广东省2024年普通高校统一招生考试物理模拟试题一

试卷更新日期：2024-04-19 类型：高考模拟

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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能 $γ$ 射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。关于 $γ$ 射线，下列说法正确的是（）

A、电子发生轨道跃迁时可以产生 $γ$ 射线 B、 $γ$ 射线是波长很长、频率很小的光子流 C、 $γ$ 射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大 D、 $γ$ 射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响

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2. 如图，地球的公转轨道视为圆，但慧星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆．天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一题彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现．哈雷的预言得到证实，该慧星被命名为哈雷彗星．已知哈雷彗星最近飞近地球的时间是1986年．若哈雷彗星近日点与太阳中心的距离为 $r_{1}$ 、速度大小为 $v_{1}$ ，远日点与太阳中心的距离为 $r_{2}$ 、速度大小为 $v_{2}$ ，不考虑地球及其它星球对慧星的影响，则下列说法正确的是（）

A、哈雷慧星在近日点与远日点的机械能不相等 B、哈雷慧星在近日点与远日点的加速度大小之比为 $\frac{r_{2}}{r_{1}}$ C、哈雷慧星在近日点与远日点的速度大小之比为 $\sqrt{\frac{r_{2}}{r_{1}}}$ D、哈雷彗星下次飞近地球约在2062年

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3. 一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈的匝数比为2：1，交变电源输出电压的有效值不变，电阻 $R_{1} = R$ ， $R_{2} = R_{3} = 2 R$ ，图中电压表、电流表均为理想电表，当开关S断开时，电压表示数为 $U_{0}$ ，电流表示数为 $I_{0}$ ；当开关闭合时，电压表、电流表的示数分别为（）

A、 $\frac{9}{5} I_{0}$ ； $\frac{9}{20} U_{0}$ B、 $\frac{9}{5} I_{0}$ ； $\frac{9}{10} U_{0}$ C、 $\frac{9}{10} I_{0}$ ； $\frac{9}{20} U_{0}$ D、 $\frac{9}{10} I_{0}$ ； $\frac{9}{10} U_{0}$

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4. 均匀带电圆环电量为 $+ Q$ 、半径为R，位于坐标原点O处，中轴线位于x轴上。已知若规定无穷远处电势为零，真空中点电荷周围某点的电势 $φ$ 可表示为 $φ = k \frac{g}{r}$ ，其中k为静电力常量，q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离；若场源是多个点电荷，电场中某点的场强（电势）为各个点电荷单独在该点产生的场强（电势）的叠加。取无穷远处电势为零，轴线上一点P的坐标为 $x_{P}$ ，下列说法正确的是（）

A、当 $x_{P} = 0$ 时，P点的场强大小为零、电势为零 B、当 $x_{P} ≫ R$ 时，P点的场强大小约为 $E = k \frac{Q}{{x_{P}}^{2}}$ ，电势约为 $φ = k \frac{Q}{x_{P}}$ C、将一带负电的试探电荷从O点沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷所受的电场力一直减小 D、将一带正电的试探电荷从O点沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷的电势能一直增大

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5. 某篮球运动员正在进行投篮训练。如图乙，A是篮球的投出点，B是篮球的投入点。已知篮球在A点的初速度为v₀ ，与水平方向的夹角为60°，AB连线与水平方向的夹角为30°，重力加速度为g ，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A、篮球在飞行过程中距A点的最大高度为 $\frac{v_{0}^{2}}{8 g}$ B、篮球从A点飞行到B点过程中，离AB连线最远时的速度大小为 $\frac{\sqrt{3}}{6} v_{0}$ C、篮球从A点到B点运动时间为 $\frac{\sqrt{3}}{3 g} v_{0}$ D、AB之间的距离为 $\frac{2 v_{0}^{2}}{3 g}$

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6. 如图所示，水平面OA段粗糙，AB段光滑， $\bar{O A} = \bar{A B} = \frac{l}{2}$ 。一原长为 $\frac{2}{5} l$ 、劲度系数为k（ $k > \frac{10 μ m g}{l}$ ）的轻弹簧右端固定，左端连接一质量为m的物块。物块从O点由静止释放。已知物块与OA段间的动摩擦因数为 $μ$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则物块在向右运动过程中，其加速度大小a、动能E_k、弹簧的弹性势能E_p、系统的机械能E随位移x变化的图像可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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7. 近日，工信部披露的最新数据显示，2023年我国光缆线路建设取得显著成果，新建光缆线路长度达473.8万公里，使得全国光缆线路总长度一举突破6432万公里。光缆线路主要用于光信息传输，在铺设的过程中，尽量不要弯曲。如图所示，一段折射率为n、横截面是圆面的光导纤维，截面半径为r，在铺设的过程中弯曲成了一段圆弧，圆弧的圆心到光导纤维的中心轴线的距离为R，光导纤维外部可认为是真空区域。现有一束光垂直于光导纤维左端截面射入，为了保证这束光经反射后均能从右端面射出，则光导纤维的折射率n至少为（）

A、 $\frac{R}{R - r}$ B、 $\frac{R + r}{R - r}$ C、 $\frac{R + r}{R}$ D、 $\frac{R + 2 r}{R}$

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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

8. 设计一个测定水深的深度计，导热性能良好的圆柱形气缸I、II内径分别为r和2r，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸I左端开口。外界大气压强为p₀ ，最初气缸Ⅰ内通过A封有压强为p₀的气体，气缸II内通过B封有压强为3p₀的气体，一细管连通两气缸，开始时A、B均位于气缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，已知p₀相当于10m高的水产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　）

A、当活塞A向右移动 $\frac{L}{2}$ 时，水的深度h=5m B、此深度计能测的最大深度h=22.5m C、若要测量的最大水深h=25m，气缸I内通过A所封气体的压强应改为p=2p₀ D、若要测量的最大水深h=50m，气缸II内通过B所封气体的压强应改为p=5.75p₀

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9. 如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域 $I 、 I I$ ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框 $a b c d$ ，从磁场区域I上方某一位置由静止释放，线框 $c d$ 边刚要出磁场区域I和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内， $a b$ 边始终水平。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A、线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热也一定为Q B、 $c d$ 边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量相等 C、线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量一定相同 D、磁场区城 $I 、 I I$ 间的距离为 $\frac{Q}{m g} - L$

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10. 某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，使某一物体每次以不变的初速率v₀沿足够长的斜面向上运动，如图甲所示，调节斜面与水平面的夹角θ，实验测得x与θ的关系如图乙所示，取g=10m/s²。则由图可知（　　）

A、物体的初速率v₀=5m/s B、物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.75 C、图乙中x_min=0.36m D、取初始位置所在水平面为重力势能参考平面，当θ=37°，物体上滑过程中动能与重力势能相等时，物体上滑的位移为0.1875m

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三、非选择题：共54分，请根据要求作答。

11. 某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置，其与水平面间的夹角为 $θ$ ，在桌面上固定一悬挂点O，轻绳通过拉力传感器拴接在O点，另一端连接一个质量为m的物块。
①现给物块足够大的初速度，使其在桌面内做圆周运动，分别记录物块在最低点时绳子的拉力 $T_{1}$ 和最高点时绳子的拉力 $T_{2}$ ，改变不同的初速度，记录多组 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ ；
②建立坐标系，以拉力 $T_{1}$ 为纵轴、拉力 $T_{2}$ 为横轴，得到了一条线性图像，测得图线斜率为k，纵轴截距为b

(1)、根据以上数据，可得重力加速度的表达式为 $g =$ （用m、b、 $θ$ 表示）；

(2)、在本次实验中，斜率 $k =$ ，若改变斜面的倾角 $θ$ ，斜率k的值（选填“会”或者“不会”）发生变化；

(3)、若仅考虑物块运动过程中的受到桌面的滑动摩擦力，不计其他阻力，此时的斜率 $k^{'}$ 将（选填“大于”“小于”或者“等于”）该值。

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12. 在学校社团活动中，某实验小组先测量一只量程为300μA的微安表头G的内阻值，然后将其改装为量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有：
微安表头G（量程300μA，内阻约为几百欧姆）
滑动变阻器 $R_{1} (0 \sim 10 k Ω)$
滑动变阻器 $R_{2} (0 \sim 50 k Ω)$
电阻箱 $R (0 \sim 999 Ω)$
电源 $E_{1}$ （电动势约为 $1.5 V$ ）
电源 $E_{2}$ （电动势约为 $9 V$ ）
开关、导线若干
实验小组先用如图所示电路测量表头 $G$ 的内阻 $R_{g}$ ，实验方法是：
A．按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端
B．断开 $S_{2}$ ，闭合 $S_{1}$ ，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏
C．闭合 $S_{2}$ ，并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的示数为200μA，记录此时电阻箱的阻值 $R_{0}$ 。

(1)、实验中电源应选用，滑动变阻器应选用（选填仪器字母代号）；

(2)、测得表头 $G$ 的内阻 $R_{g} =$ ，表头内阻的测量值较其真实值（选填“偏大”或“偏小”）；

(3)、实验测得 $G$ 的内阻 $R_{g} = 500 Ω$ ，要将表头 $G$ 改装成量程为 $0.3 A$ 的电流表，应选用阻值为 $Ω$ 的电阻与表头 $G$ 并联。

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13. 如图，质量均为m的光滑长方体甲、乙静置在光滑的水平面上。在它们之间放一质量为 $2 m$ 、截面为正三角形的重物丙，丙两侧分别与甲、乙接触。对长方体甲、乙施加等大、反向的水平力F时，重物丙恰好静止。已知重力加速度大小为g。若同时撤去力F，长方体将在水平面上滑动，求：

(1)、水平力F的大小；

(2)、刚撤去F时，地面对长方体甲的弹力大小。

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14. 高速公路上一些司机在超车道上低速行驶是造成交通事故的重要原因之一，某次两车在一条平直的高速公路上追尾，事故认定为前车在超车道上低速行驶，后车因制动距离不足，以28m/s的速度追尾前车。假设两车发生正碰，碰撞时间极短，两车碰后钩挂在一起，在水平方向视为仅在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动，两车均视为质点。如图为事故现场俯视图。已知后车质量M＝2000kg，前车质量m＝1500kg，两车与路面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，根据图中给出的数据，求：

(1)、两车碰后瞬间的速度大小和前车碰撞前瞬间的速度大小；

(2)、两车碰撞过程中损失的机械能。

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15. 如图“自由落体塔”是一种惊险刺激的游乐设备，将游客升至数十米高空，自由下落至近地面再减速停下，让游客体验失重的乐趣。物理兴趣小组设计了如图乙的减速模型，线圈代表乘客乘坐舱，质量为m，匝数N匝，线圈半径为r，总电阻为R。减速区设置一辐向磁场，俯视图如图丙，其到中心轴距离r处磁感应强度 $B = \frac{k_{1}}{r}$ 。线圈被提升到离地 $h_{1}$ 处由静止释放做自由落体运动，减速区高度为 $h_{2}$ ，忽略一切空气阻力，重力加速度为g。

(1)、判断线圈刚进入磁场时感应电流方向（从上往下看），计算此时受到的安培力大小。

(2)、若落地时速度为v，求全程运动的时间 $t_{0}$ 。

(3)、为增加安全系数，加装三根完全相同的轻质弹力绳（关于中心轴对称）如图丁，已知每一条弹力绳形变量 $Δ x$ 时，都能提供弹力 $F = k_{2} Δ x$ ，同时储存弹性势能 $\frac{1}{2} k_{2} {(Δ x)}^{2}$ ，其原长等于悬挂点到磁场上沿的距离。线圈仍从离地 $h_{1}$ 处静止释放，由于弹力绳的作用会上下往复（未碰地），运动时间t后静止，求线圈在往复运动过程中产生的焦耳热Q，及每根弹力绳弹力提供的冲量 $I_{0}$ 大小。

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