2024届宁夏银川市六盘山高级中学高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

2024年高考物理模拟试卷
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：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、幼儿园小朋友搭积木时，将重为G的玩具汽车静置在薄板上，薄板发生了明显弯曲，如图所示。

关于玩具汽车受到的作用力，不考虑摩擦力的影响，下列说法正确的是（）
G
A．玩具汽车每个车轮受到薄板的弹力大小均为
4
B．玩具汽车每个车轮受到薄板的弹力方向均为竖直向上
C．薄板弯曲程度越大，每个车轮受到的弹力越大
D．玩具汽车受到的合力大小为G
2、如图所示，变压器为理想变压器，电压变化规律为202sin100πV
的交流电压接在a、b两端，L为灯泡，R
u t
为滑动变阻器。

现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列正确的是（）
A．电压表V2示数不变，V3示数增大
B．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动
C．该变压器起降压作用
D．灯泡发光每秒闪50次
3、托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温
度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是
A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的
B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体
C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变
D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T
4、如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度。

已知万有引力常量为G，则月球的质量为（）
A．
2
3
l
G t
θ
B．
3
2
l
G tθ
C．
2
3
Gl t
θ
D．
2
3
t
G lθ
5、木星和土星都拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太阳系唯一一颗拥有磁场的卫星，在其厚厚的冰层下面可能存在生命，而“土卫二”具有生命诞生所需的全部要素，是最适宜人类居住的星球，经探测它们分别绕木星和土星做圆周运动的轨道半径之比为a，若木星和土星的质量之比为b，则下列关于“木卫三”和“土卫二”的相关说法正确的是（）
A．运行周期之比为
3
a
b
B．向心加速度之比为
b
a
C．环绕速度之比为a
b
D．表面重力加速度之比
2
b
a
6、如图所示为静止的原子核在匀强磁场中发生衰变后做匀速圆周运动的轨迹，衰变后两带电粒子a、b的半径之比为45∶1，两带电粒子a、b的动能之比为117：2，下列说法正确的是（）
A ．此衰变为β衰变
B ．大圆为β粒子的运动轨迹
C ．小圆为α粒子的运动轨迹
D ．两带电粒子a 、b 的周期之比为10∶13
二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。

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、沿x 轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s ，则下列说法正确的是（ ）
A ．从图示时刻开始，经0.01s 质点a 通过的路程为40cm ，相对平衡位置的位移为零
B ．图中质点b 的加速度在增大
C ．若产生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸为20m
D ．从图示时刻开始，经0.01s 质点b 位于平衡位置上方，并沿y 轴正方向振动做减速运动 E.若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50Hz
8、如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表，下述正确的是（ ）
A ．若R 2短路，电流表示数变小，电压表示数变大
B ．若R 2短路，电流表示数变大，电压表示数变小
C ．若R 4断路，电流表示数变大，电压表示数变小
D ．若R 4断路，电流表示数变大，电压表示数变大
9、如图，一定量的理想气体经历了A →B →C →D →A 的循环，ABCD 位于矩形的四个顶点上。

下列说法正确的是 。

A ．状态C 的温度为032
T
B ．从A →B ，分子的平均动能减少
C ．从C →
D ，气体密度增大
D ．从D →A ，气体压强增大、内能减小
E.经历A →B →C →D →A 一个循环，气体吸收的热量大于释放的热量
10、如图所示为固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC 。

现有一小球以一定的初速度v 0从最低点A 冲上轨道，小球运动到最高点C 时的速度为3m /s v =。

已知半圆形轨道的半径为0.4m ，小球可视为质点，且在最高点C 受到轨道的作用力为5N ，空气阻力不计，取g =10m/s 2，则下列说法正确的是（ ）
A ．小球初速度05m /s v =
B ．小球质量为0.3kg
C ．小球在A 点时重力的功率为20W
D ．小球在A 点时对半圆轨道的压力为29N
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某实验小组利用如下器材设计电路先测量未知电阻阻值，再测量电源的电动势及内阻。

实验电路图如甲图所示，实验室提供的器材有： 电源E （电动势约4.5V ，内阻为r ）
电流表A 1（量程0～15mA ，内阻为r 1=10Ω） 电流表A 2（量程0～100mA ，内阻为r 2=1.5Ω） 定值电阻R 1（阻值R 1=90Ω） 定值电阻R 2（阻值R 2=190Ω） 滑动变阻器R 3（阻值范围0～30Ω） 电阻箱R 4（阻值范围0～99.99Ω） 待测电阻R x （电阻约55Ω） 开关S ，导线若干
（1）图甲中电阻A 应选____，电阻B 应选___（填符号）；
（2）实验小组通过处理实验数据，作出了两电流表示数之间的关系，如图乙所示，则待测电阻电阻Rx 的阻值为____； （3）测电源电动势和内阻时，某实验小组通过处理实验数据，作出了电阻B 阻值R 与电流表A 2电流倒数2
1
I 之间的关系，如图丙所示，则待测电源的电动势为____，内阻为____（结果保留两位有效数字）。

12．（12分）实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。

某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。

（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V 低压交流电压，理想交流电压表示数为60V ，则次级线圈的匝数为________匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V 低压交流电压，理想交流电压表示数为30V ，则初级线圈的匝数为________匝。

（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u =311sin100πt (V)，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V 。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图甲所示，直角坐标系xOy 的第一象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E ，在第四象限内有一半径为R 的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x 轴相切于A 点，A 点的坐标为
)
3,0R ，一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在A 点正上方的P 点由静止释放，粒子经电场加速后从A 点
进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O ，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，不计粒子的重力，求： （1）P 点的坐标；
（2）若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小也为B ，如图乙所示，
粒子释放的位置改为A 点正上方P '点处，P '点的坐标为223,2qB R R mE ⎫⎪⎭，让粒子在P '点处由静止释放，粒子经电场
加速后从A 点进入磁场，在磁场中偏转后第一次出磁场时，交x 轴于C 点，则AC 间的距离为多少；粒子从P '点到C 点运动的时间为多少.
14．（16分）如图所示，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长L=85cm的气体,气体的热力学温度T1=300K，现在活塞上缓慢加入细沙，直到活塞下降20cm为止，外界大气压强P0=75cmHg，g=10m/s2。

（i）求活塞下降20cm时，封闭气体的压强；
（ii）保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，求活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。

15．（12分）如图所示，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射
一条光线经D点折射后，垂直于AB边射出．已知SC＝CD，光线通过棱镜的时间
3
2
d
t
c
，c为真空中光速，不考虑
反射光线．求：
(i)棱镜的折射率n；
(ii)入射光线与界面BC间的夹角．
参考答案
一、单项选择题：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、C 【解析】
汽车静置在薄板上，所受合力为零，因为薄板发生了明显弯曲，每个轮子所受弹力大小相等都为F ，方向垂直薄板向上，设与水平方向的夹角为θ，由平衡条件可知
4sin F G θ=
解得
4sin 4
G G
F θ=
>
当薄板弯曲程度越大，θ越小，sin θ越小，F 越大，故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

2、C 【解析】
AB ．观察到电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A ，即副线圈电流增大，由于a 、b 接在电压有效值不变的交流电流两端，匝数比不变，所以副线圈电压不变，即V 1，V 2示数不变，V 3示数减小根据欧姆定律得负载电阻减小，所以变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动，故AB 错误，
C ．观察到电流表A 1的示数增大了0.2A ，电流表A 2的示数增大了0.8A ，即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量，根据电流与匝数成反比，所以该变压器起降压作用，故C 正确；
D ．由πV u t =可知，交流电的频率为
100π
50Hz 2π
2π
f ω
=
=
= 由于交变电流一个周期内电流方向发生100次变化，所以灯泡发光每秒闪100次，故D 错误。

故选C 。

3、C 【解析】
A 、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A 错误；
B 、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B 错误；
C 、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C 正确．
D 、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T 成正比，则212T mv ∝，由洛伦兹力提供向心力，则2
v qvB m R
=，则有
B ∝D 错误．
4、B 【解析】 卫星的线速度为
l
v t
=
角速度为
t θ
ω=
可得卫星的运行半径为
v
l
R ω
θ
=
=
由万有引力定律及牛顿第二定律得
2
2
GMm mv R R
= 故月球的质量
23
2
Rv l M G G t
θ== 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5、A 【解析】 ABC ．根据
2
22()2Mm v G m r m ma r T r
π===
解得
T =
2
GM
a r =
v =
，向心加速度之比为2b a
A 正确，BC 错误；
D ．根据星球表面万有引力等于重力可知
2 GMm
mg R
＝ 由于不知道“木卫三”和“土卫二”的半径之比，所以无法求出表面重力加速度之比，故D 错误。

故选A 。

6、D 【解析】
ABC ．根据动量守恒定律可知两带电粒子动量相等。

由两圆外切可知，此为α衰变，由mv
R Bq
=得大圆为α粒子轨迹，ABC 项错误； D ．由mv R Bq
=
得 451
a b b a R q R q == 根据动量守恒定律以及动量与动能的关系有
=
得
2117
a b m E m E ==kb ka 根据周期公式2m
T qB
π=
可知 1013
a a
b b b a T m q T m q == D 项正确。

故选D 。

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。

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、BDE 【解析】
A ．由图象可知波长为
4m λ=
又波速为
200m/s v =
则该列波的周期为
0.02s T v
λ
=
=
那么经过0.01s ，质点a 振动了半个周期，质点a 通过的路程为40cm ，应在负向最大位移处，所以A 错误；
B ．根据同侧法可以判断b 质点此时正沿y 轴负方向振动，也就是远离平衡位置，所以回复力在增大，加速度在增大，所以B 正确；
C ．由图象已知该波的波长是4m ，要想发生明显的衍射现象，要求障碍物的尺寸与机械波的波长差不多或更小，所以障碍物20m 不能观察到明显的衍射现象，C 错误；
D ．经过0.01s ，质点b 振动了半个周期，图示时刻质点b 正沿y 轴负方向振动，所以可知过半个周期后，该质点b 在平衡位置上方且沿y 轴正方向振动，速度在减小，所以D 正确；
E ．该波的周期是0.02s ，所以频率为
1
50Hz f T
=
= 所以若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，那么另一列波的频率也是50Hz ，所以E 正确。

故选BDE 。

8、AD 【解析】
AB.若R 2短路，电路总电阻减小，电路总电流I 增大，电源内电压增大，电源的路端电压U 减小，流过R 3的电流33
U
I R =
减小，电流表示数变小；电源的路端电压U 减小，流过R 4的电流44
U
I R =
减小，流过R 1的电流134I I I I =--增大，R 1的两端的电压111U I R =增大，电压表示数变大；故A 项正确，B 项错误。

CD.若R 4断路，电路总电阻增大，电路总电流I 减小，电源内电压减小，电源的路端电压U 增大，流过R 3的电流33
U
I R =
增大，电流表示数变大；电源的路端电压U 增大，R 1的两端的电压1112
U
U R R R =
+增大，电压表示数变大；故C 项
错误，D 项正确。

9、ACE
【解析】
A ．A
B →过程为等压过程，则有
A B A B
V V T T = 即有
1200
23V V T T = 解得
1223
V V = C D →过程也为等压过程，则有
C D C D
V V T T = 即
120C
V V T T = 解得
2C 00132
V T T T V == 故A 正确；
B ．从A →B 从A →B ，温度升高，分子平均动能增大，故B 错误；
C ．C
D →过程为等压变化过程，由图可知，气体体积减小，气体质量不变，则气体密度增大，故C 正确； D ．从D →A ，由图可知，气体压强增大，温度升高，气体内能增大，故D 错误；
E ．经历A →B →C →D →A 一个循环,气体内能不变；在p -V 图象中，图象与坐标轴围成面积表示功，所以AB DC W W >，即整个过程，气体对外界做功，所以气体吸收的热量大于释放的热量，故E 正确。

故选ACE 。

10、AD
【解析】
A ．小球从最低点到最高点，由机械能守恒
22011222
C mv mgR mv =+ 解得
v 0=5m/s
选项A 正确；
B ．在最高点
C 时
2C C v N mg m R
+= 解得
m =0.4kg
选项B 错误；
C ．小球在A 点时竖直速度为零，则根据P=mgv y 可知重力的功率为0，选项C 错误；
D ．小球在A 点时
2A A v N mg m R
-= 解得
N A =29N
选项D 正确；
故选AD 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、2R 4R 50 4.2 0.50
【解析】
(1)[1][2]．因待测电源的电动势为4.5V ，则电流表A 1与电阻R 2串联，相当于量程为112()3V g U I r R =+=的电压表，可知图甲中电阻A 应选R 2；电阻B 应选阻值能改变且能够读数的电阻箱R 4；
(2)[3]．由图可知，当I 1=12mA 时I 2=60mA ，可得
11221()12(10190)506012
x I r R R I I +⨯+==Ω=Ω-- (3)[4][5]．由电路图可知，电流表A 1，电阻A 以及R x 三部分的等效电阻为R ′=40Ω，由闭合电路的欧姆定律 '22()E I R R r r =+++
即
'22
1()R E R r r I =⋅-++ 由图像可知
84V=4.2V 3010
E k ==- '21042R r r E ++==
解得
r =0.5Ω
12、200 400 110
【解析】
(1)[1][2]．由理想变压器的电压与匝数关系
1122
U n U n = 可知次级线圈的匝数为
22121002060
U n n U ==⨯=匝 初级线圈的匝数 11121004030U n n U =
=⨯=匝 (2)[3]．因交流电压表的示数为电压有效值该变压器初级、次级线圈的匝数比为2：1，由
1122
U n U n = 可知与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为110V .
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1
）22,6qB R mE ⎫⎪⎭
；（2）2R ；3BR m E qB π+ 【解析】
（1）设P
点的坐标为
)
,y ，粒子进磁场时的速度为v 1， 根据动能定理有 2112
qEy mv =
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设粒子做圆周运动的半径为r 1，根据几何关系有
30AOO '∠=︒则
113sin 30
r r R ︒+= 求得
13r = 由牛顿第二定律有
2111
mv qv B r = 求得
22
6qB R y mE
= 所以P 点坐标为223,6qB R R mE ⎫⎪⎭
（2）设粒子进磁场时的速度大小为2v ，根据动能定理
2212
qEy mv '= 设粒子在圆形区域内磁场中做圆周运动的半径为r 2，根据牛顿第二定律
2222
mv qv B r = 求得
r 2=R
同理可知，粒子在圆形区域外磁场内做圆周运动的半径也为R
根据几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，
由几何关系可知，A 点到C 点的距离2AC x R =
设粒子第一次在电场中运动的时间为t 1，则
2112y v t '=2qBR v m
= 求得
1BR t E
= 粒子在磁场中做圆周运动的周期
2m T qB
π= 粒子从A 点到C 点在磁场中运动的时间
2332m t T qB
π== 因此粒子从P '点到C 点运动的时间
123BR m t t t E qB
π=+=+ 14、（i ）85cmHg ；（ii ）380K 。

【解析】
（i ）设活塞下降20cm 时，管内外水银面高度差为x ，高为x 的水银产生的压强为p x ，则有气体做等温变化: ()00(20cm )x p L p p L x =+-+
解得:
x =10cm
2085cmHg p p x =+=
（ii ）气体做等压变化，有
3223V V T T = 其中
2(85cm 20cm 10cm)V S =-+
3(85cm 10cm)V S =+
21300K T T ==
解得:
T 3=380K 。

15、 (1)3n = （2）30θ=
【解析】
（i ）光路如图所示，E 是光线在AB 边的射出点，设光线通过棱镜的速度为v ，则
11,22
DE d vt d =
= c n v
= 解得 3n =
（ii ）光线射到界面BC ，设入射角为i ，折射角为r ，则
2i π
θ=-
22r πθ=
- sin sin i n r
= 解得
θ＝30°。