2024年九省新高考第二次模拟考试卷：物理（甘肃、贵州专用）（全解全析）

这是一份2024年九省新高考第二次模拟考试卷：物理（甘肃、贵州专用）（全解全析），共18页。试卷主要包含了如图等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，共28分，第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．图甲是研究光电效应的电路图，逸出功为2.30eV的金属为K极，图乙为氢原子能级图（巴耳末系的四种可见光，是分别从、4、5、6能级跃迁到能级产生的）。下列说法正确的是（ ）

A．当P移至与O点重合时，电流表示数一定变为0
B．上述的四种可见光只有一种不能让图甲中的K极金属发生光电效应
C．氢原子从基态跃迁到激发态，电子的动能增大，总能量增大
D．处在能级的氢原子，在与动能为1.10eV的自由电子碰撞的过程中不能吸收能量向高能级跃迁
【答案】B
【详解】A．当P移至与O点重合时，AK极间的电压为0，有微弱的光电流，电流表示数不为为0，故A错误；B．从能级跃迁至产生的光的光子能量为1.89eV，小于逸出功，不能让图甲中的K极金属发生光电效应；从能级跃迁至产生的光的光子能量为2.55eV，大于逸出功，能让图甲中的K极金属发生光电效应；从能级跃迁至产生的光的光子能量大于2.55eV，大于逸出功，能让图甲中的K极金属发生光电效应；故上述的四种可见光只有一种不能让图甲中的K极金属发生光电效应，故B正确；C．氢原子从基态跃迁到激发态，电子的动能减小，总能量增大，故B错误；D．处在能级的氢原子可以吸收动能为1.10eV的自由电子的一部分动能0.66eV或吸收更多动能向高能级跃迁，故D错误。故选B。
2．2023年10月31日，神舟十六号飞船完成多项预定工作后成功返回地面。神舟十六号载人飞船返回过程，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，B为轨道II上的一点，如图所示。已知飞船在轨道I上飞行周期为T，地球质量M和半径R0、万有引力常量G。则下列说法中正确的是（ ）
A．可计算飞船的质量
B．可计算轨道I离地面的高度
C．可知飞船在轨道I上的机械能与在轨道II的机械能相等
D．可知飞船在圆轨道I上运行的角速度比在地球同步轨道上的小
【答案】B
【详解】A．飞船在轨道I上飞行周期与它本身质量无关，所以不可计算飞船的质量，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力根据这个式子可以解得轨道I离地面的高度h，故B正确；C．从轨道I到轨道II要减速，所以飞船在轨道I上的机械能比在轨道II的机械能大，故C错误；D．飞船的运行高度比同步卫星低，根据可知半径越大，角速度越小，所以飞船在圆轨道I上运行的角速度比在地球同步轨道上的大，故D错误；故选B。
3．如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有 ( )
A．体中心、各面中心和各边中点
B．体中心和各边中点
C．各面中心和各边中点
D．体中心和各面中心
【答案】D
【详解】两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零，两个等量同种正电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向，两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线指向负电荷的方向。在正方体的上面中心，上面的四个电荷分成两组产生的场强都是零，下面的四个电荷分成两组产生的场强等大反向，所以正方体的上面中心处的合场强为零，同理所有各面中心处的合场强都为零。在体中心，可以将八个电荷分成四组，产生的合场强为零。而在各边中心，场强无法抵消，合场强不为零，故选D。
4．如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，O＇为MN的中点，c、d位于MN的连线上，且c、d到O点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（ ）

A．O点处的电场强度为零
B．c、d处的磁感应强度相同
C．在a点处无初速的释放点电荷＋q，点电荷将在a、b间做往复运动
D．O＇点处的磁感应强度为零
【答案】B
【详解】A．正电荷在O点处的电场强度方向水平向右，负电荷在O点处的电场强度方向水平向右，根据场强叠加可知，O点处的总电场强度不为零，故A错误；BD．根据右手螺旋定则，M、N两点处长直导线在c、d、O＇点处的磁感应强度方向均竖直向下，根据对称性以及场强叠加可知，c、d处的磁感应强度相同，O＇点处的磁感应强度不为零，故B正确，D错误；C．点电荷在a、b间时，根据场强叠加可知，总电场强度方向水平向右，点电荷所受电场力水平向右，不会做往复运动，故C错误。故选B。
5．如图所示为双缝干涉实验原理图，单缝S0、双缝中点O、屏上的点位于双缝S1和S2的中垂线上，当双缝距光屏距离为时，屏上P处为中央亮纹一侧的第3条亮纹，现将光屏靠近双缝，观察到P处依旧为亮纹，则光屏移动的最小距离为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】杨氏双缝干涉中相邻明条纹中心之间的间距则光屏上的干涉亮条纹到双缝连线的中垂线与屏交点的间距为（，，）其中，为双缝间距，为双缝到光屏的距离，为光的波长；设移动的距离为，根据题意有解得（为整数）
当，解得当，解得当，解得
当，解得故选A。
6．如图所示为一带电粒子探测器装置的侧视图：在一水平放置、厚度为d的薄板上下，有磁感应强度大小均为B但方向相反的匀强磁场：上方的磁场方向垂直纸面向里，而下方磁场方向垂直纸面向外。有一电荷量为q、质量为m的粒子进入该探测器，其运动轨迹如图中曲线所示，粒子的轨迹垂直于磁场方向且垂直穿过薄板。如果薄板下方轨迹的半径R大于薄板上方轨迹的半径r，设粒子重力与空气阻力可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子带正电，由O点沿着轨迹运动至P点
B．穿过薄板后，粒子的动能为
C．穿过薄板导致的粒子动能改变
D．粒子穿过薄板时，所受到的平均阻力大小为
【答案】C
【详解】A．粒子穿过薄板后速度会减小，由可得半径且可见粒子做圆周运动的半径会减小，由于则粒子是由P点沿着轨迹运动到O点的，由左手定则知，粒子带正电，故A错误；BCD．粒子在磁场中运动时的动能可见粒子穿过薄板前的动能前粒子穿过薄板后的动能则穿过薄板过程动能变化量即穿过薄板导致的粒子动能改变了粒子穿过薄板过程，由动能定理解得粒子所受的平均阻力大小故C正确，BD错误。
故选C。
7．如图所示，形状相同的平行金属导轨放置在竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，间距为L，与水平面相切于M、P，右端接一阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒从曲面上某处由静止释放，到达曲面底端时速度为；金属棒与导轨间的动摩擦因数为，金属棒最终会停在导轨上，金属棒从曲面底端到最终停止运动通过的位移大小为x，重力加速度大小为g。则金属棒从曲面底端到最终停止在导轨上经历的时间为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】根据动量定理有根据法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有电荷量解得故选D。
8．一质量为m的质点在合力F作用下，从t=0由静止开始沿直线运动，合力F随时间t的变化如图所示。则（ ）

A．质点做往复运动
B．在0~4t0时间内，质点获得的动量为
C．在0~4t0时间内，质点获得的动能为
D．在0~4t0时间内，质点在2t0时刻速度最大
【答案】BC
【详解】A．由图可知，0~t0时间内质点由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为
t0~2t0时间内质点做匀减速直线运动，加速度大小为即质点做匀加速直线运动的加速度为匀减速运动加速度的两倍，质点运动速度始终沿正方向，故A错误；B．图线与横轴所围区域的面积表示力的冲量，根据动量定理可得所以在0~4t0时间内，质点获得的动量为故B正确；C．在0~4t0时间内，质点获得的动能为故C正确；D．在0~4t0时间内，2t0~3t0时间内质点做加速度为的匀加速直线运动，3t0~4t0时间内质点做加速度为的匀减速直线运动，故质点在3t0时刻速度最大，故D错误。故选BC。
9．如图（a）所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，其中，P、Q分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．可能等于
B．时刻质点Q的加速度达到最大
C．简谐横波沿x轴传播的速度大小为
D．到时间内，质点P随波向右移动了
E．到时间内，P运动的路程可能大于Q运动的路程
【答案】ACE
【详解】A．题中没有说明时刻是哪个时刻，假设，由图（b）可知，质点Q在时刻正在沿y轴正方向振动，则波向x轴正方向传播，可得假设，由图（b）可知，质点Q在时刻正在沿y轴负方向振动，则波向x轴负方向传播，可得代入数据可知，当时，A正确；B．时刻质点Q在平衡位置，故此时质点Q的加速度最小，B错误；C．该波的波长为周期为
故其传播速度为C正确；D．到时间内，质点P只在y轴方向上下振动，x轴方向无位移，D错误；E．到时间内，Q运动的路程可能是或如果，在第一个时间内，P沿y轴负方向运动到与x轴对称的位置，路程大于振幅A，则质点P在到时间内的路程为
如果，在第一个时间内，P沿y轴负方向运动到波峰，又沿y轴负方向运动回原位置，路程小于振幅A，则质点P在到时间内的路程为
E正确。故选ACE。
10．如图所示，A、C两点分别位于x轴和y轴上，，的长度为L。在区域内（包括边界）有垂直于平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带电粒子，以各种不同的速度垂直边射入磁场。已知粒子从某点射入时，恰好垂直于边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为。不计重力。下列说法正确的是（ ）

A．带电粒子带负电
B．磁场的磁感应强度的大小为
C．从中点射入磁场的带电粒子可以从C点出射
D．能从边射出的带电粒子最大射入速度是
【答案】BD
【详解】A．由左手定则可知带电粒子带正电，故A错误；B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间2t0内其速度方向改变了90°，故其周期T=8t0设磁感应强度大小为B，粒子速度为v，圆周运动的半径为r，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得匀速圆周运动的速度满足解得故B正确；C．由题给条件可知，带电粒子从C点出射，则C为切点，如图所示

由几何关系可知，粒子的轨迹半径为，入射点到A点距离为，不是从中点射入磁场，故C错误；D．由题给条件可知，该粒子在磁场区域中的轨迹与AC边、OC边相切时，粒子的轨迹半径最大，此时粒子的入射速度最大，如图所示

设O′为圆弧的圆心，圆弧的半径为r0，圆弧与AC相切于N点，从O点射出磁场，由几何关系可知
设粒子最大入射速度大小为vm，由圆周运动规律有解得故D正确。故选BD。
二、实验题：本题共2小题，共15分。
11．（6分）某小组用如图甲所示的双缝干涉装置来测量红光的波长。所用器材有：光具座、毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝、红光滤光片等光学元件。
（1）实验过程如下：
①取下遮光筒左侧的元件，打开光源，调节光源高度和角度，使它发出的光束能直接沿着遮光筒的轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，调节单、双缝间距并使之相互平行。要使白光通过器材A后获得单一颜色的红光，则图中器材A的名称是 （填“滤光片”或“单缝”）；
③用米尺测量双缝到屏的距离L；
④将测量头（其读数方法同螺旋测微器）的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该条亮纹定为第1条亮条纹。转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，如图乙所示，此时示数为 mm，再求得相邻亮条纹的间距；
⑤已知双缝间距d，可求得所测红光的波长。
（2）关于本实验，下列说法正确的是 。（填正确答案标号）
A．减小双缝间距，干涉条纹间距减小 B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间距增大
C．去掉器材A后，干涉现象消失 D．若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹
【答案】 滤光片 /13.869/13.871 BD/DB
【详解】（1）②[1]获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片；④[2]测量头固定刻度读数为，可动刻度读数为，示数为（2）[3]A.由可知，减小双缝间距d，干涉条纹间距将增大，A错误；B.增大双缝到屏的距离L，干涉条纹间距将增大，B正确；C.去掉滤光片后，干涉现象不会消失，会出现彩色的干涉条纹，C错误；D.发生干涉现象时，若挡住双缝中的一条缝，屏上也会有条纹，是衍射条纹，D正确。故选BD。
12．（9分）热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化。实验小组用伏安法测量某热敏电阻的阻值，并研究其阻值与温度的关系，实验室可提供的器材有：热敏电阻（阻值在几百到几千欧的范围内）；电压表V（量程为15V，内阻约3kΩ）；电流表（量程为0.6A，内阻约；电流表（量程为10mA，内阻约滑动变阻器R（最大阻值）；蓄电池（电动势为，内阻不计）：开关、导线若干。

（1）为了减小测量误差，电流表应该选 （选填“A1”或“”），图甲中电压表右侧导线接 （选填“a”或“b”）；
（2）请根据图甲用笔画代替导线把如图乙所示的实物图补充完整 ；
（3）正确连接电路后，调节恒温箱中的温度t，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表和电压表示数在合适数值，记录对应的电流表和电压表的示数，并算出热敏电阻的阻值。多次改变温度t，算出对应的阻值Rt；
（4）在坐标纸上作出与温度t的关系图像如图丙所示。根据图丙可知，当电压表的示数为9.0V，电流表的示数为3.0mA时，热敏电阻所在处的温度约为 °C；

（5） 实验小组用该热敏电阻设计了如图丁所示的保温箱温度控制电路，为热敏电阻，为电阻箱，控制系统可视为R=300Ω的电阻，电源的电动势（内阻不计）。当通过控制系统的电流小于2mA时，加热系统将开启为保温箱加热；当通过控制系统的电流达到2mA时，加热系统将关闭。若要使得保温箱内温度低于40°C，加热系统就开启，应将调为 Ω；若要使得保温箱内温度低于37°C，加热系统开启，应将R2 （选填“调大”或“调小”）。
【答案】 b 48 700 调小
【详解】（1）[1]根据估算通过热敏电阻电流为毫安级别，电流表应该选；[2] 电压表阻值与热敏电阻接近，应电流表内接，故图甲中电压表右侧导线接b；（2）[3] 根据电路图连接电路得

（4）[4] 热敏电阻的阻值为根据图象可知热敏电阻所在处的温度约为48°C；
（5）[5]根据闭合电路得欧姆定律有温度为40°C，热敏电阻阻值，代入解得[6] 若将保温箱内温度设为37°C，热敏电阻阻值增大，热敏电阻两端电压增大，电阻箱两端电压减小，故电阻箱减小。
三、计算题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．13．某探究小组利用压力传感器设计了一个温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置且导热性良好的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体温度，活塞与容器底的距离，因环境温度升高活塞缓慢上升后恰好接触固定的压力传感器，环境温度继续上升时刚好触发报警器工作，大气压强。重力加速度。
（1）求活塞刚接触传感器时气体的温度及报警器刚好被触发工作时气体的压强；
（2）若封闭气体从温度至过程中气体从外界吸收热量，求气体内能增加了多少。
【答案】（1），；（2）
【详解】（1）活塞缓慢上升至刚接触传感器过程，等压变化
代入数据解得
活塞刚接触传感器到刚好触发报警器过程，等容变化
活塞受力平衡
解得
（2）外界对气体做功
由热力学第一定律
联立解得
14．在高能粒子物理实验中，粒子的运输对轨道和运动时间要做到精准的控制。在如图所示的平面内，以x轴为分界线将宽度为的矩形区域分成宽度相等的两个部分，区域I为方向垂直于纸面向外的匀强磁场。区域Ⅱ为方向垂直于纸面向里的匀强磁场，区域长度，磁感应强度大小均为B，x轴与磁场左右边界垂直，x轴与右边界的交点为P。离子源从O处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与x轴成角进入区域Ⅱ、已知离子比荷为k，不计重力。若离子从P点射出，求：
（1）从O到P，离子运动的最短时间；
（2）从P点与y轴正方向成角离开磁场，离子的最大入射速度。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）当离子与x轴成角进入第一象限，假设经区域II离子直接到达P，
解得
由于
所以离子不能从区域II直接到达P点；
离子在磁场中做匀速圆周运动，则有
联立解得
因与无关，根据对称性可知，在区域I区域II各经历一次时，时间最短，轨迹如图所示
从O到P，离子运动的最短时间为
代入比荷，解得
（2）从P点与y轴正方向成角离开磁场，如图所示
在区域I经历一次，区域II经历两次，速度最大；根据几何关系可得
由洛伦兹力提供向心力有
联立解得
15．如图所示，倾角为的绝缘斜面上固定着两足够长的平行金属导轨，导轨间距为，上端连接阻值为的定值电阻，下端开口。粗糙的导体棒a、b恰能静止在导轨上MN和PQ位置，MN和PQ之间的距离。PQ下方存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，现使a棒在平行于斜面向下的恒力的作用下，从MN位置由静止开始向下加速运动，当a棒运动到与b棒碰撞前瞬间，撤去力，a、b两棒发生弹性碰撞。已知a棒的质量，电阻，b棒的质量，电阻，金属导轨的电阻不计，两棒始终与金属导轨垂直且接触良好，棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，，求：
（1）a、b棒碰后瞬间b棒的速度大小；
（2）从b棒开始运动到停下的过程中，定值电阻R上产生的焦耳热；
（3）最终a、b棒间的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）a棒恰好能静止在导轨上，设a棒与导轨间的动摩擦因数为，则有
与b棒碰前a棒沿导轨向下做匀加速直线运动，设a棒的加速度为，对a棒根据牛顿第二定律可得
设a棒与b棒碰前瞬间的速度大小为，根据匀变速直线运动的规律可得
联立解得
，
a、b棒发生弹性碰撞，对a、b组成的系统，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得
联立解得
，
（2）设b棒开始运动到停下的过程中电路中产生的焦耳热为。b棒受到的摩擦力和重力沿斜面向下的分力大小相等，b棒开始运动到停下的过程中重力做的功与克服摩擦力做的功相等，设b棒克服安培力做的功为，根据动能定理可得
克服安培力做的功与电路中产生的焦耳热相等，则有
解得
电阻R和a棒并联再和b棒串联，则有
，
可得
则有
（3）设a棒沿导轨向上运动的加速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
设a棒沿导轨向上运动的位移为，根据匀变速直线运动的规律可得
解得
设b棒向下运动的位移为，对b棒，根据动量定理可得
又
，，
联立解得
则最终a、b棒间的距离为