2024年高考物理模擬試題（五）

黨軍華

一、選擇題（第1～5題為單選題，第6～8題為多選題）

1.如圖1所示的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器具有穩(wěn)定性好、安全性高的特點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛，其工作原理為：放射源處的274915Am 放出的α粒子，使殼內(nèi)氣室空氣電離而導(dǎo)電，當(dāng)煙霧進(jìn)入殼內(nèi)氣室時(shí)，α粒子被煙霧顆粒阻擋，導(dǎo)致工作電路的電流減小，蜂鳴器報(bào)警。下列說法中正確的是（ ）。

A.發(fā)生火災(zāi)時(shí)溫度升高，274915Am 的半衰期變短

B.這種報(bào)警裝置應(yīng)用了α射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)的特點(diǎn)

C.274915Am 發(fā) 生 α 衰 變 的 核 反 應(yīng) 方 程是274914Pu→274915Am+1-101e

D.274915Am 發(fā) 生 α 衰 變 的 核 反 應(yīng) 方 程是241 795Am→237 793Np+42He

2.如圖2所示的四幅圖像中，實(shí)線表示在空中運(yùn)動(dòng)的足球（可視為質(zhì)點(diǎn)）的一條非拋物線軌跡，其中一條虛線是軌跡的切線，另一條虛線與軌跡切線垂直，則表示足球所受合力F 的示意圖正確的是（ ）。

3.某同學(xué)用手平托著手機(jī)以一定初速度，迅速向下運(yùn)動(dòng)，然后停止。以豎直向上為正方向，手機(jī)中的加速度傳感器記錄了手機(jī)沿豎直方向的加速度a 隨時(shí)間t 變化的圖像，如圖3所示。下列判斷正確的是（ ）

A.在t1～t2 時(shí)間內(nèi)，手機(jī)先減速后加速

B.t4 時(shí)刻手受到的壓力最大

C.在0～t5 時(shí)間內(nèi)，手對手機(jī)支持力的沖量小于手機(jī)重力的沖量

D.整個(gè)過程中，手機(jī)的機(jī)械能先增大后減小

4.在如圖4所示的p-V 圖像中，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c→a過程又回到狀態(tài)a， 圖像中的bc 段與橫軸平行，ca段與縱軸平行。下列說法中正確的是（ ）。

A.在a→b 過程中，氣體的溫度先降低后升高

B.在b→c 過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

C.在c→a 過程中，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積碰撞的次數(shù)減小

D.在a→b→c→a 過程中，氣體對外界放出熱量

8.如圖8甲所示，傾角θ=30°的光滑固定斜面底端有一固定擋板，輕質(zhì)彈簧一端固定在擋板上，將質(zhì)量為m 的物塊P （可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面上的O 點(diǎn)由靜止釋放，物塊P的加速度大小隨到O 點(diǎn)的距離x 變化的圖像如圖8乙所示，圖中所標(biāo)各坐標(biāo)值均為已知量，x3 為物塊P 到O 點(diǎn)的最大距離。將地球視為半徑為R 的均質(zhì)球體，忽略地球的自轉(zhuǎn)，引力常量為G。下列說法中正確的是（ ）。

A.當(dāng)x=x1 時(shí)，物塊P 的速度最大

B.彈簧的最大彈性勢能為ma0x3

C.地球的平均密度為3a0/2πGR

D.物塊P 的最大動(dòng)能為1/2ma0 （x1 +x2）

二、實(shí)驗(yàn)題

9.某同學(xué)用如圖9所示的裝置測量滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)過程如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測量固定在滑塊上的遮光條的寬度，如圖10所示，則遮光條的寬度d=_____mm，在桌面上合適位置固定好彈簧和光電門，將光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）連接。

（2）用滑塊把彈簧壓縮到某一位置，測量出滑塊到光電門的距離x。釋放滑塊，測出滑塊上的遮光條通過光電門所用的時(shí)間t，則此時(shí)滑塊的速度v=_____。

（3）通過在滑塊上增減砝碼來改變滑塊的質(zhì)量m ，仍用滑塊將彈簧壓縮到（2）中的位置，重復(fù)（2）的操作，得出一系列滑塊質(zhì)量m與它通過光電門時(shí)的速度v 的值，根據(jù)這些數(shù)值，作出v2-1/m圖像如圖11所示。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，根據(jù)圖像可知，滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_____;彈簧的彈性勢能Ep=_____。

10.某物理興趣小組的同學(xué)利用量角器、一段均勻電阻絲、電阻箱R 與靈敏電流計(jì)G設(shè)計(jì)了一個(gè)測量電阻Rx 的方案，實(shí)驗(yàn)電路如圖12甲所示。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將電阻絲緊貼量角器弧邊彎曲成半圓形，并將其兩端點(diǎn)A、B 接入電路;②按圖甲所示的電路原理圖連接好各元件;③將電阻箱R 的阻值調(diào)至R1，并使金屬夾K 從A 端沿弧形電阻絲向B 端移動(dòng)，當(dāng)靈敏電流計(jì)G 的示數(shù)為零時(shí)，停止移動(dòng)金屬夾K ，此時(shí)從量角器上讀出OA 與OK 間的夾角θ（單位為弧度）;④改變電阻箱R 的阻值，重復(fù)步驟③，測得多組θ 與R 的值;⑤整理數(shù)據(jù)并在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)繪圖，所得圖像如圖12乙所示。

回答下列問題：

（1）某次調(diào)節(jié)電阻箱R 的示數(shù)如圖13所示，則此時(shí)電阻箱R接入電路的電阻為_____Ω。

（2）已知圖12乙中直線與縱軸的截距為-b，由此可求得Rx =_____，若考慮靈敏電流計(jì)G 的內(nèi)阻，則Rx 的測量值_____（選填“有”或“無”）系統(tǒng)誤差。

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)金屬夾K 調(diào)至某位置時(shí)，該小組的同學(xué)因?yàn)橛^察不仔細(xì)，認(rèn)為靈敏電流計(jì)G 的讀數(shù)已經(jīng)為零，實(shí)際上，靈敏電流計(jì)G 中還有從K 到P 的電流，那么此時(shí)測出的Rx 的值與真實(shí)值相比_____（選填“偏小”“相等”或“偏大”）。

三、計(jì)算題

11.如圖14所示，兩束相同的激光同時(shí)射到三棱鏡的A、B 兩點(diǎn)上，光線方向與三棱鏡中心軸OO'平行，A、B 兩點(diǎn)與三棱鏡中心線間的距離均為d=1 cm。三棱鏡的底邊長為4d，底角θ=30°，對激光的折射率n= 3，真空中的光速c=3×108 m/s，不考慮光的反射。求：

（1）兩束激光的交點(diǎn)與三棱鏡底邊間的距離L。

（2）兩束激光從進(jìn)入三棱鏡到相交所用的時(shí)間t。

12.如圖15所示，足夠長、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN 、PQ 間的距離L =0.5 m，N 、Q端連接阻值R=2 Ω 的定值電阻，導(dǎo)軌間分布著垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ=30°。一質(zhì)量m1=0.4 kg，接入電路的阻值r=1 Ω 的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置，用絕緣細(xì)線通過光滑的輕質(zhì)定滑輪與質(zhì)量m2 =0.8 kg的重物相連，細(xì)線與導(dǎo)軌平行。無初速度地釋放重物，測得金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v 與時(shí)間t 之間的關(guān)系如圖16所示。取重力加速度g=10 m/s2，求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

（2）在1.11 s～2.22 s時(shí)間內(nèi)，流過金屬棒的電荷量q。

（3）在1.11 s～2.22 s時(shí)間內(nèi)，定值電阻R 上產(chǎn)生的熱量Q。

13.如圖17所示，在足夠大的光滑絕緣水平面上建立Oxy 坐標(biāo)系。y 軸左側(cè)有寬為L 的勻強(qiáng)電場區(qū)域，電場方向平行于y 軸且沿y 軸正方向，勻強(qiáng)電場左側(cè)有一電壓為U 的加速電場。將一質(zhì)量為m ，電荷量為+2q 的小球a 在A 點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場加速后，從x 軸上的P 點(diǎn)沿x 軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場區(qū)域，之后與靜止在y 軸上Q 點(diǎn)的小球b 發(fā)生正碰，已經(jīng)P 點(diǎn)坐標(biāo)為（-L，0），Q 點(diǎn)坐標(biāo)為（0，L/2），小球b 的質(zhì)量為2m 且不帶電。y 軸右側(cè)存在一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度B 隨時(shí)間t 的變化規(guī)律如圖18所示，取磁場方向垂直于紙面向外為正方向。t=T04 時(shí)刻進(jìn)入磁場的小球b 始終在磁場區(qū)域內(nèi)沿閉合軌跡做周期性運(yùn)動(dòng)。兩小球的大小完全相同且大小均可以忽略，在碰撞瞬間電荷被平分，y 軸左側(cè)電場消失。

（1）求兩小球即將發(fā)生碰撞前，小球a 的速度。

（2）求碰撞后小球b 在圓形磁場區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑的范圍。

（3）若兩小球的碰撞為彈性碰撞，則圓形磁場區(qū)域的最小面積為多大？

（責(zé)任編輯 張 巧）