024年高考物理模擬試題（二）

楊宗禮

一、選擇題（本題共10小題，第1～6題為單選題，第7～10題為多選題）

1.2023年7 月我國自主研發的核磁共振設備開始量產，這標志著我國在高端醫療設備領域邁向了新的里程碑。核磁共振成像是可進行人體多部位檢查的醫療影像技術，基本原理為：當電磁波滿足一定條件時，可使處于強磁場中的人體內含量最多的氫原子吸收電磁波的能量，其后吸收了能量的氫原子又把這部分能量以電磁波的形式釋放出來，形成核磁共振信號。下列關于人體內氫原子吸收的電磁波能量的說法中正確的是（ ）。

A.頻率足夠高的電磁波才會被氫原子吸收

B.能量大于13.6 eV 的電磁波才能被氫原子吸收

C.氫原子只能吸收某些特定頻率的電磁波

D.吸收了電磁波的氫原子所處的狀態叫基態

2.甲、乙兩同學完成一娛樂性比賽時，由同一點O 斜向上拋出一小球，要求小球剛好不與天花板發生碰撞，且落地點距離拋出點遠者獲勝。如圖1所示，乙最終勝出。已知小球的質量相等，忽略空氣阻力。下列說法中正確的是（ ）。

A.落地瞬間乙同學拋出的小球的速度較小

B.乙同學拋出的小球在空中運動的時間較長

C.乙同學拋出的小球在天花板處的速度較大

D.落地瞬間乙同學拋出的小球的重力的瞬時功率較大

3.甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質中傳播，甲波沿x 軸正方向傳播，乙波沿x軸負方向傳播，t=0時刻兩列波的波形圖如圖2所示。已知波速v=8 m/s，下列說法中正確的是（ ）。

A.波的頻率f=0.5 Hz

B.t=0時刻，x=4 m 與x=12 m 處的兩質點的振動方向相同

C.t=0.5 s時刻，x=5 m 處的質點第一次到達y=-7 cm 處

D.兩列波疊加后，x=4 m 處為振動加強點

4.暗物質是二十一世紀物理學之謎，對該問題的研究可能帶來一場物理學的革命。為了探測暗物質，我國成功發射了一顆被命名為“悟空”的暗物質探測衛星。已知“悟空”在低于同步衛星的軌道上繞地球做勻速圓周運動，經過時間t（t 小于其運行周期），運動的弧長為s，與地球中心連線掃過的角度為β（弧度），引力常量為G，則下列說法中不正確的是（ ）。

A.“悟空”的線速度小于第一宇宙速度

B.“悟空”的向心加速度大于地球同步衛星的向心加速度

C.“悟空”的運行周期為2πt/β

D.“悟空”的質量為s3/Gt2β

5.如圖3所示，在正四面體P-ABC 中，O 是底面AB 邊的中點，若在A、B 兩點分別固定一個帶正電荷量都為Q 的點電荷。下列說法中正確的是（ ）。

A.P、C 兩點的電勢不相等

B.P 點的電場強度與C 點的相同

C.將帶正電的試探電荷q 從O 點沿著OC 方向移動到C 點，試探電荷的電勢能逐漸減小

D.將帶正電的試探電荷q 從P 點移動到C 點，試探電荷的電勢能先減少后增加

6.如圖4所示，一同學在擦黑板的過程中，對質量為m 的黑板擦施加一個與豎直黑板面成θ 角斜向上的力F，使黑板擦以速度v豎直向上做勻速直線運動。重力加速度大小為g，不計空氣阻力，則（ ）。

7.在信息技術迅猛發展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的。若紅、藍激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質層時會發生偏折而改變行進的方向，如圖5所示。下列說法中正確的是（ ）。

A.圖中光束①是藍光，光束②是紅光

B.在光盤的透明介質層中，光束①比光束②的傳播速度大

C.若光束①②先后通過同一雙縫干涉裝置，則光束①的條紋寬度比光束②的窄

D.光束① 比光束② 更容易發生明顯的衍射現象

8.如圖6所示是磁吸基座無線充電器，當送電線圈通入u=220根號下2sin（πt）V 的交流電源后，手機上的受電線圈中產生感應電流，手機即進入“無線超充模式”。若手機在“無線超充模式”下的充電電壓為20 V，充電電流為5 A，送電線圈接有電阻R1=7.5 Ω，受電線圈接有電阻R2=4.5 Ω，線圈電阻不計，且充電過程中一切能量損失不計，則下列說法中正確的是（ ）。

A.若手機的電池容量為4 500 mA·h，則“無線超充模式”下的充電時間為54 min

B.此無線充電器的耗電功率是100 W

C.送電線圈與受電線圈的匝數比為5∶1

D.送電線圈兩端的電壓為215.5 V

9.在物流市場， 廣泛應用著傳送帶搬運貨物。如圖7甲所示， 傾角θ=37°的傳送帶以恒定速率沿逆時針方向轉動，在傳送帶頂端A 處無初速度地釋放一個質量m =2 kg的貨物（可視為質點），經過2 s到達傳送帶的下端B 處。貨物與傳送帶的速度隨時間變化的圖像如圖7乙所示，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6。下列說法中正確的是（ ）。

A.傳送帶A、B 兩端相距16 m

B.貨物與傳送帶間的動摩擦因數為根號下3/2

C.貨物從傳送帶A 端運動到B 端的過程中，傳送帶對貨物做的功為48 J

D.貨物從傳送帶A 端運動到B 端的過程中，貨物與傳送帶間因摩擦而產生的熱量為48 J

10.如圖8甲所示，電阻不計且間距L=1 m 的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端連接阻值R =1 Ω 的電阻，虛線OO'下方有垂直于導軌平面的勻強磁場。現將質量m =0.3 kg，電阻r=1 Ω 的金屬桿從虛線OO'上方某處以一定初速度釋放，下落過程中與導軌保持良好接觸且始終水平。在金屬桿下落0.3 m 的過程中，其加速度a 與下落距離h的關系圖像如圖8乙所示。已知金屬桿進入磁場時的速度v0=3 m/s，取重力加速度g=10 m/s2。下列說法中正確的是（ ）。

A.進入磁場后，金屬桿中電流的方向由右到左

B.勻強磁場的磁感應強度為2 T

C.金屬桿下落0.3 m 的過程中，通過電阻R 的電荷量為0.42 C

D.金屬桿下落0.3 m 的過程中，電阻R中產生的熱量約為0.87 J

二、實驗題

11.某學習小組的同學利用如圖9所示的實驗裝置測量圓形橡皮筋的彈性模量，在彈性限度內，橡皮筋像彈簧一樣，其彈力大小F 與伸長量x 成正比，即F=kx，k 值與橡皮筋的原長L、橫截面積S 有關，理論與實踐都表明k=Y（S/L），其中Y 在材料力學上稱為彈性模量。

（1）在國際單位制中，彈性模量Y 的單位應該是_____。

A.N B.m C.N/m D.N/m2

（2）先利用刻度尺測量圓形橡皮筋的原長L =10.00 cm，再利用螺旋測微器測量橡皮筋處于原長時的直徑D ，如圖10 所示，則D =_____mm。

（3）作出橡皮筋受到的拉力F 與伸長量x 的關系圖像，如圖11所示，則該橡皮筋的k值為_____N/m。

（4）由k=Y（S/L）通過計算得出該橡皮筋的彈性模量Y=_____（保留2位有效數字）。

12.某實驗小組的同學在實驗室找到了一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，設計了如圖12甲所示的電路進行實驗探究，其中MN 為電阻絲，其橫截面積為6 mm2，R0 是阻值為0.40 Ω 的定值電阻。正確接線后，閉合開關S，調節滑片P，記錄電壓表示數U、電流表示數I，以及對應的PN 長度x，通過調節滑片P，記錄多組U、I、x 的值。

（1）實驗室提供“0.6 A、3 A”雙量程電流表，在本實驗中同學選用0.6 A 擋。實驗過程中，測得某次電流表的示數如圖12 乙所示，則此時電流大小為_____A。

（2）根據實驗數據繪出的U-I 圖像如圖13甲所示，則電池的電動勢E=_____V，內阻r=_____Ω（結果均保留2位有效數字）。受電表內阻的影響，通過圖像法得到的電動勢的測量值_____其真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）。

（3）根據實驗數據可進一步繪出U/I-x 圖像如圖13 乙所示，則電阻絲的電阻率ρ=_____Ω·m，所作直線不通過坐標原點的原因是。

三、解答題

13.為了監控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋爐的外壁上鑲嵌一個導熱性能良好的汽缸，如圖14所示，汽缸內氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。汽缸開口向上，用質量m =2 kg的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞的橫截面積S =20 cm2。當汽缸內氣體溫度為300 K 時，活塞與汽缸底的間距為L，活塞上部距活塞L/3處有一用輕質繩懸掛的重物M 。當輕繩的拉力為30 N 時，警報器報警。已知室外空氣壓強p0=1.0×105 Pa，活塞與汽缸壁之間的摩擦可忽略。取重力加速度g=10 m/s2。求：

（1）當活塞剛剛接觸到重物時，鍋爐外壁的溫度為多少？

（2）如果鍋爐外壁的最高安全溫度為1 200 K，那么重物的質量至少應為多少？

14.如圖15 所示，在Oxy 平面內虛線OM 與x 軸負方向間的夾角為45°，虛線OM右側區域Ⅰ內存在垂直于Oxy 平面向里的勻強磁場，虛線OM 左側區域Ⅱ內存在沿y軸正方向的勻強電場。一個比荷為k 的帶正電粒子從原點O 沿x 軸正方向以速度v0 射入磁場區域，此后當粒子第一次穿過邊界線OM 后恰能到達x 軸上的P（-d，0）點。不計粒子自身重力，求：

（1）勻強電場的電場強度E 和勻強磁場的磁感應強度B。

（2）粒子從O 點射出至第四次穿過邊界線OM 所用的時間。

（3）粒子第四次穿過邊界線OM 時的位置坐標。

15.如圖16所示，質量為2m 的滑板上表面由長度為L 的水平部分AB 和半徑為R的四分之一光滑圓弧BC 組成，滑板靜止在光滑的水平地面上，AB 部分恰好與臺階等高。光滑的臺階上有質量均為m 的物塊1和小球2，二者之間有一被壓縮的輕質彈簧。臺階右側與一半徑為r 的光滑豎直圓形軌道相切于D 點。某一時刻將壓縮的彈簧釋放，使得物塊1與小球2瞬間分離，物塊1向左運動的速度為v0，它與滑板水平部分AB 間的動摩擦因數為μ。

（1）若v0=根號下gr，求小球2運動到D 點時，圓形軌道所受的壓力。

（2）為了使小球2在運動過程中始終不脫離圓形軌道，求圓形軌道的半徑r 應滿足的條件。

（3）要使物塊1在相對滑板反向運動過程中，相對地面有向右運動的速度，求AB 部分的長度L 應滿足的條件。

（責任編輯 張 巧）