2024届浙江省嘉兴市重点中学高三二诊模拟考试物理试卷含解析

2024届浙江省嘉兴市重点中学高三二诊模拟考试物理试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（）
A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反
B．原来放射性元素的原子核电荷数为90
C．反冲核的核电荷数为88
D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:88
2、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，A、V均为理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，R是定值电阻，L是灯泡，R t是热敏电阻（电阻随温度升高而减小）。

以下说法正确的是（）
A．交变电流的频率为100Hz
B．电压表的示数为10V
C．当温度升高时，灯泡L变亮
D．当温度降低时，理想变压器输入功率增大
3、已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。

近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。

电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。

点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。

如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）
A．1 B．2
C．3 D．4
4、用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是
A．甲、乙两种单色光的强度相同
B．单色光甲的频率大于单色光丙的频率
C．三种单色光在同种介质中传播时，丙的波长最短
D．三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小
5、如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边的中点，O点是底面ABC的中心。

现在顶点P固定一负点电荷，下列说法正确的是（）
A．底面ABC为等势面
B．A、B、C三点的电场强度相同
C．若B、O、C三点的电势为φB、φO、φC，则有φB－φO=φC－φO
D．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功
，为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑6、如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流0I R
导线电阻对电路的影响。

改变变阻器R接入电路的阻值，记录电流表、电压表的示数并依次填写在下表中。

由数据可
以判定以下说法正确的是（）
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
()V
U14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0
()A
I0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
A．实验过程中L R逐渐增大
B．实验过程中恒流源输出功率逐渐减小
C．恒流源提供的电流0I大小为2.00A
D．电路中定值电阻R的阻值为10Ω
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、下列说法正确的是_______．
A．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大
B．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离
C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
D．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润
E.若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大
8、一个长方体金属导体的棱长如图所示，将该长方体导体放在匀强磁场中，并使前侧面与磁场垂直，已知磁感应强度为B。

导体的左右两侧面外接电源，产生由左向右的稳定电流时，测得导体的上、下表面间的电势差为U。

则下列说法正确的是（）
C ．导体中自由电子定向移动的速率为
U
dB D ．导体中自由电子定向移动的速率为U hB
9、如图所示，质量为M 的长木板A 静止在光滑的水平面上，有一质量为m 的小滑块B 以初速度v 0从左侧滑上木板，且恰能滑离木板，滑块与木板间动摩擦因数为μ．下列说法中正确的是
A ．若只增大v 0，则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加
B ．若只增大M ，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少
C ．若只减小m ，则滑块滑离木板时木板获得的速度减少
D ．若只减小μ，则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小
10、一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L ，对准圆盘上边缘的A 点水平抛出，初速度为v 0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O 点的水平轴匀速转动。

若飞镖恰好击中A 点，下列说法正确的是( )
A ．从飞镖抛出到恰好击中A 点，A 点一定转动到最低点位置
B ．从飞镖抛出到恰好击中A 点的时间为
L
v C ．圆盘的半径为2
20
4gL v
D ．圆盘转动的角速度为
2k v L
π (k ＝1,2,3，…) 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）重物带动纸带自由下落，测本地重力加速度。

用6V 。

50Hz 的打点计时器打出的一条纸带如图甲所示，O 为重物下落的起点，选取纸带上连续打出的A 、B 、C 、D 、E 、F 为测量点，各测量点到O 点的距离h 已标在测量点下面。

打点计时器打C 点时，重物下落的速度c v =__________m/s ；分别求出打其他各点时的速度v ，作2v h -关系图像如图乙所示，根据该图线，测得本地的重力加速度g =__________2m/s 。

（结果保留三位有效数字）
12．（12分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。

虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。

关于此多用电表，下列说法中正确的是__________。

A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
(2)用实验室原有的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。

A．若所选挡位为“直流10mA”挡，则表盘示数为__________mA。

B．若所选挡位为“直流50V”挡，则表盘示数为__________V。

(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。

在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号__________。

A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
”位置
B．把选择开关旋转到“100
C．把选择开关旋转到“×1k”位置
D．将红表笔和黑表笔接触
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过不同待测电阻的电流和它的阻值x R 关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是__________。

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，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，下部有长L 1=66cm 的水银柱，中间封有长L 2=6.6cm 的空气柱，上部有长L 3=44cm 的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为P 0=76cmHg ．如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度．(封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气.)
14．（16分）如图所示，有一玻璃做成的工件，上半部分是半径为R 的半球体，球心为O 。

下半部分是半径为R ，高
15
7
h R =
的圆柱体。

圆柱体底面是一层发光面。

发光面向上竖直发出平行于中心轴OO '的光线，有些光线能够从上半部的球面射出（不考虑半球的内表面反射后的光线）。

已知从球面射出的光线对应的入射光线间的最大距离为32
L R =。

（取sin370.6︒=，cos370.8︒=） (1)求该玻璃工件的折射率；
(2)求从发射面发出的光线中入射角都为37︒的入射光线经球面折射后交于中心轴OO '的交点离发光面中心O '的距离。

15．（12分）如图甲所示，宽0.5m L =、倾角30θ=的金属长导轨上端安装有1ΩR =的电阻。

在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场，磁感应强度B 按图乙所示规律变化。

一根质量0.1kg m =的金属杆垂直轨道放置，距离电阻1x m =，
0t =时由静止释放，金属杆最终以0.4m/s v =速度沿粗糙轨道向下匀速运动。

R 外其余电阻均不计，滑动摩擦力等于
最大静摩擦力。

求：
(1)当金属杆匀速运动时电阻R 上的电功率为多少？
(2)某时刻(0.5s)>t 金属杆下滑速度为0.2m/s ，此时的加速度多大？ (3)金属杆何时开始运动？
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、D 【解析】
微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动；由
2mv Bqv R
=
得：mv R Bq =，若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：112P R B e =•，对反冲核：22(2)P R B Q e =•-，由于12P P =，根据12:44:1R R =，解得90Q =，反冲核的核电荷数为90288-=，它们的速度大小与质量成反比，由于不知道质量关系，无法确定速度大小关系，故A 、B 、C 正确，D 错误； 2、B 【解析】
A ．交变电流的周期T =0.02s ，则频率为1
50Hz f T
==，选项A 错误； B ．变压器原线圈电压有效值为U 1，则
212
U T T R =
解得 U 1=110V 则
2
211
10V =
=n U U n 选项B 正确；
C ．当温度升高时，R t 阻值减小，则次级电阻减小，因次级电压不变，则次级电流变大，电阻R 上电压变大，则灯泡L 电压减小，则灯泡L 变暗，选项C 错误；
D ．当温度降低时，R t 阻值变大，则次级电阻变大，因次级电压不变，则次级电流变小，则理想变压器次级功率减小，则输入功率减小，选项D 错误。

故选B 。

3、D 【解析】
由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S 点发出的这条光线的折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。

而光线4的折射光线直接相交成实像（如右图所示）。

故选D 。

4、C 【解析】
A 、甲乙两种单色光对应的遏止电压相同，则两种光的频率相同，但加正向电压时甲的饱和电流更大，说明甲光的光更强；故A 错误.
B 、D 、由光电效应方程0km E h W ν=-和0
C km eU E -=-可知遏止电压越大时，对应的光的频率越大，故=ννν<甲乙丙；三种光照射同一金属，飞出的光电子的最大初动能关系为=E E E <km 甲km 乙km 丙；故B ，
D 均错误. C 、光在同种介质中传播的速度相同，由v λν=可得，=λλλ>甲乙丙；故C 正确. 故选C. 5、C 【解析】
A ． O 到P 点距离比ABC 三点到P 点距离短，故电势比ABC 三点电势低，又O 点为底面ABC 上的一点，故底面ABC 不为等势面，故A 错误；
B ． A 、B 、
C 三点到P 点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故A 、B 、C 三点的电场强度不相同，故B 错误；
C ．BC 两点到O 点距离相等，两点电势相等，则 φB -φO =φC -φO 故C 正确；
D ．BC 两点到P 点距离相等，两点电势相等，D 点到P 点距离小于BP 、或CP 两点距离，故D 的电势低于B 、C 两点电势，故正试探电荷从B 点沿直线BC 经过D 点移到C 点，电势能先减小后增加，故静电力对该试探电荷先做正功后做负功，故D 错误； 故选C 。

6、B 【解析】
A ．从表格中的数据可知U I
的比值在减小，而电压表测量L R 两端电压，电流表测量L R 电流，即L U R I =，L R 逐渐减
小，A 错误；
B ．L R 逐渐减小，根据串并联电路电阻规律可知电路总电阻减小，而电路总电流恒定，根据2P I R =可知恒流源输出功率逐渐减小，B 正确；
C ．第8次实验时电压表示数为零，即L R 连入电路的电阻为零，L R 所在支路为一根导线，电阻R 被短路，此时L R 所在支路的电流等于恒流源提供的电流，故大小为1.00A ，C 错误；
D ．第一次实验时电流表示数为0.3A ，所以第一次实验时通过电阻R 的电流为
01 1.000.30.7A I I I =-=-=
由于R 和L R 并联，所以第一次实验时R 两端的电压为
14V U =
故R 的电阻为
14
20Ω0.7
U R I =
== 故D 错误。

故选B 。

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 ．温度是分子平均动能的标志，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故A 错误；
B ．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，然后求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出气体分子间的平均距离，故B 正确；
C ．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，产生了其他影响，即消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，故C 错误；
D ．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩展趋势，液体与固体间表现为浸润，故D 正确；
E ．若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大，故E 正确． 故选BDE ．
8、BD
【解析】
A B ．电流向右，则金属导体中的自由电子定向向左移动，由左手定则知洛伦兹力向上，则上表面累积负电荷，其电势低，选项B 正确，A 错误。

CD ．稳定状态时，电子做匀速直线运动，受力平衡，有
eE evB =
又有
U E h
= 解得 U v hB =
选项C 错误，D 正确；
故选BD.
9、BCD
【解析】
A ．滑块滑离木板过程中系统产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积
=Q fL mgL μ=相相
因为相对位移没变，所以产生热量不变，故A 错误；
B ．由极限法，当M 很大时，长木板运动的位移x M 会很小，滑块的位移等于x M +L 很小，对滑块根据动能定理： ()22101122
M mg x L mv mv μ-+=- 可知滑块滑离木板时的速度v 1很大，把长木板和小滑块看成一个系统，满足动量守恒
01mv mv Mv =+'
可知长木板的动量变化比较小，所以若只增大M ，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少，故B 正确； C ．采用极限法：当m 很小时，摩擦力也很小，m 的动量变化很小，把长木板和小滑块看成一个系统，满足动量守恒，那么长木板的动量变化也很小，故C 正确；
D ．当μ很小时，摩擦力也很小，长木板运动的位移x M 会很小，滑块的位移等于x M +L 也会很小，故D 正确． 故选BCD ．
10、ABC
【解析】
A ．从飞镖抛出到恰好击中A 点，A 点转到了最低点位置，故A 正确；
B ．飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此
t ＝0
L v 故B 正确；
C ．飞镖击中A 点时，A 恰好在最下方，有
1r ＝12
gt 1 解得
r ＝2
20
4gL v 故C 正确；
D ．飞镖击中A 点，则A 点转过的角度满足
θ＝ωt ＝π＋1k π(k ＝0、1、1．．．．．．)
故
ω＝0(21)πk v L
+(k ＝0、1、1．．．．．．) 故D 错误。

故选ABC 。

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、1.56 9.70~9.90
【解析】
[1]．由2BD c x v T
＝可知 0.15710.0947 1.56m/s 0.04
c v -=＝ [2]．根据v 2=2gh ，由图象求斜率得2g ，所以 221 4.9m/s =9.80m/s 220.25k g =
=⨯ 。

12、CD 4.9 24.4 BDA A
【解析】
(1)[1]AB ．当S 接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位；因为多用电表中红表笔接其内部电源的负极，所以接线柱A 接的是红表笔，而接线柱B 接的是黑表笔，故A 错误，B 错误；
C ．当S 接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，接线柱B 接的是黑表笔，故C 正确；
D ．当S 接触点3时，表头与电阻并联后再与电阻3R 串联，即改装成电压表，多用电表处于测量电压的挡位，故D 正确。

故选CD 。

(2)[2][3]当选择的挡位为“直流10mA ”挡时其量程为10mA ，分度值为0.2mA ，则示数为4.9mA ；当选择的挡位为“直流50V ”挡时，其量程为50V ，分度值为1V ，则示数为24.4V ；
(3)[4]多用电表测电阻时，应先选择挡位，再短接，然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，要测量约2k Ω的电阻，为了减小误差应该用“100⨯”档位，故顺序为BDA 。

(4)[5]由闭合电路欧姆定律有
x
E I r R =+内 可得
x 1r R I E E
=+内 即x 1R I
-图象为斜线，且图线的纵截距为正，可知A 正确，BCD 错误。

故选A 。

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、在开口向下管中空气柱的长度为12cm ，到原来位置时管中空气柱的长度是9.2cm ．
【解析】
设玻璃管开口向上时，空气柱压强为
103P P gl ρ=+ ①
（式中ρ和g 分别表示水银的密度和重力加速度．）
玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空．设此时开口端剩下的水银柱长度为x ，则
2120P gl P gx P ρρ=+=， ②
（P 2管内空气柱的压强．）由玻意耳定律得
122P sl P sh
=（）（） ③ （式中，h 是此时空气柱的长度，S 为玻璃管的横截面积．）
由①②③式和题给条件得
h =12cm ④
从开始转动一周后，设空气柱的压强为P 3，则
30P P gx ρ=+ ⑤
由玻意耳定律得
123P sl P sh ='
（）（） ⑥ （式中，h ′是此时空气柱的长度．由①②③⑤⑥解得：
h ′≈9.2cm
14、 (1)43n =；(2)5R 【解析】
（1）在球面上发生折射时的入射角2θ等于发生全反射临界角C 时对应入射光之间的间距最大， 1sin C n
=， 由几何关系可得
2sin 2L
L C R R
==， 解得
43
n =； （2）光路图如图所示，
由折射定律可得：
12
sin sin n θθ=，
由题知237θ︒=，则
153θ︒=，
在三角形ΔAON 中，由正弦定理可得
()1sin 180sin N R ON
θ︒-∠=， 由几何关系可知：
12N θθ∠=-，
解得
20sin 7
R ON R N ==∠， 所以37︒入射角的光线经球面折射后交于OO '的交点N 距O '的距离为
2015577
O N ON OO R R R ''=+=+= 15、 (1)当金属杆匀速运动时电阻R 上的电功率为0.04W ；(2)某时刻(0.5s)>t 金属杆下滑速度为0.2m/s ，此时的加速度为20.5m/s ；(3)金属杆在0.5s 后感应电流消失的瞬间才开始下滑。

【解析】
根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，由欧姆定律求电阻R 中的电流，根据电功率计算公式求解电功率；导体棒最终以0.4m/s v =的速度匀速运动，根据受力平衡求出摩擦力，0.5s >t 的某个时刻金属杆下滑速度为0.2m/s ，由牛顿第二定律求出加速度；求解安培力的大小，分析金属杆的受力情况确定运动情况。

【详解】
(1)匀速时磁感应强度应无变化，1B T =，根据闭合电路的欧姆定律可得：
10.50.4A 0.2A 1
⨯⨯===BLv I R ， 根据电功率计算公式可得：
220.21W 0.04W ==⨯=P I R ；
(2)匀速时根据共点力的平衡可得：
sin30A mg F f =+，
而安培力为：
22221050.4N 0.1N 1
⨯⨯===．A B L v F R ，
所以解得摩擦力为：
0.4N f =，
当速度'v 为0.2m/s 时，安培力为：
2222'1050.2'N 0.05N 1
⨯⨯===．A B L v F R ， 根据牛顿第二定律可得：
sin30''A mg F f ma --=，
解得：
2'0.5m/s =a ；
(3)由图b 可知：释放瞬间磁场变化率1/k T s =，感应电流为：
10.51'A 0.5A 1
⨯⨯=====E kS kLx I R R R ， 安培力为：
'0.50.50.5N 0.125N "==⨯⨯=A F I LB ，
由于
sin30A f F mg +">，
所以开始释放时金属杆无法下滑，在0.5s 内，安培力不断增加，范围0.125N 0.25N -，所以在0.5s 前金属杆无法运动；金属杆在0.5s 后感应电流消失的瞬间才开始下滑。

【点睛】
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。