2024届高考物理精英模拟卷 【甘肃版】含答案.docx

2024届高考物理精英模拟卷 【甘肃版】一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙中的阴极K，用其中两种频率的光照射时，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )A.题中的氢原子跃迁共能辐射出3种不同频率的光子B.图乙中，在滑片P向右滑动过程中，光电流I一直增大C.a光的频率大于b光的频率D.b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的大2.2023年9月21日，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在圆轨道上运行的空间站中，航天员可以自由地漂浮，授课中展示了太空中蜡烛燃烧时火焰呈现球形、利用乒乓球拍可以弹开水球的奇妙“乒乓球”实验。已知空间站距地面高度约为地球半径的，则( )A.在奇妙“乒乓球”实验中，球被击飞后不受力的作用B.蜡烛燃烧过程中，随空间站绕地球做圆周运动的向心力大小不变C.航天员绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度大小的D.空间站绕地球飞行的速度大于第一宇宙速度3.如图所示，甲为匀强电场，乙为非匀强电场。等量异种点电荷用绝缘轻短杆连接，中点为O。两个相距很近的等量异种点电荷所组成的系统被称为电偶极子。将该电偶极子分别放在甲、乙电场中使其保持静止，不计重力作用。则( )A.乙电场中电偶极子绕O点在纸面内旋转90°后，两点电荷所受电场力等大反向B.甲、乙电场中电偶极子绕O点在纸面内逆时针旋转180°，电场力做的功均为0C.甲、乙电场中电偶极子沿电场线向右平移一小段距离，电场力做的总功均为0D.乙电场中电偶极子释放后一小段时间内，电偶极子的电势能减小4.如图所示为干涉检平仪的原理图，在两块夹角很小（接近零）的玻璃平板之间有一劈形空气膜，当单色光垂直下板照射到玻璃平板上时，会发生干涉、产生等间距的干涉条纹。下列关于相邻亮条纹的水平间距与夹角(接近零时，有)的关系图像可能正确的是( )A.B.C.D.5.一列简谐横波沿x轴负方向传播，平衡位置位于原点O的质点的振动图像如图所示，则时的波形图可能是( )A.B.C.D.6.如图所示，在粗糙的水平桌面上，物块间夹着一压缩的轻质弹簧（与未拴接）处于静止状态，现将同时放开，两物块被弹簧向相反的方向弹开，最后弹簧脱离物块。已知a的质量大于b的质量，两物块与桌面间的动摩擦因数相同。从放开到两物块均停下前的过程，下列情况可能的是( )A.任一时刻a的动量小于b的B.物块同时达到最大速度C.物块同时停下D.物块滑行的距离相同7.如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向与x轴夹角为45°斜向右上方，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒从O点出发，以某一初速度（沿与x轴正方向夹角为45°的方向）进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到时，电场方向突然变为竖直向上，大小变为原来的倍（不计电场变化的时间），微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出第一象限，重力加速度为g，下列说法正确的是( )A.微粒从O点运动到A点过程中可能做变速运动B.电场强度E的大小为C.磁感应强度的大小为D.微粒在第一象限运动的时间为二、选择题：本题共3小题，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。8.如图是某人站在力传感器上由静止先“下蹲”后静止再“站起”到静止过程中力传感器的示数随时间变化的图像，其中点1、3、5、6、8、10处纵坐标都是500 N，点2、4的纵坐标分别为200 N、700 N，重力加速度g取，由图像上各点判断人的运动情况，下列说法正确的是( )A.下蹲时，从点1到点3过程中，加速度方向先向下后向上，点4处速度最大B.下蹲时，点2处加速度最大，加速度大小为，方向向下C.从点8到点10，人一直向上匀减速，点8处速度最大D.点8到点10的图形和点6到点8的图形与横线所围的面积一定大小相等9.如图所示，边长为a的正方形玻璃砖，其折射率为，现有一束光沿与AD边成45°的方向从AD边入射，经过一系列折射和反射后从BC边射出。已知光程是一个折合量，在数值上等于介质折射率乘以光在介质中的传播路程。下列说法正确的是( )A.所有光线经过AD边折射后在正方形玻璃砖中的光程均相等，大小为B.所有光线经过AD边折射后在正方形玻璃砖中的光程均相等，大小为C.从BC边折射出的光线分为两束平行光，其宽度分别为和D.从BC边折射出的光线分为两束平行光，其宽度分别为和10.如图所示，点电荷甲、乙固定在绝缘水平面上，为两点电荷连线的四等分点，以甲为圆心，甲、A间的距离为半径画圆，是圆上的三点，为圆的直径，且与两点电荷的连线垂直，E点在两点电荷连线的延长线上，G点为两点电荷连线中垂线上的点。已知甲所带的电荷量为，A点的电场强度为零。则下列说法正确的是( )A.乙所带的电荷量为B.两点的电场强度大小之比为9:20C.B点的电势大于G点的电势D.电子在C点的电势能小于在G点的电势能三、非选择题：本题共5小题，共57分。11.（8分）某物理小组通过实验研究空气阻力与物体速度的关系，该小组通过查阅资料发现，空气阻力与速度的关系可以近似处理成或，小组同学准备了若干由同种轻质材料（密度为）制成的半径为r的小球，将它们从足够高的同一个地方静止释放，利用摄像机拍摄其下落过程，并利用计算机拟合出每个小球运动的图像。图像趋于一条水平的渐近线，该渐近线表示的速度称为收尾速度。（1）某同学假设空气阻力f和小球的速度成正比，比例系数为k。已知当地重力加速度为g，那么收尾速度的表达式为_（用表示）。（2）为了验证自己的假设，该小组通过查找资料，得到球在空气中运动受到的阻力，其中为球体的半径。用天平称量出实验所用小球的质量，用游标卡尺测量出该小球的直径d，如图所示，则_mm。（3）按（2）问表达式通过计算得到该小球的收尾速度_ m/s（结果保留2位有效数字），则该小球下落过程末期空气阻力与速度的关系为_。12.（10分）现要测量某电源的电动势和内阻，可利用的器材有：电流表A，量程为0300 mA，内阻为1.00 ；电压表V，量程为03 V，内阻达几千欧；阻值未知的相同规格定值电阻若干；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线（导线1），其他导线若干。某同学设计的测量电路如图（a）所示。（1）根据图（a），用笔画线代替导线在图（b）中完成实物图连线，并标出导线1和其P端。（2）测量时，改变鳄鱼夹P所夹的位置，使电阻依次以1、2、3、4、5的数量接入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I，并在图（c）中的坐标纸上描出点的相应位置。请根据点的分布作出图线。（3）根据图线求出电源电动势_V。（结果保留三位有效数字）（4）请计算每一个定值电阻的阻值约为_。(结果保留三位有效数字)（5）实验时，无法找到多个相同规格的定值电阻，只能找到数只不同规格的电阻（大小均在10 50 之间），该同学是否能完成本实验？为什么？13.（10分）实验小组在专业人员陪同下利用暑假实践活动测量海水深度，一端开口一端封闭的长玻璃管质量，横截面积，先将玻璃管倒插在海水表面，海面平静时测出玻璃管露出水面部分长度。如图所示，潜水员带着玻璃管缓慢下潜，到海底稳定后测出空气柱长度，水柱长度，假设下潜过程中玻璃管竖直且不漏气，海面温度为27 ，海底温度为17 ，海水密度，大气压强，重力加速度g取，不计玻璃管厚度，管内空气可视为理想气体。（1）求海水的深度；（2）下潜过程中管内空气吸热还是放热？14.（12分）如图所示，水平地面上固定一倾角为的足够长斜面，一质量为的滑块A放在斜面上时恰处于静止状态，另一质量为的滑块B（滑块B光滑）从滑块A上方相距L的位置由静止释放，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，两滑块间的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，求：（1）两滑块第一次碰撞后瞬间各自的速度大小；（2）两滑块第一次碰撞到第三次碰撞时间内，滑块A运动的位移大小。15.（17分）如图，一质量的凸形硬性金属框放在光滑绝缘的水平桌面上，平行且足够长的导轨cd和间距，侧边abcd与不计电阻，长，电阻，金属框通过不可伸长的轻绳跨过桌边的轻质定滑轮与一质量的重物相连，开始时用手托着重物，轻绳恰好伸直。另一长为d、质量为m、电阻为R的光滑金属棒gh垂直于cd放在金属框上，二者始终保持良好接触，gh离足够远，金属框离桌边足够远，整个桌面处在竖直向上的磁感应强度的匀强磁场中，不计一切摩擦和其他电阻，现由静止释放重物，重物着地时，系统已经达到稳定状态，重力加速度g取，则：（1）重物着地时，金属框的加速度为多少，此时金属框和金属棒的速度差为多少？（2）重物着地后不再弹起，重物着地时金属棒的速度，经过一段时间金属框和金属棒再次达到稳定状态，求这段过程中金属棒gh上产生的热量Q和流过金属棒的电荷量q。答案以及解析1.答案：D解析：大量氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出种不同频率的光子，A错误；当滑片P向右端移动过程中，有可能会达到饱和电流，所以光电流I可能先增大后不变，B错误；a光的遏止电压小于b光的遏止电压，根据，可知a光的频率小于b光的频率，C错误；由，可知b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的大，D正确。2.答案：C解析：在空间站内的物体均受到万有引力的作用，A错误；蜡烛燃烧过程中，质量减小，做圆周运动的线速度和半径不变，由向心力的公式可知向心力大小变小，B错误；根据万有引力提供向心力，有，所以航天员绕地球运动的向心加速度大小，C正确；根据万有引力提供向心力，有，解得，由于空间站的运行轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站绕地球飞行的速度小于第一宇宙速度，D错误。3.答案：D解析：乙电场中电偶极子绕O点在纸面内顺时针旋转90°后，点电荷b所受电场力斜向左下，点电荷a所受电场力斜向右下，大小相等，方向不相反，同理，逆时针转动时，两点电荷所受电场力也不反向，A错误。甲、乙电场中电偶极子绕O点逆时针旋转180°，电场力均对正点电荷做负功，对负点电荷也做负功，电场力做的总功均为负功，B错误。甲电场中电偶极子沿电场线向右平移一小段距离，电场力对正电荷做的正功等于负电荷克服电场力做的功，电场力做的总功为0，乙电场中电偶极子沿电场线向右平移一小段距离，电场力对正电荷做的正功小于负电荷克服电场力做的功，电场力做的总功为负功，C错误。乙电场中电偶极子所受电场力向左，释放后一小段时间内，电偶极子向左做加速运动，动能增加，电势能减小，D正确。4.答案：D解析：由干涉知识可知，当光在空气膜上、下表面的光程差等于波长的整数倍时，对应位置为干涉加强点，若某条亮条纹所在位置对应的光程差为，则与其相邻亮条纹所在位置对应的光程差为或，故两相邻亮条纹对应的空气膜厚度差均为。如图所示，根据几何关系有，又玻璃平板间的夹角很小，结合题述有，D正确。5.答案：A解析：由原点O处质点的振动图像可知，振动周期为，设该质点的振动方程为，则，解得时该质点相对平衡位置的位移为，之后再经过极短时间，该质点相对平衡位置的位移增大，可知该质点在时向下振动，结合波的传播方向可知，A正确。6.答案：A解析：第一步：判断两物块哪个先停下假设物块同时停下，受到合力的冲量均为0，由于弹力的冲量大小相等，则摩擦力的冲量也要大小相等，由于a的质量大于b的质量，相等时间a所受摩擦力的冲量大，所以假设不成立，即物块不可能同时停下。设从释放到停下用时分别为，对a，有，对b，有，其中I为弹簧弹力的冲量，可知，即物块a先停下，C错误。第二步：判断运动过程中的动量大小应用动量定理从释放到物块停下前的任一时刻，对a有，对b有，由于，可得，A正确。第三步：判断两物块运动距离时应结合速度和运动时间从释放到均停下前的任一时刻，b的动量始终大于a的，又a的质量大，则a的速度小，并且a先停下，所以b滑行的距离一定大于a的，D错误。第四步：判断是否同时达到最大速度，应知道所受合力为零时速度最大刚释放时，弹簧弹力大于物块与桌面间的最大静摩擦力，两物块向相反的方向做加速运动，弹簧长度增加，弹簧弹力变小，当弹力等于物块a的滑动摩擦力时，a的加速度减小到0，速度达到最大，此时弹力仍大于物块b的滑动摩擦力，b的加速度不为0，所以物块不是同时达到最大速度，B错误。7.答案：D解析：微粒从O点到A点做直线运动，由于洛伦兹力的大小与速度有关，若微粒做变速运动，则洛伦兹力的大小发生变化，微粒不能持续做直线运动，故微粒一定做匀速直线运动，所受合力为0，A错误；由于微粒到达A点之前做匀速直线运动，对微粒受力分析得向，解得，B错误；由平衡条件得，电场强度大小和方向改变后，微粒受到的重力和电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由几何知识可得轨迹半径，又，联立解得，C错误；微粒做匀速直线运动的时间，微粒做匀速圆周运动的时间，微粒在第一象限运动的总时间为，D正确。8.答案：BD解析：由题意可知，人的重力，由牛顿第三定律可知，点1到点3过程，人所受支持力小于重力，加速度一直向下，处于失重状态，点3处为下蹲过程速度最大时刻，点3到点5过程处于超重状态，向下减速，点4处速度小于点3处速度，A错误；根据，可知点2处加速度向下且最大，B正确；人在点6到点8过程处于超重状态，加速度一直向上，点8为站起过程最大速度处，人在从点8到点10过程处于失重状态，人一直向上减速，但F变化，说明加速度变化，不是匀减速，C错误；由于人在点6和点10处都处于静止状态，点8到点10的图形和点6到点8的图形与横线所围的面积都表示合力的冲量大小，根据动量定理可知这两个面积大小相等，D正确。9.答案：BD解析：如图所示，由几何知识可知，所有光线经过AD边折射后在正方形玻璃砖中的传播路程均相等，由可知，光程为，B正确；两束平行光的宽度为，D正确。10.答案：CD解析：设两点电荷之间的距离为4L，乙所带的电荷量为Q，由库仑定律可知，甲在A点产生的电场强度水平向右，大小为，A点的电场强度为0，则乙在A点产生的电场强度水平向左，大小为，有，解得，A错误；甲在两点产生的电场强度水平向右，大小分别为、，乙在两点产生的电场强度水平向左，大小分别为、，则B点的电场强度大小为，C点的电场强度大小为，则两点电场强度大小之比为，B错误；段，两点电荷产生的合电场均有从B指向G的分量，没电场线方向电势逐渐隆低，则B点的电势比G点的电势高，C正确；由以上分析可知BC段的电场强度方向水平向左，则电子在该段所受的电场力方向水平向右，电子由C到B的过程中电场力做负功，电势能逐渐增大，则电子在B点的电势能大于在C点的电势能，又B点的电势比G点的电势高，则电子在G点的电势能大于电子在B点的电势能，综上可得电子在G点的电势能大于在C点的电势能，D正确。11.答案：（1）（2）39.85（3）；解析：（1）从题中所给条件“图像趋于一条水平的渐近线”可知小球运动末期近似匀速，所受重力与阻力大小相等，方向相反，小球的体积，且有，整理得；（2）由游标卡尺的读数规则可知；（3）根据，解得，明显不符合实际，说明该小球运动末期所受阻力与速度关系应为。12.答案：（1）见解析（2）见解析（3）2.78（4）18.9（18.819.0均可）（5）能完成实验，理由见解析解析：（1）实物图连线如图所示。（2）图线如图所示。（3）根据闭合电路欧姆定律可知，图中纵截距为电源电动势，则。（4）取题图中最左边描的点，读出其坐标为（29 mA，2.74 V），此时5个电阻全部接入电路，路端电压最大，则。（5）能完成实验。根据闭合电路欧姆定律可知，图线斜率的绝对值为内阻r，纵截距为电动势E，定值电阻阻值的改变并不影响图线的斜率与纵截距，且实验时电流表与电压表的示数都在量程范围内，故该同学能完成实验。13.答案：（1）40.18 m（2）放热解析：（1）玻璃管在海面上平衡时，其浮力等于重力，设管内、外液面高度差为h，管内空气压强为，有，得，选管内空气柱为研究对象，初状态有，体积，末状态有，体积，根据理想气体状态方程，有，海水的深度，解得。（2）到达某位置时手对玻璃管的作用力恰好为零，此时浮力等于玻璃管重力，松手后玻璃管悬停在水中，不会浮出水面下潜过程中，温度降低，管内空气内能减小，管内空气体积减小，外界对空气做正功，根据热力学第一定律，则，即放热。14.答案：（1）；（2）解析：（1）由牛顿第二定律得，滑块B的加速度为两滑块第一次碰撞前瞬间，滑块B的速度为设两滑块第一次碰撞后瞬间，滑块A和滑块B的速度大小分别为，则有联立得（2）对于滑块A，由平衡条件得两滑块第一次碰撞到第二次碰撞，有解得设两滑块第二次碰撞前瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为，则有设两滑块第二次碰撞后瞬间，滑块A和滑块B的速度分别为，则有两滑块第二次碰撞到第三次碰撞，有联立解得两滑块第一次碰撞到第三次碰撞时间内，滑块A运动的位移为15.答案：（1）；24 m/s（2）0.2 J；0.2 C解析：（1）重物牵动金属框向左加速，金属框切割磁感线产生感应电动势，回路产生俯视沿顺时针方向的电流，金属棒gh受安培力向左加速，设框和棒的速度分别为，则回路中的感应电动势回路中的电流对重物，根据牛顿第二定律有对金属框，根据牛顿第二定律有联立得，对金属棒gh，根据牛顿第二定律有开始时增大，E增大，I增大，减小，增大，直至，达到稳定状态，然后二者以共同的加速度做匀加速直线运动。重物着地时，设金属框和金属棒共同的加速度为a，有，解得此时由式得，解得此时金属框和金属棒的速度差（2）金属框和棒系统动量守恒，最终达到相同速度v，金属框和金属棒上产生的热量相同。解得设这段过程流过金属棒的平均电流为，由动量定理得这段过程流过金属棒的电荷量解得