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A 佳教育·2024 年 5 月高三模拟考试
物理
(本试卷共6页，15题，全卷满分100分，考试川时75分钟)
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小―给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太阳”之称的“东方超环”是我
国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方
程为 ，此反应中释放的核能为△E，伴随 光子放出，已知光速为c。下列有关说法
正确的是
A.反应方程中的X为中子，属于链式反应
B.核聚变反应所释放的 光子来源于核外电子的能级跃迁
C.核聚变反应放出的能量是由质量亏损转化而来
D.上述核聚变反应中质量亏损
2.2024年2月初，湖南省多地出现冻雨天气，路面、桥面结冰导致行车过程刹车时不能及时停住的事故时
有发生。小刚分析，直线行车时刹车将车轮抱死但不能短距离停车是因为车身较轻，摩擦力不大导致，若
行车时车上多乘坐几个人，刹车时速度相同，轮胎及路面等其他条件相同的前提下，车轮抱死刹车直线滑
行距离与空载时对比
A.多坐乘客时，摩擦力大，刹车距离更短 B.空载时惯性小，刹车距离更短
C.空载和满载乘客时刹车距离相同 D.由于乘载的重量具体值未知，无法判断
3.我国有一传统民俗文化表演——“抡花”，如图甲所示，景象壮观，祈福大家新年新气象，风调雨顺，
免于火灾，现已被列入国家级非物质文化遗产。现简化“抡花”原理如图乙，竖直转轴ОO 固定在水平地
1 2
面O 点，O 点固定一带有相同“花筒”M、N的水平杆对称分布，快速转动手柄AB、“花筒”随之一同
2 1
在水平面内转动，筒内烧红的铁屑沿轨迹切线飞出落到地面，图案绚丽。若水平杆长4m，离地高3.2m，
手摇AB转动的角速度大小为15rad/s。重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力且“花筒”可看作质点，则
A.“花筒”(含铁屑)质量为3kg时，受水平杆的作用力大小为1350N
B.铁屑落地点距О点的距离大小为 m
C.手柄转动越快，铁片飞出后在空中运动时间越长
D.铁屑落地时的速度方向由转动速度和铁片质量决定
4.小明打完篮球回家后，习惯性地将球放置在书房里一小方凳与墙壁之间，如图所示。PQ为竖直墙底，
学科网（北京）股份有限公司NQ为水平地面。现假设篮球表而光滑，半径R=0.12m，质量m=0.5kg，小方凳为边长=0.4m的正方体，质
量M=1kg，此时处于静止状态，小方凳与地面间动摩擦因数 ，OD与竖直方向夹角θ=37°，D为球
与凳的接触点，重力加速g=10m/s2，sin37°=0.6，co337°=0.8，则
A.地面对小方凳的摩擦力与墙壁对篮球的弹力为一对相互作用力
B.地面对小方凳的支持力为l5N，球对小方凳压力为6N
C.若向左缓慢移动小方凳，移动过程中球对墙壁压力及球对小方凳的压力都变小
D.从θ=37开始向左移动小方凳后松手，能使球和小方凳仍静止(球未到地而)，则向左移动的最大距离为
0.024m
5.如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，转动
的角速度为50rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器
原、副线圈的匝数之比为1∶4，R为滑动变阻器(0~200Ω)，定值电阻R =5Ω，电流表、电压表均为理想交流
0
电表示数分别为I、U。变化量的绝对值分别为 、 ，下列判断正确的是
A.由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势为 V
B.当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电压表示数变大
C.当滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，
D.当 时副线圈的输出功率最大
6.如图所示，在真空中固定两等量同种正点电荷，电荷量均为+Q、分别位于同一水平线上的A、B两点，
О为连线AB的中点，C、D为连线AB的竖直中垂线上关于О点对称的两点，A、C两点的距离为r，
∠CAO=θ。
学科网（北京）股份有限公司已知点电荷的电场中距离场源Q为x处的电势为 (以无穷远处为零电势点)，静电力常量为k，重力
加速度为g、如下分析正确的是
A.C点的电场强度大小为
B.一试探电荷(不计重力)，质量为m，从C点给一初速度竖直向下运动、要使它能到达О点，则给的初速
度最小值为
C.将一电子从C点移到D点过程中电势能先增大后诚小
D.将一质量为M的带负电小球从D点以vo向上抛出，恰能上升到C点，则
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。
7.一列简谐横波沿x轴传播，如图(a)，实线和虚线分别为t=0和t 时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为
1 2
x=1.0m和x=4.0m的两个质点，图(b)为质点Q的振动图像。则
A.波的传播方向为x轴负方向 B.波速大小为40m/s
C.t 的大小为0.05s D.从t=0时刻起，质点Р第一次到达波峰处所需要的时间为0.175s
2
8.某同学非常适合当一名宇航员，心中也一直憧憬着航天梦，设想着若干年后，登上另一星球，在该星球
表面做一单摆实验。已知该星球半径为R，单摆实验摆长为L，实验时用积累法测了n次全振动的时间为
t，不计阻力，引力常量为G，则下列说法正确的是
A.该同学的设想没法实现，因为离开地球后不能做单摆实验
学科网（北京）股份有限公司B.若忽略该星球的自转，根据已知条件可估算该星球的平均密度为
C.在该星球表面发射卫星时，需要的最小发射速度为
D.若摆球实验时，θ=60°，如图所示，从此处静止释放后经最低点时的速度大小为 ，则该星球表面附近
重力加速度为
9.如图所示，公园修建了一个G面为等腰梯形的水池，水池坡面的倾角为α、在注满水的情况下，一束平
行光照射到水面，折射光线与反射光线恰好垂直，该平行光与水面的夹角θ=37°，sin37°=0.6，则
A.水对该光的折射率为
B.若改变入射角，使 ，A点入射的光恰好能够照到水池底角B点，则水池坡面的倾角α=60°
C.减小θ角大小使得入射角达到临界角时，由于全反射，光将照不进水中
D.若水池深 m，将一点光源放入池底中央，水面足够宽、不考虑多次反射，则点光源照亮水面的面积
为S= m2
10.某科技小组利用物理知识研究一款无接触驱动的游戏装置，如图所示，导轨a、b由半径为r=0.4m的四
分之一光滑圆弧平行导轨与水平导轨组成，其右端与水平导轨c、d良好衔接，导轨a、b部分宽度为
L=2m，导轨c、d部分宽度为L=1m，金属棒Р与金属棒Q上分别固定有绝缘卡通玩偶，营造出猫追老鼠
的氛围，两者将随金属棒始终无翻转水平运动，金属棒Р与“猫”总质量为M=2kg，金属棒Q与“老鼠”
总质量为m=1kg，接入导轨间的电阻大小均为R=1Ω，Q棒静止在c、d导轨上并被锁定，整个导轨处于竖
直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=1T。现将Р棒从圆弧导轨圆心等高处无初速释放，经过t=1s
时间Р棒到达圆弧轨道最低点，此时Р棒对导轨压力为其重力的两倍，金属棒与轨道接触良好，不考虑一
切摩擦，重力加速度为g取10m/s2，则
学科网（北京）股份有限公司A.从释放Р棒到运动至圆弧轨道最低点过程中通过金属棒的电荷量为0.3C
B.在Q棒一直锁定下，要使Р棒不能带“猫”进入c、d轨道，则a、b轨道水平部分长度至少为2m
C.当Р棒到达圆弧最低点时，若Q棒立即解除锁定，水平导轨均足够长，且P棒始终在ab上运动，Q棒始
终在cd上运动，则两金属棒运动稳定时速度大小分别为 m/s， m/s
D.Р棒在导轨ab的水平部分运动过程，两者运动状态第一次稳定后，Р棒进入cd导轨时，若此时距Q棒
1m，则此后两者将会相碰
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11.(8分)常规落体法验证机械能守恒定律摩擦阻力影响相对较大，现如图放置实验器材，连接遮光片小车
与托盘砝码的绳子与桌面平行，遮光片与小车位于气垫导轨(图1中未画出，视为无摩擦力)，重力加速度
为g，接通电源，释放托盘与砝码，测得如下物理量：遮光片宽度d，遮光片小车释放点到光电门的长度
l，遮光片小车通过光电门挡光时间△t，托盘与砝码质量m，小车和遮光片质量m。
1 2
(1)如图2所示用游标卡尺测得遮光片宽度d=___________mm；
(2)用该装置验证系统机械能守恒定律，__________满足m>>m ；(选填“需要”或“不需要”)
2 1
(3)若d=__________，即验证从释放到小车经过光电门这一过程中系统机械能守恒；(用上述字母表示)
(4)改变l，做多组实验，作出如图3所示的以l为横坐标，以 为纵坐标的图象，a、b两图线中一图
线为无任何阻力情况下的结果，另一图线为某同学考虑到有部分恒定空气阻力的结果，对比发现，
__________图线考虑了空气阻力。
学科网（北京）股份有限公司12.(8分)现设计一电路，可用来测量未知电阻R 的阻值，同时还可测量电源电动势与内阻，如图甲所示，
x
R为电阻箱(0~99.9Ω)，先置于阻值最大位置。
(1)断开K，闭合K，逐渐减小电阻箱的阻值，得到多组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R-
2 1
图线。分析可得电源电动势E=________V，电源内阻r=_________Ω。
(2)断开K，闭合K，当R调至某一位置时，电流表的示数I=1.5A；保持电阻箱的位置不变，断开K，闭
2 1 1 1
合K，此时电流表的示数为I=1.2A。可测得R=_________Ω。
2 2 x
(3)K 断开、K 闭合时，将R的阻值从10Ω逐渐减小到0Ω的过程，电源输出功率__________(选填“一直
1 2
减小”“一直增大”“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
13.(10分)新学期青春校园篮球赛拉开序幕，某比赛前，比赛用球在体育器材室被打入温度为23℃的空气后，
球内压强为1.50atm。比赛开始后，球内的气体温度升高为33℃。但比赛过程中出现小插曲，篮球被打出
场外后，被尖锐物体刺穿了一小孔而漏气，更换后将此球置于场边稳定放置后篮球内气体的温度为27℃，
压强为1.00atm。若将球内气体视作理想气体，但上述过程中篮球的容积不变，求：
(1)温度升高到33℃时球内气体的压强；(保留两位小数)
(2)篮球漏出的空气质量与漏气前球内空气质量之比。
14.(14分)如图所示，半径为L的圆边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd是圆边界的两个互相垂直
的直径，边长为L的正方形defg内存在匀强电场，边长de与直径cd共线，电场与磁场垂直、与gd平行.
质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)从a点正对例心О以初速度 垂直射入磁场，从d点射出磁场立
即进入电场，最后恰好从f点射出电场，打在f点右侧距离L处的竖直挡板上，求：
(1)匀强砥场磁感应强度大小B和匀强电场电场强度大小E；
(2)粒子运动到f点时的速度；
(3)粒子从a点进入到打到竖直挡板上的运动总时间。
学科网（北京）股份有限公司l5.(16分)某科技馆内有一用来观察摆球与牵连配重滑块运动规律的装置，如图所示，用一足够长的水平轨
道杆，将质量为M=2m的带孔滑块穿套之后水平固定在水平地面上方，再用一不可伸长的轻质细绳一端固
定在滑块下方A点，另一端连接质量为m的小球，已知绳长为L，水平杆距地面足够高，当地重力加速度
为g，忽略空气阻力。将轻质细绳伸直，小球从B点(B点与A点等高且在水平杆正下方)静止释放。
(1)若水平杆光滑，当小球第一次摆动到最低点时，求滑块的位移大小和此时细绳对小球的拉力大小?
(2)若水平杆粗糙，滑块所受最大静摩擦等于滑动摩擦力，要求小球摆动过程中滑块始终保持静止，则滑块
与水平杆之间的动摩擦因数 最小为多大?在此过程中，当小球所受重力的功率最大时，小球的动能大小
为多少?
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物理参考答案
1.D 【解析】据电荷数和质量数守恒可知X确实为中子，但聚变反应并非链式反应，A错；核聚变反应
释放出来的 光子来源于原子核内，释放的能量不能讲由质量转化而来，BC错；据爱因斯坦质能方程可
知D正确。
2.C 【解析】由牛顿第二定律 及 可得 ，在 、 一定的情况下 一定，与
重量无关。
3.B 【解析】“花筒”所需向心力大小为 得向心力大小为1350N，但受杆的作用力并非这么大，
为重力与它的合力大小，A错；烧红的铁屑沿切线飞出后，做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有
学科网（北京）股份有限公司解得 ，水平方向做匀速直线运动，有 =30×0.8m=24m所以，
落地点距O 的距离大小为 ；空中运动的时间由高度决定，落地
2
时速度的方向与高度及转动速度共同决定，与质量无关，CD话误。
4.D 【解析】A项显然错误；对球受力分析，如图1所示由平街条件有 ， ，
解得 =6.25N，对球与小方凳整体受力分析，如图2所示由平衡条件可得F=(M+m)g=l5N；对球
1
受力分析如图3所示，当小方凳向左移动时θ角增大，F 和F 增大，根据力作用的相互性知，球对墙壁和
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小方凳的压力均增大，BC均不对；初始状态小方凳与墙壁的距离为 解得 =0.192m，临
界时， N， N，此时 ， =53°；小方凳与墙壁的
距离F =0.216m，物块向左移动的最大距离 =0.024m，D正确。
5.D 【解析】由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势
V，A选项错误；设发电有效电压为U，由理想变压器的特
0
点可知 ， =4：l，可得 滑动变阻器R的滑片Р向下滑动，R减小，
所以 变大，则 变大，可知电流表示数变大，而电源的输出功率为 则电源的输出功率变大，原
线图两端电压为 ，因为 变大，所以 减小， 减小，电压表示数减小，B错；交变电
学科网（北京）股份有限公司源电压的有效值为 ，又有 ， ，可得 ，化简得
，即 ，故C错误；副线图的输出功率即R获得的功率为
，当 时，变阻器R获得的功率最大，此时
=80Ω，故D正确。
6.B 【解析】两点电荷均为正电荷且带电量相等，则两点电荷在C点处的电场强度方向均背离各自电荷，
电场强度如图所示，根据电场强度的矢量合成法则可得C点的场强 ，A错；根据题意，C
点的电势为 ，O点的电势为 ，则可得 .若一个
质量为m、电荷量为+q的试探电荷(重力不计)从C点以某一竖直向下的初速度运动恰好能够到达О点，则
由动能定理有 ，解得 ，可知能够到达О点的最小速度
，B正确；从C到D，电势先增大后减小，电势能先减小后增大；C错误；带
负电的小球从D点到О点静电力做正功，从O到C电场力做负功，根据对称性可知，小球从D到C的过
程中，静电力对小球所做功的代数和为零，则根据动能定理有 ，解得
，D错.
7.BD 【解析】由图(b)知t=0时刻质点Q沿着+y正向振动，可知波沿+x正方向传播；由两图可知
1
=8m，
学科网（北京）股份有限公司T=0.2s则波速为 =40m/s，A错B对；根据题意可知 (n=0、1、2、3...)，解得
(n=0、1、2、3.....)，C错：波沿x轴正方向传播，质点Р第一次到达波峰处的时间即波传
播 =7m的时间，则 =0.175s，D对。
8.BD 【解析】在另一星球上是能够做单摆实验的，与在地球表面类似，A错；单摆周期 ，又由
.忽略自转时，表面一质量为 的物体有 ，圣星球体积 ，密度
，联立求得 ，B对；根据在行星表面万有引力与重力可认为相等有 ，该
星球表面发射卫星时需要的最小发射速度为 ，C错；摆角较大时，由机拔能守恒
，得 ，D对。
9.BD 【解析】设入射角为 ，折射角为 ，又已知折射光线和反射光线垂直，θ=37°，所以 =53，由
折射定律 ，A错； ， ，得 ， =30°， =60°，B对：
全反射针对的是光从光密介质射向光疏介质，C错；当水中点光源射向水面时，若达到临界角C，则光线
会发生全反射，所以光照亮水面的区域为一个半径为r的圈，如图所示，这时入射角等于临界角C，由几
何关系可得 ，其中 ，r=3m， m2，D正确。
10.BC
学科网（北京）股份有限公司11.(8分)(1)6.75(2分)；(2)不需要(2分)；(3) (2分)；(4)b(2分)
【解析】本实验无需用托盘与砝码重力代替拉力，无需满足 ；改变L，做多组实验，作出如图以
L为横坐标，以 为纵坐标的图象，无阻力时，若机械能守恒成立有 ，整
理有 ，则图象斜率为 ，若有空气阻力，则斜率将小于无阻力的情况。
12.(8分)(1)3(2分)；0.75(2分)；(2)0.5(2分)；(3)先增大后减小(2分)
【解析】根据闭合电路欧姆定律 ，得 ；则 图象的斜率k=E，由数学知识求得电
源的电动势E=3V，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r=0.75Ω，K 断开，K 闭合时，有 ；K 断
2 1 1
开，K 闭合时，有 ，所以 =0.5Ω。因 ，R的阻值从10Ω逐渐减小到0Ω
2
的过程中， 时给出功率最大，所以北过程输出功率先增大后减小。
13.(10分)(1) =1.55atm；(2) 或 或约为0.34
【解析】(1)以溺气前篮球内的气体为研究对象，初状态状态参量为
=1.50atm， =(273+23)K=296K.
末状态时： =(273+33)K=306K…….................1分
气体发生等容变化，根据查理定律有 ……........2分
代入数值解得： =1.55atm……........................................1分
(2)换下后置于馆内稳定后篮球内气体的状态参量为 =1.00atm，
=(273+27)K=300K，设篮球的容积为V，......................................…1分
学科网（北京）股份有限公司根据理想气体状态方程可得 ，
，………............................……1分
即有 ，.….…2分
代入数值解得 ……...................2分
或 (用笫一问约等于后的结果代入所得)或约为0.34。
14.(14分)(1) ； ；(2) ；(3) 。
【解析】
(1)在磁场中，运动半径r=L，由洛伦兹力充当向心力 ..........................….…1分
解得 .........................................................…1分
在电场中沿着de方向以速度 做匀速直线运动 ............…1分
沿着电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动 ……1分
解得 ............................…1分
(2)从d点运动到f点过程，由动能定理： ......................................2分
可得 …..…..............................................…1分
根据推论，f点速度反向延长交de中点，
可知f点速度方向与水平方向夹角为θ， ............…1分
(3)在磁场中做匀速圆周运动的规律， ，
学科网（北京）股份有限公司粒子在磁场中运动的时间 .............……1分
在电场中运动时间为 ..........................………1分
离开电场后粒子做匀速直线运动，水平分逸度为 ，
由 ，可得 ，........................…..……1分
..................·..…1分
总时间 ……..……………………….............………1分
15.(16分)(1) 4mg；(2) ，
【解析】
(1)设小球摆到最低点时速度大小为 ，滑块速度大小为 ，水平杆光滑，根据水平方向系统动量守恒有：
，即有 ...............…1分
又结合 …….....................................................…1分
联立可求得 ...............…1分
根据系统机城能守恒，从释放到第一次达最低点，
有 .............…………1分
可求得 ， ，
学科网（北京）股份有限公司
