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长郡中学 2024 届高三模拟考试（一）
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，
用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷
上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是
符合题目要求的。
1．2023年12月18日23时59分，甘肃临夏州积石山县发生6．2级地震。一直升机悬停在距离地面
的上空，一消防战士沿竖直绳索从直升机下滑到地面救助受灾群众。若消防战士下滑的取大速度为 ，
到达地面的速度大小为 ，加速和减速的最大加速度大小均为 ，则消防战士最快到达地面的时间
为（ ）A． B． C． D．
2．杜甫在《曲江》中写到：穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一
列水波向四周传播（可视为简谐波），A、B、C三点与S在同一条直线上。图示时刻，A在波谷与水平面的
高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a，（ ）
A．A点振动频率为
B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
C．从图示时刻起，经过时间 ，B、C之间的距离增大
学科网（北京）股份有限公司D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是
3．一个静止的铀核（ ）发生 衰变，释放的核能全部转化为新核和 粒子的动能。己知真空中光速为
c，衰变瞬间 粒子的动能为 ，则此过程中的质量亏损 为（ ）
A． B． C． D．
4．在银河系中，双星系统的数量非常多。研究双星，不但对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意
义，而且对于了解银河系的形成与和演化，也是一个不可缺少的方面。假设在宇宙中远离其他星体的空间中
存在由两个质量分别为 、m的天体A、B组成的双星系统，二者中心间的距离为L。a、b两点为两天体所
在直线与天体B表面的交点，天体B的半径为 。已知引力常量为G，则A、B两天体运动的周期和a、b两
点处质量为 的物体（视为质点）所受万有引力大小之差为（ ）
A． B． C． D．
5．如图甲所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左端连接阻值为 的电阻，导轨间距为
。一长为 ，阻值为 的导体棒垂直放置在导轨上，到导轨左端的距离为 ，
空间中有垂直导轨平面向里均匀分布的磁场，磁感应强度随时间变化的图线如图乙所示。从 时刻开始，
导体棒在外力作用下向左做初速度为零的匀加速直线运动，速度随时间变化的关系如图丙所示，在导体棒离
开导轨前的过程，已知净电荷量等于沿两个方向通过的电荷量代数差的绝对值，下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙 图丙
A．回路中的电流先逐渐增大后逐渐减小
B． 内某时刻回路中电流方向发生变化
C． 时导体棒所受安培力大小为 、方向向左
学科网（北京）股份有限公司D．通过定值电阻R的净电荷量为
6．如图所示，将半径为R的圆环固定在竖直平面内，O为圆环的圆心，BC为过圆环顶端的一条直径，现将
小球以初速度v从B点正上方R处的A点沿水平方向抛出，小球落到圆环上的D点， ；若将小
球以初速度 从A点沿相同的方向抛出时，小球的运动轨迹恰好与圆环相切 ，
，忽略空气阻力，所有的平抛轨迹与圆环在同一竖直平面内，则 为（ ）
A． B． C． D．
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。
7．如图，水面下方有一固定的线状单色光源S，光源倾斜放置，和竖直方向夹角满足 ，水对
该光的折射率为1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，从水面上方看，该区域的形状
可能为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，阴极K发射的电子（初速度可视为零）经电压为 的电场加速后，从A板上的小孔进入由
A、B两平行金属板组成的电容为C的电容器中，开始时B板不带电，电子到达B板后被吸收。己知电子的电
荷量为e，不计电子重力以及电子之间的相互作用，当电子不能到达B板时（ ）
学科网（北京）股份有限公司A．在这之后，任何从小孔进入电容器的电子速度第一次减为0所用的时间（从刚进入电容器时开始计时）
相等
B．B板的电势和阴极K的电势相等
C．B板的电荷量为
D．电子从阴极K到B板电势能一直减小
9．如图所示，空间中存在电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场，长度为 的线段AD与电场线平行，
B、C是线段的三等分点。在D点固定一带电荷量为 的正点电荷 后，A、C两点的电场强度大小相等、方
向相反，再在B点固定一带电荷量为 的点电荷b，恰好使A点的电场强度为零，已知静电力常量为k，则
（ ）
A．固定b前，B点的电场强度大小为 B．a、b带电荷量的关系为
C．b受到的合电场力大小为 D．固定b后，A、C两点的电势关系为
10．图甲所示为电梯的结构示意图，配重和轿厢质量均为 ，A与电机（未画出）相连，缆绳质
量以及其与滑轮B间的摩擦均可忽略。家住21楼的小明要爸爸送他上幼儿园，电梯下行过程经加速、匀速、
减速三个阶段，最后停在一楼。已知小明质量为 ，爸爸的质量为 ，小明对轿厢底的压
力随时间变化的关系图像如图乙所示，重力加速度 。则下列说法正确的是（ ）
学科网（北京）股份有限公司图甲 图乙
A．小明家所在楼栋楼层的平均高度为
B．加速阶段，缆绳对配重的拉力大小为
C．整个过程，电动机的最大功率为
D．整个过程，电动机对外做的功大小为
第Ⅱ卷
三、填空题：本题共2小题，共16分。
11．（6分）
长郡中学物理兴趣小组用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。将一带遮光条的小球用长为
（L远大于小球的半径）的细线悬挂在力传感器上（它能将数据实时传送到计算机上），在力传感器正下方
适当位置固定一光电门。实验步骤如下：
图1 图2
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图2所示，则遮光条的宽度 ___________ 。
（2）在细线伸直的情况下从某一位置由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间t。此过程中力传
感器的示数一直在变化，应该记录力传感器示数的___________（填“最大值”“最小值”或“平均值”）作
为测量结果。
（3）改变小球的释放位置，多记录几组挡光时间t和对应的力传感器的测量结果F。
（4）以 为横坐标，以F为纵坐标，将得到的数据进行描点如图3所示，则当地的重力加速度 ______
（结果保留2位有效数字）。
学科网（北京）股份有限公司图3
12．（10分）
小双想利用实验室的一个热敏电阻设计一个温度报警装置。查阅资料得到该热敏电阻的阻值 随温度t变化
的曲线如图1所示。
图1 图2
（1）利用下列器材设计实验电路，要求尽量准确地测量热敏电阻在 时的电阻值。
A．电源E：电动势为 ，内阻不计
B．电压表V：量程为 ，内阻未知
C．电流表G：量程为 ，内阻
D．滑动变阻器 （最大阻值为 ）；滑动变阻器 （最大阻值为 ）
E．待测热敏电阻
F．开关S，导线若干
请根据选择的合适器材，在图2方框中画出实验电路图，并标出各元件的符号。
（2）若正确测量，某次电压表读数 ，电流表读数 则热敏电阻在 时的阻值 ________
。
学科网（北京）股份有限公司（3）把电源E、热敏电阻 、电阻箱R、蜂鸣器D连接成如图3电路。蜂鸣器D内阻不计，当通过它的电
流超过 时，它就发出声音报警。若要求环境温度达到 时开始报警，电阻箱的阻值应调为
_______ 。
图3
（4）实验时发现电路不工作。为排查电路故障，学生用电压表测量图3中各接点间的电压合上开关S，一个
接线柱连接a，另一接线柱连接b时指针不偏转，连接c时指针偏转。S若电路只有一处断路，则连接a的是
电压表图3的__________（填“正”或“负”）接线柱，断路处可能在__________（填“ab间”或“bc
间”）。
（5）故障排除后进行实验，发现环境温度达到 时才开始报警，为了实现 时报警，应将电阻箱的
阻值适当调__________（填“大”或“小”）。
四、计算题：本题共3小题，其中第13题10分，第14题12分，第15题18分，共40分。写
出必要的推理过程，仅有结果不得分。
13．（10分）
如图所示是王同学家新买的某品牌5座小汽车油箱盖里面的标牌，标牌内容为厂家建议冷态时（汽车静止停
放时）轮胎充气压力标准，王同学通过上网查询得知 ，王同学一家人利用寒假满载行李进行中
国红色文化自驾游。出发前汽车停放在室温为 的地下车库，根据厂家建议，王同学把汽车后轮胎压充
气调整为 ，王同学一家人驾驶该汽车在高速公路连续行驶了4小时后开进了服务区，刚到服务区时王
同学发现汽车胎压仪表盘上显示车后轮胎压为 ，己知轮胎内气体可看作理想气体，车胎的容积可视
为不变，热力学温度与摄氏温度的关系 。
求：
（1）汽车开进服务区时，后轮胎内气体的温度：
学科网（北京）股份有限公司（2）汽车开进服务区后，王同学立即从后轮胎内放出一部分气体让胎压回到 ，若放气前后轮胎内气
体的温度不变，则从后轮胎内放出气体的质量占后轮胎内气体总质量的百分比。（结果保留三位有效数字）
14．（12分）
可利用如图所示装置测量滑块与某些材料间的动摩擦因数。将原长为L的轻质弹簧放置在光滑水平面AB上，
一端固定在A点，另一端与滑块P（可视为质点，质量为m）接触但不连接，AB的长度为 （ ），
B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，C点与圆心O等高，D点在O点的正上方，是半圆轨道的最高点，
用滑块P将弹簧压缩至E点（图中未画出），AE的长度为R，静止释放后，滑块P刚好能到达半圆轨道的最
高点D；在水平面AB上铺被测材料薄膜，滑块P仍从E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道上的F点，O、
F连线与OC的夹角为 ，重力加速度为g， 。
（1）求滑块P与被测材料间的动摩擦因数；
（2）在不撤去被测材料的基础上仅将滑块P换为质量 的同种材质的滑块Q，滑块Q最终不与弹簧接触，
试判断滑块Q由静止释放后能否压缩弹簧2次。
15．（18分）
制造芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹，如图所示，区域I中正交的电磁场构成了一个速度
选择器，右侧足够大的长方体被分成两个区域，区域Ⅱ中存在竖直向上的匀强磁场，区域Ⅲ中存在水平向左
的匀强电场。质量为m，带电荷量为 的粒子从区域I左侧的小孔O以垂直电磁场方向的速度 射入，该
粒子沿直线穿越区域I，从右侧的小孔 离开，沿直线由P点进入区域Ⅱ，P点到区域Ⅱ、Ⅲ边界的距离为
d，粒子由区域Ⅱ、Ⅲ边界上的Q点（未画出）进入区域Ⅲ，Q点到长方体左侧面的距离为 ，最终粒子
运动到长方体左侧面的S点，粒子在S点的速度与左侧面的夹角为 ，忽略粒子的重力。
学科网（北京）股份有限公司（1）求区域Ⅱ中磁感应强度的大小；
（2）求区域Ⅲ中电场强度的大小以及S点到区域Ⅱ、Ⅲ边界的距离；
（3）将区域I中的磁感应强度变为原来的2倍，改变粒子的速度，粒子仍从O点射入，结果发现粒子仍沿直
线由P射入区域Ⅱ，求该粒子第二次运动到长方体左侧面时到区域Ⅱ、Ⅲ边界的距离。
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物理参考答案
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B D C B B A
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。
题号 7 8 9 10
答案 AC ABC AC CD
三、填空题：本题共2小题，共16分。
11．（6分，每空2分）
（1）5．40 （2）最大值 （4）9．5
12．（10分，每空1分）
（1） （4分）
图1 图2
（2）750 （3）1500（2分） （4）正 bc间 （5）小
四、计算题：本题共3小题，其中第13题10分，第14题12分，第15题18分，共40分。写
出必要的推理过程，仅有结果不得分。
13．（10分）【解析】（1）对车胎内气体分析，出发前压强为 ，
温度为 ，
到服务区时压强为 ，温度为
车胎的容积可视为不变，
根据查理定律，得
代入数据解得 ．
（2）设轮胎容积为V，放气后压强为 ，
学科网（北京）股份有限公司设在该压强下体积变为 ，
放气前后轮胎内气体的温度不变
根据玻意耳定律，得
代入数据解得
从后轮胎内放出气体的质量
占后轮胎内气体总质量m的百分比为 。
14．（12分）【解析】滑块P到达半圆轨道最高点D点时，只有滑块P的重力提供向心力，
有 。
滑块P从E点运动到D点的过程，
由机械能守恒定律有 。
水平面AB上铺上被测材料薄膜后，滑块P到达F点时，
只有滑块P重力沿半径方向的分力提供向心力
有
由能量守恒定律可得
又
联立解得
（2）当换成滑块Q后，假设滑块Q滑不到C处，
由能量守恒定律得
解得
则假设成立，滑块Q第一次释放后
没有脱离半圆轨道
由能量守恒定律可得
学科网（北京）股份有限公司解得
若滑块Q下滑后都运动到E点，可知释放后滑块Q可以再运动到E点两次，而实际上，滑块下滑后都只能运
动到E点左侧，故释放后滑块Q可以压缩弹簧两次。
15．（18分）【解析】（1）以过P点垂直纸面向里的直线为y轴，y轴与区域如II、Ⅲ边界的交点为原点，
水平向右为x轴，作出粒子运动轨迹的俯视图如图中1所示。
设粒子在磁场中运动时的轨迹半径为R，
由几何关系得， ．
解得 ．
由牛顿第二定律得
由以上解得
（2）粒子经过Q点时，由几何关系可知速度方向与x轴正方向的夹角为
则有 。
粒子在区域Ⅲ中做类斜抛运动，
沿y轴负方向以大小为 的速度做匀速直线运动，
设粒子回到长方体左侧面时的速度为 ，
则有 ．
学科网（北京）股份有限公司又
解得
所以
设粒子由Q到S的时间为t，则由运动学公式可知，
粒子在x轴方向的位移大小
粒子在y轴方向的位移大小为
解得 ．
粒子在区域Ⅲ中，由牛顿第二定律得 ．
又
整理得电场强度大小为
（3）磁感应强度改变前，在区域I中，由平衡条件得 。
磁感应强度改变后，设粒子射入区域的速度为y，则有 。
解得
粒子在区域Ⅱ中做匀速圆运动，由牛顿第二定律得 ，
解得 。
则粒子在区域II中恰好运动四分之一圆周，然后垂直区域II、区域Ⅲ的边界（即x轴）进入区域Ⅲ，此后粒
子做类平抛运动，最终再次回到长方体的左侧面。
作出粒子的运动轨迹，如图中曲线2所示。
在y轴方向上，粒子做匀速直线运动，有 ．
学科网（北京）股份有限公司x轴方向上，粒子做初速度为零的匀加速直线运动，有 。
解得 。
学科网（北京）股份有限公司
