北京市2024年高考物理模拟试卷及答案3

北京市2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、本分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。得分1．卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（）A．原子的核式结构模型 B．电子是原子的组成部分C．原子核由质子和中子组成 D．电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量2．如图，固定在铁架台上的烧瓶，通过橡胶塞连接一根水平玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，关于烧瓶内的气体，下列说法正确的是（）A．气体的压强变小 B．气体的体积变小C．气体对外界做功 D．气体的内能减小3．如图所示，一束光沿AO方向从玻璃射向空气，折射光线沿OB方向。下列说法正确的是（）A．这束光从玻璃进入空气后波长会增大B．这束光从玻璃进入空气后频率会减小C．这束光在玻璃中的传播速度大于在空气中的传播速度D．若这束光沿BO方向从空气射向玻璃，可能会发生全反射现象4．如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力F1A．F1、F2大小都等于水桶重力的一半 C．减小F1与F2的夹角，F1、F2大小不变 D．减小5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时的波形如图甲所示，L、M、N是波上的三个质点，图乙是其中一个质点在此后一段时间内的振动图像。下列说法正确的是（）A．t=0时，质点M沿y轴正方向运动 B．t=0时，质点M的加速度比质点N的小C．图乙是质点N的振动图像 D．质点L和质点N的相位总是相同6．某正弦式交变电流随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（）A．此交变电流的有效值为5A B．t=1.C．t=1.5×10−2s7．如图所示，地球绕太阳的运动可看作匀速圆周运动。已知地球质量为m，地球的轨道半径为r，公转周期为T，太阳质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是（）A．根据以上信息，可以计算出地球表面的重力加速度B．根据以上信息，可以计算出地球的第一宇宙速度C．r3D．GMm8．某实验小组的同学用如图所示装置研究电磁感应现象，软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈与电源和滑动变阻器相连，N线圈与电流表相连，闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转。下列说法正确的是（）A．闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中，电流表指针不偏转B．闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，电流表指针向左偏转C．断开S的瞬间，电流表指针不发生偏转D．断开S的瞬间，电流表指针向右偏转9．质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理如图所示。氖元素的两种同位素粒子a、b质量不同、电荷量相同。a、b两种粒子从容器A下方的小孔S1，飘入电势差为U的加速电场，其初速度可视为0，然后经过SA．两种粒子的动能不相同 B．a粒子的速度大于b粒子的速度C．a粒子受到的洛伦兹力大于b粒子受到的洛伦兹力 D．a粒子的运动时间大于b粒子的运动时间10．如图所示，地面附近空间有水平向右的匀强电场，一带电微粒以初速度v0从M点进入电场，沿直线运动到N点，不考虑地磁场的影响。下列说法正确的是（）A．该微粒带正电 B．该微粒做匀速直线运动C．只增大初速度v0，微粒仍沿直线MN运动 11．如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动。已知甲的质量小于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（）A．甲推乙的过程中，甲和乙的机械能守恒B．乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度C．减速过程中，地面摩擦力对甲做的功等于对乙做的功D．减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量大于对乙的冲量12．如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑列变阻器的滑片P与固定点O正对。用频率为ν的光照射光电管的阴极K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。下列说法正确的是（）A．仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转B．仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转C．仅将滑片P向a端移动，微安表示数变大D．仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变大13．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，质量为m的小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，小球下落的最低位置为C点。以B点为坐标原点O，沿竖直向下建立x轴，小球从B到C过程中的加速度一位移图像如图乙所示，重力加速度为g。在小球从B运动到C的过程中，下列说法正确的是（）A．小球在B点时的速度最大 B．小球在C点时所受的弹力大于2mgC．图像与x轴所包围的两部分面积大小相等 D．小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大14．两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据上述材料，下列说法正确的是（）A．被航天器撞击后，双星系统的运动周期变大B．被航天器撞击后，两个小行星中心连线的距离增大C．被航天器撞击后，双星系统的引力势能减小D．小行星质量越大，其运动的轨道越容易被改变阅卷人二、本部分共6题，共58分。得分15．物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：用游标卡尺测金属小球的直径，示数如图所示，该小球的直径为mm。16．某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，做出光路图如图所示。光线与玻璃砖表面aa'和bbA．n=ABPQ B．n=OBOQ C．17．某同学利用如图甲所示装置测量物块与木板之间的动摩擦因数。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在水平的长木板上。水平向左拉动木板，物块相对实验台静止，记录下传感器的示数F。在物块上放置数量不同的砝码，改变物块和砝码的总质量m，得到多组数据，做出F−m图像如图乙所示。已知直线的斜率为k，重力加速度为g。（1）水平向左拉动木板，在物块相对实验台静止的过程中，下列说法正确的是____。A．物块受到的是静摩擦力 B．物块受到的是滑动摩擦力C．实验时可以加速拉动木板 D．传感器测量的就是物块所受的摩擦力（2）物块和长木板之间的动摩擦因数μ=（用k和g表示）。18．某物理兴趣小组的同学在实验室测量不同电源的电动势和内阻。（1）甲同学所测电源的电动势约为3V，内阻约为1.①甲同学在实验过程中，可选择的器材有：A．电流表（量程为0.6A，内阻约为0.1Ω）；B．电压表（量程为3V，内组为为3kΩ）；C．滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；D．滑动变阻器（最大阻值为20kΩ）。本实验中，滑动变阻器应先用（选填“C”或“D”）。②甲同学用图1所示的电路进行测量，请将图2中的实物电路补充完整。（2）乙同学用电阻箱和电压表测量水果电池的电动势和内阻，电路如图3所示。闭合开关S后，调节电阻箱得到多组实验数据，由电阻箱的电阻R和电阻箱两端的电压U，计算得到通过电阻箱的电流I，如下表所示。坐标纸上已经描好了5组数据点，请将第4组数据描在坐标纸上，并在图4中作出U−I图像。根据图像得出该水果电池的内阻r=Ω。123456R0.10.20.40.81.64.0U0.090.160.270.400.600.67I0.900.800.680.500380.17（3）实验小组的同学在分析实验误差时，认为由于电表内阻的影响，导致电压表和电流表的测量值可能与“路端电压”和“流过电源的电流”存在偏差。下列分析正确的是____A．图1中电压表的测量值偏大 B．图1中电流表的测量值偏小C．图3中电压表的测量值偏大 D．图3中计算出的电流值比“流过电源的电流”小19．如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿水平面从A点加速运动至B点，A、B两点间的距离为l。物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体从A点运动到B点的过程中，求：（1）物体的加速度大小a；（2）恒力F对物体做的功W；（3）此过程中物体速度由v1变化到v20．如图所示，两根间距为l的平行金属导轨在同一水平面内，质量为m的金属杆b垂直放在导轨上。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与金属杆垂直且与导轨平面成θ角斜向上。闭合开关S，当电路电流为I时，金属杆ab处于静止状态，重力加速度为g。求：（1）金属杆ab受到的安培力大小F；（2）导轨对金属杆ab的支持力大小N；（3）滑动变阻器的滑片P向右移动，金属杆ab受到的支持力减小，金属杆ab仍保持静止。某同学认为：由于金属杆ab受到的支持力减小，所以它受到的摩擦力减小。你是否同意该同学的说法，请分析说明。21．如图所示，真空中A、B两点分别固定电荷量均为+Q的两个点电荷，O为A、B连线的中点，C为A、B连线中垂线上的一点，C点与A点的距离为r，AC与AB的夹角为θ，中垂线上距离A点为x的点的电势为φ=2kQx（以无穷远处为零电势点）。一个质量为m的点电荷（其电荷量远小于Q），以某一速度经过C点，不计点电荷的重力，静电力常量为（1）画出C点的电场强度方向；（2）若经过C点的点电荷的电荷量为+q，速度方向由C指向O，要让此点电荷能够到达O点，求其在C点的速度最小值v0（3）若经过C点的点电荷的电荷量为−q，要让此点电荷能够做过C点的匀速圆周运动，求其在C点的速度v的大小和方向。22．物理源自生活，生活中处处有物理。清洗玻璃杯外表面时，水流与玻璃杯表面的粘滞力会影响水流下落的速度，并使水流沿着玻璃杯的外表面流动，如图所示。已知该水龙头水流的流量为Q（单位时间内流出水的体积），水龙头内径为D。（1）求水流出水龙头的速度v0（2）现用该水龙头清洗水平放置的圆柱形玻璃杯，柱状水流离开水龙头，下落高度为h，与玻璃杯横截面圆心O处于同一水平面时，开始贴着玻璃杯外表面流动，经过一段时间后达到如图所示的稳定状态。水流经过玻璃杯的最低点A时，垂直于速度方向的横截面可认为是宽度为d的矩形。水流在A点沿水平方向离开玻璃杯，落至水池底部B点，落点B到A点正下方C点的距离为x，AC竖直高度为H（H远大于玻璃杯表面水流厚度）。已知水池底面为水平面，不考虑空气阻力的影响，且认为下落过程水不散开，水的密度为ρ，玻璃杯的外半径为R，重力加速度为g，求：a.水流在A点还未离开玻璃杯时，竖直方向上单位面积受到的合力大小F；b.达到稳定状态后，t时间内玻璃杯对水流的作用力所做的功W。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出了原子核式结构模型，A正确；

BC、原子核式结构模型指出：原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子核集中了全部正电荷和几乎所有原子的质量，带负电的电子绕原子核旋转。即卢瑟福通过对α粒子散射实验的结果分析，提出原子核式结构模型，但没有说明电子是原子的组成部分，也没有说明原子核由质子和中子组成，BC错误；

D、玻尔的原子理论认为，电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的能级状态，而原子核式结构模型没有提出轨道的概念，也没有指出电子在不同的轨道原子对应不同的能量，D错误。

故答案为：A。

【分析】本题考查卢瑟福α粒子散射实验的结果——原子核式结构模型，要求学生能够知道该模型的具体内容，根据内容进行正确的判断。2．【答案】C【解析】【解答】AB、由于水柱处于水平玻璃管中，即烧瓶内气体的压强等于大气压，水柱在移动过程中，烧瓶中的气体可看成等压变化，而用手捂住烧瓶，烧瓶中的气体温度上升，由VT=C知气体体积变大，故可以观察到水柱缓慢向外移动，AB错误；

CD、烧瓶中气体温度升高，说明气体内能增大，而气体体积变大，说明气体对外做功，C正确，D错误。

故答案为：C。

【分析】本题考查气体等压变化及该过程气体内能变化，要求学生能够在题意中获取信息：水柱处于水平玻璃管中。说明这是等压变化过程。其次：用手捂住烧瓶。烧瓶导热性能良好，故瓶中气体温度升高。通过3．【答案】A【解析】【解答】ABC、光在两种不同的介质中传播时，光的频率不变，B错误；而由v=cn知，玻璃的折射率大于1，空气的折射率接近于1，说明光在玻璃中的传播速度小于光在空气中的传播速度，C错误；由v=λf知，光在玻璃中波长比在空气中小，说明光从玻璃进入空气中波长会增大，A正确；

D、光从光密介质（玻璃）射向光疏介质（空气），当入射角达到临界值sinC=1n时，光会在界面初发生全反射，D正确。

故答案为：A。

4．【答案】B【解析】【解答】对桶进行受力分析：重力、F1、F2

AB、设F1、F2与竖直方向夹角分别为θ，α，F1、F2的水平分力相等，由F1sinθ=F2sinα，由于F1、F2大小相等，所以θ，α相等，B正确，F1、F2的竖直方向分力之和等于桶的重力，有F1cosθ+F2cosα=mg，由于θ，α不等于零，所以F1、F2大小都大于水桶重力的一半，A错误；

CD、由F1cosθ+F2cosα=mg5．【答案】A【解析】【解答】A、图甲对应t=0的波形图，结合波的传播方向与质点的振动方向在波动图像的同一侧（同侧性）知，质点M沿y轴正方向运动，A正确；

B、图甲对应t=0的波形图，质点N在平衡位置，加速度为零，而质点M离开平衡位置移动的距离，加速度不为零，即质点M的加速度比质点N的小C、由乙图知，质点从平衡位置向上振动，对应甲图，处于平衡位置的质点有L、N，结合波的传播方向与质点的振动方向在波动图像的同一侧（同侧性）知，质点L向上振动，而质点N向下振动，故图乙对应的是质点L的振动图像，C错误；D、质点L和质点N的相位差是π，即相位不相同。

【分析】本题考查机械振动的波形图和振动图像，要求学生能够理解两图像的意义，并从中获取相关的信息。运用波的传播方向与质点的振动方向在波动图像的同一侧可以判断质点的振动方向，进而了解质点L、M、N的振动情况、加速度情况、相位关系。6．【答案】B【解析】【解答】A、由i-t图知道，交流电的峰值为5A，故有效值为I有=Im2=522A，A错误；

B、t=1.0×107．【答案】D【解析】【解答】A、研究地球表面上的物体，有GMmR2=mg，由于不知道地球的半径，故无法计算出地球表面的重力加速度，A错误；

B、地球第一宇宙速度为近地的环绕速度，有GMmR2=mv2R，由于不知道地球的半径，故无法计算出地球的第一宇宙速度，B错误；

C、由环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，知GMmr2=m4π2T2r8．【答案】B【解析】【解答】闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转，说明M线圈中电流增大时，电流表的指针向右偏转。

AB、闭合S后，滑片P匀速向上滑动的过程中或者闭合S后，滑片P加速向上滑动的过程中，M线圈中的电流减小，所以N线圈中电流表的指针向左偏转，A正确，B错误；

CD、断开S的瞬间，线圈M中的电流减小，所以线圈N中的电流表的指针向左偏转，CD错误。

故答案为：B。

【分析】本题考查楞次定律，线圈M中电流发生变化时，由于电流的磁效应，线圈N中的磁通量发生变化，会在线圈N中产生感应电流，题意已经说明闭合开关S的瞬间，观察到电流表指针向右偏转，说明M线圈中电流增大时，电流表的指针向右偏转。以此作为依据，只要判断线圈M中的电流如何变化，即可判断线圈N中电流表的指针的偏转方向。9．【答案】D【解析】【解答】A、粒子在加速电场U中，从静止开始运动，由动能定理知：qU=12mv2……(1)，两个粒子的电量相等，加速电场电压U相同，即两种粒子的动能相同，A错误；

B、在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，有qvB=mv2R……(2)，联立（1）（2）得m=BRq2U，由于B、U、q相同，a粒子在磁场中的运动半径大于b粒子，ma>mb，由A知两种粒子的动能相同，所以va<vb，B错误；

C、粒子在磁场中受到的洛伦兹力f=qvB，粒子的电量相等，B相同，va<vb，a粒子受到的洛伦兹力小于b粒子受到的洛伦兹力，C错误；

D、由10．【答案】C【解析】【解答】AB、该微粒在电场的运动路线是直线，说明合力的方向与运动方向平行，微粒受到重力和电场力，所以电场力方向向左，微粒带负电，A错误，重力和电场力的合力与微粒的运动方向相反，所以微粒做匀减速直线运动，B错误；

CD、只增大微粒的初速度，不改变微粒的运动方向，微粒还是沿直线MN运动，C正确，从M运动到N的过程中，电场力做负功，电势能增加，而电场力和重力的合力做负功，动能减小，D错误。

故答案为：C。

【分析】本题考查带电粒子在复合场中的运动，解题关键在于：粒子沿直线运动，说明合力方向与运动方向平行，进而判断电场力方向，根据电场力方向与电场强度方向关系，判断微粒的电性；改变微粒的速度大小，不改变其方向，合力的方向还是与运动方向平行，微粒沿直线运动；通过判电场力做功情况判断电势能变化，通过合力的做功情况判断动能变化。11．【答案】B【解析】【解答】A．甲、乙两人静止在水平冰面上，重力势能一定，开始动能为0，甲推乙后，两者动能增大，即甲推乙的过程中，甲和乙的机械能增大，A错误；

B．甲推乙过程，由于两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力，则动量守恒，则m甲v甲=m乙v乙，由于甲的质量小于乙的质量，

两人与冰面间的动摩擦因数相同，即减速过程的加速度大小相等，可知乙停止运动前任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度，B正确；

C．减速过程中，根据动能定理：Wf=0−12mv212．【答案】D【解析】【解答】A、仅减小照射光的频率，若照射光在频率减小后，仍然大于阴极的极限频率的话，仍会发生光电效应，微安表的指针仍会偏转，A错误；

B、减小照射光的强度，不改变光的频率，光照射到阴极上，依然发生光电效应，微安表的指针会偏转，B错误；

C、电压表的示数是滑动变阻器PO两端的电压值，当滑片P向a端移动时，K极电势高于A极电势，即光电管两端的电压是反向电压，故反向电压越大，光电流越小，即微安表的示数越小，C错误；

D、将滑片P向b端移动，A极板电势高于K极电势，即光电管加的是正向电压，正向电压增大，电场力对光电子做的正功越多，光电子到达A极的动能越大，D正确。

故答案是：D。

【分析】本题考查光电效应，要求学生能够掌握产生光电效应的条件，入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无光。本题的难点在于，判断光电管两端的电压是正向电压还是反向电压。电压表两端分别是P、O，故电压表的示数就是PO两端的电压，当触片P向a端移动时，O点电势高于P点电势；当触片P向b端移动时，P点电势高于O点电势。13．【答案】B【解析】【解答】A、由图像知，随着物体从B点开始下落，物体一开始的加速度是正值，即加速度方向是向下的，而速度也是向下的，所以，小球从B运动到最低点C的过程中，小球的速度先增大后减小，当加速度等于零时，速度最大，速度最大的位置在BC间的某点处，A错误；

B、小球在BC间某点处合力为零，有mg=k∆x，那么在合力为零的点以上某点D处（未达到B点），该处与合力为零点间距离为x，则该点的受力有：F合=mg−k(∆x−x)=kx，合力为零的点位置为：平衡位置，小球的合力与位移成正比，注意：位移指的是由平衡位置指向小球所在位置的有向线段，即合力方向与位移方向相反，满足物体做简谐运动的条件，即小球从B点开始下落后做简谐运动，如果小球从B点静止释放，那么BC关于平衡位置对称，在C点处的加速度大小等于在B点处的加速度大小，但由于小球从B点下落时已经有一定的速度了，说明C点有关在B关于平衡位置的对称点以下处，即小球在C点的加速度应该大于在B点处的加速度，有F−mg=ma，而a>g，所以，小球在C点处的弹力大于2mg，B正确；

C、小球从B点到平衡位置：由动能定理知：ma1x1=EKm−12m14．【答案】C【解析】【解答】A、题意：撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。说明被航天器撞击后，双星系统的运动周期变小，A错误；

BC、双星间的距离为：L，双星间的万有引力提供彼此的向心力，有GMmL2=M4π2T215．【答案】13.7【解析】【解答】游标卡尺分度值为：10分度，说明游标卡尺精确度为110mm=0.1mm。

小球的直径：d=13mm+7×0.1mm=13.7mm16．【答案】A【解析】【解答】光从空气射向玻璃，入射角sini=ABR，折射角sinr=PQR，其中R为圆的半径，玻璃砖的折射率n=sinisinr=17．【答案】（1）B；C（2）k【解析】【解答】（1）AB、水平向左拉动木板，而物块相对实验台静止，说明物块与木板发生相对滑动，物块受到的是滑动摩擦力，A正确，B错误；

CD、实验时，快速拉动木板，物块相对实验台静止，物块受到的滑动摩擦力与绳子拉力平衡，通过力学传感器的示数显示拉力大小，间接得到物块与木板间的滑动摩擦力的大小。C正确，D错误。

（2）对物块分析，由二力平衡知，F=μmg，变形得F=μg·m，结合图像，斜率k=μg，即μ=kg。

【分析】本题考查力学实验——测量物块与木板之间的动摩擦因数。要求学生明白，需要通过测量滑动摩擦力，结合F=μmg18．【答案】（1）C；（2）；820±40Ω（3）B；D【解析】【解答】（1）①由于电源电动势为3V，内阻约为1.5Ω，甲同学用伏安法测电源电动势和内阻，所以，为了实验过程调节滑动变阻器时，电表的示数变化明显，滑动变阻器应该选择阻值较小的，所以本实验，滑动变阻器应先用C。

②根据电路图，实物连接如下图所示，

（2）根据表格的数据描点，作出U-I图像，描出来的点尽量分布在图线上或两侧，误差太大的点舍弃，如下图所示，

结合电路图和闭合电路欧姆定律知：E=U+Ir，变形有U=−r·I+E，结合已经作好的U-I图线，该图线的斜率绝对值表示水果电池的内阻，k=∆U∆I=0.82(1−0)×1019．【答案】（1）解：由牛顿第二定律a=f=μmg联立解得a=（2）解：从A到B的过程中，F为恒力，根据功的公式得W=Fl（3）解：在A到B的过程中，由牛顿第二定律和运动学公式得F−μmg=mav联立解得(即合力对物体做的功等于物体动能的变化量。【解析】【分析】本题考查牛顿运动定律的综合应用。（1）对物体准确受力分析，结合牛顿第二定律求