重庆市第十一名校教育集团2024年高考物理模拟试卷（七）

试卷更新日期：2024-05-20 类型：高考模拟

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一、单选题：本大题共6小题，共24分。

1. 图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（）

A、根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为 $β$ 射线 B、如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大 C、玻尔通过图（c）所示的 $α$ 粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分 D、利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱

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2. 闭合回路由电阻 $R$ 与导线组成，其内部磁场大小按 $B - t$ 图变化，方向如图，则回路中( )

A、电流方向为逆时针方向 B、电流强度越来越大
C、产生的感应电动势越来越大 D、磁通量的变化率恒定不变

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3. $《$ 大国重器 $》$ 节目介绍的 $G I L$ 输电系统的三相共箱技术，如图甲所示，管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆 $A$ 、 $B$ 连线水平，某时刻 $A$ 、 $C$ 中电流方向垂直于纸面向里， $B$ 中电流方向垂直于纸面向外， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 中电流大小均为 $I$ ，则( )

A、正三角形中心 $O$ 处的磁感应强度为 $0$
B、A、 $B$ 连线中点处的磁感应强度斜向左上方
C、A、 $C$ 输电线缆相互吸引
D、A、 $B$ 输电线缆相互吸引

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4. $2022$ 年 $6$ 月 $5$ 日，神舟十四号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接。空间站、同步卫星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动。已知空间站的运行轨道半径为 $R_{1}$ ，同步卫星的运行轨道半径为 $R_{2} (R_{2} > R_{1})$ ，下列说法正确的是( )

A、空间站处于平衡状态
B、空间站的角速度比同步卫星的小
C、空间站与同步卫星的运行周期之比为 $\sqrt{\frac{R_{2}^{3}}{R_{1}^{3}}}$
D、空间站与同步卫星的运行速率之比为 $\sqrt{\frac{R_{2}}{R_{1}}}$

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5. 在真空中的 $x$ 轴上的原点处和 $x = 6 a$ 处分别固定一个点电荷 $M$ 、 $N$ ，在 $x = 2 a$ 处由静止释放一个正点电荷 $P$ ，假设点电荷 $P$ 只受电场力作用沿 $x$ 轴方向运动，得到点电荷 $P$ 速度大小与其在 $x$ 轴上的位置关系如图所示 $($ 其中在 $x = 4 a$ 处速度最大 $)$ ，则下列说法正确的是（）

A、点电荷 $M$ 、 $N$ 一定为异种电荷
B、点电荷 $M$ 、 $N$ 所带电荷量的绝对值不相等
C、 $x = 4 a$ 处的电场强度最大
D、点电荷 $P$ 在 $x = 4 a$ 处的的电势能最大

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6. 如图 $1$ 所示，一滑块置于长木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为 $2 k g$ ，现在滑块上施加一个 $F = 0.5 t (N)$ 的变力作用，从 $t = 0$ 时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图 $2$ 所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则下列说法不正确的是( )

A、木板与水平地面间的动摩擦因数为 $0.1$ B、滑块与木板间的动摩擦因数为 $0.4$
C、图 $2$ 中 $t_{2} = 16 s$ D、木板的最大加速度为 $a_{2} = 2 m / s^{2}$

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二、多选题：本大题共3小题，共15分。

7. 如下图所示，两束颜色不同的单色光 $a$ 、 $b$ 平行于三棱镜底边 $B C$ 从 $A B$ 边射入，经三棱镜折射后相交于点 $P$ ，下列说法中正确的是( )

A、三棱镜对 $a$ 光的折射率大于对 $b$ 光的折射率
B、 $a$ 光在三棱镜中传播的速度较大
C、让 $a$ 光和 $b$ 光通过同一双缝干涉实验装置， $a$ 光的条纹间距大于 $b$ 光的条纹间距
D、在利用 $a$ 光和 $b$ 光做衍射实验时， $b$ 光的实验现象更明显

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8. 如图甲所示，某建筑工地正用吊车将装混凝土的料斗竖直向上起吊到高处，料斗从静止开始向上运动的加速度随上升高度变化的规律如图乙所示，若装有混凝土的料斗总质量为 $0.5$ 吨，重力加速度为 $10 m / s^{2}$ ，下列说法正确的是( )

A、从静止开始到 $h = 2 m$ 运动过程，料斗做匀加速运动
B、从静止开始上升到高度 $6 m$ 时，料斗的速度大小为 $4 m / s$
C、从静止开始上升 $6 m$ 过程中，吊车对料斗做功为 $3.4 \times 10^{4} J$
D、从静止开始上升 $6 m$ 过程中，料斗运动的时间为 $3 s$

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9. 如图甲、如图乙所示理想变压器，原线圈的输入电压均为 $U$ ，匝数均为 $150$ ，两个电阻的阻值均为 $R$ ，对甲图，两个副线圈的匝数分别为 $40$ 、 $60$ ，对乙图，副线圈的匝数为 $100$ ，下列说法正确的是( )

A、甲、乙两图原线圈的电流之比为 $26$ ： $25$
B、甲、乙两图变压器的输入功率之差为 $\frac{U^{2}}{75 R}$
C、乙图每个电阻的功率为 $\frac{U^{2}}{3 R}$
D、甲图两个电阻的功率之比为 $4$ ： $9$

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三、实验题：本大题共2小题，共16分。

10. 现代智能手机自带了许多传感器，利用智能手机 $P h y p h o x$ 软件能够采集传感器记录的数据。某同学在家根据 $P h y p h o x$ 界面提示的原始传感器，给出了 $2$ 种测量重力加速度的方案：
方案 $1 .$ 使用“含 $(g)$ 的加速度”模块，令手机静置在桌面上 $20 s$ ，直接读出重力加速度 $($ 图一 $)$ ；
方案 $2 .$ 使用“摆”功能，该同学找到一把量程为 $30 c m$ 的刻度尺，长度为 $100$ 厘米左右的细线和一把铁锁，制成一个单摆，于小角度释放。输入摆长后，利用手机读取周期，手机将计算出重力加速度 $($ 图二 $)$ 。
回答下列相关问题：

(1)、根据方案 $2$ ，可知手机计算重力加速度 $g$ 的表达式为。 $($ 用 $g$ 、 $π$ 、 $T$ 、 $L$ 表示 $)$

(2)、与方案 $1$ 测得的重力加速度 $g$ 相比，方案 $2$ 测得的重力加速度 $g$ 结果有一定的误差，产生误差的可能原因为。 $($ 多选 $)$
A.铁锁的重心不方便确定，所以摆长不准
B.测量摆长的刻度尺量程太小，测摆长时多次移动产生了一定的误差
C.铁锁质量过大，导致 $g$ 测量误差较大

(3)、方案 $2$ 重力加速度 $g$ 计算结果误差较大，该同学想到一个修正方案：实验时，可以在细线上的 $A$ 点做一个标记，使得悬点 $O$ 到 $A$ 点间的细线长度小于刻度尺量程；保持该标记以下的细线长度不变，通过改变 $O A$ 间细线长度以改变摆长，当 $O A$ 间细线长度分别为 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 时，测得相应单摆的周期为 $T_{1}$ 、 $T_{2}$ ，由此可测得重力加速度 $g$ 的数值，此方案计算 $g$ 的表达式为：。 $($ 其中 $L_{2} > L_{1})$
A. $g = \frac{4 π^{2} (L_{1} - L_{2})}{T_{1}^{2} - T_{2}^{2}}$
B. $g = \frac{4 π^{2} (L_{1} - L_{2})}{T_{2}^{2} - T_{1}^{2}}$
C. $g = \frac{4 π^{2} (T_{1}^{2} - T_{2}^{2})}{L_{2} - L_{1}}$
D. $g = \frac{4 π^{2} (T_{1}^{2} - T_{2}^{2})}{L_{1} - L_{2}}$

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11. 为制作电子吊秤，物理小组找到一根拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变 $($ 宏观上可认为形状不变 $)$ ，它的电阻也随之发生变化，其阻值 $R$ 随拉力 $F$ 变化的图象如图 $(a)$ 所示，小组按图 $(b)$ 所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势 $E = 3 V$ ，内阻 $r = 1 Ω$ ；灵敏毫安表量程、内阻均未知： $R_{1}$ 是滑动变阻器， $A$ 、 $B$ 两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在 $A$ 、 $B$ 两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力。

(1)、为测量毫安表量程，该同学设计了如图 $(c)$ 所示电路，闭合开关，调节 $R_{1}$ 滑片至中间位置附近某处，并将 $R_{2}$ 调到 $100 Ω$ 时，毫安表恰好满偏，此时电压表示数为 $1.5 V$ ；将 $R_{2}$ 调到 $250 Ω$ ，微调滑动变阻器 $R_{1}$ 滑片位置，使电压表 $V$ 示数仍为 $1.5 V$ ，发现此时毫安表的指针恰好半偏，由以上数据可得毫安表的内阻 $R_{g} =$ $Ω$ ，毫安表的量程 $I_{g} =$ $m A$ ；

(2)、把毫安表接入如图 $(b)$ 所示电路中，具体步骤如下：
步骤 $a$ ：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节 $R_{1}$ ，使毫安表指针满偏：
步骤 $b$ ：滑环下吊已知重力的重物 $G$ ，测出电阻丝与竖直方向的夹角为 $θ$ ；读出此时毫安表示数 $I$ ；
步骤 $c$ ：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；
步骤 $d$ ：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。
改装后的重力刻度盘，其零刻度线在电流表 $($ 填“零刻度”或“满刻度” $)$ 处；
若图 $(a)$ 中 $R_{0} = 50 Ω$ ，图象斜率 $k = 0.50 Ω / N$ ，测得 $θ = 60 °$ ，毫安表指针半偏，则待测重物重力 $G =$ $N$ ；

(3)、若仅电源内阻变大，其他条件不变，用这台“吊秤”称重前，进行了步骤 $a$ 操作，则测量结果 $($ 填“偏大”、“偏小”或“不变” $)$ 。

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四、简答题：本大题共2小题，共31分。

12. 如图，在直角坐标xOy平面内，存在半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为圆形边界的直径。质量为m、电荷量为 $- q$ 的带电粒子从b点以某一初速度 $v_{0}$ 沿平行于x轴方向射入磁场，粒子从a点垂直于x轴离开磁场，不计粒子重力。

(1)、求初速度 $v_{0}$ ；

(2)、若粒子以某一初速率 $v_{1}$ 在xOy平面内从b点沿各个方向射入磁场，粒子从a点射出磁场时离b点最远，求粒子初速率 $v_{1}$ 的大小；

(3)、若粒子以大小 $v_{2} = \sqrt{2} v_{0}$ 的速率在xOy平面内从b点沿各个方向射入磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间 $t_{m}$ 。

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13. 如图所示，绝缘水平面右侧锁定有一水平绝缘台阶，其上固定有两平行正对金属薄板 $A$ 、 $B$ ，相距为 $d$ ，台阶左侧有一小车，小车上表面绝缘且与台阶齐平，小车与台阶紧贴无粘连，车上固定有两平行正对金属薄板 $C$ 、 $D$ ，相距也为 $d$ ，车和 $C$ 、 $D$ 板总质量为 $m$ ，一质量为 $m$ 的金属小球 $($ 视为质点 $)$ 紧贴 $A$ 板下端，此时小球电荷量为 $q$ ，静止释放，不计一切摩擦， $B$ 板和 $C$ 板下端开有略大于小球直径的小孔， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 板均带电，仅考虑 $A$ 、 $B$ 板之间形成的电场 $E_{1}$ 和 $C$ 、 $D$ 板之间形成的电场 $E_{2}$ ，且 $E_{1} = 2 E_{2} = 2 E_{0}$ ，忽略边缘效应，求：

(1)、小球经过 $B$ 板时速度大小；

(2)、小球经过 $C$ 板小孔的同时撤去小车右边的所有装置，并关闭 $C$ 板下端小孔，在小球第一次从 $C$ 板运动到 $D$ 板的过程，小车对地位移的大小；

(3)、在第二问基础上，设小球与 $D$ 板碰撞时间极短且无机械能损失，同时小球立即带上与该板同种的电荷，电荷量仍为 $q$ ，两板的带电量可认为不变，试推出相邻的两次碰撞之间的时间间隔需满足的规律。

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五、计算题：本大题共1小题，共10分。

14. 如图甲所示，导热性能良好的圆柱形汽缸放在水平地面上，开口向上，用横截面积为 $S$ 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞到汽缸底部的距离为 $h$ ，此时环境温度为 $T_{0} ($ 热力学温度 $)$ 。已知大气压强恒为 $p_{0}$ ，活塞的质量为 $m = \frac{p_{0} S}{g} .$ 现将一质量也为 $m$ 的重物轻放在活塞上，同时缓慢升高环境温度，活塞静止后到汽缸底部的距离为 $\frac{3}{4} h ($ 如图乙所示 $)$ ，该过程气体从外界吸收的热量为 $Q .$ 重力加速度为 $g$ ，不计活塞与汽缸之间的摩擦，求：

(1)、最终气体的热力学温度 $T$ 。

(2)、上述过程中气体内能的变化量 $△ U$ 。

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