2024屆明日之星高考物理精英模擬卷 【甘肅版】

2024屆明日之星高考物理精英模擬卷【甘肅版】

一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分，每小題給出的四個選項中，只有一

項是符合題目要求的。

1.氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于〃=4能級的氫原子，用其向低能級躍遷過程

中發(fā)出的光照射圖乙中的陰極K,用其中小〃兩種頻率的光照射時，測得圖乙中電流

表隨電壓表讀數變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）

A.題中的氫原子躍遷共能輻射出3種不同頻率的光子

B.圖乙中，在滑片P向右滑動過程中，光電流/一直增大

C.。光的頻率大于〃光的頻率

D為光照射陰極K時逸出的光電子的最大初動能比。光照射時的大

2.2023年9月21日，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮在中國空間站上通過

天地連線，為同學們卜.了一堂精彩的科學課。通過育播畫面可以看到，在圓軌道上運

行的空間站中，航天員可以自由地漂浮，授課中展示了太空中蠟燭燃燒時火焰呈現球

形、利用乒乓球拍可以彈開水球的奇妙“乒乓球”實驗。已知空間站距地面高度約為

地球半徑的,，貝）

16

A.在奇妙“乒乓球”實驗中，球被擊飛后不受力的作用

B.蠟燭燃燒過程中，隨空間站繞地球做圓周運動的向心力大小不變

C.航天員繞地球運動的向心加速度大小約為地面重力加速度大小的

D.空間站繞地球飛行的速度大于第一宇宙速度

3.如圖所示，甲為勻強電場，乙為非勻強電場。等量異種點電荷久人用絕緣輕短桿連

接，中點為。。兩個相距很近的等量異種點電荷所組成的系統(tǒng)被稱為電偶極子。將該

電偶極子分別放在甲、乙電場中使其保持靜止，不計重力作用。則（）

A.乙電場中電偶極子繞。點在紙面內旋轉90°后，兩點電荷所受電場力等大反向

B.甲、乙電場中電偶極子繞O點在紙面內逆時針旋轉180°,電場力做的功均為0

C.甲、乙電場中電偶極子沿電場線向右平移一小段距離，電場力做的總功均為0

D.乙電場中電偶極子釋放后一小段時間內，電偶極子的電勢能減小

4.如圖所示為干涉檢平儀的原理圖，在兩塊夾角很?。ń咏悖┑牟Ａ桨逯g有一

劈形空氣膜，當單色光垂直下板照射到玻璃平板上時，會發(fā)生干涉、產生等間距的干

涉條紋。下列關于相鄰亮條紋的水平間距?與夾角伏。接近零時，有。。tan。）的關系

圖像可能正確的是（）

5.一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，平衡位置位于原點。的質點的振動圖像如圖所示,

則，=19s時的波形圖可能是（）

6.如圖所示，在粗糙的水三桌面，，物塊。、。間夾著一壓縮的輕質彈簧（與4、。未拴

接）處于靜止狀態(tài)，現將小〃同時放開，兩物塊被彈簧向相反的方向彈開，最后彈簧

脫離物塊。已知。的質量大于b的質量，兩物塊與桌面間的動摩擦因數相同。從放開

到兩物塊均停下前的過程，下列情況可能的是（）

忸q5]

/////////

A.任一時刻a的動量小于b的B.物塊以b同時達到最大速度

C.物塊以〃同時停下D.物塊以〃滑行的距離相同

7.如圖所示，在豎直平面內建立直角坐標系X。），，空間存在著正交的勻強電場和勻強

磁場，電場強度的方向與x軸夾角為45°斜向右上方，磁感應強度的方向垂直紙面向

里。一個質量為〃人電荷量為q的帶正電微粒從。點出發(fā)，以某一初速度（沿與龍軸

正方向夾角為45°的方向）進入復合場中，正好做直線運動，當微粒運動到時,

電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，大小變?yōu)樵瓉淼难叮ú籌I電場變化的時間），微粒繼

續(xù)運動一段時間后，正好垂直于y軸穿出第一象限，重力加速度為g,下列說法正確

的是（）

A.所有光線經過AO邊折射后在正方形玻璃磚中的光程均相等，大小為平。

/Z

B.所有光線經過邊折射后在正方形玻璃磚中的光程均相等，大小為一2；。

（石

C.從邊折射出的光線分為兩束平行光，其寬度分別為1-y。和——a

3

D.從3c邊折射出的光線分為兩束平行光，其寬度分別為〃和

I26J6

10.如圖所示，點電荷甲、乙固定在絕緣水平面上，A、B、C為兩點電荷連線的四等分

點，以甲為圓心，甲、人間的距離為半徑畫圓，D、E、b是圓上的三點，。尸為圓的

直徑，且與兩點電荷的連線垂直，E點在兩點電荷連線的延長線上，G點為兩點電荷

連線中垂線上的點。已知甲所帶的電荷量為+4,A點的電場強度為零。則下列說法正

確的是（）

?........

C乙

A.乙所帶的電荷量為+39

B.B、C兩點的電場強度大小之比為9:20

C.B點的電勢大于G點的電勢

D.電子在C點的電勢能小于在G點的電勢能

三、非選擇題：本題共5小題，共57分。

11.（8分）某物理小組通過實驗研究空氣阻力與物體速度的關系，該小組通過查閱資

料發(fā)現，空氣阻力與速度的關系可以近似處理成/=技或/=公2,小組同學準備了若

干由同種輕質材料（密度為〃）制成的半徑為，的小球，將它們從足夠高的同一個地方

靜止釋放，利用攝像機拍攝其下落過程，并利用計算機擬合出每個小球運動的UT圖

像。圖像趨于一條水平的漸近線，該漸近線表示的速度稱為收尾速度匕.。

（1）某同學假設空氣阻力/和小球的速度成正比，比例系數為底已知當地重力加速

度為g,那么收尾速度的表達式為6=（用夕表示）。

（2）為了驗證自己的假設，該小組通過查找資料,得到球在空氣中運動受到的阻力

f=671/7/7,其44〃=L8xl（T'pa$廠為球體的半徑。用天平稱量出實驗所用小球的質

量〃?=2.7xl0-3kg,用游標卡尺測量出該小球的直徑〃，如圖所示，則4=

_______mm0

456cm

0io20I

（3）按（2）問表達式通過計算得到該小球的收尾速度。二m/s（結果保留2

位有效數字），則該小球下落過程末期空氣阻力與速度的關系為。

12.（10分）現要測量某電源的電動勢和內阻，可利用的器材有：電流表A,量程為

0?300mA,內阻為1.00Q；電壓表V,量程為0?3V,內阻達幾千歐；阻值未知的相

同規(guī)格定值電阻凡若干；開關S；一端連有鱷魚夾P的導線（導線1）,其他導線若

干。某同學設計的測量電路如圖（a）所示。

圖（a）圖（b）

（1）根據圖（a）,用筆畫線代替導線在圖（b）中完成實物圖連線，并標出導線1和

其尸端。

（2）測量時，改變鱷魚夾P所夾的位置，使電阻依次以1、2、3、4、5的數量接入電

路，記錄對應的電壓表的示數U和電流表的示數/,并在圖（c）中的坐標紙上描出點

的相應位置。請根據點的分布作出U-/圖線。

圖（C）

（3）根據U-/圖線求出電源電動勢E=Vo（結果保留三位有效數字）

（4）請計算每一個定值電阻的阻值約為（結果保留三位有效數字）

（5）實驗時，無法找到多個相同規(guī)格的定值電阻，只能找到數只不同規(guī)格的電阻（大

小均在10。?50Q之間），該同學是否能完成本實驗？為什么？

13.（10分）實驗小組在專業(yè)人員陪同下利用暑假實踐活動測量海水深度，一端開口一

端封閉的長玻璃管質量〃?=200g,橫截面積S=10cm2,先將玻璃管倒插在海水表面,

海面平靜時測出玻璃管露出水面部分長度。=40cm0如圖所示，潛水員帶著玻璃管緩

慢下潛，到海底穩(wěn)定后測出空氣柱長度4=12cm,水柱長度右=88cm,假設下潛過

程中玻璃管豎直且不漏氣，海而溫度為27C,海底溫度為17℃,海水密度

p=lxl03kg/m3,大氣壓強po=1.0x10’Pa,重力加速度g取10m/s2,不計玻璃管

厚度，管內空氣可視為理想氣體。

（1）求海水的深度:

(2)下潛過程中管內空氣吸熱還是放熱?

14.(12分)如圖所示，水平地面上固定一傾角為夕的足夠長斜面，一質量為嗎=2m

的滑塊A放在斜面上時恰處于靜止狀態(tài)，另一質量為〃%=〃z的滑塊B(滑塊B光滑)

從滑塊A上方相距L的位置由靜止釋放，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加

速度為小兩滑塊間的碰撞為彈性碰撞且碰撞時間極短，求：

(1)兩滑塊第一次碰撞后瞬間各自的速度大??；

(2)兩滑塊第一次碰撞到第三次碰撞時間內，滑塊A運動的位移大小。

15.(17分)如圖，一質量機=0.1kg的凸形硬性金屬框"cd-aT/cN'放在光滑絕緣的

水平桌面上，平行且足夠長的導軌〃和c'd'間距d=lm,側邊向cd與9/c?”不計電

阻，長L=2m,電阻R=4Q,金屬框通過不可伸長的輕繩跨過桌邊的輕質定滑輪

與一質量M=0.2kg的重物相連，開始時用手托著重物，輕繩恰好伸直。另一長為小

質量為〃八電阻為R的光滑金屬棒網垂直于〃放在金屬框上，二者始終保持良好接

觸，g力離cc'足夠遠，金屬框離桌邊足夠遠，整個桌面處在豎直向上的磁感應強度

8=1T的勻強磁場中，不計一切摩擦和其他電阻，現由靜止釋放重物，重物著地時，

系統(tǒng)已經達到穩(wěn)定狀態(tài)，重力加速度g取lOm/sz,則：

（1）重物著地時，金屬框的加速度為多少，此時金屬框和金屬棒的速度差為多少？

（2）重物著地后不再彈起，重物著地時金屬棒的速度彩=12m/s,經過一段時間金屬

框和金屬棒再次達到穩(wěn)定狀態(tài)，求這段過程中金屬棒g〃上產生的熱量Q和流過金屬

棒的電荷量q。

答案以及解析

1.答案：D

解析?：大量氫原子從〃=4能級向低能級躍遷時能輻射出C：=6種不同頻率的光子，A

錯誤；當滑片〃向右端移動過程中，有可能會達到飽和電流，所以光電流/可能先增

大后不變，B錯誤；。光的遏止電壓小于光的遏止電壓，根據可知。

光的頻率小于匕光的頻率，C錯誤；由4=/叱-叱），可知〃光照射陰極K時逸出的光

電子的最大初動能比。光照射時的大，D正確。

2.答案：C

解析：在空間站內的物體為受到萬有引力的作用，A錯誤；蠟燭燃燒過程中，質量減

小，做圓周運動的線速度和半徑不變，由向心力的公式/=竺匚可知向心力大小變小,

r

B錯誤；根據萬有引力提供向心力，有G矍二〃7〃，所以航天員繞地球運動的向心加

g,C正確；根據萬有引力提供向心力，有

G?二川匚，解得人絲,由于空間站的運行軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑,

r~rVr

所以空間站繞地球飛行的速度小于第一宇宙速度，D錯誤。

3.答案：D

解析：乙電場中電偶極子繞。點在紙面內順時針旋轉90。后，點電荷力所受電場力斜

向左下，點電荷。所受電場力斜向右下，大小相等，方向不相反，同理，逆時針轉動

時，兩點電荷所受電場力也不反向，A錯誤。甲、乙電場中電偶極子繞。點逆時針旋

轉180。，電場力均對正點電荷做負功，對負點電荷也做負功，電場力做的總功均為

負功，B錯誤。甲電場中電偶極子沿電場線向右平移一小段距離，電場力對正電荷做

的正功等于負電荷克服電場力做的功，電場力做的總功為0,乙電場中電偶極于沿電

場線向右平移一小段距離，電場力對正電荷做的正功小于負電荷克服電場力做的功，

電場力做的總功為負功，C錯誤。乙電場中電偶極子所受電場力向左，釋放后一小段

時間內，電偶極子向左做加速運動，動能增加，電勢能減小，D正確。

4.答案：D

解析：由干涉知識可知，當光在空氣膜上、下表面的光程差等于波長的整數倍時，對

應位置為干涉加強點，若某條亮條紋所在位置對應的光程差為位5=123,）,則與

其相鄰亮條紋所在位置對應的光程差為=）或（〃+1）〃〃=1,2,3,一），

故兩相鄰亮條紋對應的空氣膜厚度差均為如圖所示，根據幾何關系有=

22Ar

又玻璃平板間的夾角很小，結合題述有—二而，D正確。

5.答案：A

解析：由原點。處質點的振動圖像可知，振動周期為丁=12s,設該質點的振動方程

為〉二回11（爭”，則0=Asin與x5s+0）,解得。吟/=19s時該質點相對平衡

位置的位移為-10Gcm,之后再經過極短時間，該質點相對平衡位置的位移增大，可

知該質點在，=19s時向下振動,結合波的傳播方向可知，人正確。

6.答案：A

解析：第一步：判斷兩物塊哪個先停下

假設物塊小人同時停下，。、〃受到合力的沖量均為0,由于彈力的沖量大小相等，則

摩擦力的沖量也要大小相等，由于。的質量大于〃的質量，相等時間。所受摩擦力的

沖量大，所以假設不成立，即物塊外b不可能同時停下。設外力從釋放到停下用時分

別為小八，對〃，有/-/口若乙=0-0,對小有/-〃〃［函,=0-0,其中/為彈簧彈

力的沖量，可知4>乙，即物塊。先停下，c錯誤。

第二步：判斷4、〃運動過程中的動量大小應用動量定理

從釋放到。、b物塊停下前的任一時刻，對。有gf=P(,-0,對Z?有

4一w%gf=P/,一。，由于，%>〃%，可得P“<Pz,，A正確。

第三步：判斷兩物塊運動距離時應結合速度和運動時間

從釋放到。、/?均停下前的任一時刻，。的動量始終大于。的，又。的質量大，則〃的

速度小，并且。先停下，所以〃滑行的距離一定大于。的，D錯誤。

第四步：判斷是否同時達到最大速度，應知道所受合力為零時速度最大

剛釋放時，彈簧彈力大于物塊以〃與桌面間的最大靜摩擦力，兩物塊向相反的方向做

加速運動，彈簧長度增加，彈簧彈力變小，當彈力等于物塊。的滑動摩擦力時，。的

加速度減小到0,速度達到最大，此時彈力仍大于物塊〃的滑動摩擦力，〃的加速度不

為。，所以物塊。、力不是同時達到最大速度，B錯誤。

7.答案：D

解析：微粒從。點到A點做直線運動，由于洛倫茲力的大小與速度有關，若微粒做變

速運動，則洛倫茲力的大小發(fā)生變化，微粒不能持續(xù)做直線運動，故微粒一定做勻速

直線運動，所受合力為0,A錯誤；由于微粒到達A點之前做勻速直線運動，對微粒

受力分析得向“=〃?gsin45,解得七=也空，B錯誤；由平衡條件得

2q

/歸=〃織cos45,電場強度大小和方向改變后，微粒受到的重力和電場力平衡，微粒

在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，由幾何知識可得軌跡半徑〃=又q?，B=",

r

聯立解得3=亍底#=C錯誤；微粒做勻速直線運動的時間“半=欄，

微粒做勻速圓周運動的時間=~—=—J—，微粒在第一象限運動的總時間為

［匡，D正確。

t=t+t

\2=I4川g

8.答案：BD

解析：由題意可知，人的重力G=〃7g=5OON,由牛頓第三定律可知，點1到點3過

程，人所受支持力小于重力，加速度一直向下，處于失重狀態(tài)，點3處為下蹲過程速

度最大時刻，點3到點5過程處于超重狀態(tài)，向下減速，點4處速度小于點3處速度,

A錯誤；根據〃吆-/7=〃收，可知點2處加速度向下且最大，?=6m/s2,B正確；人

在點6到點8過程處于超重狀態(tài)，加速度一直向上，點8為站起過程最大速度處，人

在從點8到點10過程處于失重狀態(tài)，人一直向上減速，但產變化，說明加速度變化，

不是勻減速，C錯誤；由于人在點6和點10處都處于靜止狀態(tài)，點8到點10的圖形

和點6到點8的圖形與b=500N橫線所圍的面積都表示合力的沖量大小，根據動量定

理可知這兩個面積大小相等，D正確。

9.答案：BD

解析：如圖所示，由幾何知識可知，所有光線經過河。邊折射后在正方形玻璃磚中的

傳播路程均相等，由〃二經叱可知，光程為s=nL=五XAF=垃a=a,B

sinr33

正確；兩束平行光的寬度為4=0345。=1-=a-==-二a,

d=CE-cos45°=a?a,D正確。

~y326

10.答案：CD

解析：設兩點電荷之間的距離為4L,乙所帶的電荷量為Q,由庫侖定律可知，甲在4

點產生的電場強度水平向右，大小為片="，4點的電場強度為0，則乙在A點產生

的電場強度水平向左，大小為￡=7^1有&二七2,解得。=%,A錯誤；甲在

B、。兩點產生的電場強度水平向右，大小分別為%|=7^丁、％產7^7，乙在

B、C兩點產生的電場強度水平向左，大小分別為限=黑、七憶=誓，則8點的

電場強度大小為E=弓乙-E時I=,C點的電場強度大小為E=EQ-E=/?

BLcC]lJL/

則3、。兩點電場強度大小之比為共二義，B錯誤；8G段，兩點電荷產生的合電場

均有從8指向G的分量，沒電場線方向電勢逐漸隆低，則8點的電勢比G點的電勢高,

C正確；由以上分析可知BC段的電場強度方向水平向左，則電子在該段所受的電場力

方向水平向右，電子由。到8的過程中電場力做負功，電勢能逐漸增大，則電子在8

點的電勢能大于在C點的電勢能，又8點的電勢比G點的電勢高，則電子在G點的電

勢能大于電子在8點的電勢能，綜上可得電子在G點的電勢能大于在C點的電勢能，

D正確。

11.答案：（1）4”人

3k

(2)39.85

(3)4.0x10%f=kv2

解析：(1)從題中所給條件圖像趨于一條水平的漸近線”可知小球運動末期近

似勻速，所受重力與阻力大小相等，方向相反，小球的體積V二手，且有Vpg二助,

整理得以/="爐：(2)由游標卡尺的讀數規(guī)則可知

d=39mm+17x-^mm=39.85min；(3)根據f=6?！ò?二mg,解得

vz?4.0xltfm/s,明顯不符合實際，說明該小球運動末期所受阻力與速度關系應為

f=k/0

12.答案：(1)見解析(2)見解析(3)2.78(4)18.9(18.8?19.0均可)(5)能完

成實驗，理由見解析

解析：(1)實物圖連線如圖所示。

(2)U-/圖線如圖所示,

1UN

501001502007/mA

(3)根據閉合電路歐姆定律U=E"可知，圖中縱截距為電源電動勢，則

E=2.78Vo

（4）取題圖中最左邊描的點，讀出其坐標為（29mA,2.74V）,此時5個電阻《全

]274V

部接入電路，路端電壓最大，則&二三乂*:18.90。

（5）能完成實驗。根據閉合電路歐姆定律U=￡-〃可知，U-/圖線斜率的絕對值為

內阻一，縱截距為電動勢E,定值電阻阻值的改變并不影響U-/圖線的斜率與縱截距,

且實驗時電流表與電壓表的示數都在量程范圍內，故該同學能完成實驗。

13.答案：（1）40.18m

（2）放熱

解析：（1）玻璃管在海面上平衡時，其浮力等于重力，設管內、外液面高度差為/?,

管內空氣壓強為P],

有mg=pShg,得〃=0.2m,

Pi=Po+Pgh=1.02x1Pa

選管內空氣柱為研究對象，

初狀態(tài)有p=1.02x105Pa,體積乂=（。+〃）S,7；=300K,

末狀態(tài)有〃2=%+〃"'，體積匕=L2S,《二290K,

根據理想氣體狀態(tài)方程，有處=.，

海水的深度，="+4,

解得77=40.18m0

（2）到達某位置時手對玻璃管的作用力恰好為零，此時浮力等于玻璃管重力，松手后

玻璃管懸停在水中，不會浮出水面

下潛過程中，溫度降低，管內空氣內能減小，管內空氣體積減小，外界對空氣做正功,

根據熱力學第一定律，AU=W+Q,則QvO,即放熱。

14.答案：（1）72gLsm9；-々2gLsin。

（2）8L

解析：（1）由牛頓第二定律得，滑塊B的加速度為。=gsinO

兩滑塊第一次碰撞前瞬間，滑塊B的速度為%=阮=J2gLsme

設兩滑塊第一次碰撞后瞬間，滑塊4和滑塊B的速度大小分別為匕、匕，則有

11212

=叫小+相冊2,丹

乙乙乙

2I________1________

聯立得w=_j2gLsin夕,2=-1i2gLsme

3

(2)對于滑塊A,由平衡條件得叫gsinO='f

兩滑塊第一次碰撞到第二次碰撞，有玉2=