2024 年高考物理模拟试题（二）

■湖南省湘阴县第一中学 杨宗礼

一、选择题(本题共10小题，第1～6 题为单选题，第7～10题为多选题)

1.2023年7 月我国自主研发的核磁共振设备开始量产，这标志着我国在高端医疗设备领域迈向了新的里程碑。核磁共振成像是可进行人体多部位检查的医疗影像技术，基本原理为:当电磁波满足一定条件时，可使处于强磁场中的人体内含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，其后吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波的形式释放出来，形成核磁共振信号。下列关于人体内氢原子吸收的电磁波能量的说法中正确的是( )。

A.频率足够高的电磁波才会被氢原子吸收

B.能量大于13.6 eV 的电磁波才能被氢原子吸收

C.氢原子只能吸收某些特定频率的电磁波

D.吸收了电磁波的氢原子所处的状态叫基态

2.甲、乙两同学完成一娱乐性比赛时，由同一点O斜向上抛出一小球，要求小球刚好不与天花板发生碰撞，且落地点距离抛出点远者获胜。如图1 所示，乙最终胜出。已知小球的质量相等，忽略空气阻力。下列说法中正确的是( )。

图1

A.落地瞬间乙同学抛出的小球的速度较小

B.乙同学抛出的小球在空中运动的时间较长

C.乙同学抛出的小球在天花板处的速度较大

D.落地瞬间乙同学抛出的小球的重力的瞬时功率较大

3.甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，t=0时刻两列波的波形图如图2所示。已知波速v=8 m/s，下列说法中正确的是( )。

图2

A.波的频率f=0.5 Hz

B.t=0时刻，x=4 m 与x=12 m 处的两质点的振动方向相同

C.t=0.5 s时刻，x=5 m 处的质点第一次到达y=-7 cm 处

D.两列波叠加后，x=4 m 处为振动加强点

4.暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于其运行周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，引力常量为G，则下列说法中不正确的是( )。

A.“悟空”的线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卫星的向心加速度

5.如图3所示，在正四面体P-ABC中，O是底面AB边的中点，若在A、B两点分别固定一个带正电荷量都为Q的点电荷。下列说法中正确的是( )。

图3

A.P、C两点的电势不相等

B.P点的电场强度与C点的相同

C.将带正电的试探电荷q从O点沿着OC方向移动到C点，试探电荷的电势能逐渐减小

D.将带正电的试探电荷q从P点移动到C点，试探电荷的电势能先减少后增加

6.如图4所示，一同学在擦黑板的过程中，对质量为m的黑板擦施加一个与竖直黑板面成θ角斜向上的力F，使黑板擦以速度v竖直向上做匀速直线运动。重力加速度大小为g，不计空气阻力，则( )。

图4

7.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图5所示。下列说法中正确的是( )。

图5

A.图中光束①是蓝光，光束②是红光

B.在光盘的透明介质层中，光束①比光束②的传播速度大

C.若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，则光束①的条纹宽度比光束②的窄

D.光束①比光束②更容易发生明显的衍射现象

图6

A.若手机的电池容量为4 500 mA·h，则“无线超充模式”下的充电时间为54 min

B.此无线充电器的耗电功率是100 W

C.送电线圈与受电线圈的匝数比为5∶1

D.送电线圈两端的电压为215.5 V

9.在物流市场，广泛应用着传送带搬运货物。如图7甲所示，倾角θ=37°的传送带以恒定速率沿逆时针方向转动，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量m=2 kg的货物(可视为质点)，经过2 s到达传送带的下端B处。货物与传送带的速度随时间变化的图像如图7 乙所示，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6。下列说法中正确的是( )。

图7

A.传送带A、B两端相距16 m

C.货物从传送带A端运动到B端的过程中，传送带对货物做的功为48 J

D.货物从传送带A端运动到B端的过程中，货物与传送带间因摩擦而产生的热量为48 J

10.如图8甲所示，电阻不计且间距L=1 m 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值R=1 Ω 的电阻，虚线OO'下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.3 kg，电阻r=1 Ω 的金属杆从虚线OO'上方某处以一定初速度释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆下落0.3 m 的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图8乙所示。已知金属杆进入磁场时的速度v0=3 m/s，取重力加速度g=10 m/s2。下列说法中正确的是( )。

图8

A.进入磁场后，金属杆中电流的方向由右到左

B.匀强磁场的磁感应强度为2 T

C.金属杆下落0.3 m 的过程中，通过电阻R的电荷量为0.42 C

D.金属杆下落0.3 m 的过程中，电阻R中产生的热量约为0.87 J

二、实验题

11.某学习小组的同学利用如图9所示的实验装置测量圆形橡皮筋的弹性模量，在弹性限度内，橡皮筋像弹簧一样，其弹力大小F与伸长量x成正比，即F=kx，k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y在材料力学上称为弹性模量。

图9

(1)在国际单位制中，弹性模量Y的单位应该是____。

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

(2)先利用刻度尺测量圆形橡皮筋的原长L=10.00 cm，再利用螺旋测微器测量橡皮筋处于原长时的直径D，如图10 所示，则D=____mm。

图10

(3)作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的关系图像，如图11所示，则该橡皮筋的k值为____N/m。

图11

12.某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝，设计了如图12 甲所示的电路进行实验探究，其中MN为电阻丝，其横截面积为6 mm2，R0是阻值为0.40 Ω 的定值电阻。正确接线后，闭合开关S，调节滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I，以及对应的PN长度x，通过调节滑片P，记录多组U、I、x的值。

图12

(1)实验室提供“0.6 A、3 A”双量程电流表，在本实验中同学选用0.6 A 挡。实验过程中，测得某次电流表的示数如图12 乙所示，则此时电流大小为_____A。

(2)根据实验数据绘出的U-I图像如图13甲所示，则电池的电动势E=____V，内阻r=_____Ω(结果均保留2 位有效数字)。受电表内阻的影响，通过图像法得到的电动势的测量值____其真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。

图13

三、解答题

13.为了监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，如图14所示，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量m=2 kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞的横截面积S=20 cm2。当汽缸内气体温度为300 K 时，活塞与汽缸底的间距为L，活塞上部距活塞处有一用轻质绳悬挂的重物M。当轻绳的拉力为30 N 时，警报器报警。已知室外空气压强p0=1.0×105Pa，活塞与汽缸壁之间的摩擦可忽略。取重力加速度g=10 m/s2。求:

图14

(1)当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁的温度为多少?

(2)如果锅炉外壁的最高安全温度为1 200 K，那么重物的质量至少应为多少?

14.如图15 所示，在Oxy平面内虚线OM与x轴负方向间的夹角为45°，虚线OM右侧区域Ⅰ内存在垂直于Oxy平面向里的匀强磁场，虚线OM左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场。一个比荷为k的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度v0射入磁场区域，此后当粒子第一次穿过边界线OM后恰能到达x轴上的P(-d，0)点。不计粒子自身重力，求:

图15

(1)匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B。

(2)粒子从O点射出至第四次穿过边界线OM所用的时间。

(3)粒子第四次穿过边界线OM时的位置坐标。

15.如图16 所示，质量为2m的滑板上表面由长度为L的水平部分AB和半径为R的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止在光滑的水平地面上，AB部分恰好与台阶等高。光滑的台阶上有质量均为m的物块1和小球2，二者之间有一被压缩的轻质弹簧。台阶右侧与一半径为r的光滑竖直圆形轨道相切于D点。某一时刻将压缩的弹簧释放，使得物块1与小球2瞬间分离，物块1 向左运动的速度为v0，它与滑板水平部分AB间的动摩擦因数为μ。

图16

(2)为了使小球2 在运动过程中始终不脱离圆形轨道，求圆形轨道的半径r应满足的条件。

(3)要使物块1 在相对滑板反向运动过程中，相对地面有向右运动的速度，求AB部分的长度L应满足的条件。