2024届全国高考分科调研模拟测试卷物理试卷含答案解析

2024届全国高考分科调研模拟测试卷

物理试卷

一、单选题（共36分）

1.关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（）

A.开普勒通过自己的长期观测，记录了大量数据，通过对数据的研究总结出了行星运动定律

B.根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上

C.根据开普勒第二定律，行星绕太阳运动对，线速度大小始终不变

D.根据开普勒第三定律，所有行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等

【答案】B

【详解】

A.第谷进行了长期观测，记录了大量数据，开普勒通过对数据研窕总结出了开普勒行星运动定律，故A错误；

B.根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点匕故B正确：

C由开普勒第二定律可知，太阳行星连线相同时间内扫过的面积相等，行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小在变化，

越靠近太阳，线速度越大，反之，则越小，故C错误；

D.所有行星的凯道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D错误。

故选

2.欧洲核子研究中心的科学家近口发现了希格斯玻色子衰变为两个轻子和一个光子一“达利兹衰变''的首个证据，这是研究人员

发现的最罕见的希格斯玻色子衰变之一，有助于科学家发现新物理学。关于原子核的衰变、三种射线的特点、半衰期，下列说法

正确的是（）

A.y射线是电子流，机场安检时，借助丫射线能看到箱内物品

B.0衰变中的电子来自原子核内，B哀变现象说明电子是原子核的组成部分

C.0射战是高速运动的电子，经过0衰变后原子在周期表中的位置向后移一位

D.12个放射性元素的原子核，经过1个半衰期后只剩下6个该元素的原子核

【答案】C

【详解】

A.丫射线是电磁波，X射线有较强的穿透能力，借助X射线能检测与探伤，机场安检时，借助X射线能看到箱内物品，故A错误：

B.口衰变中的电子来自原子核内的中子转化为质子时释放出来的，所以不能说明电子是原子核的组成部分，故B错误：

C.0射线是高速运动的电子，经过。衰变后，原子核质子数增加I个，在元素周期表中的位置较旧核后移一位，故C正确；

D.半衰期是对大量原子核的衰变的统计规律，对于少数是不成立的，故D错误。

故选C。

3.如图所示是一列高铁进站减速过程中，传感器记录下的速度随时间变化图像的一部分。高铁进站时的加速度大小和高铁在12s

内通过的位移大小分别为（）

A.3m/s2121.5mB.3m/s2202.5m

C.6m/s2121.5mD.6m/s2202.5m

【答案】A

【详解】

山U-£图像可知，高铁进站时减速的加速度大小

24-27"2

a=——-——m//s2z=-3m/sz

因此加速度大小是3m/s2；高铁速度减为零所需时间

高铁在12s内通过的位移大小

v27

r=­r=—x9m=121.5m

22

故选Ao

4.2022年冬奥会由北京和张家口承办，滑雪是冬奥会的比赛项目之-o如图所示，跳台的斜坡与水平面的夹角8=30。，滑雪运

动员从斜坡的起点A点沿水平方向飞出，经过2vls落到斜坡上的8点。不计空气阻力，重力加速度g取lOm/s?,则（）

A.A点与A点的距离为120m：运动员离开A点时的速度大小为30m/s

B.A点与B点的距离为120m：运动员离开人点时的速度大小为15m/s

C.A点与8点的距离为60m：运动员离开A点时的速度大小为30m/s

D.A点与B点的距离为60m：运动员离开A点时的速度大小为15m/s

【答案】A

【详解】

运动员在竖直方向做自由落体运动，设4点与8点的距离为L,有

1

Lsin300=3g/

得

L=120m

设运动员高开A点时的速度为火,运动员在水平方向的分运动为匀速立线运动，有

Lcos300=vot

得

v0=30m/s

故选Ao

5.如怪所示，圆心为O的半圆周上有M、N、P、。四点，M、N是一条直径的两个端点，MN与PQ平行，M、P之间的距离等于

半径。在M、N两点分别放置电荷量绝对值相等的正、负点电荷，下列说法正确的是（）

㊀N

0.

o

P\

A.P、。两点电场强度相同

B.负电荷在尸点的电势能人于在Q点的电势能

C.一正电荷沿着圆弧从P点移动到。点电场力不做功

D.P、。两点的电势差等于。、。两点的电势差

【答案】D

【详解】

A.根据等量异种电荷的电场线特点，P、Q两点电场强度大小相等，方向不同，故A错误：

B.根据等量异种电荷的电场线特点，P点电势高，。点电势低，根据负电荷在电势低的地方电势能大，故负电荷在尸点的电坍

能小于。点的电势能，故B错误；

C.根据等量异种电荷的电场线特点，P点电势高，。点电势低，根据正电荷在电势高的地方电势能大，正电荷在P点的电势能

大于。点的电势能，故正电荷从P到。电场力做正功，故c错误；

D.根据等量异种电荷的电场线特点，P、。两点的电势差等于0、。两点的电势差，故D正确。

故选D°

6.一台发电机的结构示意图如图甲所示，内阻为1。的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。

外接电表均为理想交流电表，小灯泡的电阻为9。恒定不变，则（）

A.发电机输出交流电的电压有效值为500V

B.电压表的示数为450V

C.发电机的输出功率为5625W

D.在001s时，穿过线圈的磁通量变化率为零

【答案】D

【详解】

A.由题图乙可知，交流电电动势的最大值

Um=500V

故有效值

U=跑=250&V

V2

故A错误；

B.电压表测量的是小灯泡两端的电压，所以电压表示数为

9LL

U=X250&V=225-/2V

故B错误：

C.发电机的输出功率

故D错误。

故选AC。

8.如国所示的甲、乙电路中，ArA2为两盏完全相同的灯泡，人、G是自感系数很大、直流电阻值大于灯泡阻值的自感线圈，E

为电源，S］、S2为开关，在演示自感现象的过程中，下列说法正确的是（）

A.闭合开关Si时,通过A】电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定

B.闭合开关S2时,通过A?电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定

C.断尸开关S］时,通过A】电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变

D.断厂开关S2时,通过A?电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗，电流方向不变

【答案】BC

【详解】

A.闭合开关S】时，山自感现象可知，通过A】电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮，选项A错误：

B.闭合开关S2时，通过A?电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定，选项B正确；

C.断开开关Si时，F］感线圈Li与灯Ai和电阻组成回路，由H感现象可知，通过A】电流逐渐减小，灯泡逐渐变喑，电流方向不

变，选项C正确；

D.如下图所示，电路中稳态电流为A、A,因自感线圈直流电阻值大于灯泡阻值，则

1-1<11

断开开关S2时，灯泡逐渐变暗，灯泡中电流方向改变，选项D错误。

故选BCo

I0

L1

9.如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，图乙为质点M的振动图像。下列说法正确的是（）

，y/cmAy/cm

A.该波沿x轴正方向传播

B.该波波速为60m/s

C.该波可以与另一列频率为50Hz的波发生稳定的干涉现象

D.波在传播过程中遇到200m大小的障碍物能发生明显的衍射现象

【答案】AB

【详解】

A.从乙图可知，£=0.2s时刻，M质点正在平衡位置向y轴正方向振动，根据振动和波动的关系，该波沿x轴正方向传播，选项

A正确;

B.波长为12m,周期为0.2s,由u=*可以计算出波速为60m/s,选项B正确:

C.波的周期是0.2s,频率为5Hz,与其发生稳定干涉现象的波的频率也为5Hz,选项C错误：

D.发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长短或相差不多，选项D错误。

故选AB,

10.如图所示，宽度为L的有界匀强磁场，磁感应强度为B,4C和。E是它的两条边界。现有质量为m,电荷量的绝对值为q的带电

粒子以6=45。方向射入磁场。要使粒子不能从边界OE射出，则粒子入射速度1；的最大值可能是（）

DE

fxxxxxxxxx

LB

「XXXXXXXXX

A以。C

、（4+e）qBLB（2+，）qBLQ（4-g）qBL口（2-、•丽

mmm

【答案】BD

【详解】

题目中只给出粒子“电荷量的绝对值为q”，未说明是带哪种电荷。如图所示

若q为正电荷，轨迹是如图所示的左方与DE相切的;圆孤，轨道半径&=器.又

L=Rv-/?1cos450

得

（2+®qBL

V1=-m—

若q为负电荷，轨迹如图所示的右方与OE相切的;圆弧，则有

mv2

R=-^

2Bq

L=R2+R2cos45。

得

（2-yf2）qBL

则粒子•入射速度u的最大值可能是把警（q为正电荷）或经誓（q为负电荷）。

故选BD.

三、实验题（共12分）

11.在“探究弹簧弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中:

I.I.I.l.II.I.I.I.I.I.II.l.I.I.I.I.I.I.I.11.II0

34cm5

□

甲乙

（I）班允弹簧弹力尸与弹簧氏度％的关系时得到如图甲所示的尸一x图像。由图像可知：弹簧原氏与=__________cm,弹簧的劲

度系数k=__________N/m：

（2）如图乙所示，亳米刻度尺水平放置，“0”刻度线上方固定一个有孔挡板，一条不可伸长的轻质细线一端悬挂两个完全相同的

钩码，另一端跨过光滑定滑轮并穿过光滑小孔与轻弹簧右端相连接，使（I）中研究的轻弹簧压缩，稳定后指针指示如图乙，则

指针所指刻度尺示数为__________cm,由此可推测每个钩码重力为No

【答案】（1）.4（2）.50（3）.1.00⑷.0.75

【详解】

（I）如题图甲所示的尸-》图像，在横轴的截距等于弹簧原长右，斜率等于弹簧的劲度系数除弹簧原长

xQ=4cm

弹簧的劲度系数

AF8

fe=A7=（20-4）xl0-^N/m=50N/m

（2）13n4］根据亳米刻度尺读数规则，要估读到0.1mm,如题图乙所示指针所指刻度尺示数为1.00cm,弹簧被压缩了

AL=4.00cm—1.00cm=3.00cm

根据胡克定律F=kAL,解得

F=50X3.00x10~2N=1.5N

由此可推测每个钩码重力为0.75N。

（I）利用螺旋测微器测定合金丝直径如图甲所示，该合金丝的直径d=mm：

（2）用多用表的欧姆挡“x「按正确的操作步骤粗测合金丝的电阻R*,指针如图乙所示，则读数应记为%=__________。；

（3）实验室提供以下器材，请根据方框丙内的部分电路，合理选用所给器材，补全测量合金丝电阻的电路，要求在电路图上注

明所选元件符号。__________

A.电源E：电动势约为4.0V,内阻约0.2C：

B.电流表A1：量程为0.6A,内阻r1=1Q；

C.电流表A2：量程为3A,内阻约为0.1。：

D.定值电阻&=20。：

E.定值电阻&=5。；

F.滑动变阻器R：最大阻值5C：

G.开关S一个，导线若干；

IL螺旋测微器。

（4）用设计的电路进行实验，获得豕组电流表％和A2的读数/1、乃，描点作图得到如图丁所示的图像，可以算出合金丝的电阻

Rx=___________。（计算结果保留一位小数）。

/A

工0o

z5o

4-k-4---k-i-4-I---4-U-

-r-t-n-r-

z0o干；二£2二：二m二£二二二工二二

CJ石

L5oT...AT-・

L0o

S5O壬哆工女王工三三工E王壬

-:Jz_a^cU:._I1—，一i4—A.-A-U_

£・*1-尸1・・一ir-t-r--t-r-t--i-

OQOSO

)()20O.4()60

（5）若合金丝的长度为L,则该合金丝的电阻率.p（用/?x、L、d表示）。

【答案】⑴.1.000(4).1.7(5),警

【详解】

（1）[1]螺旋测微器的读数为1.0mm+0.0x0.01mm=1.000mm

（2）⑵由图示多用电表可知，待测电阻阻值是

/?x=2x10=20

（3）[3]粗测该导线阻值约为2Q,故电路中最大电流约为

=£=2A

电流表选择A2；困所给器材中无电压表，故应该用A1和定值电阻串联改装成电压表，为r使改装的电压表指针偏转明显以减小

误差，定值电阻选此，此电压表量程为3.6V：改装的电压表内阻已知，故电流表A2采用外接法。故实验电路如图所示。

（4）[4]由欧姆定律对电路进行分析，有

/i(n+&)=(/2-/】双

整理得

Rx+n+R2

/=^7~~~11

2Kx

根据/2-。图像得图像斜率为

Rx+n+R22.00

仁—瓦—=044

解得

Rx»1.7。

(5)[5]根据电阻定律有

RX=Ps7=P~崂H~

解得

2

RXSRxiid

p==

~^4L~

四、解答题(共18分)

13.如图所示，•导热性能良好、内壁光滑的圆柱形汽缸固定在水平面上，用不漏气的水平轻质活塞封闭•定质量的理想气体，

固定的导热隔板上有一个小孔将M、N两部分气体相通，已知活塞的横截面枳为S,初始时M、N两部分的长度均为d,热力学

温度为％，人气压强为加。

(I)若缓慢加热气体，使得气体的热力学温度为27b,设活塞没有离开汽缸，求活塞与隔板之间的距离上

(2)保持气体的热力学温度冗不变，在活塞上施加一竖直向下的推力，缓慢推动活塞，当活塞与隔板之间的距离为0.5d时，求

此时推力尸的大小。

M

N

/////////////////z

【答案】⑴3d：(2)\pQS

【详解】

(【)轻质活塞，当加温时活塞上升，气体做的等压变化，设活塞与隔板之叵的距离x,根据盖-吕萨克定律，则有

2dS_(d4-x)s

丁=2%

解得

x=3d

(2)气体的热力学温度7b不变，气体做等温变化，根据玻意耳定律有

p0x2dS=(j+p0)x(1.5dS)

解得

1

尸=QPoS

14.如图所示，固定的光滑圆轨道卜端。点的切线水平，距离光滑水平面的高度为3紧靠。点有一质量为2m的平板小车，上表面

与。点等高。质量为m的小物块从距离。点h高处沿圆轨道由静止下滑，到。，点后滑上平板小车。

(!)若小物块与平板小车之间的动摩擦国数始终为阿，小物块刚好没有离开平板小车，求平板小车的长度L；

(2)若小物块与平板小车之间的动摩擦因数〃与小物块离开平板小车左端的距离1之间满足〃二勺八求小物块落地时距离平板小

车右端的水平距离X。

【详解】

(I)设小物块运动到。点的速度为外,与平板小车共同运动的速度为明对小物块在圆轨道上，根据动能定理，有

mgh=2mvo

根据均量守恒定律，行

invQ=3mv

根据功能关系，有

2

UomgL=-77iv0---3m/

解得

(2)设小物块离开平板小车时，小物块的速度大小为巧，平板小车的速度大小为外，根据动量守恒定律，有

mv0=mv1+2mvz

根据功能关系，有

1,12z121c2

-H^ngL=-mvo--mv/---2mvz

小物块离开平板小车后做平抛运动，平抛运动的时间为3则

h1

2=29t

小物块落地时距离平板小车右端的水平距离

X=(%-V2)t

解得

x=h

15.如图甲所示，两根足够长、电阻不计且相距L=lm的平行金属导轨固定在倾角为0=37。的绝缘斜面上(斜面未画出)；两导轨

间有一磁感应强度大小8=IT、方向垂直斜面向上的匀强磁场，现符两根质量均为〃尸1kg、电阻均为R=1C、长度均为L=lm的金

属棒放置在导轨顶端附近，两金属棒与导轨接触良好，金属棒时与导轨间的摩擦忽略不计，金属棒〃与导凯叵的动摩擦因数为

"=0.75。在r=0时刻将金属棒岫由静止释放，此时金属棒ed锁定在导轨上：£=£］时刻将金属棒cd由静止释放，已知金属棒

中的电流随时间变化的关系如图乙所示，重力加速度g取lOm/s?,3】37。=06cos37°=0.8,求

(I)t=、时刻，金属棒ab的加速度大4、a\及金属棒cd的加速度大小g：

(2)若在0〜0时间内，金属棒油沿着斜面下滑的距离为#=0.5m,求这段时间内金属棒产生的焦耳热Q：

若£=J时,金属棒ab的速度为V2=9m/s»求£=t2+Is时，金属棒cd的速度v»

甲

22

【答案】(1)ar=5.5m/s»a2-0.5m/s；(2)

【详解】

(I)由图像可知t=J时刻金属棒ab中的电流大小为A=0.5A,则对ab棒应用牛顿第二定律，可得