2024年广东省高考物理二模试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是( )
A. 是核聚变反应
B. 是衰变
C. 是核裂变反应
D. 是衰变
2.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过原点，垂直于且与水平轴平行，与平行，则气体体积在
A. 过程中不断增加 B. 过程中不断减小 C. 过程中不断增加 D. 过程中保持不变
3.如图所示图象和图象中，给出四条曲线、、、代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是( )
A. 图线表示物体做曲线运动
B. 甲图中时刻，乙图中时刻
C. 乙图中至时间内的平均速度大于的平均速度
D. 两图象中，、时刻分别表示、开始反向运动
4.取水平地面为参考平面，一质量为物块从某一高度以水平抛出，在抛出点动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力，重力加速度为，该物块落地前瞬间重力的功率为( )
A. B.
C. D. 由于高度未知，无法求出
5.将一个质量为的物体放在水平圆桌上，物体到圆心的距离是，圆桌可绕通过圆心的竖直轴旋转，若物体与桌面之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，物体可看成质点，则欲保持物体不滑动，圆桌的最大角速度是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道Ⅰ上运行忽略卫星到地面高度，然后通过变轨在椭圆轨道Ⅱ上运行，是轨道Ⅰ、Ⅱ相切点，当卫星运动到远地点时，再变轨成为地球同步卫星在轨道Ⅲ上运行，下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ上经过点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点时的加速度
B. 卫星在轨道Ⅱ上经点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
C. 若地球质量为，到地面的高度是，则卫星在轨道Ⅲ上的运行周期为
D. 卫星在Ⅱ轨道的点处于超重状态
7.在空间水平风速恒为的空中某一位置，以大小为的速度水平逆风抛出一质量为的物体，由于受风力作用，经时间物体下落一段距离后其速度的水平分量大小仍为，但方向与初速度相反，如图所示．则下列说法中正确的是( )
A. 重力的功率先增大后减小
B. 风力对物体做负功
C. 物体机械能减少量小于
D. 重力的功率保持不变
8.两束单色光、沿图示方向射向圆形玻璃砖，经两次折射后变成复色光，以下说法正确的是( )
A. 光的频率比光的大
B. 在真空中，光的传播速度比光的大
C. 改变入射光的入射角，有可能在第二次折射时发生全反射
D. 若以、两种单色光分别用相同的装置做“用双缝干涉测定单色光的波长”的实验，则光观察到的条纹间距最大
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
9.如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为、电压为的交流电，副线圈接有光敏电阻、用电器下列说法正确的是( )
A. 当光照增强时，变压器的输入功率增大
B. 当滑动触头向上滑动时，用电器消耗的功率减小
C. 当增大时，用电器消耗的功率增大
D. 当减小时，变压器的输入功率减小
10.如图所示，间距为的光滑金属导轨、相互平行，导轨平面与水平面呈角，一金属棒垂直于导轨放置并与电源、开关构成回路，金属棒与导轨接触良好，空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，当通过金属棒的电流为时，金属棒恰好处于静止状态，则( )
A. 磁场方向垂直于导轨平面向上
B. 金属棒受到的安培力的大小为
C. 磁场的磁感应强度为
D. 增大电流强度，导轨对金属棒的支持力也增大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.气垫是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在轨道上，滑块在轨道上的运动可视为没有摩擦；我们可以用带光电门和光电门的气垫轨道以及带有遮光片的滑块和滑块来验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示两遮光片完全相同，采用的实验步骤如下：
调整气垫导轨，使导轨水平；
在滑块和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上；
按下电钮放开卡销，光电门和光电门连接的数字计时器会分别记录下滑块、上遮光片的遮光时间、。
实验时用游标卡尺测遮光片的宽度，结果如图乙所示，则遮光片的宽度 ______。
实验时测得含遮光片的滑块、的质量分别为、，若等式______成立，则说明滑块、构成的系统动量守恒。放开卡销前弹簧的弹性势能 ______均用给定的物理量符号表示。
实验时若滑块、与弹簧分离前就已经通过光电门，则滑块、构成的系统动量______填“守恒”或“不守恒”。
12.用图甲所示的电路，测定某电源的电动势和内阻，为电阻箱，阻值范围，，电压表内阻对电路的影响可忽略不计．该同学连接好电路后，电阻箱阻值为，闭合开关，记下电压表读数为改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数．根据读取的多组数据，他画出了图丙所示的图象，图中虚线是图中曲线的渐近线．
电路中的作用是______
请在图乙中，将实物图正确连接．
根据该图象可及测得数据，求得该电池的电动势 ______，内阻 ______保留两位有效数字．
另一同学据测得数据得到如图丁所示，则电路可能存在的故障有______
A.断路 短路 断路 短路．
四、简答题：本大题共1小题，共14分。
13.一列简谐横波沿直线水平向右传播，依次经过该直线上平衡位置相距的、两质点，时刻振动刚好传到点，两质点的振动图像如图所示。
求这列简谐波的波速；
若该简谐波的波长，从振动刚传到点时开始计时，请写出点右侧处点的振动方程。
五、计算题：本大题共2小题，共26分。
14.质量为的光滑弧形槽静止在光滑水平地面上，底部与水平面平滑连接，质量为的小球从槽上高处由静止滑下，小球运动到右侧墙壁时与竖直墙壁碰撞后以原速率弹回。已知重力加速度为，求：
小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小；
小球再次滑上弧形梢到达的最大高度。
15.如图所示的坐标系中，在第Ⅰ象限内存在沿轴负向的匀强电场，第Ⅳ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为、电荷量为的带正电粒子，从轴上的点垂直进入匀强电场，经过轴上的点以速度进入磁场，方向与轴正向成若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知，粒子的重力不计，求
磁感应强度的大小；
粒子从点运动至第次到轴的时间．
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】天然衰变分为、衰变，重核分裂成质量较小的核的反应叫核裂变反应，两个轻核结合成质量较大的核的反应叫聚变反应。
【解答】
．是核聚变反应，故A正确，B错误；
C.重核分裂成质量较小的核的反应叫核裂变反应，需要其它粒子轰击，不能自发地进行，故C错误；
D.是重核裂变反应，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】解：根据理想气体的状态方程：，其中为一定值，可知，其中为图象上各点到原点连线的斜率，
A、过程中图象上各点到原点连线的斜率减小，故体积不断增加，故A正确；
B、过程中图象上各点到原点连线的斜率不变，故体积保持不变，故B错误；
C、过程中图象上各点到原点连线的斜率变大，故体积不断减小，故C错误；
D、过程中图象上各点到原点连线的斜率减小，故体积不断变大，故D错误。
故选：。
根据理想气体的状态方程：，其中为一定值，可知，其中为图象上各点到原点连线的斜率，分析图象上各点到原点连线的斜率的变化，即可判断出体积的变化情况．
本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强、体积、温度三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，难度不大，本题需要注意的是体积变化与各点到原点连线的斜率有关，并不是图象本身的斜率．
3.【答案】
【解析】解：、由图看出，图线的斜率都大于零，物体的运动方向一直沿正方向，说明物体做直线运动．故A错误；
B、图象中时刻图线的斜率大于图线的斜率，则此时刻物体的速度大于物体的速度．乙图中时刻相交，说明该时刻速度相同，故B错误；
C、图象中至时间，的位移大于的位移，时间相等，则的平均速度大于的平均速度．故C正确；
D、物体开始沿反向运动，而时刻物体仍沿原方向运动．故D错误．
故选：．
位移时间图线的切线斜率表示物体的瞬时速度，速度时间图线通过位移的大小判断平均速度的大小．在位移时间图线中，通过物体位移增加还是减小判断物体的运动方向，在速度时间图线中，通过速度的正负值判断物体的运动方向．
本题要抓住位移图象与速度图象物理意义的区别，从斜率、面积等数学意义进行识别和理解．
4.【答案】
【解析】解：由机械能守恒定律得：
由题意有：
解得初速度与落地速度大小之比
所以物块落地时的速度方向与水平方向的夹角的余弦
解得：
由速度的分解可知，落地时竖直分速度为：
故物块落地前瞬间重力的功率为：
选项A正确，BCD错误
故选：
根据机械能守恒定律以及已知条件：在抛出点其动能与重力势能恰好相等，分别列式，即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角，即可求得落地时竖直分速度，最后由公式求物块落地前瞬间重力的功率．
解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动，并要掌握平抛运动的研究方法：运动的分解．要注意物体落地时重力的瞬时功率公式是，不是．
5.【答案】
【解析】解：最大静摩擦力恰好提供向心力：，
代入数据解得：。故B正确，ACD错误。
故选：。
静摩擦力提供圆周运动所需的向心力，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，此时的角速度为最大角速度。
本题主要考查了圆周运动，解决本题的关键知道物体和圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力。
6.【答案】
【解析】解：、根据万有引力定律和牛顿第二定律得：，，所以卫星在轨道Ⅰ上经过点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过点时的加速度，故A错误；
B、第一宇宙速度是近地面卫星的运行速度，也是最大的环绕速度。
所以卫星在近地圆轨道Ⅰ上做圆周运动到点速度等于第一宇宙速度，卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动，要过度到椭圆运动轨道Ⅱ，在点应该增大速度，做离心运动。所以卫星在轨道Ⅱ上经点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故B正确；
C、若地球质量为，到地面的高度是，根据万有引力提供向心力：
，解得：，故C错误；
D、在点，加速度方向指向圆心，卫星处于失重状态，故D错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力，列方程可得到卫星周期与半径的关系来判断周期大小。由牛顿定律研究卫星在两点加速度大小。
第一宇宙速度是近地面卫星的运行速度，也是最大的环绕速度。第二宇宙速度是脱离地球引力束缚的速度。
卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动，要过度到椭圆运动轨道Ⅱ，在点应该增大速度，做离心运动。
卫星在不同轨道上运行时各个量的比较，往往根据万有引力等于向心力列出物理量与半径的关系，然后比较。掌握第一宇宙速度和第二宇宙速度的特点。
7.【答案】
【解析】解：、物体在竖直方向做自由落体运动，速度断增大，而重力的功率等于重力和竖直分速度的乘积，即有，所以重力的功率一直增大，故AD错误．
B、研究水平方向，水平方向物体的动能变化量为零，根据动能定理知，风力对物体做功为零，故B错误．
C、物体下落的高度为，重力势能减小量为由于物体的动能增加，所以物体机械能减少量小于故C正确．
故选：
物体在竖直方向做匀加速直线运动，由分析重力的功率变化情况．根据动能定理求解风力对物体做功．根据动能和重力势能的变化分析机械能的变化．
本题整合了动能定理、自由落体运动等多个知识点，采用运动的分解方法研究，要注意重力做功的功率等于重力与竖直分速度的乘积，不等于重力与速度的乘积．
8.【答案】
【解析】解：、根据图中信息可知，光的偏折角较大，则光的折射率较大，故光的频率比光大，故A错误；
B、在真空中，任何单色光的传播速度均为光速，故B错误；
C、由于单色光在第一次折射时的折射角，为折射光线与半径的夹角，第二次折射时的入射角为第一次的折射光线与半径的夹角，显然两个夹角大小相等，故能进入玻璃砖的光线一定能折射出去，不可能发生全发射。故C错误；
D、根据项分析可知，光波长大于光波长，根据双缝干涉条纹间距关系式，有，故光观察到的条纹间距最大，故D正确。
故选：。
根据题目所给光路图分析，玻璃砖对两光线的折射率，判断两光线得频率以及波长关系，再根据，分析双缝干涉实验中观察到的条纹间距大小。
本题考查光的折射，根据题目信息判断出玻璃砖对两光线的折射率大小关系是解题关键。
9.【答案】
【解析】解：、当光照增强时，光敏电阻的电阻值减小，故变压器的输出功率增加，故输入功率也增加，故A正确；
B、当滑动触头向上滑动时，原线圈匝数增加，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压减小；根据功率表达式，输出功率减小，故输入功率也减小，故B正确；
C、当增大时，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压增大；根据功率表达式，用电器消耗的功率增大；故C正确；
D、当减小时，输入电压和输出电压不变，输出功率不变，故变压器的输入功率不变，故D错误；
故选：．
变压器的输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率；结合功率表达式分析判断即可．
本题关键是明确电压器的电压、电流、功率关系，知然后结合变压比公式和功率公式进行动态分析．
10.【答案】
【解析】【分析】
明确安培力方向，根据左手定则判断磁场方向；根据平衡条件求出安培力的大小，根据求磁感应强度。
【解答】
A.金属棒处于静止状态，则所受安培力方向沿导轨平面向上，由左手定则判断，磁场方向垂直于导轨平面向上，选项A正确
B.将重力正交分解，安培力与重力沿斜面向下的分力平衡，即有，选项B正确
C.由，可得，选项C错误
D.由于安培力与支持力垂直，电流变化引起安培力大小变化，但支持力不变，选项 D错误。
11.【答案】 守恒
【解析】解：游标卡尺的精义为，其读数为主尺与游标尺示数之和，游标卡尺的读数：
根据光电门测速原理可知，滑块、上遮光片经过光电门和光电门的速度大小分别为：、
若满足：
即若等式：成立，则说明滑块、构成的系统动量守恒。
由能量守恒定律可知，放开卡销前弹簧的弹性势能等于放开卡销后滑块、增加的动能之和
弹簧对滑块、的弹力大小始终相等、方向相反，因此即使滑块、与弹簧分离前就已经通过光电门，系统动量仍守恒。
故答案为：；、；守恒。
根据游标卡尺的精度去读取遮光片的宽度；
利用测瞬时速度的原理得到、，再代入：，可得到要验证的表达式。根据机械能守恒，弹簧的弹性势能转化为两滑块匀速运动时的动能可得到要验证的表达式；
由动量守恒定律的条件分析误差。
该题中，并没有直接测量或求出滑块的速度，而是利用位移与时间的比值表示物体的速度，这是物理实验中常用的一种方法，要注意掌握。
12.【答案】保护电路 如图
【解析】解：电路中的作用是保护电路
将实物图正确连接如图．
图中虚线是图中曲线的渐近线．
所以该电池的电动势，
电阻箱阻值为，闭合开关，记下电压表读数为所以电路中的电流为：，内阻．
所以该电池的电动势，内阻．
另一同学据测得数据得到如图丁所示，即电压表的读数不变，为电动势大小．
则电路可能存在的故障有断路或断路，
故答案为：保护电路如图
根据实验的原理得出关系式，通过图线的斜率和截距求解电源的电动势和内阻．
涉及到用图象解得问题，一般思路是首先根据物理规律列出表达式，然后再整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的关系式，然后再根据斜率和截距的概念列式求解即可．
13.【答案】解：由振动图像可知时刻，在正向最大位移处，处于平衡位置向下振动，若其可能的波形图如图所示
则
由图像可知
；
，由
可知，
波速
简谐波传到点时需时间
振动方程为
。
【解析】根据同一时刻两个质点的振动状态，画出可能的波形，得到距离与波长的关系式，求得波速的通项；
由该简谐波的波长，确定波速，根据波的传播特点写出质点的振动方程。
本题考查机械波的图象及多解性，分析出波形图的可能情况，确定波长和波速的通项是解题关键。
14.【答案】解：设小球从弧形槽滑下时的速度大小为，弧形槽的速度大小为，
由系统机械守恒定律可得：
由于系统在水平方向上动量守恒，
由动量守恒定律可得：
联立解得：；
小球与墙壁碰撞后以原速率弹回，当小球再次滑上弧形槽，到达弧形槽最高点时与弧形槽共速，
设共同速度为，此时小球的高度为，对小球和弧形槽
由机械能守恒定律可得：
由水平方向上动量守恒定律可得：
联立解得：。
【解析】因为水平地面光滑，所以对小球和弧形槽组成的系统，水平方向动量守恒注意竖直方向动量是不守恒的，因为小球下落过程中失重，而系统只有重力做功，所以机械能守恒，故利用动量守恒和机械能守恒可以求出小球的速度；
小球再次滑上弧形槽后，当小球与弧形槽共速时，小球高度最大，则利用动量守恒和机械能守恒可以求出小球的高度。
15.【答案】解：粒子恰好能回到电场，即粒子在磁场中轨迹的左侧恰好与轴相切，设半径为
由几何关系有：
洛仑兹力提供向心力：
联立可得：
粒子在点进入磁场时，
在电场中的时间：
磁场中运动的时间：
总时间
答：磁感应强度的大小．
粒子从点运动至第次到轴的时间为．
【解析】因为带电粒子恰恰能回到电场，所以粒子在磁场中轨迹的左侧恰与轴相切．画出粒子的运动轨迹，由几何关系就能求出粒子做匀速圆周运动的半径，再由洛仑兹力提供向心力可以求得磁感应强度大小．
由进入磁场的速度大小求出在电场中从点射出的速度 从而求出粒子在电场中的时间，由于粒子在磁场中偏转，所以能求出粒子在磁场中偏转一次的时间，那么第三次经过轴的是三段电场中类平抛运动时间与一次磁场偏转时间之和．
本题的不同之处在于，粒子先做类平抛运动后已知的是进入磁场的速度--即类平抛运动的末速度，在求电场中做类平抛的时间特别注意要用水平位移除以进入磁场速度的水平分量．还要注意的是从磁场再次进入电场是斜抛运动，但要看作是两个平抛的组合．
