2024年九省新高考第二次模拟考试卷：物理（江西、广西、黑龙江、吉林卷）（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（江西、广西、黑龙江、吉林卷）（全解全析），共19页。

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
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。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，第8~10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．物理实验是物理理论研究的基石。关于下面几幅图说法正确的是（ ）
A．图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小
B．图乙说明在粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转
C．图丙说明氡原子核衰变时，每过天，发生衰变的原子核数目保持不变
D．由图丁可以推断出，氧原子核（）比锂原子核（）更稳定
【答案】D
【详解】A．图甲说明产生光电效应时，频率大的光对应的反向遏止电压一定大，故A错误；
B．图乙说明在散射实验中，大多数粒子经金箔后仍沿原来方向运动，只有少数粒子产生了较大角度的偏转，极少数粒子偏转角很大，有的几乎沿原路返回，故B错误；
C．图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天，原子核发生衰变的数量下降一半，原子核发生衰变的概率不变，故C错误；
D．由图丁可知，质量数中等的原子核比结合能最大，原子核越稳定，图中氧的原子核（）是比锂的原子核（）更接近中等质量数的原子核，所以氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定，故D正确。
故选D。
2．一台空调外机用两个三脚架固定在外墙上，如图所示，空调外机的重心在支架水平横梁AO和斜梁BO连接点O的正上方，横梁对O点的作用力沿OA方向、大小为，斜梁对O点的作用力沿BO方向、大小为，如果把斜梁加长一点，仍保持OA水平且连接点O的位置不变，则（ ）
A．不变B．增大C．D．减小不变
【答案】C
【详解】设斜梁OB与竖直方向夹角为θ，则
如果把斜梁加长一点，仍保持OA水平，则θ减小，则F1减小，F2减小。
故选C。
3．以下是某学习小组在自主学习光的波动性时查找到的图片，关于这几张图片，其中解释正确的是（ ）
A．甲图光导纤维是利用光的全反射
B．乙图电影院中的3D电影是利用光的折射
C．丙图肥皂膜的彩色条纹是由于光的衍射产生的
D．丁图光经过大头针尖时产生的条纹是由于光的干涉
【答案】A
【详解】A．光导纤维是利用光的全反射现象，故A正确；
B．电影院中的3D电影利用了光的偏振，故B错误；
C．肥皂膜的彩色条纹是由于光的干涉产生的，故C错误；
D．照片中，光经过大头针尖时产生的条纹是由于光的衍射，故D错误。
故选A。
4．如图甲，某同学利用光电门计时器测自由落体运动的加速度，小球的直径为d。小球被电磁铁吸住时，球心到光电门的距离为h，小球通过光电门的时间为，画出如下图像，下列说法正确的是（ ）
A．实验中可以选密度较小的泡沫球
B．实验中应该先释放小球再接通光电门计时器的电源
C．比小球球心通过光电门的真实速度偏大
D．若图乙中直线斜率为k，则重力加速度
【答案】D
【详解】A．为了减小空气阻力带来的影响，实验中应选密度较大的金属球，故A错误；
B．根据实验顺序，实验中应该先接通光电门计时器的电源再释放小球，防止打开计时器时，小球已经下落到计时器下面，故B错误；
C．是平均速度，等于中间时刻的瞬时速度，根据匀变速规律可知，中间时刻的速度小于中间位置的速度，所以比小球球心通过光电门的真实速度偏小，故C错误；
D．小球经过光电门的速度
根据
整理得
若图乙中直线斜率为k，则
可得
故D正确。
故选D。
5．如图所示为餐厅暖盘车的储盘装置示意图，三根完全相同的轻质弹簧等间距竖直悬挂在水平固定圆环上，下端连接质量为的托盘，托盘上放着6个质量均为的盘子并处于静止状态。已知重力加速度大小为，则某顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘对6号盘子作用力的大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】顾客快速取走1号盘子的瞬间，托盘和其他5个盘子的合力为mg，根据牛顿第二定律有
对剩余5个盘子，根据牛顿第二定律有
联立可得托盘对6号盘子作用力的大小为
故选B。
6．如图所示为一种叫做“迪斯科魔盘”的娱乐设施，魔盘绕中心轴线在水平面内做圆周运动，当魔盘转动很慢时，站在魔盘上的人会随磨盘一起转动，当魔盘转速逐渐增大时，人会陆续被甩向盘边，转速达到一定值时，人会“贴”在魔盘竖直壁上而不会滑下。若所有人与魔盘间各部分的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，魔盘半径为r，则下列说法正确的是（ ）
A．人随魔盘转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用
B．转速增大，两人抱在一起不容易被甩到边上
C．当魔盘角速度为时，离圆心距离处的人不会被甩出
D．当人能“贴”在魔盘竖直壁上且对盘底无压力时，魔盘的转速一定不小于
【答案】D
【详解】A．人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力，向心力是效果力，故A错误；
B．要使人不被被甩到边上，即最大摩擦力应大于所需向心力，即有
可见此关系式与人的质量无关，所以转速增大，两人抱在一起不影响是否会被甩到边上，故B错误；
C．当魔盘角速度为ω时，要不被甩出，应该
得
故C错误；
D．人恰好贴在魔盘上时，有
又
联立解得转速为
故“魔盘”的转速一定不小于，故D正确。
故选D。
7．如图所示，有两颗卫星绕某星球做椭圆轨道运动，两颗卫星的近地点均与星球表面很近（可视为相切），卫星1和卫星2的轨道远地点到星球表面的最近距离分别为，卫星1和卫星2的环绕周期之比为k。忽略星球自转的影响，已知引力常量为G，星球表面的重力加速度为。则星球的平均密度为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】卫星一、卫星二轨道的半长轴分别为
，
由开普勒第三定律得
整理得
星球表面的重力加速度为g，根据万有引力提供重力得
星球质量的表达式为
联立得
故选A。
8．如图所示，一列简谐波沿轴正方向传播，实线为时刻的波形，虚线为时的波形，下列说法正确的是（ ）

A．该波的周期为
B．时，处的质点正在向轴正方向运动
C．波速大小可能为
D．内该波上所有质点运动的路程可能为
【答案】CD
【详解】A．简谐波沿轴正方向传播，由波形图可知
故A错误；
C．波速
当时，，故C正确；
B．根据“上下坡”规律可得，时，处的质点恰好向下通过平衡位置，故B错误；
D．当周期为时，传播时间为半个周期，则所有质点运动的路程均为，故D正确。
故选CD。
9．一质量为、带电量为的小球，以初速度冲上一质量为，半径为的四分之一绝缘光滑圆槽。整个空间置于竖直向下，电场强度为的匀强电场中。所有接触面均光滑，则从小球开始冲上圆槽到上升到最高点过程中，下列说法正确的是（ ）（重力加速度）
A．小球和槽组成系统机械能守恒B．小球和槽之间的弹力对槽做正功
C．整个过程小球的电势能增加了D．小球离开槽后继续上升的高度为
【答案】BD
【详解】A．小球和槽组成系统除了重力做功之外，还有电场力做功，所以机械能不守恒。故A错误；
B．小球对槽的弹力斜向右下，地面光滑，槽的位移水平向右，所以该弹力对槽做正功。故B正确；
C．整个过程电场力对小球做功为
可知小球的电势能增加了10J。故C错误；
D．小球开始冲上圆槽到上升到最高点过程，系统水平方向动量守恒，可得
设小球离开槽后继续上升的高度为h，由能量守恒，可得
联立，解得
故D正确。
故选BD。
10．如图甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由B到C），电场强度的大小随时间变化情况如图乙所示；磁感应强度方向垂直于纸面，磁感应强度的大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1s时，从A点沿AB方向（垂直于BC）以初速度v0射出第一个粒子，并在此之后，每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出，射出的粒子均能击中C点。若AB=BC=l，且粒子由A点到C点的运动时间均小于1s。不计空气阻力、粒子重力及电磁场变化带来的影响，对于各粒子由A点运动到C点的过程中，则以下说法正确的是（ ）
A．磁场方向垂直纸面向外
B．电场强度E0和磁感应强度B0的比值=3v0
C．第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π：2
D．第一个粒子和第二个粒子通过C点的动能之比为1：5
【答案】ACD
【详解】A．根据乙图可知，当仅存在水平向右的电场时，粒子往右偏转，可知该粒子带正电。在t=1s时，空间区域存在匀强磁场，粒子做匀速圆周运动，要使得沿AB方向击中C点，粒子运动轨迹如图所示
根据左手定则可得，磁场方向要垂直纸面向外，故A正确；
B．对于粒子做匀速圆周运动分析，由牛顿第二定律得
由几何关系可知，粒子的轨道半径
则
带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，如图所示
竖直方向
水平方向
解得
则
故B错误；
C．第一个粒子做圆周运动，其运动时间
第二个粒子做类平抛运动，其运动时间
第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比
故C正确；
D．第二个粒子，由动能定理得
解得
第一个粒子的动能
第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1：5，故D正确；
故选ACD。
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，共14分。
1 (6分) 1．某同学通过查阅资料得知，轻弹簧弹性势能表达式为，k为轻弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。该同学设计了如图甲所示的装置验证弹性势能表达式。
（1）实验步骤如下：
①打开气泵电源开关，进气管通气，气垫导轨上只放置滑块（带遮光条），调节气垫导轨水平，直至滑块在导轨上做匀速直线运动；
②用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d，示数如图乙，则 mm；
③用两根长度和劲度系数均相同的轻弹簧将滑块与导轨两端相连，光电门固定在滑块的平衡位置处，在平衡位置处两轻弹簧恰好保持原长；
④接通电源，将滑块从平衡位置拉到某一位置（弹簧处于弹性限度内），通过刻度尺测出偏离平衡位置的距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t；
⑤重复步骤④测出多组x及对应的t；
⑥画出图像如图丙。
（2）滑块经过光电门时速度可以用表达式求出。
（3）测出物块到某位置时轻弹簧的弹性势能，还必须测量 ；
A．弹簧原长l B．当地重力加速度g C．滑块（含遮光条）的质量m
（4）已知轻弹簧的劲度系数为k，若轻弹簧弹性势能表达式为成立，再利用测得的物理量表示图像的斜率为 。
A． B． C．
【答案】 4.85 (2分) C (2分) A (2分)
【详解】（1）[1]该游标卡尺游标尺为20分度值，其精度为0.05mm，主尺读数为4mm，可得遮光条的宽度
（3）[2]根据能量守恒有
可知，要测出物块到某位置时轻弹簧的弹性势能，还需测出滑块（含遮光条）的质量。
故选C。
（4）[3]根据
变式可得
则可得图像的斜率为
故选A。
(8分) 12．如图所示，图2为一个自动筛选鸡蛋重量的装置，可以筛选出两类重量不同的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图2所示。是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势，内阻不计，调节为10Ω。
（1）由图1可知，压力传感器的电阻值随压力的增大而 （填：“增大、减小”）。
（2）从B通道通过的是 鸡蛋（填：“重、轻”）。
（3）由两个图可知，若两端的电压超过6V时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的重鸡蛋对压力秤的压力要大于 N。（保留两位有效数字）
（4）要想选择出更重的鸡蛋，需要把电阻的阻值调 （填：“大、小”）。
【答案】 减小 （2分） 重 （2分） 0.43 （2分） 小（2分）
【详解】（1）[1]由图1可知F越大R越小，即压力传感器的电阻值R1随压力的增大而减小。
（2）[2]当鸡蛋质量较大时，压力秤作用于R1的压力F较大，则R1较小，令通过R2的电流较大，故R2两端电压较大，经过放大电路放大后电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。所以从B通道通过的是重鸡蛋。
（3）[3]根据电路欧姆定律
和
解得
由图1，当时，，所以选择的重鸡蛋对压力秤的压力要大于0.43N。
（4）[4]要选出更重的鸡蛋，即要相同的鸡蛋送到压力秤时，令R2两端的电压较原来的小，所以需要把R2的阻值调小。
三、计算题：本题共3小题，共40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。
(12分) 13．空气悬挂减震（气体弹簧）正在广泛应用于各类车辆悬挂减震，不断提升汽车乘坐舒适性。某新型国产轿车上的气体弹簧减震装置简化结构如图所示，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积s=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接。封闭气体初始温度T=297K，长度L1=0.12m、压强当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，汽缸下降，稳定后封闭气体长度L2=0.08m，此过程中气体温度保持不变，求：
（1）稳定后封闭气体的压强P2；
（2）物体A的质量m。
【答案】（1）；（2）50kg
【详解】（1）由波意耳定律可得
(2分)
即
(2分)
得
(4分)
（2）气体对汽缸上表面的压力的增加量等于物体的重力大小，则
(2分)
解得
(2分)
14．如图所示，在平面内，有一电子源持续不断地沿正方向每秒发射出个一定速率的电子，形成宽为，在轴方向均匀分布且关于轴对称的电子流．电子流沿方向射入一个半径为，中心位于原点的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为，磁场方向垂直平面向里，电子经过磁场偏转后均从点射出．在磁场区域的正下方有一对平行于轴的金属平行板和板接地，与两板间加有正负、大小均可调的电压，穿过板小孔达到板的电子被收集且导出，从而形成电流，已知，电子质量为，电荷量为，忽略电子间相互作用．两极板足够长．求：
（1）电子源发射电子的速率；
（2）电子流从点射出时与轴负方向的夹角的范围；
（3）电子被收集形成最大电流；
（4）调节与两极板间的电压使所有粒子都无法到达板，求此时可调电压．
【答案】（1）；（2）；（3）ne；（4）
【详解】（1）粒子源沿轴正方向射出的粒子经圆形磁场区域偏转后均从点射出，则从轴上沿轴正方向射入磁场的粒子也从点射出，则该粒子的轨道半径与磁场区域的半径相等，偏转角为，故电子做圆周运动的轨道半径
(1分)
电子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
(1分)
解得
(1分)
（2）上端电子从点射出时与负轴最大夹角，如图所示
由几何关系可得
(1分)
解得
(1分)
同理下端电子从点射出时与负轴最大夹角也为，范围是
(1分)
（3）所有进入磁场的电子均能进入两极板，调节两极板间的电压，可使所有电子均可打到极板上，所以收集所有电子形成的最大电流为
(1分)
由题有
(1分)
解得
(1分)
（4）只要竖直向下的电子达不到板，其它电子一定达不到，从到，根据动能定理可得
(1分)
解得
(1分)
则
(1分)
(16分) 15．如图所示，M1N1、M2N2和P1Q1、P2Q2是互相平行的且电阻不计的足够长的金属导轨，导轨平面的倾角均为θ=30°，P1N1、P2N2分别连接M1N1、P1Q1和M2N2、P2Q2；导轨处在磁感应强度大小均为B的匀强磁场中，磁场方向匪直导轨平面向下。M1N1与M2N2相互平行，间距为L；P1Q1与P2Q2平行，间距为。质量为2m的金属杆a垂直于导轨并固定在导轨的M1N1段与M2N2段，质量为m的金属杆b垂直于导轨并固定在导轨的P1Q1段与P2Q2段；一不可伸长的绝缘轻线一端系在金属杆b的中点，另一端绕过定滑轮与质量也为m的重物c相连，绝缘轻线倾斜部分与P1Q1平行且足够长。若固定金属杆a，释放金属杆b，经时间t，c物体达到最大速度。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，且两杆接入电路总阻值为R，重力加速度为g。
（1）求c的最大速度；
（2）求时间t内通过金属杆b的电荷量q；
（3）若同时释放a、b，在释放a、b的同时对a施加一沿平行导轨向下的恒力F=2mg，求a、b两金属杆同一时刻产生电能的电功率之比。
【答案】（1）；（2）；（3）4
【详解】（1）当b的加速度为零时，速度达到最大，此时速度为v，b产生的感应电动势为
(1分)
通过闭合回路的电流
(1分)
对b、c
(1分)
解得
(1分)
（2）对c，由动量定理
(1分)
设某时刻通过回路中电流为Ii，对b，由动量定理
(1分)
而
(1分)
解得
(1分)
（3）在加速过程的任一时刻，设a的加速度大小为aa，b、c的加速度大小为abc，电流为i，轻绳的拉力为T，分别以a、b、c为研究对象
根据牛顿第二定律
(1分)
(1分)
(1分)
设a达到va时，b的速度为vb则
(1分)
回路中的电流为i，则产生的电功率分别为
(1分)
(1分)
联立解得
(2分)