新疆师范大学附属中学2024年高三高考模拟考试物理试题

新疆师范大学附属中学2024年高三高考模拟考试物理试题
请考生注意：
1．请用2B 铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、已知长直导线中电流I 产生磁场的磁感应强度分布规律是B =I k r （k 为常数，r 为某点到直导线的距离）。

如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2I 和I 且方向相反的电流，O 点到两导线的距离相等。

现测得O 点的磁感应强度的大小为0B 。

则甲导线单位长度受到的安培力大小为（ ）
A ．06
B I B ．04B I
C ．03B I
D ．02
B I 2、如图所示，竖直面内有一光滑半圆，半径为R ，圆心为O 。

一原长为2R 的轻质弹簧两端各固定一个可视为质点的小球P 和Q 置于半圆内，把小球P 固定在半圆最低点，小球Q 静止时，Q 与O 的连线与竖直方向成夹角60θ︒=，现在把Q 的质量加倍，系统静止后，PQ 之间距离为（ ）
A ．13R
B ．15R
C ．25R
D ．23
R 3、平行板电容器、静电计、理想二极管(正向电阻为0。

反向电阻无穷大)与内阻不计的电源连接成如图所示的电路，现在平行板电容器两极板间的P 点固定一带负电的点电荷，其中电容器的右极板固定，左极板可左右移动少许。

设静电计的张角为θ。

则下列说法正确的是（ ）
A ．若左极板向左移动少许，则θ变大，P 点的电势不变
B．若左极板向左移动少许，则θ不变，P点的电势不变
C．若左极板向右移动少许，则θ不变，位于P点的点电荷的电势能减小
D．若左极板向右移动少许，则θ变小，位于P点的点电荷的电势能增大
4、曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P。

在工作过程中，活塞在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0
B．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0
C．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度等于v0
D．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度大于v0
5、太阳周围除了八大行星，还有许多的小行星，在火星轨道与木星轨道之间有一个小行星带，假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动，则
A．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期相同
B．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动加速度大于火星做圆周运动的加速度
C．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期大于木星公转周期
D．小行星带中某两颗行星线速度大小不同，受到太阳引力可能相同
6、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则()
A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
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、如图所示为粗细均匀的裸铜导线制成的半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左侧上方的1
4
圆面积内存在垂直圆
环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆环的电阻为2R。

一根长度为2r、电阻为R的均匀金属棒MN以圆环的圆心O点为旋转中心，紧贴着网环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，开始时MN与PQ重合（）
A．金属棒中感应电动势的最大值为2
Brω
B．0~π
ω
时间内通过金属棒MN的横截面电荷量为
2
6
B r
R
π
C．金属棒中电流的有效值是
2 2
8
B r R ω
D．金属棒旋转一周电路中产生的热量为
24 6
B r
R πω
8、用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上，各段轻杆等长，其中小球A、B的质量均为2m，小球C、D、E的质量均为m．现将A、B两小球置于距地面高h处，由静止释放，假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦，则在下落过程中
A．小球A、B、C、D、E组成的系统机械能和动量均守恒
B．小球B的机械能一直减小
C．小球B2gh
D．当小球A的机械能最小时，地面对小球C的支持力大小为mg
9、如图所示，“L”形支架AOB水平放置，物体P位于支架OB部分，接触面粗糙；一根轻弹簧一端固定在支架AO 上，另一端与物体P相连。

物体P静止时，弹簧处于压缩状态。

现将“L”形支架绕O点逆时针缓慢旋转一很小的角度，P与支架始终保持相对静止。

在转动的过程中，关于P的受力情况，下列说法正确的是（）
A ．支持力减小
B ．摩擦力不变
C ．合外力不变
D ．合外力变大
10、电压表，电流表都是由小量程电流表改装而成的，如图甲、乙所示分别是电压表，电流表的改装图，以下说法正确的是（ ）
A ．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，可以给并联电阻再并一个较大的电阻
B ．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，可以给串联电阻再串联一个较大的电阻
C ．小量程电流表内阻为g R ，给它并联一个电阻R ，改装后的电流表量程是原来的g R R R +倍
D ．为实现对改装电表的逐格校准，需要采用分压式电路
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）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A 、B 为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。

计时电脑记录小球通过A 、B 两光电门的遮光时间分布是1t 和2t ，当地的重力加速度为g 。

(1)用20分度游标卡尺测量小球直径d ，刻度线如图乙所示，则d =______cm ；
(2)为了验证小球自A 到B 过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____
A．用天平测出小球的质量
B．测出小球到光电门A的竖直高度0h
C．A、B光电门中点间的竖直高度h
(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；
(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间t∆，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度g=________。

（使用d、1t、2t和t∆表示）
12．（12分）某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。

气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：
②把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块1的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向且在同一直线上；
③在小滑块2上固定一个宽度为d的窄遮光片，把滑块2放在气垫导轨中间附近，使滑块2开始时处于静止状态；
④先______，然后滑块1一个向左的初速度，让滑块1带动纸带一起向左运动，滑块1和2发生碰撞，纸带记录滑块1碰撞前后的运动情况，纸带左端是滑块1碰前运动的记录情况，纸带右端是滑块1碰后运动的记录情况。

⑤记录滑块2通过光电门时遮光片的遮光时间t；
d=，并计算遮光片遮光时间⑥取下纸带，重复步③④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示，测出遮光片宽度 2.1mm
t=；
的平均值0.700ms
⑦测得滑块1的质量为0.300kg，滑块2的质量为0.100kg。

完善实验步骤④的内容。

⋅；两滑块(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为______kg m/s
相互作用以后系统的总动量大小为______kg m/s
⋅（保留三位有效数字）。

(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：______。

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）如图所示，固定光滑轨道AB末端B点切线水平，AB高度差1 1.8m
h=，B距传送带底端的竖直高度为
23.8m
h=，与轨道同一竖直面的右侧有一倾角=37
θ︒的传送带，以2m/s
v=顺时针匀速转动。

在轨道上A处每隔1秒无初速释放一个质量=2kg
m的相同滑块，从B点平抛后恰能垂直落到传送带上，速度立即变为零，且不计滑块对
传送带的冲击作用。

滑块与传送带间的动摩因数为
7
8
μ=，传送带长度为=7m
L，不计空气阻力。

（sin370.6
︒=，
cos370.8
︒=，2
g10m/s
=）
求：(1)滑块从B点落至传送带的时间；
(2)因传送滑块，电动机额外做功的平均功率。

14．（16分）如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第I象限和第IV象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场，在第IV象限磁感应强度大小是第Ⅰ象限的2倍．圆形区域与x轴相切于Q点，Q到O点的距离为L，有一个带电粒子质量为m，电荷量为q，以垂直于x轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成60°角以速度v进入第I象限，又恰好垂直于x轴在Q点进入圆形区域磁场，射出圆形区域磁场后与x轴正向成30°角再次进入第I象限。

不计重力。

求：
（1）第I象限内磁场磁感应强度B的大小：
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子在圆形区域磁场中的运动时间。

15．（12分）一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P 离水面的高度为h 1=0.6m ，尾部下端Q 略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端1s =0.8m 处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方2s =3.0m 处下潜到深度为2h 时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q ；继续下潜h ∆=2.0m ，恰好能看见Q 。

（已知水的折射率n =43
）求 ①深度2h ；
②赛艇的长度l 。

（可用根式表示）
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
【解题分析】
设两导线间距为d ，根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在O 点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠加有
02622
I I kI B k k d d d =+=
乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小
06
B I B k d == 则甲导线单位长度受到的安培力大小
023
B I B IL F L ⨯==
C 正确，AB
D 错误。

故选C 。

2、D
【解题分析】
开始小球Q 处于静止状态，弹簧的形变量2x R R R =-=，弹簧弹力1F kx kR ==，对Q 进行受力分析可知 kR mg =
Q 的质量加倍后，设OQ 与竖直方向的夹角为α，对Q 进行受力分析，设弹簧的弹力为2F ，根据力的三角形与边的三角形相似有
222sin 2
mg R F R α= 又
222sin 2F k R R α⎛⎫=- ⎪⎝
⎭ 联立解得
1sin 23
α
= 则PQ 之间距离
22sin
23
L R R α== 故选D 。

3、C 【解题分析】
AB ．静电计上的电压不变，所以静电计的张角θ不变，由于二极管具有单向导电性，所以电容器只能充电，不能放电；将电容器的左极板水平向左移时，电容器的电容4S C kd επ=减小，但不能放电，则电容器带电量不变，由Q C U =和U E d
=可得，电容器两极板间的电场不变，则P 点的电势P E Ex ϕ=-（x 为P 点到左极板的距离），则P 点的电势降低，故AB 错误；
CD ．将电容器的左极板水平向右移时，电容器的电容4S C kd επ=增大，电场强度U E d
=增大，P 点的电势升高，由于P 点固定的是负电荷，所以位于P 点的点电荷的电势能减小，故C 项正确，D 项错误。

故选C 。

4、A
【解题分析】
AB ．当OP 与OQ 垂直时，设∠PQO=θ，此时活塞的速度为v ，将P 点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度；将活塞的速度v 分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度，则此时v 0cosθ=vcosθ，即v=v 0，选项A 正确，B 错误； CD ．当OPQ 在同一直线时，P 点沿杆方向的速度为零，则活塞运动的速度等于0，选项CD 错误；
5、D
【解题分析】
A 项：由公式2
224mM G m r r T
π=可知，若小行星做圆周运动半径不同，则周期不同，故A 错误； B 项：由公式2mM G
ma r
=可知，小行星中各行星绕太阳做圆周运动的加速度小于火星做圆周运动的加速度，故B 错误；
C 项：小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的半径小于木星绕太阳公转的半径，因此小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期小于木星公转周期，故C 错误；
D 项：由公式2
F r v m =可知，某两颗行星线速度大小v 不同，但2
v m r
有可能相同，故D 正确。

故选：D 。

6、A
【解题分析】
根据光电效应方程0km E h W γ=-得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A 正确，BCD 错误．
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、BD
【解题分析】
A ．只有当MO 、NO 分别切割磁感线时，环中才有电流。

MO 、NO 中感应电动势
212
E B r ω= 故A 错误；
B ．金属棒中有电流时，电流为
2
32E
B r I R R R ω==+ 半个周期内通过金属棒MN 的电荷量
2
46T B r q I R
π=⋅= 故B 正确；
C ．在一个周期内，只有半个周期的时间内金属棒中才有电流，即
222
T I R I R T '=总总 所以金属棒中电流的有效值
I '= 故C 错误；
D ．依题意的
2Q I R T '=总
即
24
6B r Q R πω=
故D 正确。

故选BD 。

8、CD
【解题分析】
小球A 、B 、C 、D 、E 组成的系统机械能守恒但动量不守恒，故A 错误；由于D 球受力平衡，所以D 球在整个过程中不会动，所以轻杆DB 对B 不做功，而轻杆BE 对B 先做负功后做正功，所以小球B 的机械能先减小后增加，故B 错误；当B 落地时小球E 的速度等于零，根据功能关系212mgh mv = 可知小球B
C 正确；当小球A 的机械能最小时，轻杆AC 没有力，小球C 竖直方向上的力平衡，所以支持力等于重力，故
D 正确，故选CD 9、AC
【解题分析】
对P 受力分析如图：
不转动时，OB 对P 有支持力N 和静摩擦力f ，根据平衡条件
f F =
N mg =
转动后受力分析如图：
支持力为
cos N mg θ'=
则支持力减小，摩擦力为
sin f F mg θ'=-
则静摩擦力减小，物块保持静止，所以合外力不变，仍为0，AC 正确，BD 错误。

故选AC 。

10、CD
【解题分析】
A ．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，说明流过表头的电流小，可以增大分流电阻使其分流少些，从而增大流过表头的电流使其准确，应该给并联电阻串联一个较小的电阻，A 错误；
B ．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些。

说明流过表头的电流小，应该减小串联电阻，或给串联电阻再并联一个较大的电阻，B 错误；
C ．小量程电流表内阻为g R ，给它并联一个电阻R ，改装后的电流表量程
g g g I R I I R =+
得出
g g R R I I R
+= C 正确；
D ．分压式电路电压、电流可以从零开始调节，可以实现对改装电表的逐格校准，D 正确。

故选CD 。

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、1.025 C 22
212gh t t d d ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
21d d t t t t -∆⋅∆⋅ 【解题分析】
(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm ，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm ，所以小球直径 d =10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm
(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的重力势能等于增加的动能，则
22211122
mgh mv mv =
- 即 22211122
gh v v =- 所以不需要测量小球的质量。

研究的过程是小球在两光电门之间的能量变化，需要A 、B 光电门中点间的竖直高度h 。

故AB 错误，C 正确。

(3)[3]由以上分析可知，如果满足22211122
mgh mv mv =-，即能证明小球在自A 到B 过程中机械能守恒。

而 11
d v t = 22d v t =
即
22
212gh t t d d ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
(4)[4]根据匀变速运动的速度时间关系0v v at =+，有 21d d g t t t ⎛⎫⎛⎫=+∆ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
得
21d d g t t t t
=-⋅∆⋅∆ 12、先接通打点计时器电源 0.600 0.595 在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒
【解题分析】
（1）[1]为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。

（2）[2]作用前系统的总动量为滑块1的动量，
010p m v =
而
00.12 m/s 2 m/s 0.023
v =
=⨯ 所以 00.300 2 kg m/s 0.600kg m/s p =⨯⋅=⋅
[3]作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时滑块1速度v 1为
10.059 m/s 0.983m/s 0.023
v ==⨯ 滑块2速度v 2为
3
232.110 m/s 3m/s 0.70010
v --⨯==⨯ 以两滑块相互作用以后系统的总动量大小
11220.3000.983 kg m/s 0.100 3 kg m/s 0.595 kg m/s p m v m v =+=⨯⋅+⨯⋅=
（3）[4] 分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。

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）0.8s ；（2）104W 。

【解题分析】
（1）由动能定理得
21012
mgh mv = 物块垂直打到传送带上，则
平抛运动竖直方向上
y gt =v
解得0.8s t =
（2）平抛运动竖直方向上
21 3.22
y gt m == 设在传送带上的落点与底端相距1L
211m sin h y L θ
-== cos sin mg mg ma μθθ-=
22v ax =
1v at =
12s t =
每1s 放一个物块，共两个物块匀加速
2m x =
滑块先匀加速后匀速运动
共速后物块可与传送带相对静止匀速运动，相邻两个物块间距为
2m x v t ∆=∆=
1L L x n x --=∆
2n =
传送带上总有两个物块匀加速，两个物块匀速
2cos 2sin f mg mg μθθ=+
电机因传送物块额外做功功率为
104W P fv ==
14、（1）32mv B qL =；（2）234mv E qL =；（3）29L v
π。

【解题分析】
（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示．设粒子在第Ⅰ象限内的轨迹半径为R 1．由几何关系有：
得： 123R L = 根据洛伦兹力提供向心力有：
2
1
v qvB m R = 得：
32mv B qL
=
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，由几何关系有：
13sin 603y R L ==
v 0=v cos60°=12
v 粒子刚出电场时
v x =v sin60°=3粒子在电场中运动时间为：
y t v = v x =at
qE a m
= 可得：
2
34mv E qL
=
（3）由几何关系知，粒子在圆形磁场中运动的时间 3T t '= 而 222R m T v q B
ππ==⋅ 结合32mv B qL =得 2 9L t v
π'= 15、①4m ；②247(
3.8)m 7-。

【解题分析】
① 设过P 点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：α、β，如图所示
由几何关系有
1
2211sin αs h =+，22222sin βs h =+根据光的折射定律可知
sin sin n αβ=43
= 联立解得
h 2=4m
② 潜水员和Q 点连线与水平方向夹角刚好为临界角C ，则有
13sin 4
C n == 根据几何关系有
122tan s s l C h h
++=+∆
联立解得
l=-
3.8)m。