2024年高考第三次模拟考试题：物理（重庆卷）（ 全解全析）

这是一份2024年高考第三次模拟考试题：物理（重庆卷）（ 全解全析），共19页。

注意事项：
1．答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2．答第1至10题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。
3．答第11至15题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
5．考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，质量为m的手机放置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为θ。重力加速度为g，手机始终保持静止状态。则（ ）
A．手机对支架的压力大小为mg，方向垂直于斜面向下
B．手机受到的摩擦力大小为mgsinθ，方向沿斜面向上
C．若θ增大，则支架对手机的摩擦力随之减小
D．若θ增大，则支架对手机的支持力保持不变
1．【答案】B
【详解】AB．手机处于静止状态，对手机受力分析，设手机受到的支持力为，摩擦力为，根据共点力平衡条件有
根据牛顿第三定律可知手机对支架的压力大小与手机受到的支持力大小相等，为，方向垂直于斜面向下 。手机受到的摩擦力大小为，方向沿斜面向上，故A错误，B正确；
C．由
可知若增大，增大，则支架对手机的摩擦力随之增大，故C错误；
D．由
若θ增大，减小，则支架对手机的支持力减小。故D错误。
故选B。
2. 手机自动计步器的原理如图，电容器的一个极板M固定在手机上，另一个极板N与两个固定在手机上的轻弹簧连接，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。下列对传感器描述正确的是（ ）
A．匀速运动时，电阻R以恒定功率发热
B．由向前匀速突然减速时，电容器的电容减少
C．保持向前匀减速运动时，MN之间的电场强度持续增大
D．由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
2.【答案】D
【详解】A．匀速运动时，N极板位置保持不变，电容器电荷量不变，定值电阻 中没有电流，电阻 没有发热功率，故A错误；
B．由向前匀速突然减速时，N极板向前运动，极板距离减小，根据可知电容器的电容增大，故B错误；
C．保持向前匀减速运动时，N极板受力保持不变，N极板位置保持不变，极板电压不变，极板距离不变，则MN之间的电场强度保持不变，故C错误；
D．由静止突然向前加速时，N极板向后运动，极板距离增大，根据，可知电容器的电容减小，可知电容器所带电荷量减小，电容器放电，由于N极板带负电，可知电流由b向a流过电流表，故D正确。
故选D。
3. 图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线。下列说法正确的是（ ）

A．a光的频率等于c光的频率
B．b光的波长大于c光的波长
C．当开关断开时，电流表的示数为零
D．若光照强度相同，A、K间的正向电压一定，a光照射时饱和电流最小
3.【答案】A
【详解】A．根据
可得
a光与c光的截止电压相等，b光的遏止电压大于c光，所以a光的频率等于c光的频率，b光的频率大于c光，又由
可得b光的波长小于c光的波长，故A正确，B错误；
C．当开关断开时，图线中U为0，此时电流表的示数不为零，故C错误；
D．由于a光的频率等于c光的频率，b光的频率大于c光，所以单个光子能量b光最大，所以光强相同时，b光的光子数最少，A、K间的正向电压一定时，饱和电流最小。故D错误。
故选A。
4. 如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（ ）
A．小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下
B．小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向
C．从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变
D．从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功
4.【答案】D
【详解】A．小球经过A点时，合外力提供向心力，则当小球速度较小时
则所受杆的作用力竖直向上；当小球速度较大时
则所受杆的作用力竖直向下；当小球速度
则杆对小球无作用力。故A错误；
B．合外力提供向心力，小球受重力和杆给的作用力，则小球所受杆的作用力为右上方。故B错误；
C．A点和C点处重力与速度方向垂直，则小球重力的功率为0，B点处重力与速度共线，故重力功率不为0，则从A点到C点的过程，小球重力的功率先增大再减小。故C错误；
D．A到C的过程中，重力做正功，根据动能定理可知
故杆对小球的作用力做负功。故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=30°固定，导轨间距离为l＝1m，电阻不计，一个阻值为R0的定值电阻与可变电阻并联接在两金属导轨的上端，整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B＝1T。 现将一质量为m、不计电阻的金属棒MN从图示位置由静止开始释放，金属棒下滑过程中与导轨接触良好，且始终与导轨保持垂直，改变可变电阻的阻值R，测定金属棒的最大速度v，得到的关系如图乙所示，g取10 m／s2。 则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒的质量m＝1kgB．金属棒的质量m＝2kg
C．定值电阻R0＝2ΩD．定值电阻R0＝4Ω
5.【答案】C
【详解】金属棒以速度vm下滑时，由法拉第电磁感应定律得
E＝Blvm
由闭合电路欧姆定律得
当金属棒以最大速度vm下滑时，由平衡条件得
BIl－mgsin θ＝0
联立解得
由图象可得
＝1
解得
m＝0.2kg，R0＝2Ω
故选C。
6. 如图所示为一含有理想变压器的交流电路，，理想电流表的示数为1A，两个标有“5V，10W”的灯泡正常发光，则下列说法正确的是（ ）

A．流过电阻R的电流为4AB．理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4
C．原线圈两端的电压峰值为D．原线圈的输入功率为10W
6.【答案】A
【详解】A．灯泡的额定电流为
两灯泡并联，则流过电阻R的电流为
A正确；
B．根据
B错误；
C．副线圈电压为
根据
解得
则原线圈两端的电压峰值为，C错误；
D．原线圈的输入功率为
D错误。
故选A。
7. 如图所示，质量为3kg的物块静置于足够大的光滑水平地面上，光滑轨道的BC部分为半径为R的四分之一圆弧，CD部分水平。质量为1kg的小球（可视为质点）从圆弧轨道顶端B正上方的A点由静止自由落下，与圆弧相切于B点并从B点进入圆弧。已知AB=CD=R=0.3m，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）

A．物块对小球不做功
B．物块的最大速度为1m/s
C．两者分离时物块移动了0.3m
D．物块对地面的最大压力为70N
7.【答案】B
【详解】A．小球对物块做正功，物块对小球做负功，故A错误；
B．系统在水平方向动量守恒，有
根据能量守恒有
解得
，
故B正确；
C．小球的水平分速度始终为物块速度的3倍，结合几何关系得两者分离时物块移动了
故C错误；
D．小球在C点时对物块的压力最大，此时物块没有加速度，以物块为参考系（此时为惯性系），小球此时相对圆心的速度为，对整体应用牛顿运动定律有
故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全得3分，选错得0分。
8. 2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h（约为400km），地球视为理想球体质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．航天员漂浮在组合体中，处于平衡状态
B．地球的平均密度可表示为
C．组合体轨道处的重力加速度为
D．组合体的运行速度为
8.【答案】BC
【详解】A．航天员漂浮在组合体中，航天员绕地球做匀速圆周运动，航天员受到地球的万有引力提供所需的向心力，航天员不是处于平衡状态，A错误；
B．物体在地球表面受到的万有引力等于重力，则有
解得地球质量为
又
联立解得地球的平均密度为
B正确；
C．设组合体轨道处的重力加速度为，则有
解得
C正确；
D．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
解得
D错误。
故选BC。
9. 将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是（ ）

A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度相同
B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大
C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最少的
D．物块沿着1和2下滑到底端的过程，产生的热量是一样多的
9.【答案】BD
【详解】AB．设任意一斜面倾角为，斜面的长度为L，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为
Lcsθ即为斜面底边的长度，设物体滑到底端时的速度为v，根据动能定理得：
根据图中斜面高度和底边长度可知，滑到底边时速度大小关系为
即沿着1下滑到底端时，物块的速度最大，故A错误，B正确。
CD．摩擦生热等于物块克服摩擦力做功，即
由图可知1和2底边相等且小于3的底边，故摩擦生热关系为
即物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，故C错误，D正确；
故选BD。
10. 如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外，P(－eq \r(2)L,0)、Q(0，－eq \r(2)L)为坐标轴上的两点．现有一质量为m、电荷量为e的电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则下列说法中正确的是( )
A．若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动时间可能为eq \f(πm,2eB)
B．若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动路程可能为eq \f(πL,2)
C．若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间一定为eq \f(2πm,eB)
D．若电子从P点出发恰好第一次经原点O到达Q点，运动路程可能为πL或2πL
10.【答案】ABD
【解析】 电子在磁场中做圆周运动，从P点到Q点运动轨迹可能如图甲或图乙所示，电子在磁场中的运动周期为T＝eq \f(2πm,eB)
设电子在PO段完成n个圆弧，则电子从P点出发恰好经原点O点的时间为
t＝neq \f(90°,360°)T＝eq \f(nπm,2eB)，n＝1、2、3……
所以若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动时间可能为eq \f(πm,2eB)，则A正确；电子在磁场中做圆周运动的半径为r，由几何关系可得neq \r(2)r＝eq \r(2)L
电子从P点出发恰好经原点O，运动路程为s＝neq \f(πr,2)
当n＝1时s＝eq \f(πL,2)
所以若电子从P点出发恰好第一次经原点O，运动路程可能为eq \f(πL,2)，则B正确；电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间为t＝nT＝eq \f(2nπm,eB)，n＝1、2、3…，所以若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动时间可能为eq \f(2πm,eB)，则C错误；若电子从P点出发经原点O到Q点，运动轨迹可能如图甲、乙所示，若电子在PO段完成n个圆弧，那么关于电子的运动路程，n为奇数时为2πL，n为偶数时为πL，故D正确．
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题：本题共2小题，共15分。第11题7分 ，第12题8分。
11. 实验小组采用如图所示的装置进行了弹性碰撞的实验验证。
a. 在木板表面先后钉上白纸和复印纸，并将木板紧贴槽口竖直放置，使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
b. 将木板向右平移适当的距离固定，再使小球A从原固定点C由静止释放，撞到木板上留下痕迹；
c. 把半径相同的小球B（质量小于小球A）静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球A仍从原固定点C由静止释放，与小球B相碰后，两球撞在木板上留下痕迹；
d. M、P、N三点为球撞到木板上留下的痕迹，用刻度尺测量纸上O点到M、P、N三点的距离分别为。
已知放小球B之前，小球A落在图中的P点，则小球A和B发生碰撞后，
（1）球A的落点是图中的________点；
（2）球B的落点是图中的__________点；
（3）若两球发生的是弹性碰撞，应满足的表达式为____________。
11.【答案】
（1）N （2分）；
（2）M （2分）；
（3）（3分）
【详解】（1）（2）小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为，由平抛运动规律得水平方向有
竖直方向有
解得
放小球B之前，小球落在图中的点，设的水平初速度为，小球和B发生碰撞后，球的落点在图中的点，设其水平初速度为，球B的落点是图中的点，设其水平初速度为。
（3）小球碰撞的过程中若动量守恒，则
若两球发生的是弹性碰撞，可得
联立，可得
即
则
12. 某同学用如下器材来测量电压表的内阻.
A．待测电压表（量程0~3V，内阻为几千欧）
B．电池组（电动势约3V，内阻可忽略）
C． 电阻箱R（0~9999. 9Ω）
D．开关和导线若干
（1）按图甲所示的电路测量，下图为该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路，请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_________。

（2）某次测量中电压表示数如图乙所示，其读数为_________V；
（3）该同学进行后续测量，改变电阻箱的阻值为R，测得多组电压表的示数为U，在图丙中作出之间的关系图_________。
图丙
根据图线，可求得电源的电动势E=_________，电压表内阻_________（结果均保留2位有效数字）。
（4）若实验中电池组内阻不可忽略，则以上电压表内阻的测量值_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】
（1）开关未断开，电阻箱阻值未调至最大（1分）；
（2）1. 60（2分）；
（3）如图所示（1分）；2.7V~3. 4V（1分）；2.7 kΩ~3. 3kΩ（1分）；

（4）偏大（2分）。
【详解】（1）在连接电路时开关应断开，图中开关未断开；电阻箱阻值未调至最大。
（2）电压表量程选择3V，电压表读数为1.60V。
（3）根据表中数据描点作图为

由闭合电路欧姆定律得
解得
图线的纵轴截距等于电动势的倒数
解得电源的电动势
根据图线的斜率可以求出电压表的内阻
解得电压表内阻
（4）若实验中电池组内阻不可忽略， 由闭合电路欧姆定律可得
解得
可见图像的斜率不变，不计电源内阻时测量的电动势
所以若实验中电池组内阻不可忽略，则以上电压表内阻的测量值偏大。
四、解答题：本题共3小题，共42分。13题12分，14题18分，15题12分。
13. 如图所示，桌面右侧的水平地面有一竖直放置的半径为R的光滑圆弧轨道为其竖直直径，桌面与圆弧轨道MNP中间有一光滑管道Q，其右端与P相切平滑连接，管道内径略大于小球直径，桌面到水平地面的竖直距离也为R，劲度系数为k的轻质弹簧放置在光滑的水平桌面上，一端固定在光滑桌面左端的挡板上。一质量为m、可视为质点的小球与弹簧不粘连，现移动小球压缩弹簧后由静止释放小球，小球到达圆弧的C点时刚好脱离轨道。已知弹簧压缩量为s，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧的形变量），不计其他阻力及小球在管道Q和圆弧轨道中运动的能量损耗，重力加速度为g。
（1）求C点与O点的高度差h；
（2）若只改变小球的质量，使小球运动过程中不脱离圆弧轨道，求小球质量的取值范围。

13.【答案】（1）；（2）
【详解】（1）小球到达圆弧的C点时刚好脱离轨道，则小球在C点只有重力沿方向的分力提供向心力，设重力方向与的夹角为θ，由牛顿第二定律有
（2分）
由几何关系有
（1分）
从静止释放到C点，由能量守恒定律有
（2分）
联立解得
（1分）
（2）小球在运动过程中不脱离轨道，可知小球能通过M点，则应有
（3分）
从静止释放到M点，由能量守恒定律有
（2分）
解得
（1分）
14. 如图所示，在直角坐标系的范围内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外；在的范围内有与y轴负方向成斜向下的匀强电场。y轴与x轴上有P、Q两点，Q点坐标为。一个质量为m、带电量为的粒子从O点以与x轴正方向夹角为的方向射入磁场中，先后经过P、Q两点又回到O点，粒子重力不计。求：
（1）P点的纵坐标和粒子从O射入磁场时的初速度的大小；
（2）匀强电场场强E的大小；
（3）在此过程中，粒子轨迹经过点的纵坐标范围。

14.【答案】（1），；（2）；（3）
【详解】（1）依题意，画出粒子在磁场中的运动轨迹，如图所示

根据几何关系判断，可知粒子在磁场中的运动轨迹所对应圆心角为；利用几何知识，可求得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
且
所以点的纵坐标为
（2分）
由粒子在磁场中运动时满足
（2分）
可得
因为，可得
（1分）
（2）依题意，可知粒子进入电场后在电场力的作用下做类平抛运动，从到点过程中，有
（2分）
（2分）
（1分）
而
联立可求得
（1分）
（3）利用几何关系，可得粒子轨迹点纵坐标的最大值为
（1分）
粒子在电场中做类平抛运动，当粒子的速度方向平行轴时，此时粒子轨迹的纵坐标有最小值。将处速度及电场力分别分解，在垂直轴方向上，则有
（1分）
（1分）
则可得
（1分）
（1分）
联立可求得
（1分）
所以，可得粒子运动轨迹纵坐标的范围为
（1分）
15. 如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7 ℃的环境中，左侧管上端开口，并用h1＝4 cm的水银柱封闭有长l1＝14 cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2＝24 cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h2＝10 cm，若把该装置移至温度恒为27 ℃的房间中(依然竖直放置)，在左侧管中再注入一定量的水银，使右管中气体仍然恢复到原来的长度l2，大气压强恒为p0＝76 cm Hg，不计一切摩擦，求：
(1)注入的水银柱的长度；
(2)注入水银后左侧气柱的长度。
15.【答案】 (1)5 cm (2) eq \f(240,17) cm
【解析】 (1)在温度为7 ℃的环境中，右侧管中理想气体压强
p2＝p0＋ph1－ph2＝70 cm Hg（1分）
由盖－吕萨克定律得eq \f(p2,T2)＝eq \f(p2′,T2′)（3分）
解得p2′＝75 cm Hg
又p2′＝p0＋ph1＋pΔh－ph2（1分）
因此注入的水银柱的长度Δh＝5 cm。（1分）
(2)由理想气体的状态方程得eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p1′V1′,T1′)
即eq \f(p1l1,T1)＝eq \f(p1′l1′,T1′)（3分）
其中p1＝p0＋ph1＝80 cmHg，（1分）
T1＝280 K，
p1′＝p0＋ph1＋pΔh＝85 cmHg，（1分）
T1′＝300 K
代入数据解得l1′＝eq \f(240,17) cm。（1分）
R/kΩ
0. 6
1. 5
2. 0
3. 0
4. 0
5. 0
0. 40
0. 50
0. 56
0. 67
0. 78
0. 88