河北省石家庄市无极中学2024年高三下学期高考模拟(一)物理试题

河北省石家庄市无极中学2024年高三下学期高考模拟（一）物理试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星绕地球轨道半径的1
2
，则此卫星运行的周期大
约是（）
A．6h B．8.4h C．12h D．16.9h
2、在闭合电路中，以下说法中正确的是（）
A．在外电路和电源内部，电荷都受非静电力作用
B．在电源内部电荷从负极到正极过程中只受非静电力而不存在静电力
C．静电力与非静电力对电荷做功都使电荷的电势能减少
D．静电力对电荷做功电势能减少，非静电力对电荷做功电势能增加
3、如图所示为单摆的振动图像，根据此振动图像不能确定的物理量是（）
A．摆长B．回复力C．频率D．振幅
4、如图所示电路中，电流表A和电压表V均可视为理想电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，下列说法正确的是（）
A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C上电荷量减少
D ．电源的总功率变大
5、如图甲所示，直径为0.4m 、电阻为0.1Ω的闭合铜环静止在粗糙斜面上，CD 为铜环的对称轴，CD 以下部分的铜环处于磁感应强度B 方向垂直斜面且磁感线均匀分布的磁场中，若取向上为磁场的正方向，B 随时间t 变化的图像如图乙所示，铜环始终保持静止，取π3=，则（ ）
A ．2s t =时铜环中没有感应电流
B ． 1.5s t =时铜环中有沿逆时针方向的感应电流（从上向下看）
C ． 3.5s t =时铜环将受到大小为34.810N -⨯、沿斜面向下的安培力
D ．1~3s 内铜环受到的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小
6、起重机将静止在地面上的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的v －t 图像如图所示，g =10m/s 2，以下说法中正确的是（ ）
A ．0~3s 内货物处于失重状态
B ．3~5s 内货物的机械能守恒
C ．5~7s 内货物受到向上的拉力为重力的0.3倍
D ．货物上升的总高度为27m
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、如图所示，两个质量分布均匀的球体P 、Q 静止在倾角为30︒的固定斜面与固定挡板之间.挡板与斜面垂直。

P 、Q 的质量分别为m 、2m ，半径分别为r 、2r ，重力加速度大小为g ，不计一切摩擦。

下列说法正确的是（ ）
A ．P 受到四个力的作用
B ．挡板对P 的支持力为3mg
C ．P 所受弹力的合力大于mg
D ．Q 受到P 的支持力大于mg
8、如图所示，竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽，半径为2R，一质量为m的滑块（可视为质点）从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落，经过半圆弧槽后，滑块从半圆弧槽的左端冲出，刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B 点。

不计空气阻力，重力加速度为g，则（）
A．滑块第一次到达半圆弧槽D6gR
B．滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力为6mg
C．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为mgR
D．滑块从B点返回后经C再次到达D2gR
9、下列说法正确的是（）
A．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D．光的偏振特征说明光是横波
E.水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
10、关于电磁波和机械波，下列说法正确的是
A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
C．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
D．在真空中波长越短的电磁波周期越大
E.声波从空气传入水中时频率不变，波长改变
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）某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：
（1）物块P 、Q 用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P 底端固定了一竖直宽度为d 的轻质遮光条。

托住P ，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A 与固定在铁架台上的光电门B 之间的高度h 。

（2）现将物块P 从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t ，则遮光条通过光电门时的速度大小v =___________。

（3）己知当地的重力加速度为g ，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。

（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。

（5）改变高度h ，重复实验，描绘出v 2-h 图象，该图象的斜率为k 。

在实验误差允许范围内，若k = _________，则验证了机械能守恒定律。

12．（12分）用如图甲所示装置来探究功和物体速度变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A B 、，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C 相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D 上，轨道固定在水平桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。

（1）实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是__________；
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d ______cm ；
（3）主要实验步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M ，测量两遮光条间的距离L ，按图甲正确连接器材。

②将木板左端与轨道左端对齐。

由静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F 及遮光条B A 、先后经过光电门所用的时间2t t t 、，则可以测出遮光条B A 、通过光电门时的速度大小和合外力对木板做的功；
③加挂钩码，重复②的操作，建立木板速度v 和细线拉力对木板做的功W 的相关图像，分析得出实验结论。

（4）根据实验中可能遇到的困难，回答下列问题：
①由静止释放木板的瞬间，弹簧测力计的示数会_______（填“变大”“变小”或“不变”）；
②如果将钩码的个数成倍增加，细线拉力对木板做的功W 将_______（填“会”或“不会”）成倍增加；
③利用图像法处理实验结果时，应该建立_______（填“v W ∆-”“2v W -”或“2v W ∆-”）图像，如果得到的图像是线性变化的，则说明实验探究成功，此时图像的斜率的表达式为k =________（用已知物理量的符号表示）。

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）由某种材料制成的直角三角形棱镜，折射率n 1=2，AC 边长为L ，∠C=90，∠B=30 ，AB 面水平放置。

另有一半径为2L ，圆心角90的扇形玻璃砖紧贴AC 边放置，圆心O 在AC 中点处，折射率n 2=2，如图所示。

有一束宽为d 的平行光垂直AB 面射入棱镜，并能全部从AC 面垂直射出。

求：
(Ⅰ)从AB 面入射的平行光束宽度d 的最大值；
(Ⅱ)光从OC 面垂直射入扇形玻璃砖后，从圆弧面直接射出的区域所对应的圆心角。

14．（16分）如图所示，在直角坐标系xOy 平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y 轴正方向的匀强电场。

两个电荷量均为q 、质量均为m 的带负电粒子a 、b 先后以v 0的速度从y 轴上的P 点分别沿x 轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a 、b 两粒子恰好在x 负半轴上的Q 点相遇，此时a 、b 两粒子均为第一次通过x 轴负半轴，P 点离坐标原点O 的距离为d ，已知磁场的磁感应强度大小为02mv B qd
=
，粒子重力不计，a 、b 两粒子间的作用力可忽略不计。

求：
（1）粒子a 从P 点出发到达Q 点的时间t ；
（2）匀强电场的电场强度E 的大小。

15．（12分）如图所示，一束平行于直径AB 的单色光照射到玻璃球上，从N 点进入玻璃球直接打在B 点，在B 点反射后到球面的P 点（P 点未画出）。

已知玻璃球的半径为R ，折射率n 3c ，求： ①入射点N 与出射点P 间的距离；
②此单色光由N 点经B 点传播到P 点的时间。

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、B
【解题分析】 由题意卫星的轨道半径是同步卫星半径的12
，根据开普勒第三定律有 33
2
2 1()2r r
T T =同同同卫
可得
3
11224h 8.4h 8r T T r ⎛⎫ ⎪==≈ ⎪ ⎪⎝⎭同卫同同 故ACD 错误，B 正确。

故选B 。

2、D
【解题分析】
A.在电源内部，电荷受非静电力作用；在外电路，电荷不受非静电力作用；故A 项错误；
B.在电源内部电荷从负极到正极过程中，电荷既受非静电力又受静电力，故B 项错误；
CD.在闭合电路中，静电力对电荷做功使电荷的电势能减少，非静电力对电荷做功使电荷的电势能增加，故C 项错误，D 项正确。

3、B
【解题分析】
由图可直接看出的物理量有：周期T =2s ，振幅A =3cm ；由单摆的周期公式：
=2T 则频率：
10.5Hz f T
== 可求出摆长为：
2
2=4gT l π
由于不知道摆球的质量，所以无法知道回复力。

B 正确，ACD 错误。

故选B 。

4、A
【解题分析】
A 、
B 闭合开关S 后，将滑动变阻器滑片P 向左移动时，变阻器接入电路的电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I 减小，则小灯泡L 变暗，电流表A 的示数变小．电压表的示数U=E ﹣I （R L +r ），I 减小，其他量不变，则U 增大，即电压表V 的示数变大．故A 正确，B 错误．
C 、电容器的电压等于变阻器两端的电压，即等于电压表的示数，U 增大，由Q=CU ，知电容器C 上的电荷量增大．故C 错误．
D 、电源的总功率P=EI ，I 减小，则电源的总功率变小．故D 错误．
故选A
5、C
【解题分析】
A ．分析图乙可知，2s t =时，磁感应强度处于变化的过程中，铜环中磁通量变化，产生感应电流，A 错误；
B ． 1.5s t =时，垂直斜面向下的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知，铜环中产生顺时针方向的感应电流，B 错误；
C ． 3.5s t =时，垂直斜面向上的磁通量逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知
220.012V r B BS E t t
π∆⋅∆===∆∆
根据欧姆定律可知
0.12A E I R
== 安培力
20.0048N F BIr ==
C 正确；
D ．13s ～时间内，磁感应强度变化率不变，则感应电流不变，磁感应强度先减小后增大，根据楞次定律的可知，安培力先向下减小后向上增大，则摩擦力方向向上，逐渐减小，后续可能方向向下逐渐增大，D 错误。

故选C 。

6、D
【解题分析】
A ．货物开始时竖直向上运动，由v －t 图像读出0~3s 的斜率即加速度为正，表示加速度向上，则货物处于超重状态，故A 错误；
B ．3~5s 内货物做向上的匀速直线运动，一定有除重力以外的拉力对货物做正功，则货物的机械能增加，故B 错误；
C ．5~7s 内的加速度为
2206m/s 3m/s 2
v a t ∆-===-∆ 由牛顿第二定律有
T F mg ma -=
可得
T 70.7F m mg ==
则有货物受到向上的拉力为重力的0.7倍，故C 错误；
D ．v －t 图像的面积表示货物上升的总位移，则总高度为
(27)6m 27m 2
h +=⨯= 故D 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、AD
【解题分析】
A ．P 受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和Q 的压力，故A 正确；
B ．两球整体受力平衡，故挡板对P 的支持力大小
N 1=3mg sin 30︒=
32
mg 故B 错误；
C ．P 所受三个弹力的合力与重力mg 平衡，则P 所受弹力的合力大小为mg ，故C 错误；
D ．Q 受力如图所示，有
F =2mg
故
N 2>F sin 30︒=mg
故D 正确。

故选AD 。

8、AC
【解题分析】
A ．滑块从A 到D 做自由落体运动，满足
20132
mgR mv =
解得 06v gR =A 正确；
B ．滑块第一次到达D 点时，有
20N 32v F m mg R
== B 错误；
C ．滑块第一次从A 到B 的过程中，设滑块克服摩擦力做的功为f W ，根据动能定理有
0f mgR W -=
解得
f W mgR =
C 正确；
D ．若滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功不变，则滑块从B 点到D 点满足
2122
f D m
g R W mv ⨯-=
解得
D
v=
但是在第二次进入的速度比第一次小，摩擦阻力变小，所以滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功变小，D错误。

故选AC。

9、BDE
【解题分析】
A．单色光从光密介质进入光疏介质时，频率不变，光速发生了变化，所以光的波长也发生变化，选项A错误；B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的，选项B正确；
C．根据光的干涉条纹间距公式
L
x
d
λ
＝，可知红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相
邻条纹间距大，选项C错误；
D．光的偏振特征说明光是横波，选项D正确；
E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，选项E正确。

故选BDE。

10、ACE
【解题分析】
A．电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，故A正确；
B．电磁波在真空中传播速度不变，与频率无关，故B错误；
C．衍射是一切波都具有的现象，电磁波是横波，只要是横波就能发生偏振现象，故C正确；
D．
1
T
f c
λ
==，周期与波长成正比，故D错误；
E．声波从空气传入水中时频率不变，因为波速变大，由
v
f
λ=，可知波长边长，故E正确。

故选：ACE。

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、d
t
P的质量M，Q的质量m（M-m）gh=2
1
()()
2
d
M m
t
+
2()
()
M m
g
M m
-
+
【解题分析】
（1）[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短，则平均速度可作为瞬时速度，有：
d v t
=； （2）[2]两物块和轻绳构成的系统，只有重力做功，机械能守恒：
221122
Mgh mgh Mv mv -=+ 故要验证机械能守恒还需要测量P 的质量M 、Q 的质量m ；
（3）[3]将光电门所测速度带入表达式：
2211()()22d d Mgh mgh M m t t
-=+ 则验证机械能守恒的表达式为：
21()()()2d M m gh M m t
-=+； （4）[4]将验证表达式变形为：
22()g M m v h M m
-=⋅+ 若在误差允许的范围内，系统满足机械能守恒定律，2v h -图像将是一条过原点的倾斜直线，其斜率为： 2()g M m k M m
-=+。

12、平衡摩擦力 0.560 变小 不会 2v W ∆-
2M 【解题分析】
（1）[1]实验中轨道应倾斜一定角度，是利用木板的重力沿轨道向下的分力来平衡摩擦力；
（2）[2]根据游标卡尺的读数方法可得遮光条的宽度为
0.5cm 120.05mm 0.5cm 0.060cm 0.560cm +⨯=+=
（4）[3]释放木板前，设弹簧测力计的示数为1F ，根据受力平衡有
12F mg =
释放的瞬间，对木板有
F Ma '=
对钩码有
122
mg F m a '-=⋅ 则有
12
mg F =
1
22F mg m M '=⋅+
故有
1F F '<
弹簧测力计的示数会变小
[4]由
1
22F mg m M '=⋅+
可知，当钩码的个数成倍增加，即m 加倍时，F '不是成倍增加的，而每次位移相等，故细线拉力做的功不会成倍增加；
[5][6]以木板为研究对象，根据动能定理有
222111222
A B FL Mv Mv M v =-=∆ 故应该建立2v W ∆-图像，图像对应的函数关系为
22v W M ∆=
⋅ 故
2k M
=
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)L (2)45°
【解题分析】
解：(I)在三角形棱镜中，设全反射临界角为C 1， 则有： 111SinC n =
解得： C 1=30︒
如图，从D 点射入的光线，在BC 面反射到A 点，则从B 、D 间垂直射入的光都能垂直射到AC 面 由几何关系，有：1BD AB L 2
== ， 即宽度为 d L = (II)设扇形玻璃砖全反射角为C 2，且知：221SinC n =
解得：C 2=45︒
如图，当α=45︒时，从OC 面垂直射入扇形玻璃砖的光线恰不能从圆弧面直接射出
故所求圆心角：θ45︒=
14、（1）0300103603d t T v π︒==︒（2）2023mv E qd
= 【解题分析】
（1）粒子a 进入磁场后做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
由200v qv B m R
=得R =2d 设粒子做圆周运动的周期为T
00
24R d T v v ππ== 粒子a 的运动轨迹如图所示，由几何关系可得粒子a 做圆周运动对应的圆心角300θ=︒
则粒子a 从P 点出发到达Q 点的时间0
300103603d t T v π︒==︒
（2）粒子b 做类平抛运动，设粒子b 到达Q 点所用的时间为1t
在x 轴方向有012sin 60x d v t =︒=
在y 轴方向有2112d at = 由牛顿第二定律知F =qE =ma
联立可得2023mv E qd
= 15、①3R ；②
6R c
【解题分析】
①在B 点的反射光线与入射光线NB 关于
AB 对称，则可知从P 点射出的光线与原平行于AB 的入射光线平行对称，作出光路图如图所示
由光路图知
122θθ=
由折射定律得 12
sin 3sin n θθ==解得
160θ=
230θ=
入射点N 与出射点P 间的距离为
12sin 3d R R θ==②该条光线在玻璃球中的路程
222cos 23s R R θ=⨯=
光在玻璃球中的速度
3
c v n ==
光在玻璃球中的时间 6=
=s R t v c。