2024年高考第二次模拟考试：物理（江苏卷）（解析版）

这是一份2024年高考第二次模拟考试：物理（江苏卷）（解析版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意。
1．如图所示，某机械上的偏心轮绕竖直轴转动，a、b是轮上质量相等的两个质点，下列描述a、b运动的物理量大小相等的是（ ）
A．线速度B．角速度 C．向心力D．向心加速度
【答案】B
【解析】两点同轴转动，故角速度相等，而半径不同，则v=rω ，线速度大小不等，向心加速度a=rω2 不等，则向心力F=ma 不等。故选B。
2．玻尔原子理论认为电子围绕原子核做匀速圆周运动，电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子处于基态时能量为E1 ，等效的环形电流为I1 ；在第一激发态时能量为E2 。等效的环形电流为I2。则下列关系式正确的是（ ）
A．E1>E2 I1>I2 B．E1>E2 I1C．E1I2 D．E1【答案】C
【解析】根据氢原子处于基态时能量最小，所以有：E1＜E2，氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力，根据牛顿第二定律得，根据电流的定义，可得核外电子的等效电流为：，联立解得等效的环形电流为，根据题意有：r2=4r1，所以有：I1＞I2，故C正确，ABD错误。故选C。
3．如图所示，正三棱锥OMNF，三角形MNF的中心为P。现在顶点O处固定+Q的点电荷，则MNF所在平面内（ ）
A．P点的电势最低B．P点的电场强度最大
C．检验电荷沿NF移动时，电势能始终不变
D．检验电荷沿MN移动时，电场力始终不做功
【答案】B
【解析】P点离O点的正电荷的距离最近，则P点电势最高，电场强度最大，选项A错误，B正确；从N到F，电势先升高后降低，则检验电荷沿NF移动时，电势能不是始终不变的，选项C错误；因MN不是等势线，则检验电荷沿MN移动时，电场力不是始终不做功，选项D错误。故选B。
4．草地滑坡是不少生态公园中的休闲项目。甲、乙两游客先后分别乘坐相同滑车从同一滑道的同一位置由静止下滑。游客乙的质量比甲大。将滑道简化为一倾斜的斜面，滑车与滑道的动摩擦因数处处相同。则（ ）
A．乙滑到底端时的速度更大B．乙在滑道上滑行的时间更长
C．下滑相同高度时，乙重力的功率更大D．滑车在滑道上两次滑行产生的热量相同
【答案】C
【详解】根据牛顿第二定律可知，解得
则两人下滑的加速度相等，根据，可知到达底端时的速度相等；根据可知到达底端时的时间相等，选项AB错误； 下滑相同高度时，速度相同，根据，则乙的重力的功率更大，选项C正确；根据，可知，滑车在滑道上两次滑行产生的热量不相同，选项D错误。故选C。
5．如图甲为2020年中国排球联赛的某个场景，排球飞行过程可简化为乙图。运动员某次将飞来的排球从a点水平击出，球击中b点；另一次将飞来的排球从a点的正下方且与b点等高的c点斜向上击出，也击中b点，排球运动的最高点d，与a点的高度相同。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．两个过程中，排球在空中飞行的时同相等
B．两个过程中，排球击中b点时的动能相等
C．运动员两次击球对排球所做的功可能相等
D．排球两次击中b点前瞬间，重力的功率一定不相等
【答案】C
【解析】由于从c处抛出的球能竖直到达d点，从d到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知vya=vyb，tb=2ta，由于水平方向的位移相同，根据v水＝ 可知，va水＞vb水，根据速度的合成可知，a抛出时的速度va0=va水，b抛出时的初速度，故两过程中，小球的初速度大小可能相等，根据动能定理可得，运动员两次击球对排球所做的功可能相等，故A错误，C正确；落地时，根据运动的对称性可知，b处抛出时的速度大小与落地时速度大小相等，a球落地时的速度，故前一个过程中，排球击中b点时的速度较大，根据可知，落地时动能不同，故B错误；由于竖直方向做的是自由落体运动，下落的高度相同，故落地时竖直方向的速度相同，则重力的瞬时功率P=mgvy相同，故D错误。故选C。
6．如图所示，折射率为的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°，D为AB边上一点，且xBD=2xDA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．光在AB边的折射角为30°
B．光在三棱镜中的传播速度为c
C．光从BD之间入射，能从BC边射出
D．光从AD之间入射，能从AC边射出
【答案】A
【解析】由题意可得，折射率，由图可知，入射角为i=60°，故折射角为r=30°，故A正确；光在三棱镜中的传播速度，故B错误；光从BD之间入射，折射角为r=30°，也就是在射入BC边界时，入射角为60°，又因为，，发生了全反射，故C错误；光从AD之间入射，折射角为r=30°，也就是在射入AC边界时，入射角也为60°，大于临界角，故发生全反射，故D错误。故选A。
7．如图所示，MN和PQ是两根足够长、电阻不计的相互平行、竖直放置的光滑金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面。有质量和电阻的金属杆，始终与导轨垂直且接触良好。开始时，将开关S断开，让金属杆由静止开始下落，经过一段时间后，再将S闭合。金属杆所受的安培力、下滑时的速度分别用F、v表示；通过金属杆的电流、电量分别用i、q表示。若从S闭合开始计时，则F、v、i、q分别随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】让金属杆由静止开始自由下落，经过一段时间后具有速度v，闭合开关S后，回路产生感应电流，金属杆受到安培力竖直向上，可能有以下三种情况：若此刻安培力等于重力，金属杆做匀速运动，安培力、运动速度、电流都不变，通过金属杆的电量与时间成正比，此情况ABC不可能，D可能；若此刻安培力大于重力，金属杆将做加速度减小的减速运动，直至匀速运动，安培力、运动速度、电流先变小后不变，通过金属杆的电量与时间不成正比，，此情况ABCD均不可能；若此刻安培力小于重力，金属杆将做加速度减小的加速运动，直至匀速运动，安培力、运动速度、电流先变大后不变，通过金属杆的电量与时间不成正比，此情况ABCD均不可能。综上所述q随时间t变化的图像可能正确，D正确。
8．我国的“祝融号”火星车，它的电源来自于太阳能电池，在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家正在研究用放射性材料，作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，其半衰期是87.7年，可衰变为，下列说法正确的是（ ）
A．Pu元素衰变所放出的高能粒子为高速电子线
B．衰变为，比结合能变小
C．Pu的同位素的半衰期为87.7年
D．的衰变方程为
【答案】D
【解析】根据质量数守恒，电荷数守恒，的衰变方程为，Pu元素衰变放出α射线，故A错误，D正确；Pu元素衰变后，核子数减少，比结合能变大，故B错误；不同的原子核半衰期不一定相同，故C错误。故选D。
9．一定质量的理想气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程，如图所示。A→B→D过程，气体对外做功为W1，与外界变换的热量为Q1；A→C→D过程，气体对外做功为W2，与外界变换的热量为Q2。两过程中（ ）
A．气体吸热，Q1>Q2B．气体吸热，W1=W2
C．气体放热，Q1=Q2D．气体放热，W1>W2
【答案】A
【解析】p−V图象中，图线所包围的面积为气体对外所做的功，所以W1>W2，根据热力学第一定律，由于两过程的初末状态pV乘积相同由理想气体方程可得初末状态温度相同，则气体内能相同，故两过程气体吸热，且Q1>Q2。故选A。
10．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示。已知甲波的频率为，则（ ）
A．两列波的传播速度均为
B．两列波叠加后，处的质点振动减弱
C．两列波叠加后，处的质点振幅为
D．两列波叠加后，介质中振动加强和减弱区域的位置稳定不变
【答案】D
【解析】甲波的频率为4Hz，，λ甲=2m，，由于在同一介质中传播，所以波速相同，均为8m/s，故A错误；由于甲乙两波的波长相同，在x=0处为峰峰相遇，谷谷相遇，两列波叠加后，x=0处的质点振动加强，故B错误；x=0处的质点振动加强，x=0.5m处的质点振动减弱，振幅为10cm，故C错误；加强和减弱区的形成是两列波在某一点叠加的结果，对于两列稳定的波，它们在固定的一点，两列波如果在该处引起的质点的振动是相同的，则总是相同，故D正确。故选D。
11．如图所示，用频率为γ1和γ2的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分别为U1和U2。已知γ1<γ2，则（ ）
A．遏止电压U1C．增加乙光的强度，遏止电压U2变大D．滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数为零
【答案】A
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hγ‒W0和遏止电压与最大初动能的关‒eUc=0‒Ekm，两式联立解得eUc=hγ‒W0，所以入射光频率越大，遏止电压越大，遏止电压与入射光的强度无关，故A正确C错误；金属的截止频率与入射光无关，取决于金属，因甲、乙两种光分别照射同一光电管，所以金属的截止频率相同，故B错误；滑动变阻器滑片P移至最左端，所加的反向电压为零，因能发生光电效应，所以电流表示数不为零，故D错误。故选A。
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. （10分）为测定某液体的电阻率，某学习小组选取了一根管壁很薄的塑料管， 在塑料管里面灌满了液体，两端用铜塞塞住管口，形成一段封闭的液体柱。
（1）分别用刻度尺和游标卡尺测出其长度L和外径d，其中d的某次读数为10.30mm，则使用的测量仪器与以下哪种一致________。
A．B．C．
（2）用多用电表粗测液体柱的阻值R，多用电表测量情况如图所示，为了更准确的测出液体柱的阻值，下列操作正确的是______。
A．将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置，两表笔短接调零，再次测量电阻
B．将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置，两表笔短接调零，再次测量电阻
C．将两表笔短接调零，再将选择开关旋转到电阻挡“×10”的位置，再次测量电阻
D．将两表笔短接调零，再将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置，再次测量电阻
（3）该小组为进一步精确测量液体柱的阻值，选择了如下实验器材：
A．直流电源：电动势12V，内阻不计，额定电流为1A；
B．电流表 A：量程0~10mA，内阻约10Ω；
C．电压表 V：量程0~15V，内阻约15kΩ；
D．滑动变阻器R：最大阻值10Ω；
E．开关、导线等
为多次测量数据，该小组采用分压电路进行测量，请在实物接线图中完成余下导线的连接________。
（4）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在___________（填“左”或“右”）端。
（5）该小组在实验中测得电压表和电流表的示数分别为U和I，则海水电阻率表达式为___________（用题中的字母表示）。
【答案】（1）A （2） B （3）见解析 （4）右 （5）
【解析】（1）根据数据可知最小分度值为0.05mm或0.02mm；所以使用的的测量仪器是20分度或50分度的游标卡尺，故选A；
（2）由图可知，选择开关置于“×100”时指针的偏转角度较小，所以应该换大倍率挡，即应将选择开关旋转到电阻挡“×1k”的位置，然后进行欧姆调零，即红黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指向电流最大值处，再次测量电阻。故选B；
（3）[因待测液体柱的阻值较大，可得
故采用电流表内接，连接实验电路图如图所示
（4）闭合开关前应使待测液体柱两端电压为零，即触头应置于滑动变阻器最右端；
（5）根据欧姆定律有
根据电阻定律可得
联立可得。
13．（8分）为测量双层玻璃中间真空层的厚度，用激光笔使单色光从空气以入射角θ射入玻璃，部分光线如图所示。测得玻璃表面两出射点B、C与入射点A的距离分别为x1和x2。已知玻璃的折射率为n，光在真空中的速度为c。求：
（1）真空层的厚度d；
（2）光从A传播到B的时间t。
【答案】（1）； （2）
【解析】（1）光路图如图所示，设真空层的厚度为d，由光路图可知，AC比AB多了光线在真空层平移的部分，由几何关系知：x2－x1=2dtanθ
解得
（2）光在玻璃中的速度为v由
得：
由折射定律可知
则
从A到B的光程为
所用时间为
14．（10分）如图所示的装置可以用来测量水的深度。该装置由左端开口的汽缸M和密闭的汽缸N组成，两汽缸由一细管（容积可忽略）连通，两汽缸均由导热材料制成，内径相同。汽缸M长为3L，汽缸N长为L，薄活塞A、B密闭性良好且可以无摩擦滑动。初始时两汽缸处于温度为T1=300K的空气中，汽缸M、N中分别封闭压强为P0、2P0的理想气体，活塞A、B均位于汽缸的最左端。将该装置放入水中，测得所在处的温度为T2=360K，且活塞B向右移动了。已知大气压强为P0相当于10m水柱产生的压强。求：
（1）装置所在处水的深度；
（2）活塞A向右移动的距离。
【答案】（1）38m；（2）
【解析】（1）汽缸N中气体初状态，，
末状态，
根据理想气体状态方程有
放入水中后汽缸M中的气体压强与汽缸N中的气体压强相等，即
在此处水产生的压强为
解得
10m高的水柱产生的压强为，所以此处水深
（2）装置放在水中后，设活塞A向右侧移动的距离为x，汽缸M中气体初状态， ，
汽缸M中气体末状态， ，
根据理想气体状态方程
解得。
15．（13分）如图所示，质量为m的物体（可视为质点）在水平传送带中央随传送带以速度v0匀速运动，在传送带上方固定光滑挡板AB，AB与传送带左边界的夹角为53°，物体碰到挡板时，垂直于挡板方向的速度减小为零，平行于挡板方向的速度不变，最终滑上工作台，已知传送带的宽度为L，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。取sin53°=0.8，cs53°=0.6。求物体
（1）与挡板碰撞结束瞬间速度的大小v；
（2）沿挡板运动过程中对挡板的压力F；
（3）沿挡板运动过程中与传送带间因摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）0.6v0；（2）；（3）
【解析】（1）将物体随传送带运动速度分解为沿挡板方向和垂直于挡板方向，如图所示
据速度的分解可得
物体与挡板碰撞结束时速度的大小为0.6v0。
（2）物体与挡板碰撞结束后，相对传送带速度大小
方向垂直于挡板斜向后，物体水平面上受到传送带摩擦力与挡板弹力，大小相等，方向相反，对物体水平方向，由摩擦定律得
竖直方向二力平衡
由牛顿第三定律得
方向垂直于挡板斜向前。
（3）物体碰撞挡板后沿挡板做匀速直线运动，由几何关系得
物体的位移
物体从碰到挡板到离开传送带的运动时间
物体从碰到挡板到离开传送带，相对传送带的位移
物体沿挡板运动过程中与传送带间因摩擦而产生的热量
16．回旋加速器的示意图如图甲所示，两D形金属盒半径为R，两盒间狭缝间距为d，匀强磁场与盒面垂直，加在狭缝间的交变电压的变化规律如图乙所示，周期为T，U未知。盒圆心O处放射源放出粒子飘入狭缝，其初速度视为零，有粒子经电场加速和磁场偏转，最后从盒边缘的窗口P射出。不考虑粒子的重力及粒子间相互作用。
（1）若放射源是P， 自发衰变成的同时放出一个粒子，衰变过程中释放的核能为。已知核的比结合能为，核的比结合能为，请写出衰变方程，并求所释放粒子的比结合能；
（2）若放射源持续均匀地放出质量为m、电荷量为+q的粒子。
①在时刻放出的一个粒子，经过4次加速后到达图中的A点，OA间的距离为x，求该粒子到达A点的速度大小；
②假设某时刻从放射源放出的粒子不能被加速即被吸收，能从P出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动。为使得从P处出射的粒子与放射源放出粒子的数目之比大于40%，求U应满足的条件。
【答案】（1），； （2）①， ②
【解析】（1）核反应方程式为
由能量关系可知
解得：
（2）①粒子经过电场加速，根据动能定理可得
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
粒子运动的轨迹如图所示
根据几何关系有
粒子运动周期等于交变电压的周期，则有
又粒子运动周期为
解得4次加速后到达A点的速度为
② 设最终出射速度为，则有
粒子在电场中的加速度为
设加速的总时间为，则有
解得
在第一个周期内只有时间内放出的粒子能够从P处射出，其他周期情况相同，则有
解得