雅礼中学2024届模拟试卷(二)
物理
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。
一、单选题(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)
1.2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。关于射线，下列说法正确的是
A.电子发生轨道跃迁时可以产生射线
B.射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响
C.射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大
D.射线是波长很长.频率很小的光子流
2.智能手机安装软件后，可利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带软壳的手机从一定高度由静止释放，落到弹性塑胶地板上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系如图所示，g为当地的重力加速度。下列说法正确的是
A.释放时，手机离地面的高度为
B.手机第一次与地面碰撞的作用时间为
C.0至时间内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等
D.手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
3.如图所示，在双曲线的两个焦点F1和F2上放置两个频率相同的波源，它们机械振动所激起的简谐波波长为4cm。关于图中A、B、C、D四个质
点的振动，下列说法正确的是
A.A、B一定振动减弱 B.C、D一定振动加强
C.若A，B振动加强，C、D振动可能减弱 D.若A、B振动加强，C、D一定振动加强
4.我国预计在2030年前实现载人登月，登月的初步力案定：木用网权运我个箭分别将月面着陆器和载人飞船送至环月轨道对接，肌大贝从飞脂A只面着陆器。月面着陆器将携航天员下降着陆于月面预定区域。在元成既疋任务后，航天员将乘坐着陆器上升至环月轨道与飞船交会对接，开携带样品乘坐飞船返回地球。已知地球半径约为6400km，月球的半径约为地球的，月球表面重力加速度约为地球的，则
A.发射火箭的速度必须达到11.2km/s
B月面着陆器下降着陆过程应当一直加速
C.载人飞船在环月轨道匀速圆周运动的运行速度小于地球的第一宇宙速度
D.载人飞船在月球表面上方约200km处环月匀速圆周运动的周期约为27.6天
5.如图所示，面积为S、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1，L2、L3均正常发光。已知Ll、L2、L3的额定功率均为Р，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，不考虑电流变化对小灯泡电阻的影响，则下列说法正确的是
A.理想变压器原﹑副线圈的匝数比为1：2
B.线框在图示位置时，穿过线框的磁通量变化率最小
C.若把副线圈上的小灯泡L2去掉，则灯泡L3将变亮
D.线框转动的角速度为
6.如图所示，一长玻璃圆管内壁光滑﹑竖直放置。有一带正电的小球(可视为质点)，以速率沿逆时针方向从管口上端贴着管壁水平射入管内，经过一段时间后从底部离开圆管。若再次重复该过程，以相同速率进入管内，同时在此空间加上方向竖直向上﹑磁感应强度B随时间均匀减小的磁场，小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到0。设运动过程中小球所带电量不变，空气阻力不计。以下说法正确的是
A.加磁场后小球离开管口的速率大于没加磁场时的速率
B.加磁场后小球离开管口的时间小于没加磁场时的时间
C.加磁场后小球对玻璃管的压力一定不断增大
D.加磁场后，小球在玻璃管中运动时，只有重力做功，故小球与地球组成的系统机械能守恒
二、多选题(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.太极图的含义丰富而复杂，它体现了中国古代哲学的智慧。如图所示，O为大圆的圆心，O1为上侧阳半圆的圆心，O2为下侧阴半圆的圆心，O、O1，O2在同一直线上，AB为大圆的直径且与O1O2连线垂直，C、D为关于О点对称的两点，在O1，O2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，整个空间只有O1、O2处点电荷产生的电场。下列说法正确的是
A.C、D两点电场强度相同
B.把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能先增加后减小
C.把质子由A沿直线移到B的过程中，质子所受电场力先增加后减小
D.将一电子(不计重力)从A点由静止释放，电子可以沿直线在AB间做往返运动
8.如图所示为钻石的某个截面，其中B、C、D处均为直角。一束复色光由AB面入射，从CD面出射时分开成a、b、c三种单色光。用这三种单色光分别照射金属钾板，其中b光恰好可使钾板产生光电效应。下列说法正确的是
A.a光在棱镜中的速度最小
B.c光打出的光电子的遏止电压最大
C.同一装置条件下c光双缝干涉条纹宽度最大
D.从CD面出射时a光，b光、c光互相平行
9.如图甲所示是一种推动宇宙飞船前进的动力装置即霍尔推进器，可以让带电粒子在辐射状的磁场中做匀速圆周运动，工作原理可简化为如图乙所示的运动模型。圆形虚线边界1，2(共圆心O)之间存在均匀分布的辐射状(沿径向)磁场，同时在垂直虚线圆面方向存在场强大小为E的匀强电场(未画出)和磁感应强度为B的匀强磁场(方向向里)。一质量为m、带电量为q(q>0)的粒子(不计重力)在圆形虚线边界之间以速率v绕圆心О做匀速圆周运动，运动轨迹如图中的实线所示，下列说法正确的是
A.洛伦兹力充当粒子做匀速圆周运动的向心力
B.带电粒子运动轨迹上各点辐射状磁场的磁感应强度的大小为
C.粒子做匀速圆周运动的半径为
D.粒子形成的等效电流为
10.两带电金属板竖直放置且两板始终与电源的正、负极相连，如图所示，在电场中的O点，用一根绝缘细线悬挂一带负电荷的小球，小球静止在细线与竖直方向夹角为θ的位置。现将两金属板绕各自的中心转轴缓慢逆时针旋转一个小角度，两转轴在同一水平线上且旋转过程中两金属板始终保持平行，小球始终处于匀强电场中且小球不会与金属板接触，如图中虚线所示。则
A.两板间匀强电场的场强将变大 B.小球所受电场力的水平分量将变小
C.细线对小球的拉力将变大 D.小球静止时细线与竖直方向夹角θ将变小
三、实验题(本题共2小题，共14分)
11.(6分)某兴趣小组用皮尺和带闪光的遥控汽车研究其启动的运动规律，如图甲所示。实验步骤如下：
(1)已知相邻两次闪光时间间隔相同，从某次闪光开始计时并计数1次，在第50次闪光结束计时，总时间为9.80s；
(2)将皮尺铺在平直的水平路面上，遥控汽车平行放置在皮尺旁，闪光时能照亮皮尺上的刻度。一位同学遥控小车让其从静止开始做直线运动，小车刚启动瞬间恰好发出第一次闪光，另一位同学用手机录像记录下小车运动情况；
(3)用手机视频编辑软件查看视频，读出小车每次闪光时后轮的位置坐标，记录在下面表格；
闪光序数 1 2 3 4 5 6 7
小车位置x(m) 0.01 0.06 0.17 0.33 0.52 0.70 0.90
小车速度v(m·s-1) 0 0.40 0.88 0.93 0.95 /
(4)用近似计算小车在不同位置的速度，其中=_________(保留2位有效数字)；
(5)根据上表中的数据在乙图中描点作出小车的v-t图像，由图像可知小车启动过程加速度__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
12.(8分)某实验小组通过查阅课外书了解到在如图甲所示的电路中，当两个电池的电动势相等，即时，灵敏电流计G示数为0。受此启发，他们从实验室中找来一些器材，设计了如图乙所示电路来测量一待测电源的电动势。图乙中，标准电源的电动势和定值电阻的阻值均为已知量，G为灵敏电流计，ac为一根粗细均匀的电阻线，T为滑动触头，可在电阻线上移动，触点为b。请回答下列问题：
(1)查询教材可知电阻线的电阻率为，用螺旋测微器测量电阻线的横截面直径D如图丙所示，则D=____mm。
(2)按图乙连接实物电路。闭合开关S，单刀多掷开关K从“0”调到“l”，再调节滑动变阻器的滑片P，使灵敏电流计G示数为0，此时，标准电源的内阻分压是________(选填“0”“”或“”)，定值电阻两端电压是__________(选填“0”“”或“”)，通过定值电阻的电流强度是__________(用已知量表示)。
(3)保持滑动变阻器的滑片Р不动，将K置于“2”，调节___________，使灵敏电流计G示数为0，并测量_________。用前面的已知量和测量量的符号表示待测电源的电动势为=___________。
四、解答题(本题共3小题，共42分)
13.(12分)油电混合车汽油发动机燃烧室的结构如图a，汽油机工作过程中在一个冲程内燃烧室内气体的p-V曲线如图b所示，其中B→C和D→A为两个绝热过程。燃烧室内的气体可看作理想气体。一定质量的油气混合气体进入燃烧室，初始状态A点处混合气体的温度为T1=300K，压强约为p1=100kPa。火花塞点火瞬间，燃料燃烧使得燃烧室内的压强迅速增大到p2=300kPa，然后，活塞被推动向下移动，在经历B→C的绝热膨胀过程中，由于气体对外做功驱动汽车前进，使得气缸内温度降低了300K，膨胀结束到达状态C时，燃烧室内压强降低到125kPa，求：
(1)在一个冲程内燃烧室内能达到的最高温度；
(2)气缸内气体的最大体积V2与最小体积V1之比被称为压缩比，是汽油机动力大小的一个标志。根据题目中条件，计算该汽油机的压缩比。
14.(14分)如图，两条相距为d的平行金属导轨位于同一水平面内，其左端接一阻值为R的电阻。质量为m、接入电路的阻值为r的金属杆静置在导轨上。外形为长方体的磁场生成装置GH通过EF连接为整体，在其正对的矩形区域PMNQ(P'M'N'Q')中产生匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向竖直向下，矩形区域外磁场忽略不计。PM(P'M')边界长为L1(L1
(2)当磁场的QN(Q'N')边界刚扫上金属杆时，电阻R上的电压值和热功率；
(3)若磁场的PM(P'M')边界恰好扫到金属杆时，金属杆中的自由电子定向移动速度是磁场的QN(Q'N')边界刚扫上金属杆时定向移动速度的，且从磁场的QN(Q'N')边界刚扫上金属杆到磁场的PM(P'M')边界恰好扫到金属杆的过程中，电阻R上产生的热量为Q。求外力对磁场生成装置所做的功W和磁场MN(M'N')边界长L2的大小。
15.(16分)如图所示一滑板的上表面由长度为L的水平部分AB和四分之一光滑圆弧BC组成，两部分在B点平滑连接，A、C为端点，滑板静止于光滑的水平地面上。物体P(视为质点)置于滑板上面的A点，物体Р与滑板水平部分AB有摩擦，动摩擦因数为()。一长为L不可伸长的细线，一端固定于О点，另一端系一质量为m。的小球Q(视为质点)，小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球Q拉至与O'同一高度(细线处于水平拉直状态)，然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体Р发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，物体Р将在滑板上向左运动，通过B点后又返回，最终相对滑板静止于水平部分AB上的某点。已知物体P的质量为m，滑板的质量为2m，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
(1)求小球Q与物体Р碰撞后瞬间，物体P和小球Q的速度大小；
(2)若碰后小球Q的最大摆角小于5°，且物体Р在相对滑板反向运动过程中相对地面有向右运动的速度，要实现上述运动过程，求的取值范围(计算结果用和cos5°表示)；
(3)若=1.1m，=0.4，cos5°=0.996，物体Р在滑板上往返运动，最终相对滑板静止于水平部分AB上的某点，此时小球Q恰好是碰后第2024次回到最低点。求物体Р两次经过B点的时间间隔(计算结果用g和L表示)。
雅礼中学2024届模拟试卷(二)物理参考答案
一、单选题(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)
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B C D C D A
1.B 【解析】A.射线是因核能级间的跃迁而产生，原子核衰变和核反应均可产生射线；X射线是原子内层电子跃迁时产生的，紫外线、可见光，红外线是原子外层电子跃迁时产生的，故A错误；B.射线不带电，在磁场中不发生偏转，在星系间传播时，不受星系磁场的影响，故B正确；C.射线属于高频电磁波，它们在真空中的传播速度是相等的，故C错误；D.射线是波长很短、频率很高的光子流，故D错误。
2.C【 解析】A.由图可知，时刻手机开始接触地面，则0~内做自由落体运动，释放时，手机离地面的高度为，故A错误；B由图可知，时刻手机开始接触地面，时刻手机开始离开地面，则手机第一次与地面碰撞的作用时间为，故B错误；C.由图可知，时刻手机的加速度最大，此时手机受到地面的弹力最大，手机处于最低点，手机的速度为零，则0~时间内手机的速度变化量为零，根据a-t图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知0~内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等，故C正确；D.由图可知，时刻手机的加速度最大，且方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得，可得，手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍，故D错误。
3.D 【解析】双曲线中，半实轴长a=4cm，点A和点B到两个波源的路程差等于实轴长，即为8cm，波的波长为4cm，故点A和点B到两个波源的路程差等于波长的2倍；点C和点D到两个波源的路程差为零；两个波源的频率相同，但起振方向不一定相同，故若A，B振动加强，则C、D一定振动加强，故ABC错误，D正确。
4.C 【解析】A.发射的火箭携带飞船最终绕月球运动，还是在地月系内，则发射速度大于7.9km/s小于11.2km/s，A错误；B月面着陆器下降着陆过程速度要减小，B错误；卫星绕着星球表面做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有，可得，则载人飞船在环月轨道匀速圆周运动的速度和近地卫星的线速度之比为，则有载人飞船在环月轨道匀速圆周运动的运行速度小于近地卫星的线速度(即地球的第一宇宙速度)，C正确；D.载人飞船在月球表面上方约200km处环月匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有，=6400km，h=200km，=9.8m/s2，则飞船的周期约为≈118min，故D错误。
5.D 【解析】A.由于三个灯泡功率相同，额定电流相同，且均正常发光，根据原副线圈中电路的串并联特点可知，而原副线圈匝数比等于电流的反比，可得，故A错误；B图示位置，线圈中的磁通量为零，但此位置线圈中磁通量的变化率最大，故B错误；C.若把副线圈上的小灯泡L2去掉，则副线圈回路中的总电阻增大，电流减小，灯泡L3将变暗，故C错误；D线圈转动产生的感应电动势的最大值为，根据可知，原线圈两端的功率为2P，线框转动提供的总功率为3P，则线圈转动时输出电压的有效值，而根据最大值与有效值之间的关系，联立可得，故D正确。故选D。
6.A 【解析】B.小球进入玻璃管中后，无论是否加磁场，则竖直方向均做自由落体运动，可知加磁场后小球离开管口的时间等于没加磁场时的时间，B错误；ACD.加磁场后，因磁场方向竖直向上，磁感应强度B随时间均匀减小，根据楞次定律可知，产生感应电场的方向俯视逆时针方向，与带正电的小球的初速度方向相同，可知小球水平方向将不断被加速，则加磁场后小球离开管口的速率大于没加磁场时的速率，离开玻璃管的机械能一定增加，小球与地球组成的系统机械能不守恒，根据，可知加磁场后因磁场逐渐减弱，则小球对玻璃管的压力不一定不断增大，选项A正确，CD错误。故选A。
二、多选题(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 BD AD ACD
7.AC 【解析】A.在O1，O2两点分别固定电荷量大小相等的异种点电荷，设O1处为正点电荷，O2处为负点电荷，C点，D点电场强度大小相等、方向相同，故A正确；B.AB为等量异种电荷连线的中垂线，根据等量异种电荷电势分布特点可知，中垂线为一等势线，所以把电子由A沿直线移到B的过程中，电子的电势能保持不变，故B错误；C.根据等量异种电荷中垂线电场分布特点可知，O点为中垂线上场强最大的点，则把质子由A沿直线移到B的过程中，场强先变大后变小，质子所受电场力先增加后减小，故C正确；D.由于等量异种电荷中垂线上的场强方向与中垂线垂直，所以将一电子(不计重力)从A点由静止释放，在A处受到的电场力与AB直线垂直，电子不可能沿直线在AB间做往返运动，故D错误。
8.BD 【解析】A.由图中各色光的折射程度可知c光的折射率最大，根据可知，c光在棱镜中的速度最小，故A错误；B.c光的折射率最大，则频率最大，根据光电效应方程可知c光打出的光电子的遏止电压最大，故B正确；C.c光的频率最大，则波长最小，根据干涉条纹间距公式，可知c光双缝干涉条纹宽度最小，故C错误；D.B、C，D处均为直角，根据光的反射定律结合几何关系可知从CD面出射时a光、b光，c光互相平行，故D正确；故选BD。
9.AD 【解析】A.由题可知，垂直纸面向里的匀强磁场产生指向圆心方向的洛伦兹力提供向心力，洛伦兹力为，故A正确；B受力分析可得，粒子运动过程中还受到垂直纸面的洛伦兹力和电场力，垂直纸面方向受力平衡，设带电粒子运动轨迹上各点辐射状磁场的磁感应强度的大小为B1，，则有，解得，故B错误；C.由向心力公式可得，则粒子做匀速圆周运动的半径为，由于B和B1关系未知，故C错误；D.带点粒子做圆周运动的周期为，粒子形成的等效电流为，故D正确。故选AD。
10.ACD 【解析】A.缓慢旋转过程中两轴心之间的距离保持不变，转动时两平行板的垂直距离变小，设转动的角度为α，两轴心的距离为d，两极板间的电势差为U，则转动后的电场强度为，根据匀强电场的场强与电势差和板间距离关系得两板间匀强电场的场强将变大，A正确；BCD.未转动前，绳子拉力，电场力与小球的重力关系，，当转动角度为α，小球依然受重力、电场力和拉力，再次沿水平方向和竖直方向正交分解，根据平衡条件得，，则电场力水平方向分力不变，即细线水平方向分力不变，竖直方向分力变大，可知小球静止时细线与竖直方向夹角θ将变小；细线的拉力增大，CD正确，B错误。故选ACD。
三、实验题(本题共2小题，共14分)
11.(4)0.68(2分)；(5)如图(2分)；变小(2分)
【解析】根据s=0.2s，计算可得m/s≈0.68m/s，描点如图所示，v-t图像斜率表示加速度大小，故由图像可知小车启动过程加速度变小。
12.(1)0.715/0.714/0.716(2分)
(2)0(1分)；(1分)，(1分)
(3)滑动触头T(1分)，电阻线ab段长度为(1分)，(1分)
【解析】(1)电阻线的横截面直径D=0.5mm＋21.5×0.01mm=0.715mm.
(2)单刀多掷开关K从“0”挡调到“1”挡，再调节滑动变阻器RP的滑片P，使灵敏电流计G示数为0，此时，标准电源的内电压0；定值电阻RS两端电压是ES；通过定值电阻RS的电流强度；
(3)保持滑动变阻器RP的滑片Р不动，将K置于“2”挡，调节滑动触头T；测量电阻线ab段长度为；由电压规律，，解得待测电源的电动势为.
四、解答题(本题共3小题，共42分)
13.(12分)【解析)(1)从A→B过程气体发生等容升压，气体温度升高；从B→C过程，气体绝热膨胀，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减少，温度降低；从C→D过程气体发生等容降压，气体温度降低；从D→A过程，气体绝热压缩，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高；
可知在一个冲程内燃烧室内，B状态的温度最高…....…(2分)
根据……...….................…(2分)
解得在一个冲程内燃烧室内能达到的最高温度为K=900K……(2分)
(2)在经历B→C的绝热膨胀过程中，由于气体对外做功驱动汽车前进，使得气缸内温度降低了300K，膨胀结束到达状态C时，燃烧室内压强降低到125kPa，可知-300K=600K.……(1分)
=125kPa，根据理想气体状态方程可得...…................(2分)
可得该汽油机的压缩比为....................................…...(3分)
14.(14分)【解析】(1)磁场生成装置以水平速度v向右匀速地扫过金属杆，则相对于磁场生成装置，金属杆向左运动，根据右手定则，金属杆中电流的方向向下，则电阻R中的电流方向为；b→R→a方向……(2分)
(2)根据法拉第电磁感应定律，金属杆上产生的电动势为……(2分)
则R上的电压为……..............…..……(2分)
R上的热功率为.....................................….(2分)
(3)因为金属杆中的自由电子定向移动速度是磁场的QN(Q'N')边界刚扫上金属杆时定向移动速度的，即金属杆中的电流变为原来的，根据可得，产生的感应电动势也变为原来的，设此时金属杆的速度大小为，则…...........................…(l分)
，解得...……(1分)
根据功能关系，外力做功转化为系统的焦耳热和金属杆的动能，系统的焦耳热为……(1分)
则外力做功为.........(1分)
对金属杆，整个过程根据动量定理..…...…(1分)
又q=It，根据法拉第电磁感应定律，，，
以上各式联立，解得.....................................................(1分)
15.(16分【解析】(1)在Q下落过程中有……................….(2分)
在P、Q碰撞过程中有
….........................................…(2分)
联立得，……(2分)
(2)碰后Q的最大摆角小于5°，需要.........…(1分)
解得..................................….……(1分)
对Р在板上由A到B过程中有……(1分)
……..………….……………….........................….(1分)
将以上两式联立得
Р第一次到达B点的速度为，
P第二次到达B点的速度为
要求Р有相对地面向右的速度，说明要小于零且判别式大于零，则(1分)
联立可得……...............................….(l分)
(3)当时，Q碰后的速度为
Q再次上升的过程中
解得≈0.998>0.996，所以θ<5°，
即Q碰后做简谐运动，……(1分)
又，A到B过程中有.................................................….(1分)
对Р与滑板整体有....…(1分)
P从第一次经过B点到相对于滑板静止过程中有
所求时间，
综上求得..................(1分)
