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山东省济宁市2024届高三下学期4月二模物理试题（Word版附答案）
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这是一份山东省济宁市2024届高三下学期4月二模物理试题（Word版附答案），共12页。试卷主要包含了04，40A等内容，欢迎下载使用。
2024.04
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2. 选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3. 请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团。气团直径可达几千米，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略。可以用气团理论解释高空气温很低的原因，是因为地面的气团上升到高空的过程中（ ）
A. 剧烈收缩，外界对气团做功，导致气团温度降低
B. 剧烈收缩，同时从周围吸收大量热量，导致气团温度降低
C. 剧烈膨胀，同时大量对外放热，导致气团温度降低
D. 剧烈膨胀，气团对外做功，内能大量减少，导致气团温度降低
2. 如图甲所示，某同学将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以观察到如图乙所示的明暗相间的同心圆环。若该同学将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙所示，则观察到的条纹可能是（ ）
A. B. C. D.
3. 2023年诺贝尔物理学奖颁发给了研究阿秒激光脉冲做出贡献的科学家。已知1阿秒为，光在真空中的速度为，某种光的波长为该光在真空中2187.7阿秒运动的距离，若该光是由氢原子能级跃迁发出的，根据如图所示的氢原子能级图和表格中不同光的波长与能量的对应关系，可知此光来源于氢原子（ ）
A. 和能级之间的跃迁B. 和能级之间的跃迁
C. 和能级之间的跃迁D. 和能级之间的跃迁
4. 某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（ ）
A. 该时刻电容器上极板带正电荷
B. 该时刻线圈的自感电动势在增大
C. 若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D. 探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生涡流
5. 某学习小组利用如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出图线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电池内阻的测量值为B. 外电路发生短路时的电流为0.40A
C. 电池电动势和内阻的测量值均偏小D. 电池电动势的测量值准确，内阻的测量值偏大
6. 如图所示，微山湖某段堤坝倾角为，某同学从水平坝面边缘正上方处，以的水平速度垂直河岸扔出一个小石子，小石子恰好落入水中。已知重力加速度，，，则坝面离水面的高度H为（ ）
A. 3.2mB. 4.0mC. 4.8mD. 5.0m
7. 我国计划在2030年前实现载人登月，并探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设飞船到达月球前，先在距离月球表面高度等于月球半径处绕月球做匀速圆周运动，周期为T。已知月球质量分布均匀，月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转。下列说法正确的是（ ）
A. 月球的质量为B. 月球的密度为
C. 月球的第一宇宙速度为D. 月球表面的重力加速度为
8. 如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场，场强大小为。一足够大平板MN竖直放置于电场中，且与电场垂直，平板左侧表面均匀涂有荧光物质。电场中O点有一粒子源，可以向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为＋q、速度大小为的带电粒子，粒子撞击荧光物质会被吸收并使其发出荧光，O点与平板之间的距离为d，不计粒子重力。则平板MN上的发光面积为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，振幅为2cm，该时刻质点P、Q偏离平衡位置的位移均为1cm，从该时刻开始计时，质点P比质点Q滞后0.4s回到平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播B. 该波的传播速度大小为1cm/s
C. 质点P在波峰时，质点Q的位移一定为－1cmD. 质点P在平衡位置时，质点Q的位移一定为
10. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为。当开关闭合、断开，输入端ab的电压为时，四个完全相同的灯泡均可正常发光；当开关断开、闭合，输入端ab的电压为时，四个灯泡仍正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 电压和相同B. 两次实验ab端输入电功率之比为
C. 和的阻值之比为D. 两次实验和的电功率相同
11. 有一电荷量分布均匀且带电量为＋Q的圆环，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度大小如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在圆心右侧紧靠圆心处由静止释放，仅在电场力作用下沿轴线向右运动。下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子带负电
B. 该粒子沿轴线运动过程中电势能逐渐减少
C. 该粒子运动过程中最大加速度约为
D. 该粒子从r运动到2r过程中电场力做的功约为
12. 如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（ ）
A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流
B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C
C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J
D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方形玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O点为直线AO与界面的交点。在直线AO上竖直插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______。
A. 插上大头针，使仅挡住的像B. 插上大头针，使挡住和的像
C. 插上大头针，使仅挡住D. 插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、所在的点作直线交界面于点，过点作垂直于界面的直线，连接。测量图中角和的大小，则玻璃砖的折射率______。
（3）如图乙所示，若该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽，其他操作正确，则折射率的测量值______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
14.（8分）为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。
（1）小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下：
i. 实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
ii. 将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
iii. 经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
②关于该实验，下列说法正确的是______。
A. 只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转
B. 将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转
C. 将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转
D. 将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大
（2）小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针______（填“向左”、“向右”或“不”）偏转。
②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除______（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
15.（8分）我国自主研发的094型战略核潜艇，使我国核威慑力量更加有效，被称为“镇国神器”。一个体积为V的简易核潜艇模型如图所示，当储水舱中的气体体积为、压强为时，核潜艇总体积的浸没在海水中。当核潜艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，会吸入一定量的海水，使核潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态，此时储水舱上方气体的压强为。已知储水舱中的气体可视为理想气体，且气体温度不发生变化。求：
（1）进入储水舱的海水的体积；
（2）储水舱剩余气体与原有气体的质量之比k。
16.（8分）遥控爬墙小车通过排出车身内部部分空气，和外界大气形成气压差，使小车可吸附在墙壁、天花板上。如图所示，某次小车从室内墙壁上的A点由静止出发，沿着竖直方向经B处一小段圆弧运动到水平天花板上的C点，然后从C点开始做匀速圆周运动。已知AB沿竖直方向且足够长，小车内外产生的压力差恒为，方向垂直于接触面，运动过程中小车受到的阻力大小（为小车和墙壁间、天花板间的弹力）、方向总与速度方向相反。小车质量，小车可视为质点，忽略空气阻力，取。
（1）若小车在AB段上的功率为，求小车在AB段上最大速度的大小；
（2）若小车在天花板上以的速率做匀速圆周运动，牵引力大小为，取，求小车运动一周牵引力做的功。
17.（14分）如图所示，固定在水平面上的足够长斜面倾角为，斜面上并排放置两个物块A、B（均可视为质点），在沿斜面向上的恒力F（大小未知）作用下从静止开始沿斜面向上运动，物块A、B接触但不粘连，F作用时间t后撤去，此时物块A、B的速度大小为。已知物块A、B的质量均为m，物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为、，物块A、B间每次碰撞时间极短（可忽略不计），且皆为弹性正碰，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。求：
（1）恒力F的大小；
（2）物块B沿斜面向上运动的速度减为零时物块A、B之间的距离x；
（3）物块A、B第一次碰后瞬间物块A的速度大小；
（4）物块A、B从第一次碰撞到第二次碰撞前瞬间，系统损失的机械能。
18.（16分）2023年4月，中科院在世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置中，成功实现了稳态长脉冲等离子体运行403秒，该装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。将该容器简化为如图甲所示的足够长的空心圆柱，为空心圆柱的中心轴线，其半径为，内部以为轴线、半径为的圆筒界面分成两部分磁场，左视图如图乙所示，外环有垂直纸面向外磁感应强度大小为B的匀强磁场；内环有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小也为B。以O为原点建立三维直角坐标系，其中x轴与空心圆柱的中心轴重合。在坐标为的D点放置一发射装置，可发射电荷量为q、质量为m的氚核，发射方向如图乙所示沿半径向外，忽略粒子间的相互作用，不计粒子重力。
（1）若氚核运动时恰好不与容器相碰，求氚核发射的速度；
（2）若氚核发射速度，求粒子第一次到达xOy所在平面的时间；
（3）若氚核发射速度仍为，氚核第三次与发射速度相同时恰好到达E点（图中未标出），求E点位置坐标；
（4）在第（3）问的条件下，求氚核由D点运动到E点的平均速度的大小。
济宁市2024年高考模拟考试
物理试题参考答案
13.（1）BD （2） （3）小于（每空2分）
14.（1）①相反 ②CD （2）①向左 ②A（每空2分）
15. 解析：
（1）设海水的密度为，由平衡条件得
……1分
……2分
解得……1分
（2）由玻意耳定律得……2分
储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比为……1分
解得……1分
16. 解析：
（1）小车在AB段所受的弹力
小车在AB段所受的阻力……1分
小车在AB段上达到最大速度时……1分
解得……1分
（2）小车在天花板上运动时……1分
小车在天花板上所受的阻力……1分
对小车做圆周运动时由牛顿第二定律得……1分
解得
小车运动一周过程中牵引力做的功……1分
解得……1分
17. 解析：
（1）对A、B整体，由动量定理得
……2分
解得……1分
（2）撤去外力F后，对物块A由牛顿第二定律得……1分
解得
对物块B由牛顿第二定律得……1分
解得
B沿斜面向上运动的速度减为零时，A、B之间的距离为……1分
（3）物块B速度减为零后，沿斜面向下做匀加速直线运动。
由牛顿第二定律得……1分
所以
根据速度位移关系可得……1分
解得A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小为
A、B发生第一次弹性碰撞时，由动量守恒得……1分
由能量守恒得……1分
所以碰后两物体速度交换，……1分
（4）碰后A做匀速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，
到第二次碰撞时，有……1分
解得，
……1分
解得……1分
18. 解析：
（1）设氚核做圆周运动的半径为，
由几何关系得……1分
对氚核在外环运动过程中，由牛顿第二定律
得……1分
解得……1分
（2）设在两磁场中，氚核做圆周运动的半径为，周期为T。
由牛顿第二定律得……1分
解得
由几何关系可得……1分
解得
周期为……1分
总时间为……1分
解得……1分
（3）经分析知，氚核第三次与发射速度相同时
x方向坐标为……1分
y方向坐标为……1分
z方向坐标为……1分
所以E点坐标为……1分
（4）DE间距离为……1分
D点到E点总时间为……1分
所以平均速度为……1分
解得……1分波长（）
能量（eV）
656.3
1.89
486.4
2.55
121.6
10.2
102.6
12.09
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
A
C
C
C
B
B
D
BC
AD
BCD
AC
2024.04
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2. 选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3. 请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团。气团直径可达几千米，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略。可以用气团理论解释高空气温很低的原因，是因为地面的气团上升到高空的过程中（ ）
A. 剧烈收缩，外界对气团做功，导致气团温度降低
B. 剧烈收缩，同时从周围吸收大量热量，导致气团温度降低
C. 剧烈膨胀，同时大量对外放热，导致气团温度降低
D. 剧烈膨胀，气团对外做功，内能大量减少，导致气团温度降低
2. 如图甲所示，某同学将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以观察到如图乙所示的明暗相间的同心圆环。若该同学将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙所示，则观察到的条纹可能是（ ）
A. B. C. D.
3. 2023年诺贝尔物理学奖颁发给了研究阿秒激光脉冲做出贡献的科学家。已知1阿秒为，光在真空中的速度为，某种光的波长为该光在真空中2187.7阿秒运动的距离，若该光是由氢原子能级跃迁发出的，根据如图所示的氢原子能级图和表格中不同光的波长与能量的对应关系，可知此光来源于氢原子（ ）
A. 和能级之间的跃迁B. 和能级之间的跃迁
C. 和能级之间的跃迁D. 和能级之间的跃迁
4. 某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（ ）
A. 该时刻电容器上极板带正电荷
B. 该时刻线圈的自感电动势在增大
C. 若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D. 探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生涡流
5. 某学习小组利用如图甲所示的实验电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出图线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电池内阻的测量值为B. 外电路发生短路时的电流为0.40A
C. 电池电动势和内阻的测量值均偏小D. 电池电动势的测量值准确，内阻的测量值偏大
6. 如图所示，微山湖某段堤坝倾角为，某同学从水平坝面边缘正上方处，以的水平速度垂直河岸扔出一个小石子，小石子恰好落入水中。已知重力加速度，，，则坝面离水面的高度H为（ ）
A. 3.2mB. 4.0mC. 4.8mD. 5.0m
7. 我国计划在2030年前实现载人登月，并探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设飞船到达月球前，先在距离月球表面高度等于月球半径处绕月球做匀速圆周运动，周期为T。已知月球质量分布均匀，月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转。下列说法正确的是（ ）
A. 月球的质量为B. 月球的密度为
C. 月球的第一宇宙速度为D. 月球表面的重力加速度为
8. 如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场，场强大小为。一足够大平板MN竖直放置于电场中，且与电场垂直，平板左侧表面均匀涂有荧光物质。电场中O点有一粒子源，可以向各个方向均匀发射质量为m、电荷量为＋q、速度大小为的带电粒子，粒子撞击荧光物质会被吸收并使其发出荧光，O点与平板之间的距离为d，不计粒子重力。则平板MN上的发光面积为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，振幅为2cm，该时刻质点P、Q偏离平衡位置的位移均为1cm，从该时刻开始计时，质点P比质点Q滞后0.4s回到平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播B. 该波的传播速度大小为1cm/s
C. 质点P在波峰时，质点Q的位移一定为－1cmD. 质点P在平衡位置时，质点Q的位移一定为
10. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为。当开关闭合、断开，输入端ab的电压为时，四个完全相同的灯泡均可正常发光；当开关断开、闭合，输入端ab的电压为时，四个灯泡仍正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 电压和相同B. 两次实验ab端输入电功率之比为
C. 和的阻值之比为D. 两次实验和的电功率相同
11. 有一电荷量分布均匀且带电量为＋Q的圆环，在其轴线上距离圆心x处产生的电场强度大小如图所示。一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在圆心右侧紧靠圆心处由静止释放，仅在电场力作用下沿轴线向右运动。下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子带负电
B. 该粒子沿轴线运动过程中电势能逐渐减少
C. 该粒子运动过程中最大加速度约为
D. 该粒子从r运动到2r过程中电场力做的功约为
12. 如图所示，足够长平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距，导轨间存在一个宽度的匀强磁场区域，磁感应强度大小为1.0T，方向如图所示。一根质量为0.2kg，阻值为的金属棒a以初速度从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量为0.4kg，阻值为的静止在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（ ）
A. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，回路中有逆时针方向的感应电流
B. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，通过金属棒a的电荷量为2C
C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热为2.75J
D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.2m处
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方形玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O点为直线AO与界面的交点。在直线AO上竖直插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______。
A. 插上大头针，使仅挡住的像B. 插上大头针，使挡住和的像
C. 插上大头针，使仅挡住D. 插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、所在的点作直线交界面于点，过点作垂直于界面的直线，连接。测量图中角和的大小，则玻璃砖的折射率______。
（3）如图乙所示，若该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽，其他操作正确，则折射率的测量值______（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
14.（8分）为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下实验。
（1）小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下：
i. 实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“＋”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。
ii. 将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向，再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
iii. 经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
②关于该实验，下列说法正确的是______。
A. 只有磁铁N极向下插入螺线管，灵敏电流计指针才会向右偏转
B. 将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向右偏转
C. 将磁铁的S极向下插入螺线管时，灵敏电流计指针向左偏转
D. 将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大
（2）小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针向左偏转，则保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片向左匀速移动，则电流计指针______（填“向左”、“向右”或“不”）偏转。
②实验结束后，某同学在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，直接用手去拆除某螺线管处的导线，突然被电击了一下，则该同学被电击是在拆除______（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
15.（8分）我国自主研发的094型战略核潜艇，使我国核威慑力量更加有效，被称为“镇国神器”。一个体积为V的简易核潜艇模型如图所示，当储水舱中的气体体积为、压强为时，核潜艇总体积的浸没在海水中。当核潜艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，会吸入一定量的海水，使核潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态，此时储水舱上方气体的压强为。已知储水舱中的气体可视为理想气体，且气体温度不发生变化。求：
（1）进入储水舱的海水的体积；
（2）储水舱剩余气体与原有气体的质量之比k。
16.（8分）遥控爬墙小车通过排出车身内部部分空气，和外界大气形成气压差，使小车可吸附在墙壁、天花板上。如图所示，某次小车从室内墙壁上的A点由静止出发，沿着竖直方向经B处一小段圆弧运动到水平天花板上的C点，然后从C点开始做匀速圆周运动。已知AB沿竖直方向且足够长，小车内外产生的压力差恒为，方向垂直于接触面，运动过程中小车受到的阻力大小（为小车和墙壁间、天花板间的弹力）、方向总与速度方向相反。小车质量，小车可视为质点，忽略空气阻力，取。
（1）若小车在AB段上的功率为，求小车在AB段上最大速度的大小；
（2）若小车在天花板上以的速率做匀速圆周运动，牵引力大小为，取，求小车运动一周牵引力做的功。
17.（14分）如图所示，固定在水平面上的足够长斜面倾角为，斜面上并排放置两个物块A、B（均可视为质点），在沿斜面向上的恒力F（大小未知）作用下从静止开始沿斜面向上运动，物块A、B接触但不粘连，F作用时间t后撤去，此时物块A、B的速度大小为。已知物块A、B的质量均为m，物块A、B与斜面间的动摩擦因数分别为、，物块A、B间每次碰撞时间极短（可忽略不计），且皆为弹性正碰，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。求：
（1）恒力F的大小；
（2）物块B沿斜面向上运动的速度减为零时物块A、B之间的距离x；
（3）物块A、B第一次碰后瞬间物块A的速度大小；
（4）物块A、B从第一次碰撞到第二次碰撞前瞬间，系统损失的机械能。
18.（16分）2023年4月，中科院在世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置中，成功实现了稳态长脉冲等离子体运行403秒，该装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。将该容器简化为如图甲所示的足够长的空心圆柱，为空心圆柱的中心轴线，其半径为，内部以为轴线、半径为的圆筒界面分成两部分磁场，左视图如图乙所示，外环有垂直纸面向外磁感应强度大小为B的匀强磁场；内环有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小也为B。以O为原点建立三维直角坐标系，其中x轴与空心圆柱的中心轴重合。在坐标为的D点放置一发射装置，可发射电荷量为q、质量为m的氚核，发射方向如图乙所示沿半径向外，忽略粒子间的相互作用，不计粒子重力。
（1）若氚核运动时恰好不与容器相碰，求氚核发射的速度；
（2）若氚核发射速度，求粒子第一次到达xOy所在平面的时间；
（3）若氚核发射速度仍为，氚核第三次与发射速度相同时恰好到达E点（图中未标出），求E点位置坐标；
（4）在第（3）问的条件下，求氚核由D点运动到E点的平均速度的大小。
济宁市2024年高考模拟考试
物理试题参考答案
13.（1）BD （2） （3）小于（每空2分）
14.（1）①相反 ②CD （2）①向左 ②A（每空2分）
15. 解析：
（1）设海水的密度为，由平衡条件得
……1分
……2分
解得……1分
（2）由玻意耳定律得……2分
储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比为……1分
解得……1分
16. 解析：
（1）小车在AB段所受的弹力
小车在AB段所受的阻力……1分
小车在AB段上达到最大速度时……1分
解得……1分
（2）小车在天花板上运动时……1分
小车在天花板上所受的阻力……1分
对小车做圆周运动时由牛顿第二定律得……1分
解得
小车运动一周过程中牵引力做的功……1分
解得……1分
17. 解析：
（1）对A、B整体，由动量定理得
……2分
解得……1分
（2）撤去外力F后，对物块A由牛顿第二定律得……1分
解得
对物块B由牛顿第二定律得……1分
解得
B沿斜面向上运动的速度减为零时，A、B之间的距离为……1分
（3）物块B速度减为零后，沿斜面向下做匀加速直线运动。
由牛顿第二定律得……1分
所以
根据速度位移关系可得……1分
解得A、B物块第一次碰前时刻B物块的速度大小为
A、B发生第一次弹性碰撞时，由动量守恒得……1分
由能量守恒得……1分
所以碰后两物体速度交换，……1分
（4）碰后A做匀速直线运动，B做初速度为零的匀加速直线运动，
到第二次碰撞时，有……1分
解得，
……1分
解得……1分
18. 解析：
（1）设氚核做圆周运动的半径为，
由几何关系得……1分
对氚核在外环运动过程中，由牛顿第二定律
得……1分
解得……1分
（2）设在两磁场中，氚核做圆周运动的半径为，周期为T。
由牛顿第二定律得……1分
解得
由几何关系可得……1分
解得
周期为……1分
总时间为……1分
解得……1分
（3）经分析知，氚核第三次与发射速度相同时
x方向坐标为……1分
y方向坐标为……1分
z方向坐标为……1分
所以E点坐标为……1分
（4）DE间距离为……1分
D点到E点总时间为……1分
所以平均速度为……1分
解得……1分波长（）
能量（eV）
656.3
1.89
486.4
2.55
121.6
10.2
102.6
12.09
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
A
C
C
C
B
B
D
BC
AD
BCD
AC
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