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2024 届明日之星高考物理精英模拟卷 【贵州版】
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.日本政府于2023年8月24日正式启动福岛核污染水排海,引发世人抗议。核污染水
中含有氚等放射性核素,氚的β衰变对生物有害,会致使细胞癌变,氚的半衰期为
12.5年。下列说法正确的是( )
A.氚的β衰变过程中一定没有质量亏损
B.氚的 β衰变的核反应方程为3H3 He0 e,其中一定有一个中子转化成了质子
1 2 1
C.20个氚核,经过12.5年一定还剩余10个
D.通过物理降温或者化学处理可以延长或缩短氚的半衰期
2.嫦娥五号探测器成功实现“绕落回”标志着“中国探月工程”取得重大成就。假设月球是
半径为R的均匀球体,忽略地球及其他星体的影响,已知引力常量为G,月球表面的
重力加速度为g ,探测器着月前绕月做匀速圆周运动的停泊轨道离月表的高度为h。
0
则( )
g R
A.月球的质量M 0
G
3g R
B.月球的密度 0
4πG
C.月球的第一宇宙速度v R g
1 0
2π (Rh)3
D.探测器在停泊轨道运动的周期T
R g
0
3.如图所示,物块在轻绳拉动下,沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳拉力
3
为T,且轻绳与斜面间的角度α可以改变。已知物块与斜面间的动摩擦因数 ,
3
重力加速度g 10m/s2,轻绳能承受的最大张力T 1500N,则物块质量最大为( )
m
A.100 3 kg B.150 kg C.200 kg D.200 3 kg
4.如图(a)所示为一含有理想变压器的电路,在a、b端输入如图(b)中所示的正弦
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式交流电,下列说法正确的是( )
A.一个周期内,电源的输出功率等于副线圈输出功率
B.原、副线圈中交流电流频率之比为n :n
2 1
C.若增大 R的阻值,原线圈输入电压将增大
D.图(b)中实线所示交流电电压有效值与虚线所示交流电电压有效值相同
5.在农耕时代,人们常常将一根结实的绳索两端连着两个质量相差较大的石锤用来夯
实地基,其简化模型如图所示,轻质定滑轮固定在横梁上,绳与滑轮间的摩擦不计。
物块A、B从高为h的地方由静止释放,它们在运动过程中所受阻力大小恒定,均为各
1
自重力的 ,重力加速度为g,A、B质量满足m 4m 4m,A不会与滑轮相碰,B
10 B A
在2t 时间内不会碰到地面,则0~ 2t时间内( )
A.B减少的机械能为1.6mg2t2 B.A增加的机械能为1.5mg2t2
C.A、B增加的总动能为2mg2t2 D.系统减少的机械能为0.3mg2t2
6.2023年7月29日20时至8月2日7时,北京市平均降雨量达到331毫米,创历史纪
录,永定河流域暴发百年不遇的洪水。某次抢险救援过程如图所示,遇险者所在位置
A到河岸的距离d 30m,救援人员所在位置B与A点的连线与河岸的夹角37。
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救援人员使用冲锋舟进行救援,冲锋舟垂直河岸匀速划水,不考虑接近遇险人员时冲
3
锋舟的减速过程。已知河水流速v 5m/s,sin37 。下列说法中正确的是( )
0 5
A.冲锋舟划水的最小速度大小为3 m/s
B.冲锋舟刚好到达A处所用时间为10 s
C.若可以改变冲锋舟的划水方向,冲锋舟的最小速度大小为3 m/s
D.若可以改变冲锋舟的划水方向,冲锋舟以最小速度划水,从B到A需要10 s
7.如图所示,真空中有一足够大的挡板MN,它与水平方向成60°角,MN的左半平面
内有垂直于该平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B2T。该平面内有一点P,
P到MN的距离为0.1 m,从P沿任意方向向该平面内发射质量为m11010 kg 、电
荷量为q 1105 C的带正电粒子,速率为v2104 m/s,不计重力和粒子间的相互
作用。下列说法正确的是( )
A.粒子打在MN上的范围为0.2 m长的区域
B.若从 P向各个方向发射的粒子数目相等,则打在MN上的粒子占比为75%
7π
C.打在 MN上的粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间之差为 105 s
12
D.在磁场中运动时间最短的粒子动量变化了2 3106 kgm/s
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.如图甲所示,水平传送带AB以恒定的速率v 逆时针转动。在传送带左侧边缘的A点
0
有一滑块,若滑块以v 8m/s水平速度冲上传送带,经0.8s滑离传送带,滑块在传送
1
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带上运动的vt图像如图乙中a所示;若滑块以v 4m/s水平速度冲上传送带,滑块
2
在传送带上运动的vt图像如图乙中b所示。重力加速度g取10m/s2。则下列说法中
正确的是( )
A.传送带AB之间的距离为1.6m
B.传送带运动的速率v 2m/s
0
C.滑块初速度为v 时,滑块在传送带上留下划痕的长度为6.4m
1
D.滑块初速度为v 时,t 1.2s滑块返回传送带左侧边缘A点
2
9.在宽广平静的水面中央,有一长方形区域 PQRS,如图 1所示。其中PQ RS 16m,
QR PS 12m。现于P、Q两点各安装一个完全相同的振源,在t 0时,通过遥控开
关使它们同时起振,振动图像均如图2所示。P、Q产生的水波在水面上均以100 m/s
的速度各自向四周传播。下列说法正确的是( )
A.水波波长为400 m
B.R点是振动减弱点
C.在t 0.2s之后,S处质点稳定振动的振幅可能为 0.15 m
D.RS线段中间(R、S 除外)有3个振动加强点
10.如图甲所示,两个“U”形金属导轨通过长度均为L的绝缘轻杆ab、cd 固定在竖直
平面内,ab、cd 的中心有两个细小的光滑定滑轮,绝缘轻质细绳绕过定滑轮连接金属
棒MN与PQ,MN、PQ与“U”形金属导轨间接触良好,动摩擦因数均为μ,质量分别
为m、3m,整个装置处于方向竖直向下的磁场中。t 0时刻,将 MN与 PQ由静止释放,
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两金属棒将沿导轨在竖直方向运动,经历一段时间,两金属棒运动速度达到最大值。
已知MN始终位于轻杆ab下方,恒流源E提供的电流为I ,磁感应强度随物理量A的
0
变化关系如图乙所示,BkA(k 0),两根金属棒所在位置的磁感应强度始终相等,
重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.若A表示时间,则PQ先向下做加速度减小的加速运动,后向下做匀速运动
mg2
B.若A表示时间,则PQ的最大速度为
4kI L
0
C.若A表示PQ的位移,则MN先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速
运动
m
D.若A表示PQ的位移,则MN的最大速度为2g
kI L
0
三、非选择题:本题共 5小题,共 57分。
11.(6分)如图所示,某同学用插针法测定一截面为半圆的柱形玻璃砖的折射率。在
平铺的白纸上垂直纸面插大头针P、P 确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻
1 2
璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P ,使P 挡住P、P 的像,连接OP 。
3 3 1 2 3
图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的
交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
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(1)设AB的长度为l ,AO的长度为l ,CD的长度为l ,DO的长度为l ,为比较方
1 2 3 4
便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量的有_______,则玻璃砖的折射率可表示
为_______。
(2)该同学在插大头针P 前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此
3
测得玻璃砖的折射率将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.(11分)某实验兴趣小组在实验室找到了一块电流表 A,它的满偏电流I 5mA,
A
内阻约为25 Ω,他们想将此表改装成0~50 mA和0~0.5 A的双量程电流表。
(1)精确测量电流表A的内阻
他们在实验室找到了如下器材:
电压表V(量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ);
电流表A (量程为0~10 mA,内阻约为30 Ω);
1
电流表A (量程为0~0.6 A,内阻约为0.05 Ω);
2
定值电阻R30;
电源(电动势为3 V,内阻不计);
滑动变阻器R (阻值范围为0~5 Ω,允许通过的最大电流为1 A);
0
开关一个,导线若干。
①请根据以上器材,为他们设计一个实验电路,画在实线框中,要求测量结果尽可能
精确,实验操作方便;
②根据实验电路,写出电流表内阻的表达式:R _______(用题目中的符号和仪器
A
的测量结果表示,已知电流表A的测量结果为I、电压表V的测量结果为U、电流表
A 的测量结果为I 、电流表A 的测量结果为I )。
1 1 2 2
(2)电表改装
他们利用如图所示的电路图将电表进行改装,改装好的电表接1时量程为_______,电
阻R _______Ω,R _______Ω(两个计算结果均保留1位小数),已知电流表A
1 2
的内阻的测量结果R 27.0。
A
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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m200g,横截面积S 10cm2,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L 40cm。如图所示,潜水员带着玻璃管缓
1
慢下潜,到海底稳定后测出空气柱长度L 12cm,水柱长度L 88cm,假设下潜过
2 3
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
1103 kg/m3,大气压强 p 1.0105 Pa,重力加速度g取10m/s2,不计玻璃管
0
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,一足够长的倾角为30°的传送带固定在地面上,以v3m/s的
速度顺时针转动,一滑块以v 10m/s的速度冲上传送带,滑块与传送带间的动摩擦
0
2 3
因数 ,重力加速度g取10m/s2。求:
15
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(1)滑块沿传送带上滑的最大距离;
(2)滑块从滑上传送带到返回传送带底端所用的时间。
15.(18分)如图所示,间距为 1 m的平行光滑金属导轨ABC、ABC固定在水平面上,
其中BC、BC是半径为R0.4m的半圆弧,虚线EF左侧和圆弧导轨间均存在磁感应
强度大小为1 T、方向竖直向上的匀强磁场。在水平导轨上串联金属棒a、b,且在两
金属棒间锁定一弹性势能为1.2 J的轻质弹簧装置(弹簧与两棒均不拴接),解除弹簧
锁定后,金属棒a、b分别同时运动到EF、BB处,金属棒b进入磁场向左运动一段时
间后速度减小到零,此时金属棒a到达圆弧最高点,且对轨道无压力。已知金属棒
a、b的质量分别为m 0.1kg、m 0.2kg,电阻分别为r 2、r 3。不计金属
a b a b
棒a在BB处的能量损失和导轨电阻,g取10m/s2。求:
(1)金属棒a运动到BB'处的速度大小;
(2)金属棒a运动到圆弧轨道最高点时,所受安培力的大小;
(3)金属棒b从进入磁场到速度减小到零的过程中产生的焦耳热。
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答案以及解析
1.答案:B
解析:
氚的β 衰变的核反应方程为3H3 He0 e,由于β 衰变时有高速电
1 2 1
A 错误
子放出,同时还伴随有γ 射线放出,所以一定有质量亏损
氚的β 衰变生成一个电子的过程中一定有一个中子转化成了质子 B 正确
半衰期是大量原子核变化的宏观统计规律,20 个氚核经过一个半衰
C 错误
期不一定还剩余10 个
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处
D 错误
的化学状态和外部条件没有关系
2.答案:D
GMm g R2
解析:在月表有 mg 月球的质量M 0 A错误
R2 0 G
M g R2
,M 0 3g
4 G 月球的密度 0 B错误
πR3 4πGR
3
GMm mv2
在月表有 mg 1 月球第一宇宙速度v g R C错误
R2 0 R 1 0
GMm m(2π)2 GMm 2π (Rh)3
(Rh), mg T D正确
(Rh)2 T2 R2 0 R g
0
3.答案:A
解析:对物块进行受力分析,并建立直角坐标系,平行斜面方向为x轴,垂直斜面方
向为y轴,将力沿x轴和y轴分解,如图所示,
y轴上:F mgcos30 Tsin,
N
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x轴上:Tcosmgsin30 F ,
N
两式联立,消去F 可得T(cossin)mg sin30 cos30 ,分析可知,当T取
N
2 3
最大值,cossin取最大值 12 时,质量m最大,解得物块质量最大为
3
m100 3 kg,A正确。
4.答案:C
解析:对于理想变压器,原线圈输入功率等于副线圈输出功率,本题中电源的输出功
率等于原线圈输入功率与R 功率之和,A错误。变压器不会改变交变电流的频率,B
1
错误。若增大R的阻值,则通过R 的电流减小,通过原线圈的电流也随之减小,R 两
1 1
端的电压减小,则原线圈输入电压增大,C正确。由题图(b)可知,实线所示交流电
的瞬时电压始终大于虚线所示交流电的瞬时电压,则任意一段很短时间内实线所示交
流电产生的焦耳热都比虚线所示交流电产生的焦耳热大,因此实线所示交流电电压有
效值比虚线所示交流电电压有效值大,D错误。
5.答案:B
解析:对 A 和 B 分别进行受力分析有F mg0.1mg ma,4mgF 0.14mg 4ma,
T T
1
解得a 0.5g,F 1.6mg,B下降的高度为x a(2t)2 gt2,2t时刻B的速度大小为
T 2
va2t gt,故B减少的机械能为ΔE (1.6mg0.4mg)x2mg2t2,A错误;A增加
B
的机械能为ΔE (1.6mg0.1mg)x1.5mg2t2,B正确;A、B增加的总动能为
A
1 5
ΔE (m4m)v2 mg2t2,C错误;系统减少的机械能等于克服阻力做的功,即
k总 2 2
1
ΔE (0.1mg0.4mg)x mg2t2,D错误。
阻 2
6.答案:C
解析:由题意可知,冲锋舟垂直河岸匀速划水,速度最小时,它的合速度方向沿BA
v
方向,所以tan 划min ,解得v 3.75m/s;根据合运动和分运动的等时性,沿河
v 划min
0
d
岸方向有 v t,解得t 8s。故A、B错误。若可以改变冲锋舟的划水方向,当
tan 0
冲锋舟垂直于BA方向划水时,它的划水速度最小,此时有v v sin3m/s,此
min 0
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时冲锋舟的合速度沿BA方向,且有vv cos4m/s,而由几何关系可知,沿BA方
0
d
向有d d sin,冲锋舟由B到A所用的时间t BA 12.5s,故C正确,D错误。
BA v
7.答案:C
mv2
解析:由洛伦兹力提供向心力有qvB ,解得粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径
r
为r 0.1m,粒子能打在MN上的区域范围如图甲所示,过 P作MN的垂线交MN于
O点,由几何关系得区域长度为Lr (2r)2 (0.1m)2 (0.10.1 3)m,A错误;如
图乙所示,找准两个相切情况,即为可打到MN上的两临界情况,故速度方向在 OP
直线上方的粒子均不能打在 MN上,速度方向在 OP直线下方的粒子均能打在 MN上,
故打在MN上的粒子占比为50%,B错误;打在MN上的粒子在磁场中运动的最长时
3 T
间为t T ,当粒子运动轨迹的弦长为 OP时,运动时间最短为t ,则时间差
max 4 min 6
7 2πm 7π
为t 105 s,C正确;设运动时间最短的粒子速度变化量大小为v,
12 qB 12
由几何关系得粒子动量变化了 p mvmv2106 kgm/s,D错误。
8.答案:BC
解析:a图线与t轴所围成的面积即为传送带的长度,所以
(48)0.8
s m4.8m
1 2
故A项错误;
b图线体现出来物块先减速到零后反向加速到共速,所以传送带的速率为v 2m/s,
0
故B项正确;
滑块初速度为v 时,物块走过的位移大小为
1
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(48)0.8m
s 4.8m
1 2
传送带走过的位移为s 20.8m1.6m
2
所以划痕的长度为s s s 6.4m
1 2
故C项正确;
滑块初速度为v 时,t 1.2s时滑块与传送带达到共速,按照运动的对称性可知此时滑
2
块没有到达最左端,故D项错误。故选B、C两项。
9.答案:CD
解析:由题图2可知水波的周期T 0.04s,又波速v100m/s,则波长vT 4m,
A错误。在t 0时,波源P、Q同时从平衡位置向上起振,因此两者产生的水波的频
率和相位均相同,QS PS 8m2,PRQR8m2,所以R、S 都是振动加强点,B
错误。在t 0.2s之后,两列波都已到达S,质点的能量分散到面上,S稳定振动的振幅
为应小于0.2 m,可能为0.15 m,C正确。RS线段中间(不含R、S )到P、Q的波程
差为λ的点有2个,波程差为零的点有1个,共有3个振动加强点,D正确。
10.答案:BC
解析:对PQ进行受力分析有3mgF kAI L3ma,对MN有
T 0
1 kI L
F mgkAI Lma,解得a g 0 A,可知随A的增大,PQ与MN均先做
T 0 2 2m
加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,A错误,C正确;当加速度为 0,
mg 1 kI L
即A 时,PQ与MN速度均达到最大值,若A表示时间,则a g 0 t ,
kI L 2 2m
0
g mg
2 kI L mg2
可知加速度与时间成线性关系,则v 0 ,B正确;若A表示PQ
max1 2 4kI L
0
的位移,可知加速度与位移成线性关系,即合外力与位移成线性关系,对PQ与MN
1 kI L
组成的系统有F (3mm) g 0 x 2mg2kI Lx,则有
合 2 2m 0
mg
2mg
kI L 1 m
0 4mv2 ,解得v g ,D错误。
2 2 max2 max2 2kI L
0
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11、
l
(1)答案:l 和l ; 1
1 3 l
3
AB l
解析:根据几何知识得,入射角的正弦值sini 1 ,折射角度的正弦值
BO BO
CD l sini l
sinr 3 ,又BOOC,则折射率n 1 ,故需要测量的量有l 和l 。
OC OC sinr l 1 3
3
(2)答案:偏大
解析:该同学在插大头针P 前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,折射
3
光线将顺时针转动,而作图时仍以MN为边界,AD为法线,即入射角不变,折射角减
sini
小,由折射定律n 可知,测得玻璃砖的折射率将偏大。
sinr
12.答案:(1)①见解析
RI I
② 1
I
(2)0-0.5 A;0.3;2.7
解析:(1)①电流表A可以测得通过它的电流,测量电流表内阻还需要知道电流表
两端的电压,而电流表两端电压的最大值U I R 0.125V,电压表的量程不合适,
g A
而电流表A 和A 的准确内阻未知,不能用作电压表,所以只能考虑将定值电阻R用
1 2
作电压表,而这需要知道流过电阻R的电流,所以需要将电阻R和电流表A并联,然
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后与电流表A 串联,电流表A 量程太大不合适,而滑动变阻器的最大阻值比较小,
1 2
所以要用分压接法,综上可知,实验电路图如图所示。
RI I
②由电路图可知电流表A的内阻R 1 。
A I
(2)由于改装的电流表有两个量程,分别为0~50 mA和0~0.5 A,当接1时有
I R R I R
I I A A 2 ,当接2时有I I A A ,容易判断I I ,所以
1 A R 2 A R R 1 2
1 1 2
I 0.5A,I 50mA,所以接1时电流表量程为0~0.5 A,接2时电流表量程为0~50
1 2
mA,解得R 0.3Ω,R 2.7Ω。
1 2
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 p ,
1
有mg Shg,得h0.2m,
p p gh1.02105 Pa
1 0
选管内空气柱为研究对象,
初状态有 p 1.02105 Pa,体积V L hS,T 300K,
1 1 1 1
末状态有 p p gh,体积V L S,T 290K,
2 0 2 2 2
pV pV
根据理想气体状态方程,有 1 1 2 2 ,
T T
1 2
海水的深度H hL ,
3
解得H 40.18m。
(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
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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,ΔU W Q,则Q0,即放热。
14.答案:(1)8 m
64 3
(2) s
3
解析:(1)当滑块的速度大于传送带的速度时,对滑块受力分析并结合牛顿第二定律
有mgsin30mgcos30ma
1
由匀变速直线运动规律有vv at
0 11
解得t 1s,
1
1
此过程中滑块沿传送带上滑的距离x v t at2 6.5m
1 0 1 2 11
由于mgsin30mgcos30,所以共速后滑块不能相对传送带静止,对滑块受力分析
并结合牛顿第二定律有mgsin30mgcos30ma
2
滑块从共速到速度减到0的过程,由匀变速直线运动规律有0v2 2a x
2 2
解得x 1.5m
2
此时滑块沿传送带上滑的距离最大,有x x x 8m
max 1 2
(2)滑块从与传送带共速到向上减速到0的过程有0va t
2 2
解得t 1s,
2
滑块沿传送带下滑的过程对滑块受力分析并结合牛顿第二定律有
mgsin30mgcos30ma
3
1
滑块滑到传送带底端有x a t2
max 2 3 3
4 3
解得t s,
3 3
64 3
所以滑块从滑上传送带到返回传送带底端所用的时间t t t t s
1 2 3 3
15.答案:(1)4 m/s(2)0.4 N(3)0.36 J
解析:(1)金属棒a、b被弹簧弹开的过程中,由动量守恒定律和能量守恒定律有
m v m v
a a b b
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1 1
E m v2 m v2
p 2 a a 2 b b
联立解得v 4m/s
a
v 2m/s,
b
EF右侧导轨光滑,则金属棒a运动到BB处的速度大小为 4 m/s。
(2)金属棒a运动到圆弧轨道最高点时,重力提供向心力,由牛顿第二定律可知
v2
m g m a
a a R
解得v 2m/s
a
此时金属棒b的速度为零,则回路中产生的感应电动势为
E BLv
a
回路中的感应电流为
E
I
r r
a b
金属棒a所受安培力的大小为
F BIL
a
联立解得F 0.4N
a
(3)整个运动过程中,系统损失的机械能转化为焦耳热。由功能关系可知,金属棒a
损失的机械能为
1 1
E m v2 m gR m v2
a 2 a a a 2 a a
解得E 0.2J
a
1
金属棒b损失的机械能为E m v2
b 2 b b
解得E 0.4J
b
又因为金属棒a、b为串联关系,则由闭合电路欧姆定律可知,金属棒b产生的焦耳热
为
r
Q b Q
b r r 总
a b
其中Q E E ,
总 a b
解得Q 0.36J
b
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