2024届江西省宜丰中学模拟预测物理试卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则a光频率最高
2．磁悬浮地球仪内部存在永磁铁，当底座通电后地球仪可以悬浮在空中，用手转动地球仪，可生动地展现地球在太空中的形态。若用手触碰地球仪使其偏离平衡位置少许，底座中的霍尔元件能检测到磁场的变化，松手后，负反馈机制会使地球仪重新回到平衡位置不掉落，下列说法中错误的是（ ）
A．地球仪悬浮时处于失重状态 B．地球仪利用了电流的磁效应
C．地球仪能够持续转动是因为具有惯性 D．地球仪利用磁场将南北极锁定，使其只能绕地轴旋转
3．卫星失效后一般有“冰冻”和“火葬”两种处理方案，对于较低轨道的“死亡”卫星，备用发动机使其快速转移到更低的轨道上，最终一头扎入稠密大气层，与大气摩擦燃烧殆尽；对于较高轨道的“死亡”卫星，备用发动机可将其抬高到比地球同步轨道高300千米的“坟墓轨道”实施高轨道“冰冻”。下列说法正确的是（ ）
A.“死亡”卫星进入“坟墓轨道”后速度变大 B.实施低轨道“火葬”时，备用发动机对卫星做正功
C.实施高轨道“冰冻”时，备用发动机对卫星做负功
D.卫星在“坟墓轨道”上运行的加速度小于在地球静止轨道上运行的加速度
4．燃油汽车点火系统的基本结构如图所示，主要部分由直流电源E、保护电容C、电阻R、理想变压器、火花塞等构成，已知直流电源的电动势为12V，火花塞内两触点之间要产生30kV电压，才能产生电弧将油气点燃，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:100，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，电容C将进行充电
B．开关S闭合瞬间，变压器副线圈两端电压最高可达30kV
C．开关S断开瞬间，若要将油气点燃，变压器原线圈至少需产生300V电压
D．开关S断开后，电容器将先放电后充电
5.两端封闭、粗细均匀的玻璃管内一段水银柱将内部的理想气体分隔成A、B两段，当玻璃管竖直静止时，A、B两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转180°,再次平衡时，A、B两段的长度之比为1:2，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.图甲中A、B两段气体的压强的比值为
B.图甲中A、B两段气体的压强的比值为
C.图乙中A、B两段气体的压强的比值为
D.图乙中A、B两段气体的压强的比值为
6．如图所示，倾角为37°的斜面固定在水平面上，小球从斜面上M点的正上方0.2 m处由静止下落，在M点与斜面碰撞，之后落到斜面上的N点。已知小球在碰撞前、后瞬间，速度沿斜面方向的分量不变，沿垂直于斜面方向的分量大小不变，方向相反，sin37°=0.6，cos37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s ，忽略空气阻力，则小球从M点运动至N点所用的时间为（ ）
A.0.2 s B.0.3 s C.0.4 s D.0.5 s
7．如图甲所示，光滑的绝缘水平桌面上静止着一松软的不可伸长的带电绳，总电荷量为（q>0），绳上的电荷和绳的质量都均匀分布，绳的两端分别固定在M、N两点的绝缘钉上，绳NP段的长度为总长度的。若在空间中加上垂直于M、N连线且与桌面平行的匀强电场，电场强度大小为E，带电绳静止时如图乙所示，此时绳上P点的张力大小为，则此时处于M点的绝缘钉受到的绳的拉力大小为（ ）
A． B． C． D．qE
8．海啸常由海底地震引起，是一种破坏性海浪，能传播很远距离，而能量损失很少。某次海啸的传播波速、波长随海水深度的变化如图所示。以下说法正确的是（ ）
A．随着海水深度减小，波长减小
B．随着海水深度减小，波速增大
C．随着海水深度减小，海啸的波浪高度也会减小
D．海啸传播的周期约为0.3h
9．如图所示，固定的L形光滑细杆，一边水平，另一边竖直，两弹性小球A、B分别套在两细杆上，两球之间用轻质弹性绳连接，A、B两小球的质量分别是M、m。现在用手将两球沿杆向外拉，小球B受到方向沿杆向下、大小为mg的拉力作用，弹性绳在弹性限度内伸长，一段时间后达到平衡状态，此时小球B距竖直杆顶端的距离为H。某时刻由静止同时释放两小球，当竖直杆上的小球B恰好到达杆顶部时，水平杆上的小球A的速度大小为v，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A.人手刚释放时，小球B的加速度大小为g
B.小球B到达杆顶端时，弹性绳的弹性势能可能为零
C.弹性绳最初的弹性势能可能为Mv +mgH
D.弹性绳对两小球做的功一定相等
10．如图所示，在竖直方向上有两个相邻且互不影响的有界匀强磁场I、II，两磁场的磁感应强度大小相等，方向分别垂直纸面向外和垂直纸面向里，磁场宽度均为。有一边长的正方形闭合线框abcd，从磁场外距离磁场处由静止开始下落后垂直进入磁场，当线框ab边刚进入磁场I区域时恰好做匀速运动，进入磁场II区域的某位置后线框又开始做匀速运动。已知线框的质量，重力加速度g取，不计空气阻力。以下说法正确的是（ ）
A．线框在磁场I和II中做匀速运动时ab边上感应电流方向都是a→b
B．线框ab边刚穿出磁场II时的速度大小为
C．线框ab边在磁场I和II中运动的总时间为2.35s
D．线框ab边在磁场I和II中运动的过程中，线框产生的内能为3.6J
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）图甲为利用双缝干涉仪测量单色光波长的实验装置，已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。小明同学在实验过程中，用某种单色光进行实验得到的干涉条纹如图乙所示，请回答下列问题：
(1)将测量头的分划板中心刻线分别与A、B两条亮纹的中心对齐，A位置对应的读数为，B位置对应的读数为，则相邻亮纹间距表示为 。
(2)该单色光的波长可表示为 （用L、d、表示，的结果不用代入表达式）
(3)关于实验过程的具体操作，以下说法正确的是______。
A．实验中发现条纹太密，可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光
B．若双缝间距测量值偏大，则波长的测量值偏大
C．减小双缝间距，测得相邻条纹间距变小
D．在测量条纹间距时，若条纹数少记录一条，则波长的测量结果偏小
12．（9分）色环电阻是电阻封装后在其表面涂上一定颜色的色环，并用色环的颜色来代表电阻的阻值。在家用电器、电子仪表、电子设备中常常可以见到。四环电阻使用规则如下表所示，第一色环表示阻值的最大一位数字，第二色环表示阻值的第二位数字，第三色环代表倍率，第四色环代表误差。
某四环电阻第一环为棕色，第二环已经掉色，第三环为棕色，第四环为红色。某实验小组为了给它添色，需要利用以下实验器材较为准确地测量其阻值：
电压表 V (量程为3V，内阻很大)，
电流表A(量程为1mA,内阻为120Ω),
电源E（电动势约为4V，内阻不计），
滑动变阻器(最大阻值可选10Ω或5kΩ)，
定值电阻(阻值可选5Ω或24Ω),
开关S，导线若干。
(1)按图()所示连接电路；要求通过的电流可在0~25mA范围内连续可调，图（a）中的R应选最大阻值为 (填“10Ω”或“5kΩ”)的滑动变阻器，应选阻值为 (填“5Ω”或“24Ω”)的定值电阻；
(2)测量多组数据可得的伏安特性曲线。若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图（b）和图（c）所示，则此时两端的电压为 V，流过的电流为 mA，此组数据得到的的阻值为 Ω。（结果均保留3位有效数字）
(3)该检测色环电阻第二色环的颜色为 色。
13．（10分）某小区在景观水池底部安装了一个景观灯，为了实现灯光管理，在灯S（点光源）的正上方安装了一个可以上下调节的半径为R的圆形遮光罩，当遮光罩距池底高为R时，恰没有灯光射出水面，当遮光罩与水面齐平时，恰能照亮楼房A点，楼房A点距灯S的水平距离为51R，已知水深，光在空气中速度为c，求：
（1）水的折射率；
（2）光由S到A的时间。
14．（12分）如图所示，某固定装置由长度的水平传送带，圆心角、半径的两圆弧管道BC、CD组成，轨道间平滑连接。在轨道末端D的右侧光滑水平面上紧靠着轻质小车，其上表面与轨道末端D所在的水平面平齐，右端放置质量的物块b。质量的物块a从传送带左端A点由静止释放，经过BCD滑出圆弧管道。已知传送带以速度顺时针转动，物块a与传送带及小车的动摩擦因数均为，物块b与小车的动摩擦因数，其它轨道均光滑，物块均视为质点，不计空气阻力。
（1）求物块a和传送带之间因摩擦产生的热量Q；
（2）求物块a 到达D点时对管道的作用力FN；
（3）要使物块a恰好不与物块b发生碰撞，求小车长度的最小值d。
15．（17分）如图甲所示，半径为R的圆形区域内存在辐向电场，电场方向由圆心沿半径向外，电场强度大小E随距圆心O的距离x的变化如图乙所示，图中为已知量。圆形区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m，电荷量为的带电粒子，从圆心O点由静止释放，粒子沿半径OP运动至虚线边界上的P点进入磁场偏转再返回电场，粒子每次到达O点后沿进入电场的路径返回磁场，最后刚好沿PO方向回到O点，这个过程中粒子在磁场中运动的总时间记为（未知）。已知磁场的磁感应强度，不计带电粒子的重力。求：
（1）带电粒子经过P点时的速度大小；
（2）的大小；
（3）若改变带电粒子的释放位置，将带电粒子在OP之间的某点Q（图中未标出）释放，粒子经过一段时间后沿PQ方向第一次回到释放点Q，该过程粒子在磁场区域运动的总时间为。求粒子释放点Q到P点的可能距离。
2024届江西省宜丰中学模拟预测物理试卷参考答案
1．B【解析】A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，半衰期只适用大量原子核的衰变，所以经过45亿年，10个铀238不一定有5个发生衰变，故A错误；B．图乙中氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，故B正确；C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，跃迁路径可能为、、、，所以最多可以放出3种不同频率的光，故C错误；D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，根据，，由图像可知，c光对应的遏止电压最大，则c光对应的光电子最大初动能最大，c光频率最高，故D错误。
2．A【解析】地球仪悬浮时处于平衡状态，A错误，故选A。
3．D【解析】坟墓轨道在地球同步轨道上方300千米，此轨道卫星的速度、加速度均较小，选项A错误、D正确；备用发动机对卫星做正功，卫星的轨道将变高，备用发动机对卫星做负功，卫星的轨道将变低，选项B、C均错误。
4．C【解析】A．开关S闭合时，电容C被短路，不会充电，故A错误；B．开关S闭合瞬间，变压器原线圈两端电压不会超过电源的电动势，则副线圈两端电压不超过1200V，故B错误；C．开关S断开瞬间，变压器副线圈两端电压可达30kV，则原线圈至少需产生300V自感电压，故C正确；D．开关S断开后，由于变压器原线圈发生自感，电容器将先充电再放电，故D错误。
5．B【解析】设题图甲中A、B两段气体的压强分别为PA、pB,题图乙中A、B两段气体的压强分别为pA’、pB’,设水银的密度为ρ，水银柱的高度为h，若题图甲中A、B两段气体的长度均为3L,则题图乙中A、B两段气体的长度分别为2L、4L，有pB - pA= ρgh，pA’ - pB’=pgh,3pAL=2pA'L,3pBL=4pB'L,K1=，K2=,解得K1=，K2=，选项B正确。
6．C
7．D【解析】绳上取一点Q，使得绳QM段的长度为总长度的，根据对称性可知Q点拉力等于P点拉力，对PQ整体分析可知，沿电场方向有，解得，
根据题意绳上P点的张力大小为，则，再对PN段分析可知
，，解得。
8．AD【解析】AB．由图数据可知，随着海水深度减小，波长减小，波速减小，故A正确，B错误；C．由图可知，随着海水深度减小，海啸的波浪高度会增大，故C错误；D．由图数据可知，海啸传播的周期约为，故D正确。
9.ABC【解析】开始时小球B处于平衡状态，说明弹性绳对小球B的作用力的竖直分量为2mg，人手刚释放时，小球B受到竖直向上的大小为mg的合力作用，根据牛顿第二定律可得，此时小球B的加速度大小为g，A正确；小球B到达杆顶端时速度为零，小球A的速度为v，此时弹性绳可能无弹性形变，即弹性绳的弹性势能可能为零，根据机械能守恒定律可得弹性绳最初的弹性势能可能为Mv +mgH,B、C正确；绳对两小球的弹力总是等大，但是两小球的运动方向不同，根据W=Flcos α可知，弹性绳对两小球做的功不一定相等，D错误。
10．BC【解析】A．线框ab边在磁场I中匀速运动时，感应电流b→a,线框ab边在磁场II中匀速运动时，感应电流a→b，A选项错误；B．由于加速度方向与速度相反，线框做减速运动，安培力随着速度减小而减小，加速度也减小，当加速度为零时，做匀速直线运动，直到线框穿出磁场II，设此时的速度为，根据平衡条件有，解得，B选项正确；C．在磁场I区域时做匀速运动的时间为，在磁场II区域时有，根据动量定理有，解得，线框ab边在磁场I和II中运动的总时间为，C选项正确；D．线框ab边在磁场I和II中运动的过程中，根据动能定理有，解得，D选项错误。
11．（6分）
【答案】(1)（2分） (2)（2分） (3)AB（2分）
【解析】（1）[1]相邻亮纹间距表示为；
（2）[2]根据双缝干涉条纹间距公式,单色光的波长可表示为；
（3）[3]A．根据双缝干涉条纹间距公式,实验中发现条纹太密，可通过调换滤光片用波长更长的可见光作为入射光，从而增大双缝干涉条纹间距，A选项正确；B．由（2）可知单色光的波长可表示为，若双缝间距测量值偏大，则波长的测量值偏大，B选项正确；C．根据双缝干涉条纹间距公式，减小双缝间距，测得相邻条纹间距变大，C选项错误；D．在测量条纹间距时，若条纹数少记录一条，偏大，则波长的测量结果偏大，D选项错误。
12．（9分）
【答案】(1) 10Ω（1分），5Ω（1分）
(2)2.90（2分），20.5（2分），141Ω（2分）
(3)黄（1分）
【解析】（1）[1][2]由图()可知滑动变阻器为分压式连接,做分压式使用时，滑动变阻器阻值越小越方便调节，故图（a）中的R应选最大阻值为10Ω，由并联电路特点得，I=25mA，IA=1mA，解得R0=5Ω；
（2）[3][4][5]由图（b）可知两端的电压为2.90V，由图（c）可知流过的电流为,根据欧姆定律可知Rx=1000Ω=141Ω
（3）[6]根据第2问计算知Rx阻值为141.5Ω，表示阻值的第二位数字为4，根据表格可知该检测色环电阻第二色环的颜色为黄色
13．（10分）
【答案】（1）(4分)；（2）（6分）
【解析】（1）根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可得
解得
则折射率
（2）水中光速
又有
则
又，
在O点，根据折射定律，
根据几何关系，
则
即S到A历时：
14．（12分）
【答案】（1）30J（4分）（2）6N，方向竖直向上；（4分）（3）2m（4分）
【解析】（1）对小物块分析有.........1分
设小物块一直加速到传送到右端点时，其速度为，有
解得.........1分
所以在小物块a到达传送带右侧时并没有加速到与传送带共速，设该过程时间为t，
有，该时间传送带的位移为，有
物块a相对传送带的位移为.........1分
摩擦产生的热量为.........1分
（2）由题意可知圆弧轨道光滑，所以从B到D，由动能定理有
.........1分
在D点有.........1分
解得.........1分
由牛顿第三定律可知，FN`=，方向竖直向上。.........1分
（3）当物块滑上小车后，由于.........1分
所以小车与物块a保持相对静止，而物块b相对于小车发生滑动，当两者速度相同时，为物块a与物块b相碰的临界状态，其运动示意图如图所示
该过程由动量守恒有.........1分
能量守恒方面有.........1分
解得.........1分
15．（17分）
【答案】（1）（4分）（2）（5分）（3），（8分）
【解析】（1）根据乙图，图中图线所围成面积代表电势差，则.........2分
由动能定理可得.........1分
解得.........1分
（2）设带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r，根据题意作轨迹图，
由向心力公式得.........1分
设，由几何关系可知
解得，所以.........1分
粒子在磁场中运动过程所转过的角度为.........1分
粒子在磁场中运动总时间
粒子在磁场中运动周期为.........1分
解得.........1分
（3）如图，设改变释放位置后，粒子在磁场中第一次从S点回到电场区域，令，粒子在磁场中运动的圆弧所对圆心角为，
根据题意可知，
粒子在磁场中运动总时间为3，所以，其中n和N均为正整数.........1分
由题意可知
联立以上公式得，所以.........1分
①当n=13，N=1，由几何关系可得，则.........1分
由洛伦兹力提供向心力公式得.........1分
由动能定理可得.........1分
解得.........1分
②当n=11，N=2时，由几何关系可得.........1分
同理解得.........1分
