2024年江西省高考物理模拟试卷7
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极时，会发生光电效应现象．闭合开关，在阳极和阴极之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子质量为、电荷量为，则下列关系式中错误的是( )
A. 用频率为的单色光照射阴极时，光电子的最大初速度
B. 阴极金属的逸出功
C. 阴极金属的截止频率
D. 普朗克常量
2.如图所示，柔软轻绳的一端固定，在其上某点拴一重物，用手拉住绳的另一端将重物向右上方缓慢拉起。初始时，竖直，。保持与夹角不变，在由竖直被拉到水平的过程中( )
A. 上的张力逐渐增大 B. 上的张力先增大后减小
C. 上的张力逐渐增大 D. 上的张力先增大后减小
3.如图所示，假设在太空中有、双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，且，为的卫星，绕做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略与之间的引力，且与之间的引力远大于与之间的引力。引力常量为，下列说法正确的是( )
A. 若知道的轨道半径，则可求出的质量
B. 、、三星由图示位置到再次共线的时间为
C. 若也有一颗运动周期为的卫星，则其轨道半径一定大于的轨道半径
D. 的质量为
4.如图所示，半圆形玻璃砖的半径，折射率为，直径与屏幕垂直并接触于点．激光以入射角射入玻璃砖的圆心，在屏幕上出现了两个光斑．则这两个光斑之间的距离是( )
A. 约 B. 约 C. D.
5.一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态开始，经历、、三个过程回到原状态，下列判断正确的是( )
A. 状态气体的温度最高 B. 状态气体的温度最低
C. 状态的体积小于状态的体积 D. 状态的体积小于状态的体积
6.如图所示为双层立体泊车装置。欲将静止在号车位的轿车移至号泊车位，需先通过号车位下方的移动板托举着轿车耗时竖直抬升至号位，再耗时水平右移停至号车位。若轿车质量为，取则
( )
A. 水平右移过程移动板对车的摩擦力做正功
B. 竖直抬升过程支持力做功大于克服重力做功
C. 竖直抬升过程移动板对号车做功
D. 整个过程移动板对车做功功率为
7.一质量为的粒子，电量为，从坐标原点处沿着轴正方向运动，速度大小为在的区域内分布有指向轴正方向的匀强电场，场强大小为；在的区域内分布有垂直于平面向里的匀强磁场。为一块很大的平面感光板，放置于处，如图所示。粒子恰好能打到板上，不考虑粒子的重力，则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，倾角为的斜面被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块相连，静止在斜面上．滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行．的质量为质量的倍．撤去固定的装置后，、均做直线运动．不计一切摩擦，重力加速度为在没有离开斜面的过程中，下列说法正确的是可能用到的数学公式( )
A. A、组成的系统机械能守恒
B. 的速度方向一定沿斜面向下
C. A、速度、满足
D. 当滑动的位移为时，的速度大小
9.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为，次级接三个相同的灯泡，设其中一个灯泡电流为，电压为；初级线圈中串有一个相同的灯泡，则( )
A. 灯的电压为
B. 灯的电流为
C. 灯的电压为
D. 四个灯泡消耗的功率均相等
10.如图所示，一质量为、电荷量为的带电粒子不计重力，自点以初速度射入半径为的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，速度方向平行于，为圆的一条直径，粒子恰好从点飞出磁场，点到的距离为。则
A. 磁感应强度为
B. 磁感应强度为
C. 粒子在磁场中的飞行时间为
D. 粒子在磁场中的飞行时间为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学利用单摆测定当地的重力加速度．
实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表、游标卡尺除此之外，还需要的器材有______．
A.长度约为的细线 长度约为的细线
C.直径约为的钢球 直径约为的木球
E.最小刻度为的直尺 最小刻度为的直尺
为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的______。
A.最高点 最低点 任意位置
用秒表测量单摆的周期当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为，单摆每经过标记记一次数，当数到时秒表的示数如图甲所示，该单摆的周期是______结果保留三位有效数字。
用最小刻度为的刻度尺测摆线长，测量情况如图乙所示为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆线长为______；用游标卡尺测量摆球的直径如图丙所示，则球的直径为______；单摆的摆长为______计算结果保留三位有效数。
若用表示摆长，表示周期，那么重力加速度的表达式为______。
12.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变化的曲线如图所示。
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：电动势为，内阻不计
B.电压表：量程为，内阻未知
C.电流表：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，导线若干
请根据选择的合适器材，在图方框中画出实验电路图，并标出各元件的符号__________。
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_______。
把电源、热敏电阻、电阻箱、蜂鸣器连接成如图电路。蜂鸣器内阻不计，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______。
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中各接点间的电压合上开关，一个接线柱连接，另一接线柱连接时指针不偏转，连接时指针偏转。若电路只有一处断路，断路处可能 在_________填“间”或“间”。
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：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，在光滑的水平面上有一质量为，长度为的小车，小车左端有一质量也是可视为质点的物块．车子的右壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧弹簧长度与车长相比可忽略，物块与小车间动摩擦因数为，整个系统处于静止．现在给物块一个水平向右的初速度物块刚好能与小车右壁的弹簧接触，此时弹簧锁定瞬间解除，当物块再回到左端时与小车相对静止重力加速度为求：
物块的初速度
弹簧的弹性势能．
14.一列简谐横波沿轴传播，振幅为，波速为。在时刻，平衡位置在处的质点位移为，平衡位置在处的质点的位移也为，两质点运动方向相反，其中质点沿轴负方向运动，如图所示，已知此时质点、之间只有一个波谷，求该简谐波中质点的振动频率的可能值。
15.如图，倾斜平行轨道与水平面间的夹角为。水平轨道足够长，两轨道宽度均为，在处平滑连接，使导体棒从倾斜轨道运动到水平轨道上时速度大小不变。过的虚线包含虚线边界右侧水平轨道上有磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场。导体棒、的质量均为，两棒与轨道始终垂直且接触良好，两棒接入轨道的电阻 。 初始时刻，导体棒在倾斜轨道上离 的距离为．处由静止释放，导体棒静止在水平轨道上并锁定，且导体棒到位置的水平距离为。不计一切摩擦阻力，导体棒、不会发生碰撞，轨道电阻不计。，，。求：
导体棒滑到倾斜轨道底端位置时受到的安培力大小；
导体棒从位置到最后停止的过程中，导体棒上产生的焦耳热；
若导体棒滑到倾斜轨道底端，位置时，立即解除对导体棒的锁定，导体棒、运动稳定时，导体棒、相距的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
根据动能定理求光电子的最大初速度；根据爱因斯坦光电效应方程求金属的逸出功和普朗克常量；由求金属的极限频率。
解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系。
【解答】
A.由，可知 ，故A正确；
B.由光电效应方程，可得，又，可得，故B正确；
根据得，解得，，故C错误，D正确．
故选C。
2.【答案】
【解析】解：在将重物向右上方缓慢拉起的过程中，和的拉力的合力与重力是一对平衡力，受力分析如图所示。
根据三角形定则有，，可知，随着的增大，上的力逐渐增大，上的力逐渐减小，故ABD错误，C正确。
故选：。
在将重物向右上方缓慢拉起的过程中，重物的合力保持为零，和的拉力的合力与重力是一对平衡力，分析重物受力，根据平衡条件写出和上张力的表达式，再分析张力的变化情况。
本题是动态分析问题，这种问题一般要抓住不变的量，然后去分析变化的量。在本题中，小球的重力大小和方向都不变，则和的拉力的合力不变，这是作图的依据。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了万有引力定律的应用；本题为双星问题，要把握住双星的特点：彼此间的万有引力充当向心力，并且只能绕同一点做圆周运动。
卫星绕恒星圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力，据此分析；双星系统中，两颗星球绕同一点做匀速圆周运动，且两者始终与圆心共线，相同时间内转过相同的角度，即角速度相等，则周期也相等，但两者做匀速圆周运动的半径不相等。
【解答】
A.绕做匀速圆周运动，满足，故知道的轨道半径，可求出的质量，无法求出的质量，故A错误；
D.因为、为双星系统，所以相互之间的引力提供运动所需的向心力，即，可得，故D错误；
C.若也有一颗运动周期为的卫星，设卫星的质量为，轨道半径为，则根据牛顿第二定律解得同理可得的轨道半径为
对、组成的双星系统有因为所以，则，故C正确；
B.、、三星由图示位置到再次共线时，、转过的圆心角与转过的圆心角互补，则，解得，故B错误。
4.【答案】
【解析】解：画出如图光路图，
设折射角为，根据折射定律：
解得：
根据几何关系，两个光斑之间的距离为：
解得：
故选：。
根据反射定律和折射定律画出光路图，然后根据折射定律，结合几何关系计算出两个光斑间的距离．
对于几何光学，作出光路图是解答的关键的依据，要注意运用结合几何知识研究两个光斑间的距离．
5.【答案】
【解析】解：由图可知，状态气体的温度最高，故AB错误；
C.状态温度相同，状态压强小，根据，则状态的体积大于状态的体积，故C错误；
D.状态压强相同，状态的温度低，则根据，状态的体积小于状态的体积，故D正确。
故选：。
根据图像直接得出气体的最高温度；
根据一定质量的理想气体的状态方程分析出气体的体积变化。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，根据公式结合图像即可完成分析。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考察了对物体的移动和力对物体做功以及瞬时功率的计算，比较容易
【解答】
A.水平右移过程时间长、位移小，运动缓慢，可认为摩擦力为零，摩擦力不做功， A错误
B.竖直抬升过程可认为支持力等于重力，则支持力做功等于克服重力做功， B错误
C.竖直抬升过程移动板对号车做功JC错误
D.整个过程移动板对车做功功率为，D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】【分析】
粒子先在电场中做匀加速直线运动，根据动能定理列式求解末速度，画出矢量图得到速度偏转角，进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式；粒子恰好能打到板上，说明轨迹与板相切，画出轨迹，得到轨道半径，联立解得磁感应强度大小。
本题考查粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动，关键时结合类平抛运动的分运动公式和牛顿第二定律列式，同时要画出运动轨迹，结合几何关系求解轨道半径。
【解答】
电加速过程，根据动能定理，有：
，
其中：，
解得：；
画出速度分解图，如图所示：
，
故，
进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图：
结合几何关系，有：
，
解得：，
洛伦兹力提供向心力，故：
，
解得：，故ABD错误，C正确；
故选：。
8.【答案】
【解析】【分析】
分析各力的做功情况，明确系统只有重力做功，机械能守恒；
同时分析物体的运动情况，明确二者运动的关系，根据运动的合成与分解，结合各自位移存在的几何关系，及三角知识，结合相似三角形，得出速度之比等于位移之比，从而求出速度的关系，并求出位移为时的速度大小．
本题考查机械能守恒定律以及运动的合成和分解，能明确两者的运动关系，找出对应的运动轨迹，同时明确细线的拉力作为内力处理，绳头与左侧绳相连处没有位移，故拉力对系统不做功，系统机械能守恒．
【解答】
A、由于细线的拉力看作内力，且左侧绳头处不做功，故系统只有重力做功，故AB组成的系统机械能守恒，故A正确；
B、两物体运动如图所示，由图可知，不是沿斜面运动，故B错误；
、撤去固定的装置后，、均做直线运动，根据运动的合成与分解，当滑动的位移为时，设的位移大小，依据几何关系有：
则有：
且；
解得：；
因的下降的高度为；
根据系统只有重力做功，机械能守恒定律，则有：
如下图所示，画阴影部分的三角形相似，依据位移之比等于速度之比，
可得：
则有：
解得：，故CD正确．
故选：．
9.【答案】
【解析】解：三灯并联，故电压相等，则三灯的电压均为，则电流均为，所以副线圈中的总电流为，原副线圈匝数比为：，所以原、副线圈的电流之比为：，所以原线圈电流为，灯泡两端的电压也为，四个灯泡电压电流均相等，故四个灯泡消耗的功率相等，故CD正确，AB错误．
故选：．
根据并联电路规律可明确输出的总电流，再根据电流之比与线圈匝数的关系即可求得输入端的电流，从而分析灯泡两端的电压，再根据功率公式分析各灯的功率．
本题解题的突破口在原副线圈的电流关系，注意明确灯与变压器可视为串联关系，要注意理解总电压和变压器输出电压间的关系．
10.【答案】
【解析】【分析】
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，作出粒子的运动轨迹，然后应用数学知识、粒子周期公式分析答题。
本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动，根据题意作出粒子运动轨迹，应用数学知识求出粒子偏转的角度是正确解题的关键，本题的难点在数学知识的应用。
【解答】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示：
点到的距离：，则：，，，则，，粒子的轨道半径：
，
粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故A正确，B错误；
、粒子在磁场中转过的圆心角：，粒子在磁场中做圆周运动的周期：，
粒子在磁场中的运动时间：，故C正确，D错误。
故选AC。
11.【答案】；；；；；；。
【解析】【分析】
从减小实验误差的角度根据实验器材分析答题；
为减小实验误差应从摆球经过最低点时开始计时；
秒表分针与秒针示数之和是秒表示数，根据题意求出单摆周期；
由图示刻度尺取出摆长的长度，游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长；
根据单摆周期公式求出重力加速度的表达式。
本题关键明确实验原理，根据原理选择器材；由单摆的周期公式变形，得到与的关系式得到图象斜率的物理意义，再分析实验产生的误差。
【解答】
为减小实验误差，摆线的长度应适当长些，摆线应选择；为减小阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的摆球，摆球应选择；为准确测量摆长，刻度尺应选择；
为减小实验测量误差，应从摆球经过最低点时开始计时，故选B；
由图示秒表可知，其示数为：，则单摆的周期：；
刻度尺分度值为，由图示刻度尺可知，摆线长为：；
由图示游标卡尺可知，其示数为：，
则摆长：
由单摆周期公式可知，重力加速度：。
12.【答案】 ；；；间；小
【解析】【分析】设计电路时重点关注滑动变阻器的接法以及电流表的接法。
根据图读取热敏电阻在时的阻值。
根据闭合电路欧姆定律求电阻箱阻值。
分析电路故障问题，要明确只要电压表有示数，电压表两个接线柱到电源正负极之间的线路必定是接通的。
根据实验原理结合热敏电阻的特点分析解题。
【解答】采用滑动变阻器分压式接法，滑动变阻器选，由于热敏电阻阻值很大，故采用电流表内接法，故设计电路图如图
热敏电阻在时的阻值为。
根据欧姆定律有，
解得 。
电流应从电压表正接线柱入，连接时指针偏转，断路处可能在间。
发现环境温度达到时才开始报警，由于热敏电阻阻值随温度的升高而降低，为了实现时报警，应将电阻箱的阻值适当调小。
13.【答案】解：物块和小车组成的系统动量守恒，规定物块的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，
由能量关系有：，
解得：．
物体最终速度为，由动量守恒定律得：，
由能量关系有：，
解得：．
答：物块的初速度为；
弹簧的弹性势能为．
【解析】物块和小车组成的系统动量守恒，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出物块的初速度．
根据动量守恒求出最终的速度，结合能量守恒求出弹簧的弹性势能．
本题考查了动量守恒和能量守恒的综合运用，综合性较强，对学生的能力要求较高，需加强这方面的训练．
14.【答案】解：设质点的振动周期为，质点的振动方程为
若波沿轴正方向传播，且时刻，质点、的位移均为，所以质点经到达波谷，质点经到达平衡位置，且此时质点之间只有一个波谷，所以、间有个波长的波形，
所以有：
解得：，
因为波速
所以振动频率为
若波沿轴负方向传播，同理可知，、间有个波长的波形
有
得：
振动频率为
所以该简谐波中质点的振动频率可能为和。
答：简谐波中质点的振动频率的可能值为和。
【解析】波可能沿轴负方向传播，也可能沿轴正方向传播，分析、两点间的平衡位置距离与波长的关系，从而得到波长，根据求解该简谐波中质点的振动频率的可能值。
解决该题的关键是明确知道该题存在有向轴正向传播和轴负向传播两种情况，能正确分析、两点的平衡位置的距离与波长的关系。
15.【答案】解：导体棒在倾斜轨道上运动的过程，由动能定理有
，
由法拉第电磁感应定律有，
由闭合电路欧姆定律有，
导体棒滑到倾斜轨道底端位置时受到的安培力，
解得；
导体棒在水平轨道上受向左的安培力做减速运动，最后速度减为零，根据能量守恒有
，
结合可得，
解得；
若导体棒滑到倾斜轨道底端位置时，立即解除对导体棒的锁定，导体棒做减速运动，导体棒做加速运动，最终二者以相同速度做匀速运动，设共同速度为，以导体棒和为系统，由动量守恒定律有
，
以导体棒为研究对象，由动量定理有
，
根据法拉第电磁感应定律，
由闭合电路欧姆定律，
导体棒与导体棒运动稳定时，相距的距离，
解得。
【解析】本题考查电磁感应的综合问题。解决问题的关键是清楚导体棒的受力情况和运动过程，利用动能定理、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力表达式、动量定理、动量守恒定律分析计算。
