内蒙古自治区包头市第二中学2023-2024学年高考仿真模拟物理试卷含解析

内蒙古自治区包头市第二中学2023-2024学年高考仿真模拟物理试卷
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、一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源且t=0时刻开始沿y轴负方向起振。

如图所示为t=0.2s时x=0至x=4m 范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。

已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是（）
A．这列波的周期为0.4s
B．t=0.7s末，x=10m处质点的位置坐标为（10m，-10cm）
C．t=0.7s末，x=12m处的质点正经过平衡位置向上运动
D．t=0.3s末，x=24m处的质点加速度最大且沿y轴正方向
2、下列说法正确的是（）
A．爱因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理学
B．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多
C．一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子
D．玻尔的原子理论能够解释氦原子的光谱
3、某静电场在x轴正半轴上的电势Φ随x变化的关系如图所示，则（）
A．x1处跟x2处的电场强度方向相同
B．x1处跟x2处的电场强度大小相等
C．若把带正电的粒子从x1处移到x2处，电场力先做正功再做负功
D．同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于x2在处的电势能
4、如图所示，半径为R的竖直半球形碗固定于水平面上，碗口水平且AB为直径，O点为碗的球心．将一弹性小球（可
视为质点）从AO连线上的某点c点沿CO方向以某初速度水平抛出，经历时间
R
t
g
（重力加速度为g）小球与碗
内壁第一次碰撞，之后可以恰好返回C点；假设小球与碗内壁碰撞前后瞬间小球的切向速度不变，法向速度等大反向．不计空气阻力，则C、O两点间的距离为（）
A．2
3
R
B．
3
3
R
C．
3
2
R
D．
2
2
R
5、一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（）
A．该波的波长为2.0m B．该波的周期为1s
C．该波向x轴正方向传播D．该波的波速为2.0m/s
6、如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计.下列说法正确的是（）
A．S闭合瞬间，B先亮A后亮
B．S闭合瞬间，A先亮B后亮
C．电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，然后逐渐熄灭
D．电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭
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、下列说法正确的有（）
A ．研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关
B ．电子的衍射图样证实了电子的波动性
C ．α粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法
D ．结合能越大的原子核，核子的平均质量越大
8、L 1、L 2两水平线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场高度为h ，竖直平面内有质量为m ，电阻为R 的梯形线框，上、下底水平且底边之比5:1，梯形高2h 。

该线框从如图位置由静止下落，已知AB 刚进入磁场时和AB 刚穿出磁场时的重力等于安培力，在整个运动过程中，说法正确的是（ ）
A ．A
B 边是匀速直线穿过磁场
B ．AB 边刚穿出到CD 边刚要进入磁场，是匀速直线运动
C ．AB 边刚穿出到C
D 边刚要进入磁场，此过程的电动势为122
mgR gh D ．AB 边刚进入和AB 边刚穿出的速度之比为4:1
9、如图所示，a 、b 两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入，入射点均在玻璃砖底边圆心O 的左侧，两束光进入玻璃砖后都射到O '点，OO '垂直于底边，下列说法确的是（ ）
A ．从点O'射出的光一定是复色光
B ．增大两束平行光的入射角度，则b 光先从O '点消失
C ．用同一装置进行双缝干涉实验，b 光的相邻条纹间距较大
D ．若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光的截止电压低
10、如图所示，两条平行的光滑导轨水平放置(不计导轨电阻)，两金属棒垂直导轨放置在导轨上，整个装置处于竖在向下的匀强磁场中．现在用水平外力F 作用在导体棒B 上，使导体棒从静止开始向有做直线运动，经过一段时间，安培力对导体棒A 做功为1W ，导体棒B 克服安培力做功为2W ，两导体棒中产生的热量为Q ，导体棒A 获得的动能为k E ，拉力做功为F W ，则下列关系式正确的是
A ．1k W E =
B ．21k W W E =+
C ．2k W Q E =+
D ．F k W Q
E =+
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）某实验小组测定一电流表的内阻A R ，实验室提供如下器材：
A ．待测电流表（量程为0~10mA ，内阻A R 约10Ω）；
B ．电阻箱0R （最大阻值为99.9Ω）；
C ．滑动变阻器1R （最大阻值1200Ω，额定电流0.5A ）；
D ．滑动变阻器2R （最大阻值120Ω，额定电流1.5A ）;
E.电源（电动势约10V ，内阻不计）；
F.开关两个，导线若干。

设计了如图甲所示的电路图，实验步骤如下：
①根据实验设计的电路图连接好电路，正确调节滑动变阻器R ；
②先闭合1S ，使2S 保持断开状态，调节滑动变阻器R 滑片P 的位置，使得待测电流表示数达到满偏电流0I 。

③保持滑动变阻器R 滑片P 的位置不动，闭合2S ，并多次调节变阻箱0R ，记下电流表的示数I 和对应的电阻箱的阻值0R 。

④以1I 为纵坐标，01R 为横坐标作出了0
11I R -图线，如图乙所示；
⑤根据图线的相关数据求解电流表的内阻A R ；回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器_____（填“1R ”或“2R ”），实验前，先将滑动变阻器滑片P 移到____（填“a ”或“b ”）端；
(2)在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变，则1I 与0
1R 的关系式为______（用题中所给出物理量的字母表示），根据图象中的数据求出电流表的内阻A R =_____（结果保留两位有效数字）；
(3)用这种方法测量出的电流表内阻比电流表内阻的真实值_____（填“偏大”“相等”或“偏小”）。

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）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。

其中顶部A 为矩形形状，高CM =L ，边长CD ＝d ，底部B 为等边三角形。

现让一束单色光线从B 部分MH 边的中点O 1表面处沿竖直方向射入，光线进入B 后发现折射光线恰好与B 部分的HM '平行且经过MM'，最后从A 部分的CD 边上某点O 处射出，光在真空中的传播速度为c 。

求：
（i）光在工艺品中传播的速度；
（ii）光在工艺品中传播的时间。

14．（16分）如图所示，水平向右的匀强电场中，某倾角为θ=37°的绝缘斜面固定于水平面上，顶端静置一质量为m =2kg 的物块，带正电，电量为q=10-6C。

若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，电场强度为E=5×106V/m，且物块能自由下滑到斜面底端。

斜面高度为h=1m，已知：g=10m/s2，sin 37°=0.6 ，cos37°=0.8试问，物块下滑到斜面底端过程中：
(1)物块与斜面摩擦产生的内能为多少；
(2)物块动能的改变量；
(3)物块机械能的改变量。

15．（12分）如图甲所示，两竖直同定的光滑导轨AC、A'C'间距为L，上端连接一阻值为R的电阻。

矩形区域abcd 上方的矩形区域abA'A内有方向垂直导轨平面向外的均匀分布的磁场，其磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示（其中B0、t0均为已知量），A、a两点间的高度差为2gt0（其中g为重力加速度），矩形区域abcd下方有磁感应强度大小为B0、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。

现将一长度为L，阻值为R的金属棒从ab处在t=0时刻由静止释放，金属棒在t=t0时刻到达cd处，此后的一段时间内做匀速直线运动，金属棒在t=4t0时刻到达CC'处，且此时金属棒的速度大小为kgt0（k为常数）。

金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，空气阻力不计。

求：
(1)金属棒到达cd处时的速度大小v以及a、d两点间的高度差h；
(2)金属棒的质量m；
(3)在0－4t0时间内，回路中产生的焦耳热Q以及d、C两点的高度差H。

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
【解析】
A ．由题，波源0t =时刻开始沿y 轴负方向起振，则介质中各个质点均沿y 轴负方向起振，图示时刻2m x =处的质点第一次到达波峰，已经振动了34
T ，说明0.2s t =时波传到8m x =质点处，则周期为0.2s T =，A 错误； B ．由图知波长8m λ=，波速为：
8m/s 40m/s 0.2
v T λ
=== 波传到10m x =处的时间为：
10s 0.25s 40
x t v === 则0.7s t =末，10m x =处的质点已振动了10.45s 24
T =，此质点起振方向沿y 轴负方向，则0.7s t =末，10m x =处质点到达波谷，坐标为(10m,10cm)-，B 正确；
C ．波传到12m x =处的时间为：
12s 0.3s 40
x t v === 则0.7s t =末，12m x =处的质点已振动了0.4s 2T =，此质点起振方向向下，则0.7s t =末，12m x =处的质点正经过平衡位置向下运动，C 错误；
D ．波传到24m x =处的时间为：
24s 0.6s 40
x t v === 则0.3s t =末，24m x =处质点还没有振动，加速度为零，D 错误。

故选B 。

2、B
【解析】
A ．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A 错误；
B ．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，则入射光子的数目越多，所以单位时间内发射的光电子数越
多，故B 正确；
C ．根据玻尔理论，一个氢原子从量子数n =3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2 种不同频率的光子，故C 错误；
D ．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，很好地解释了氢光谱，但不能够解释氦原子的光谱，故D 错误。

故选B 。

3、A
【解析】
A ．x 1和x 2处的斜率都是负值，说明场强方向相同，故A 正确；
B ．x 1处的斜率大于x 2处的斜率，说明x 1处的电场强度大于x 2处的电场强度，故B 错误；
C ．从x 1处到x 2处，电势逐渐降低，则移动正电荷，电场力一直做正功，电势能一直减小，故C 错误；
D ．根据
E p =q φ可知，正电荷在R 处具有的电势能为零，在x 2处的电势小于零，所以正电荷在此具有的电势能小于零，
电势能为标量，正负号表示大小，所以同一个带正电荷的粒子在R 处具有的电势能大于在x 2处的电势能，故D 错误。

故选A 。

4、C
【解析】 小球在竖直方向的位移为21122
h gt R ==，设小球与半球形碗碰撞点为D 点，则DO 的连线与水平方向的夹角为300，
过D 点作CO 连线的垂线交于CO 连线E 点，则R =
，小球下落h 时竖直方向的速度为
y v gt =则水平方向的速度00tan 60y v v ==所以水平方向的位移为0x v t ==，由几何关系可知，
22
R R -
=，故C 正确． 5、D
【解析】 ABD ．根据甲、乙图可知，波长4m ，周期2s ，波速
=2m/s v T λ
=
选项AB 错误，D 正确；
C ．根据图乙t =0s 时，质点向下振动，所以甲图x =1m 坐标向下振动，由同侧法可得波向x 轴负方向传播，选项C 错误。

故选D 。

6、D
【解析】
闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电压，故电流可通过灯泡AB ，即AB 灯泡同时亮，故AB 错误．因线圈的电阻为零，则当电路稳定后，灯泡A 被短路而熄灭，当开关S 断开瞬间B 立刻熄灭，线圈中的电流也不能反向通过二极管，则灯泡A 仍是熄灭的，故C 错误，D 正确．故选D ．
【点睛】
该题两个关键点，1、要知道理想线圈的特征：刚通电时线圈相当于断路，断开电键时线圈相当于电源；2、要知道二极管的特征是只正向导通．
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、BC
【解析】
A ．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，故A 错误；
B ．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故B 正确；
C ．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一，故C 正确；
D ．根据核子平均质量曲线与比结合能曲线可知比结合能越大，原子核越稳定，核子平均质量越小，故D 错误。

故选BC 。

8、BCD
【解析】
A ．已知A
B 刚进入磁场时的重力等于安培力，根据安培力公式
22B L v F R =总
AB 进入磁场后一段时间内有效切割长度变大，安培力变大，大于重力，使梯形线框减速，因为AB 刚穿出磁场时的重力等于安培力，所以AB 边是减速直线穿过磁场，故A 错误；
B ．AB 刚穿出到CD 边刚要进入磁场过程中，有效切割长度保持不变，由于AB 刚穿出磁场时的重力等于安培力，故该过程中安培力一直等于重力，做匀速直线运动，故B 正确；
D ．设AB 边刚进入磁场时速度为0v ，AB =l ，则CD =5l ，则
2012
mgh mv = AB 边刚进入磁场时重力等于安培力，有
220B l v mg R = 设AB 边刚穿出磁场时速度为v 1，线框切割磁感应线的有效长度为2l
AB 刚穿出磁场时的重力等于安培力有
221(2)B l v mg R
= 联立解得
01:4:1v v =
1124
v gh = 所以D 正确；
C ．AB 边刚穿出到C
D 边刚要进入磁场过程中，线框做速度为v 1的匀速直线运动，切割磁感应线的有效长度为2l ，感应电动势为
12E B lv =⋅
联立解得
122
E mgR gh 故C 正确。

故选BCD 。

9、AD
【解析】
A ．两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从O′点射出时折射角都等于射入玻璃砖底边时的入射角，而在玻璃砖底边两光束平行射入，入射角相等，所以从O′点射出时折射角相同，两光束重合，则从O′点射出的一定是一束复色光，故A 正确；
B ．令光在底边的入射角为i ，折射角为r ，根据折射定律有
sin sin i n r
= 所以
sin 1sin i r n n
=< 根据几何知识可知，光在O′点的入射角为r ，无论怎样增大入射角度，光在O′点的入射角都小于光发生全反射的临界角，所以a 、b 光不会在O′点发生全反射，故B 错误；
C ．根据光路图可知，玻璃砖对a 光的折射率小于b 光的折射率，则a 光的波长大于b 光的波长，由于条纹间距为 l x d
λ∆= 所以a 光的条纹间距大于b 光的条纹间距，故C 错误；
D ．由于a 光的频率小于b 光的频率，根据光电效应方程
0k E h W eU ν=-=
可知a 、b 光分别照射同一光电管发生光电效应时，a 光的截止电压比b 光的截止电压低，故D 正确。

故选：AD 。

10、AC
【解析】
导体棒A 在水平方向上只受到安培力作用，故根据动能定理可得1k W E =，A 正确；设B 棒的动能变化量为'k E ，则对B 分析，由动能定理可得2'F k W W E -=①，将两者看做一个整体，由于安培力是内力，所以整体在水平方向上只受拉力作用，根据能量守恒定律可得'F k k W E E Q =++②，联立①②解得2k W Q E =+，由于
'F k k k W E E Q Q E =++>+，所以C 正确BD 错误．
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、1R b 000
111A R I I R I =⋅+ 8.0Ω 偏小 【解析】
(1)[1]．电流表满偏时电路中的总电阻为
1010000.01m E V R I A
===Ω 所以滑动变阻器的电阻不能小于1000Ω，滑动变阻器选择1R ；
[2]．实验前，先将滑动变阻器连入电路中的电阻调至最大，所以滑片P 应移到b 端。

(2)[3]．因为电流表满偏时在调节电阻箱过程中干路电流几乎不变有
00
A IR I I R += 整理得
000
111A R I I R I =⋅+ [4]．由图象得图线斜率
1
1(0.500.10)mA 0.50k ---=Ω
由表达式可得
A R k I = 其中2010mA 110A I -==⨯，解得
8.0A R =Ω
(3)[5]．电流表内阻根据0A R kI =求得，闭合2S 后，电路中的总电阻略有减小，所以干路电流稍微增大，即大于满偏电流10mA ，而用来计算内阻时仍用10mA ，所以测量值比真实值偏小。

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、（i
）
3
；（ii
）t = 【解析】
（i ）光路图如图所示。

根据题图知，光进入介质B 的入射角为 α=60°，折射角为 β=30°
则工艺品的折射率为
sin sin603sin sin30n αβ︒===︒
在介质中的光速：
33
c v c n == （ii ）由几何关系得光在工艺品中传播的路程
sin602
cos30d L s +
︒=︒
· 光在工艺品中传播的速度
c v n
= 则光在工艺品中传播的时间
s t v
=· 联立解得
43L d t += 14、 (1)6.33J ；(2)7J ；(3)-13J
【解析】
(1)对物块受力分析可知其受到的摩擦力为
()cos sin f mg qE μθθ=+
代入数据解得
3.8N f =
所以物块与斜面摩擦产生的内能为
J 13.6
J 6.i 833s n 370.h Q f ≈=⨯＝ (2)物块下滑过程中重力做功为
2101J 20J G W mgh ⨯===⨯
电场力做的功
6610.75
10510J 6.67J tan 37h W qE --=-⨯⨯≈-⨯电＝ 根据功能关系可知摩擦力做的功为
6.33J f W Q =-=-
所以根据动能定理有
J +7=k G f W W W W E ==+∆电合
(3)根据功能关系可知物块机械能的改变量等于除重力外其它力做的功，即等于摩擦力和电场力做的功 J = 6.676J J 13.33f G E W W W ∆=+--==-电非
15、 (1)gt 0，2012gt ；(2)2200B L t R ；(3)22232001922⎛⎫-- ⎪⎝
⎭g B L t k k R ，20(72)-k gt 【解析】
(1)在0~t 0时间内，金属棒不受安培力，从ab 处运动到cd 处的过程做自由落体运动，则有 0=v gt
2012h gt = (2)在0~2t 0时间内，回路中由于ab 上方的磁场变化产生的感应电动势
2010000
22=⋅=B E L gt gB Lt t 在t 0~2t 0时间内，回路中由于金属棒切割磁感线产生的感应电动势
0200E B Lv gB Lt ==
经分析可知，在t 0~2t 0时间内，金属棒做匀速直线运动，回路中有逆时针方向的感应电流，总的感应电动势为 12E E E =+
根据闭合电路的欧姆定律有
2E I R
=
对金属棒，由受力平衡条件有 B 0IL =mg
解得
2200B L t m R
= (3)在0~t 0时间内，回路中产生的焦耳热∶
21102=⋅E Q t R
在t 0 ~2t 0时间内，金属棒匀速下落的高度∶ 10=h vt
在t 0~2t 0时间内，回路中产生的焦耳热
2
202=⋅E Q t R
设在2t 0~4t 0时间内，金属棒下落的高度为h 2，回路中通过的感应电流的平均值为I ，有 020222∆Φ⨯==B Lh I t R R
根据动量定理有
000022⨯-⨯=-mg t B IL t kmgt mv 解得
220(62)=-h k gt
经分析可知
12H h h =+
解得
20(72)=-H k gt
根据能量守恒定律可知，在2t 0~4t 0时间内，回路中产生的焦耳热
()223201122
=+-Q mgh mv m kgt 经分析可知
Q =Q 1+Q 2+Q 3
解得
()223201122
=+-Q mgh mv m kgt。