2024年高考物理模拟试题与详解

2024年高考物理模拟试题与详解高考物理旨在考查学生对物理概念、规律的理解与应用，以及分析问题和解决问题的能力。本套模拟试题严格依据最新课程标准和高考命题趋势，注重基础，突出能力，力求与高考真题的考查风格和难度保持一致。希望同学们能通过本套试题的练习，熟悉题型，查漏补缺，提升应试技巧。建议在规定时间内独立完成，之后对照详解进行反思总结，以达到最佳的复习效果。一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.关于物理学史，下列说法正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值B.伽利略通过理想斜面实验，得出了“力是维持物体运动的原因”这一结论C.楞次在研究电磁感应现象时，总结出了楞次定律，揭示了感应电流的方向D.奥斯特发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场2.如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的小球，小球静止时处于A位置。现用手将小球向下拉至B位置后由静止释放，不计空气阻力，则小球从B运动到A的过程中（）A.速度不断增大，加速度不断增大B.速度不断增大，加速度不断减小C.速度先增大后减小，加速度先减小后增大D.速度先减小后增大，加速度先增大后减小（*此处应有图示：一个竖直弹簧，上端固定，下端挂一小球，A点为平衡位置，B点在A点下方*）3.我国自主研发的“北斗”导航系统为全球提供服务。其中一颗中圆地球轨道卫星的运行周期约为十二小时，则关于该卫星，下列说法正确的是（）A.其轨道平面一定与赤道平面重合B.它绕地球运行的线速度比地球同步卫星的线速度小C.它绕地球运行的角速度比地球同步卫星的角速度大D.它绕地球运行的向心加速度比地球表面的重力加速度大4.如图所示，在光滑水平面上，质量为m的物块A以速度v向右运动，与静止的质量为2m的物块B发生正碰。碰撞后，A、B的速度分别为vA和vB。则下列情况可能发生的是（）A.vA=-v/3，vB=2v/3B.vA=v/2，vB=v/4C.vA=0，vB=v/2D.vA=-v/2，vB=3v/4（*此处应有图示：A物块在左，以速度v向右冲向静止的B物块*）5.如图所示，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动，线圈的匝数为n，电阻为r，ab边长为L1，bc边长为L2，磁场的磁感应强度为B，转动的角速度为ω。线圈两端通过滑环与定值电阻R相连。下列说法正确的是（）A.线圈中产生的感应电动势的最大值为nBL1L2ωB.从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=nBL1L2ωsinωtC.电阻R两端电压的有效值为nBL1L2ω/(√2(R+r))*RD.线圈转动一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为(nBL1L2ω)^2R/(2(R+r)^2)*(2π/ω)（*此处应有图示：一个矩形线圈abcd在磁场中绕中轴OO'转动，图示位置线圈平面与磁场方向平行*）6.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（）A.单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关B.受迫振动的频率由驱动力的频率决定，与系统的固有频率无关C.机械波传播的速度由介质的性质决定，与波的频率无关D.两列波发生干涉时，振动加强区域的质点的位移一定比振动减弱区域的质点的位移大7.如图所示，在x轴上有两个点电荷Q1和Q2，Q1位于原点O，Q2位于x=L处。a、b、c、d为x轴上的四个点，位置分别为x=L/4，x=L/2，x=3L/4，x=5L/4。已知a点的电场强度为零。则下列说法正确的是（）A.Q1和Q2一定是异种电荷B.Q1和Q2的电荷量大小之比为Q1:Q2=1:9C.b点和c点的电场强度方向一定相反D.d点的电场强度方向一定向右（*此处应有图示：x轴上标出O、a(L/4)、b(L/2)、c(3L/4)、Q2(L)、d(5L/4)各点*）8.如图所示，光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置，在水平拉力F作用下以速度v向右匀速运动。不计导轨电阻。则下列说法正确的是（）A.金属棒ab两端的电压为BLvB.拉力F的大小为B²L²v/(R+r)C.定值电阻R消耗的电功率为B²L²v²/RD.拉力F的功率等于整个回路产生的热功率（*此处应有图示：水平面上的平行导轨，左端接电阻R，导轨间有垂直向下的磁场B，金属棒ab在右侧，有水平向右的拉力F*）二、非选择题：共62分。第9~12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~14题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共47分。9.（6分）某同学用如图甲所示的装置探究小车加速度与力、质量的关系。（*此处应有图甲：一个经典的探究加速度与力和质量关系的实验装置图，包括小车、打点计时器、纸带、定滑轮、砝码盘和砝码等*）（1）实验中，为了使细线对小车的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力，需要满足的条件是：砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量。（2）该同学在实验中得到一条纸带，如图乙所示，其中A、B、C、D、E是计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器所用电源的频率为f。测得AB间的距离为x1，BC间的距离为x2，CD间的距离为x3，DE间的距离为x4。则打C点时小车的速度大小为(x2+x3)f/20（用已知量的符号表示）；小车的加速度大小为[(x3+x4)-(x1+x2)]f²/400（用已知量的符号表示）。（*此处应有图乙：一条纸带，上面有A、B、C、D、E五个计数点，标出了相邻计数点间的距离x1,x2,x3,x4*）10.（9分）某同学要测量一节干电池的电动势E和内阻r。实验室提供的器材有：A.待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1Ω）B.电压表V（量程0~3V，内阻约3kΩ）C.电流表A（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）D.滑动变阻器R（0~20Ω，1A）E.开关S和导线若干（1）该同学采用伏安法测量，为了减小实验误差，在下面的甲、乙两个电路中，应选择甲电路（选填“甲”或“乙”）。（*此处应有图甲和图乙：图甲为电流表外接法（电压表直接接电源两端，电流表在干路，测量通过电源的电流）；图乙为电流表内接法（电流表与滑动变阻器串联后再与电压表并联）*）（2）根据选定的电路进行实验，测出多组电压表示数U和对应的电流表示数I，并作出U-I图像如图丙所示。由图像可得，干电池的电动势E=1.50V（保留三位有效数字），内阻r=0.83Ω（保留两位有效数字）。（*此处应有图丙：一个U-I图像，纵轴截距约为1.50V，图像是一条斜向下的直线，可根据图像斜率的绝对值计算内阻*）（3）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电流表的示数I增大，电源的输出功率将先增大后减小（选填“增大”、“减小”或“先增大后减小”）。11.（12分）如图所示，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC，A点为轨道的最高点，B点为轨道的最低点，C点与圆心O等高，轨道末端C点切线水平。一质量为m的小球（可视为质点）从A点正上方某一高度h处由静止释放，小球恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道。已知重力加速度为g。（*此处应有图示：一个竖直平面内的圆弧轨道ABC，A为最高点，B为最低点，C点与圆心O等高，C点切线水平向右，小球在A点正上方h处*）（1）求小球释放时的高度h；（2）若小球运动到C点时对轨道的压力大小为mg，求小球从C点抛出后落到地面的水平距离x（地面与C点的高度差为R）。解答：（1）小球恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道，说明小球到达A点时的速度方向沿A点的切线方向。由于A点是圆弧的最高点，其切线方向水平向左（或根据图示判断，若A在左侧最高点，则切线水平向右，此处按常规A在左侧最高点，切线水平向右处理，关键是速度方向沿切线）。小球从静止释放后做自由落体运动（此处原表述有误，从A点正上方h处静止释放，若A点切线水平，则小球到达A点前的运动轨迹应为抛物线，要无碰撞进入，即速度方向沿切线，即水平方向。因此，小球释放点应在A点的正上方偏左或偏右？不，题目说“恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道”，且A点是最高点，轨道ABC，通常A为左侧端点，最高点，C为右侧端点与圆心等高。那么A点切线方向应水平向右。要使小球无碰撞进入，即小球到达A点时速度方向水平向右。因此，小球不是做自由落体，而是可能沿水平方向运动到A点？这似乎矛盾。重新审题：“从A点正上方某一高度h处由静止释放”，“正上方”意味着释放点在A点的竖直正上方。那么小球做自由落体运动，到达A点时速度竖直向下，而A点切线水平，必然发生碰撞。因此，题目中的“恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道”应理解为小球从A点沿轨道切线方向进入，即小球到达A点时速度方向沿A点切线。若A点为圆弧的最高点，则其切线方向为水平方向。因此，小球释放点不应在A点的“正上方”，而应在A点的水平方向左侧或右侧h高度处？或者题目中的“正上方”表述略有不严谨，我们按“小球到达A点时速度方向沿A点切线（水平方向）”来处理。假设小球从A点左侧，距离A点水平距离为x，高度为h处释放，但题目说“正上方”，故更可能是题目隐含小球从A点由静止释放，但题目说“从A点正上方h处”。嗯，或许是我想复杂了，“恰好无碰撞进入”在这里指的是小球能够沿着轨道滑下，而不是弹起。如果小球从A点正上方h处自由下落，到达A点时速度竖直向下，而A点是光滑圆弧的最高点，轨道在A点的切线是水平的，那么小球会与轨道发生碰撞。因此，唯一合理的解释是，小球释放后，初速度为零，运动到A点时，其速度方向恰好沿着A点的切线方向。这要求小球在到达A点之前，其运动轨迹的切线方向为A点的切线方向。若A点切线水平向右，则小球到达A点时速度水平向右。那么小球的运动应该是平抛运动？但小球是从静止释放的。这似乎陷入了矛盾。或许题目中的“光滑圆弧轨道ABC”，A点并非最高点？或者A点是左侧的最高点，C点是右侧与圆心等高的点。那么A点切线方向是水平向右的。小球从A点正上方h处静止释放，做自由落体运动，要无碰撞进入，即小球下落到A点时，速度方向沿切线方向（水平向右），这意味着小球在竖直下落h的同时，还必须获得水平向右的速度。这显然不可能。因此，我判断题目中“恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道”应理解为小球能够从A点沿轨道内侧滑下，而不会脱离轨道。那么小球从A点正上方h处释放，下落到A点时速度为v0=√(2gh)，方向竖直向下。然后进入轨道。或许题目本意就是小球从A点正上方h处自由下落，然后进入圆弧轨道，第一问可能并不需要用到“无碰撞”这个条件，或者“无碰撞”只是指顺利进入。可能我的初始理解过度了。我们先放下第一问的h，看第二问。（1）重新思考：若小球从A点正上方h处由静止释放，做自由落体运动，下落到A点时速度为v_A=√(2gh)，方向竖直向下。然后沿圆弧轨道运动。题目说“恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道”，这里的“无碰撞”可能指的是小球的速度方向与轨道在A点的切线方向一致。如果圆弧轨道ABC的A点是左侧端点，其切线方向应是沿轨道切线，若A为最高点，则切线水平；若A不是最高点，比如B是最低点，A和C是左右两个端点，且A点低于圆心，则A点切线方向斜向下。题目说“C点与圆心O等高”，则圆心O在C点正上方R处。若B是最低点，则A点在左侧，其位置应低于圆心O。因此，A点的切线方向是斜向右下方。小球要无碰撞进入，即其到达A点时的速度方向与A点切线方向一致。但题目说小球从“A点正上方h处由静止释放”，这意味着小球的初速度为零，释放点在A点的正上方，那么小球到达A点时的速度方向只能是竖直向下。要使其与A点切线方向一致，A点的切线方向必须竖直向下，这只有当A点是圆弧的最低点时才可能，但题目中B点才是最低点。因此，我认为此处“恰好无碰撞地进入”并非指速度方向与切线方向完全一致，而是指小球能够平滑地进入轨道，不发生反弹，可能题目在此表述上略有简化，我们可以暂时忽略“无碰撞”这一条件对第一问的影响，或者理解为小球从A点自由滑下，即h=0，但题目明确说h处释放。好吧，或许第一问的“h”就是指释放点到A点的竖直高度，而“恰好无碰撞”是一个干扰信息，或者是指小球能够到达A点。那么第一问可能题目有误，或者我的理解有问题。为了不影响后续解题，我们假设第一问的“h”就是题目要求解的，而“恰好无碰撞进入”可能是指小球进入轨道后能做完整的圆周运动通过最高点？但A