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2024学年第二学期高三物理模拟试卷
命题：杭州学军中学高三物理备课组
一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.下列单位中属于基本物理量所对应的单位的是（ ）
A．N/m2（牛每二次方米） B．t（吨） C．J（焦） D．T（特斯拉）
2.2025年4月19日，全球首个人形机器人半程马拉松比赛在北京进行，下列关于人形机器人的描述正确的是（ ）
A．在研究机器人跑步的每公里配速时，不可视为质点
B．机器人在跑步过程中，总是处于超重状态
C．机器人在跑步过程中，地面对机器人的静摩擦力不做功
D．机器人跑完全程的平均速度为0
3.如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（ ）
A．三条绳中的张力都相等
B．杆对地面的压力大于自身重力
C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力不为零
D．绳子拉力的作用力与杆的重力是一对平衡力
4.电子显微镜是利用电场控制电子运动的，其电场的部分简化图如图所示，电场线的分布形状为“束腰”式。a、b、c、d为电场中的四个点，其中a、b两点关于中间电场线对称。下列说法正确的是（ ）
A．电场中a、b两点的电场强度相同
B．若将电子沿不同路径从a点移动到d点，电场力做功都相等
C．电子在a点的电势能大于在d点的电势能
D．电子在电场中任意位置由静止释放时，仅在电场力的作用下一定沿着电场线运动
5.有关下列四幅图的描述正确的是（ ）
A．图1是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出
B．图2表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大
C．图3是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将变大
D．图4中，三个大线圈连接到三相电源上就能产生旋转磁场，内部的小线框由于电磁驱动可以与磁场同方向地转动起来
6.静止在O点的碘131原子核发生衰变的同时，在空间中外加一个如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．131
B．两个粒子的轨迹为两个外切的圆弧
C．
D．两粒子初速度大小相同
7.神舟飞船若采用自主快速交会对接，发射升空后先进入停泊轨道(即近地圆轨道)，再进入转移轨道，最后在中国空间站轨道与空间站组合体对接。各个轨道的示意简图如图所示，已知地球的半径为R，飞船在停泊轨道的运行周期为T，中国空间站轨道可视为圆形轨道且距地面高度为h。从神舟十七号开始，航天员出舱活动时会进行空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施例行巡检等任务。若考虑在空间站运行轨道上存在静止、密度为ρ的均匀稀薄气体，为了维持空间站的运动状态，需要对空间站施加一个与其速度方向相同的动力F。则下列说法正确的是（ ）
A．飞船在P点从停泊轨道进入转移轨道时需要减速
B．飞船在转移轨道上从P点运行至Q点所需的时间为
C．若空间站探测到在其运行轨道上不远处有同向运动的 10cm 空间碎片，应立即变轨规避
D．假设空间站垂直速度方向的面积为S，稀薄气体碰到空间站后立刻与其速度相同，可得空间站运行的速度大小为
8.如图所示，生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙，它们相互垂直且等高，正常工作时都匀速运动，速度大小分别为v甲、v乙，将工件（视为质点）轻放到传带甲上，工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同，并平稳地传送到传送带乙上，且不会从传送带乙的右侧掉落。两传送带正常工作时，对其中一个工件A在传送带乙上留下的痕迹，下图中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9.超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为，式中Hc0是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（ ）
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．Tc
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
10.密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴a、b的运动情况：当两板间不加电压时，两个油滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后，两油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴视为小球，所受空气阻力的大小，其中r为油滴的半径，v为油滴的速率，k为常量。不计空气浮力和油滴间的相互作用。则a、b两个油滴（　）
A．带同种电荷 B．半径之比为
C．质量之比为 D．电荷量之比为
二.选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分，在每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11.说法正确的是（ ）
(a)氢原子能级图 (b)某放射性元素衰变 (c)检平仪 (d)衍射图样
A．图(a)中，能量为10.5eV的光子轰击处于基态的氢原子，可能使之发生跃迁
B．图(b)中，由放射性元素剩余质量m与原质量m0的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为
C．图(c)检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处
D．图(d)为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
12.如图所示，将一根长而软的轻质弹簧放置在光滑水平面上，沿着弹簧轴线的方向不断推拉弹簧，形成疏密相间的波沿x轴正方向传播。上图为静止时弹簧各圈的位置，下图为波传播过程中某一时刻弹簧各圈的位置。下列说法正确的是（ ）
A．此时刻圈3瞬时速度为0
B．此时刻圈8正在向平衡位置方向运动
C．比时刻圈5和9之间距离为半个波长，
D．增大推拉弹簧频率，波长减小
13.绝缘细圆环总质量为m，半径为R，电荷量为Q
的正电荷均匀分布在圆环上。用外力使圆环从静止开始绕通过环心且垂直于环面的轴线加速转动，如图所示。角速度ω随时间t均匀增加，即ω＝λt（λ为已知量）。圆环转动形成等效电流，该电流产生的磁场通过圆环的磁通量与该电流成正比，比例系数为k(k为已知量)，不计圆环上的电荷作加速运动时所产生的电磁辐射。以下说法正确的是（ ）
A．圆环转动形成等效电流的大小为
B．圆环中会产生大小为 的感应电动势
C．圆环每转一圈动能增加
D．圆环每转一圈外力做功
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
14.Ⅰ (6分)在“探究加速度与力、质量关系的实验”中。
(1) 下列器材中，最适合本实验用于提供细线拉力的悬挂物是 （选填“A”、“B”或“C”）。
A B C
(2) 实验过程中，为了补偿小车运动中受到的阻力，应该采用下面所述的 方法（选填
“A”“B”“C”或“D”）。
A.不挂悬挂物，逐步调节木板的倾斜程度，使静止的小车开始运动；
B.挂上悬挂物，逐步调节木板的倾斜程度，使小车在木板上保持静止；
C.不挂悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀；
D.挂上悬挂物，调节木板到一定的倾斜程度，轻轻沿板面向下推动小车，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀
(3) 图2为实验中打出的纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，则打点计时器在打下计数点5
时小车的速度为 m/s；（保留两位有效数字）
第14-I题图2
(4) 根据实验测得的数据得到加速度与外力的关系如图3中实线所示，虚线为过原点的倾斜直线。为
减小实验误差，细线下端所挂重物的质量不超过 。（选填字母）
A．10g B．25g
C．40g D．50g
第14-I题图3
14-II (6分)某实验小组想测定量程为3V的电压表V1的确切内阻：
(1) 某同学用多用电表的欧姆挡测量。测量电路如图甲所示，红表笔应和电压表的 接线柱相连(选填“＋”或“-”)。多用电表的倍率开关拨至“”位置上，规范操作后，指针稳定在如图乙所示的位置，其阻值为 。
第14-II题图甲 第14-II题图乙
(2) 另一位同学准备用以下实验器材进行测量。请你帮他设计一个合理的电路，将电路图画在图丙方格内，并在电路图上标出相应的仪器符号。
电压表V2 (15V 为100kΩ)，
电流表A1 (10mA 约为10Ω)，
电流表A2 (0.6A 约为1Ω)，
滑动变阻器R (0～1kΩ)，
电源E1 (20V内阻很小)，
电源E2 (3V内阻很小)， 第14-II题图丙
电键K (1个)，导线 (若干).
14.Ⅲ (2分)下列说法正确的是（ ）（多选）
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，测力计外壳与木板（纸面）接触有摩
擦不影响力的测量
B．“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽越光滑实验误差越小
C．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，酒精对油酸起到稀释作用
D．“观察光的双缝干涉现象”实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置可以预测
15．(8分)舟山渔场有着丰富的渔业资源。为了保护生态，每年的5-10月为“禁渔期”，为了在此期间吃到鲜货，小明想把某种生活在海面下 500m 深处的鱼类从海里移到如图所示的两层水箱中养殖。为使鱼存活，须给它们创造一个类似深海的压强条件。如图所示，在一层水箱中有一条鱼，距离二层水箱水面的高度h=50m，二层水箱水面上部空气的体积V=10L，与外界大气相通。外界大气压p0=1.0×105Pa，水的密度 ρ=1.0×103kg/m3，g取10m/s2（水箱内气体温度恒定）
（1）鱼在深海处的压强为多少？
（2）为使鱼正常存活，须给二层密闭水箱再打进压强为p0、体积为多少的空气？
（3）若此过程外界对二层水箱气体做功1.71×105J，求水箱气体 （“释放”或“吸收”）
热量为多少？
16．(11分)如图，质量的小物块静置于粗糙的水平轨道最左端，水平轨道总长，与水平轨道间的动摩擦因数。半径的竖直光滑圆弧轨道固定在地面，圆轨道底端与水平轨道等高，轨道上端点和圆心连线与水平面夹角。重力加速度、，，忽略空气阻力等其它阻力。
（1）给予物块A一方向水平向右，大小的冲量，
① 在水平轨道上对A施加一方向水平向右，大小的恒力，求物块刚进入圆弧轨道时对轨道作用力的大小；
② 物块进入圆弧轨道后撤去，若要确保物块A在到达圆弧轨道上端点前不会脱离轨道，求的最小值。
（2）给予物块A一方向水平向右，大小的冲量，
① 求物块A在整个运动过程中相对水平轨道的最大高度；
② 物块A在该最大高度处炸裂成质量1：3的两小物块B和C，其中一块速度方向水平向左。若B 和C仅有一个平抛直接落在水平轨道上（不考虑多次反弹），求爆炸过程中机械能增加量的范围。
17.某同学设计利用电容器实现电磁减速的实验，现有N＝100匝，每匝横截面积为且内阻不计的线圈，线圈所在平面内有竖直方向的随时间余弦式变化的磁场，其峰值为，周期，如图乙所示，以竖直向上为正方向。当单刀双掷开关f打到1，可以给一内阻，电动势的电源充电(时刻电源内部仍有残留电荷)，充电电路中有一个内阻不计的理想二极管.电源左侧有一电容的电容器，单刀双掷开关g的左端有相距的足够长的一组光滑金属导轨AB与CD，导轨上的电阻忽略不计。金属导轨所在平面内有一磁感应强度为的垂直于水平面向下的磁场，如图甲所示。
(1)求线圈中的感生电动势随时间变化的表达式(以俯视线圈逆时针为正)
(2)电源充电：当单刀双掷开关f打到1，
a.判定时刻图甲中a、b两点的电势高低；
b.求充电过程中的最大瞬时电流。
(3)电磁减速：待电源充电完毕后，将单刀双掷开关f拨到2，g拨到3,给电容器充电完毕。现有一质量，电阻为R1的导体棒c以初速度从导轨ABCD左端足够远处向右运动，与此同时，将开关g拨到4.导体棒c最终会匀速运动，忽略电磁辐射，求匀速运动时电容器的带电量q以及该过程整个回路产生的焦耳热Q。(提示：电容器的储能公式)
(4)将单刀双掷开关g断开，f拨到1，求在一个周期T内，充电装置给电源充上的电荷量。
18.（13分）科学家发现通过人工磁场可使光子晶体中的光发生偏转，打破了光学的对称性。某实验室设计了一种新型光子晶体，能使光子在传播过程中受到类似洛伦兹力的作用。如图所示，一束激光（波长，功率）从光源O点发出，从P点沿x轴入射，穿过宽度的光子平行晶体区域（区域中存在垂直平面向里的“人工磁场” ）。已知光子在晶体中的速度，等效电荷。在光子晶体右侧平行x轴放置完全反射的探测面，经偏转后的光束以角度 （未知）撞击探测面。(普朗克常量，光速，传播过程中激光能量不衰减。提示：单个光子等效质量 其中为单个光子能量。(，) 求：
(1) 单个光子的等效质量；
(2) 光子在晶体中的轨迹半径和偏转位移；
(3) 若磁场存在梯度分布：以P点为坐标原点，,求激光束打在探测板上对探测板的作用力F(仅考虑出射晶体时的折射情况)；
(4) 若可调节晶体折射率，使光子在晶体中速度可在范围内变化，光从P点进入一块上述光子晶体，,请你设计光子晶体的形状，使光子在以上速度范围内经过晶体内磁场偏转后都可以回到O点，画出晶体形状，并计算最小面积。(不考虑进出晶体界面处由于折射反射引起的方向改变)题号
1
2
3
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
B
D
C
D
A
B
D
题号
11
12
13
答案■
BD
BD
AC
14-1(6分).C
(1分)
C(1分)
0.35(±0.01)(2分)
B(2分)
14-Ⅱ(6分).
(2分)
22
(1分)
(3分)（分压对给1分，E1对给1分，电压表串联给1分）
E
14-Ⅲ.AC(2分漏选给1)
15.(1)鱼在深海处的压强即=p0十pgH=5.1×10Pa(2分)
(2)为使一层水箱压强达到p,二层水箱中气体压强为p1=p-pgh=4.6×10Pa(2分)
将外界压强为p0,体积为4V的空气注入一层水箱，PW+AV)=P1V(1分)
解得4V=450L(1分)
(3)释放(1分)
由热力学第一定律得释放热量1.71×105J(1分)
16(1)①(3分)N=72N:②(3分)Fm=16N:(2)①(2分)H=4.05m:②(3分)12<1<48
(1)五=m→边=4m/s(1分）
@(R-mg四）五=m2-)→r=52(@2(1分)
N-mg=m宽=N=72N(1分)
v2
②若能达到圆轨道上端点，该处速度必须满足
mR≥mg cos9→v≥4ms
(1分)
(E-mgm）L-mgRI+cos)=方m(g2-)→F≥16N1分)
F.=16N(1分)
(2)I2=m2→2=13m/s
①物块到达圆轨道最上端处的速度为
-mgL-mgR1+cos0)=号m(o2-明)→u=5m6
(1分)
脱轨后物块做斜抛运动
H=wcos0)2+Ra十os)→H=4.05m
(1分)
2g
②物块在高点处水平方向速度为
u=vsin0→vu=4m/s
x=vsin0cos日
=1.2m
(1分)
由动量守恒：m以x=m+mz÷16=31+2
E=2mv+生m3-子m暖=3(-42图像如右
24
24
情况1：C落板上，0<1<10m/s→-14m/S为满足要求-14m/s<2<0→兰m/s<<10m/s
或0<2<10m/s→0<1<2m/s
结合图像J情况2：B落板上，由0<2<10ms→2m/s<<号m/sC也落板，舍
综上所述，碧/17:(1)(2分)E=20sin2mt(2)(2分)pb>pa1max=10A(3)(5分)9=4CQ=490
④3分)9=103-10
π3
(C)
(a)E=-N是=NBoSsinwt=20sn2mt(亿分)
(2)a.t=0时U=0pa(1分)
bt-时ax=B,0=10A(1分》
(3)qe =CUo=10C
由于Bd1qc品dm=8
-Bid(q+qc)=miv-mvo
(1分)
→v=2m/sq=4C(1分)
由能量守恒
0=2m03-功+2c喝-号是=490e分)
1
1
(倒E=N
20n2at>1ov÷te侣）时有电流
△t
q=∑a:=∑Q0sn2t-10ar=∑20sn2mtar-9a分）
为求解∑20sim2πtAt构造在匀强磁场B中，面积为S,匝数为N的线圈以角速度2π转动产：
生交流电的模型，使得
NBSω
=20A
R
则二、严时对应的是从线圈平面与中性面夹角30°开始顺时针转120°(1分)
12
12

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