓柱形汽缸固定在水平面上，用不漏氣的水平輕質(zhì)活塞封閉?定質(zhì)量的理想氣體，

固定的導(dǎo)熱隔板上有一個小孔將M、N兩部分氣體相通，已知活塞的橫截面枳為S,初始時M、N兩部分的長度均為d,熱力學(xué)

溫度為％，人氣壓強(qiáng)為加。

(I)若緩慢加熱氣體，使得氣體的熱力學(xué)溫度為27b,設(shè)活塞沒有離開汽缸，求活塞與隔板之間的距離上

(2)保持氣體的熱力學(xué)溫度冗不變，在活塞上施加一豎直向下的推力，緩慢推動活塞，當(dāng)活塞與隔板之間的距離為0.5d時，求

此時推力尸的大小。

M

N

/////////////////z

【答案】⑴3d：(2)\pQS

【詳解】

(【)輕質(zhì)活塞，當(dāng)加溫時活塞上升，氣體做的等壓變化，設(shè)活塞與隔板之叵的距離x,根據(jù)蓋-呂薩克定律，則有

2dS_(d4-x)s

丁=2%

解得

x=3d

(2)氣體的熱力學(xué)溫度7b不變，氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有

p0x2dS=(j+p0)x(1.5dS)

解得

1

尸=QPoS

14.如圖所示，固定的光滑圓軌道卜端。點的切線水平，距離光滑水平面的高度為3緊靠。點有一質(zhì)量為2m的平板小車，上表面

與。點等高。質(zhì)量為m的小物塊從距離。點h高處沿圓軌道由靜止下滑，到。，點后滑上平板小車。

(!)若小物塊與平板小車之間的動摩擦國數(shù)始終為阿，小物塊剛好沒有離開平板小車，求平板小車的長度L；

(2)若小物塊與平板小車之間的動摩擦因數(shù)〃與小物塊離開平板小車左端的距離1之間滿足〃二勺八求小物塊落地時距離平板小

車右端的水平距離X。

【詳解】

(I)設(shè)小物塊運(yùn)動到。點的速度為外,與平板小車共同運(yùn)動的速度為明對小物塊在圓軌道上，根據(jù)動能定理，有

mgh=2mvo

根據(jù)均量守恒定律，行

invQ=3mv

根據(jù)功能關(guān)系，有

2

UomgL=-77iv0---3m/

解得

(2)設(shè)小物塊離開平板小車時，小物塊的速度大小為巧，平板小車的速度大小為外，根據(jù)動量守恒定律，有

mv0=mv1+2mvz

根據(jù)功能關(guān)系，有

1,12z121c2

-H^ngL=-mvo--mv/---2mvz

小物塊離開平板小車后做平拋運(yùn)動，平拋運(yùn)動的時間為3則

h1

2=29t

小物塊落地時距離平板小車右端的水平距離

X=(%-V2)t

解得

x=h

15.如圖甲所示，兩根足夠長、電阻不計且相距L=lm的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為0=37。的絕緣斜面上(斜面未畫出)；兩導(dǎo)軌

間有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=IT、方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)符兩根質(zhì)量均為〃尸1kg、電阻均為R=1C、長度均為L=lm的金

屬棒放置在導(dǎo)軌頂端附近，兩金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒時與導(dǎo)軌間的摩擦忽略不計，金屬棒〃與導(dǎo)凱叵的動摩擦因數(shù)為

"=0.75。在r=0時刻將金屬棒岫由靜止釋放，此時金屬棒ed鎖定在導(dǎo)軌上：￡=￡］時刻將金屬棒cd由靜止釋放，已知金屬棒

中的電流隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g取lOm/s?,3】37。=06cos37°=0.8,求

(I)t=、時刻，金屬棒ab的加速度大4、a\及金屬棒cd的加速度大小g：

(2)若在0?0時間內(nèi)，金屬棒油沿著斜面下滑的距離為#=0.5m,求這段時間內(nèi)金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q：

若￡=J時,金屬棒ab的速度為V2=9m/s?求￡=t2+Is時，金屬棒cd的速度v?

甲

22

【答案】(1)ar=5.5m/s?a2-0.5m/s；(2)

【詳解】

(I)由圖像可知t=J時刻金屬棒ab中的電流大小為A=0.5A,則對ab棒應(yīng)用牛頓第二定律，可得