2024屆山西省晉城市高三上學(xué)期第一次模擬考試物理試題（A卷）（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1晉城市2024年高三第一次模擬考試試題理科綜合物理試題考生注意：選擇題：1.“夜光表”上的夜光材料一般有兩種：一種是將鐳和硫化鋅混合，由于鐳的輻射，硫化鋅就會發(fā)光；一種是儲光材料，白天吸收光能，晚上將光能釋放出來。有一塊手表，夜光材料是鐳和硫化鋅混合物，鐳的衰變方程為。下列說法正確的是（）A.鍵的衰變?yōu)棣滤プ?B.鐳在高溫時衰變比在低溫時衰變更快C.X的質(zhì)量數(shù)比其核電荷數(shù)大2 D.X能穿透1cm厚的紙板〖答案〗C〖解析〗AC．鐳的衰變方程為是α衰變，X的質(zhì)量數(shù)比其核電荷數(shù)大故A錯誤，C正確；B．鐳的半衰期與溫度無關(guān)，所以在高溫時衰變與在低溫時衰變一樣快，故B錯誤；D．X為α粒子，穿透能力較弱，不能穿透1cm厚的紙板，故D錯誤。故選C。2.如圖所示，某物理興趣實驗小組在探究一橫截面半徑為R的圓柱形透明材料的光學(xué)特性時發(fā)現(xiàn)，緊靠材料內(nèi)側(cè)邊緣A點的光源發(fā)出的細(xì)光束AC到達(dá)材料表面的C點后同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，且反射光束恰與直徑AB垂直，折射光束恰與AB平行（圖中反射光束及折射光束均未畫出）。已知各光束均與AB共面，該材料的折射率為（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗光路圖如圖所示：由幾何關(guān)系可知，由折射定律得解得故選C。3.如圖甲所示，通過戰(zhàn)斗繩進(jìn)行高效全身訓(xùn)練是健身房的最新健身潮流之一、健身愛好者訓(xùn)練時，手持繩的一端上下甩動形成的繩波可簡化為簡諧橫波，手的平衡位置在x=0處，手從平衡位置開始甩動時開始計時，t=0.5s時繩的波形圖如圖乙所示，此時繩波剛好傳播到x=6m處，下列說法正確的是（）A.繩波傳播的速度大小為12m/sB.繩波第一次從x=0處傳到x=6m處的過程中，x=3m處的質(zhì)點通過的路程為1.2mC.手從平衡位置開始甩動時起振方向沿y軸正方向D.t=0.5s時，x=3m處的質(zhì)點的加速度最大〖答案〗A〖解析〗A．繩波傳播的速度故A正確；B．根據(jù)圖乙可知，波長為6m，即周期為0.5s，繩波第一次從x=0處傳到x=6m處的過程中，x=3m處的質(zhì)點只振動了半個周期，經(jīng)過的路程為2個振幅，即x=3m處的質(zhì)點通過的路程為s=2A=60cm=0.6m故B錯誤；C．根據(jù)同側(cè)法可知，x=6m處的質(zhì)點的起振方向沿y軸負(fù)方向，由于所有質(zhì)點的起振方向均與波源的起振方向相同，可知，手從平衡位置開始甩動時起振方向沿y軸負(fù)方向，故C錯誤；D．根據(jù)上述可知，t=0.5s時，x=3m處的質(zhì)點處于平衡位置剛剛開始振動，質(zhì)點位移為0，可知質(zhì)點的加速度也為0，故D錯誤。故選A。4.離子電推引擎，是利用電場將處在等離子狀態(tài)的“工作物質(zhì)”加速后向后噴出而獲得前進(jìn)動力的一種發(fā)動機(jī)。這種引擎不需要燃料，也氣體全無污染物排放，是環(huán)保型機(jī)器。引擎獲得推力的原理如圖所示，進(jìn)入電離室的氣體被電離成正離子和電子，而后正離子飄人電極A、B之間的加速電場（正離子初速度忽略不計），使正離子加速形成離子束，在加速過程中引擎獲得恒定的推力。已知A、B間的電壓為U，單位時間內(nèi)飄入加速電場的正離子數(shù)目為N，每個離子的質(zhì)量為m、電荷量為ne（其中n是正整數(shù)，e是元電荷），則引擎獲得的推力大小為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗時間t內(nèi)飄入加速電場的正離子質(zhì)量電荷量電場對離子加速，由動能定理有設(shè)在加速過程中引擎對離子的作用力大小為F，根據(jù)動量定理有解得由牛頓第三定律可知，引擎獲得推力大小故選A。5.大型強(qiáng)子對撞機(jī)是將質(zhì)子加速后對撞的高能物理設(shè)備，如圖甲所示，對撞機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由兩個質(zhì)子束發(fā)射器、兩個半圓環(huán)軌道質(zhì)子加速器和質(zhì)子對撞區(qū)域組成。半圓環(huán)軌道中的電場線是與圓環(huán)共圓心的同心圓弧，且到圓心距離相同的位置電場強(qiáng)度大小相等，質(zhì)子沿圓環(huán)軌道中心進(jìn)入半圓環(huán)軌道后，在磁束縛裝置作用下沿圓環(huán)中心加速運(yùn)動，最終在對撞區(qū)域碰撞。已知質(zhì)子質(zhì)量m=1.6×10-27kg、電荷量e=1.6×10-19C，半圓環(huán)加速軌道中心處到圓心距離R=50m，該處電場強(qiáng)度的大小E=×105V/m。發(fā)射器發(fā)射出的質(zhì)子初速度忽略不計。計算時取=10，不考慮質(zhì)子質(zhì)量的相對論效應(yīng)。若某次實驗時將右側(cè)加速器和發(fā)射器往上平移d=0.2m，平移后對撞區(qū)域如圖乙所示，質(zhì)子進(jìn)入對撞區(qū)域時的位置的水平距離D=0.4m，入射點分別為A點和B點，其他裝置不變，為了使質(zhì)子在對撞區(qū)域恰好相撞，可以在對撞區(qū)域內(nèi)加一個垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。不計質(zhì)子受到的重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列說法正確的是（）A.質(zhì)子在所加磁場中運(yùn)動的半徑為0.5mB.所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8TC.兩質(zhì)子在對撞區(qū)域的磁場中各運(yùn)動，s時相撞D.若所加勻強(qiáng)磁場為兩個直徑相同、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，則每個圓形磁場的最小面積為m2〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)動能定理，電場力做的功等于動能的變化量，有解得=1×108m/s根據(jù)題意作出粒子的軌跡如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系有解得r=0.25m故A錯誤；B．根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得B=4T故B錯誤；C．每個質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時間s故C正確；D．所加圓形磁場的直徑為2R'，滿足解得m圓形磁場的最小面積m2故D錯誤。6.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端分別固定小球A和B，小球A穿在水平粗糙桿上，小球B穿在豎直光滑桿上，兩小球均保持靜止?，F(xiàn)用豎直向下適當(dāng)大小的力緩慢拉小球B，整個過程中小球A靜止不動。關(guān)于該過程，下列說法正確的是（）A.小球A受到的合力增大B.小球B受到豎直桿的彈力增大C.小球A受到的摩擦力不變D.兩桿受到A、B兩球作用力的合力增大〖答案〗BD〖解析〗A．對A、B及彈簧組成的整體，豎直方向只受重力和向上的支持力，用豎直向下適當(dāng)大小的力拉小球B，小球A靜止，受到的合力始終為0，選項A錯誤；B．設(shè)彈簧與豎直方向的夾角為θ，彈簧的勁度系數(shù)為k、原長為L0，小球A到豎直桿的距離為a，則小球B受到豎直桿的彈力大小用豎直向下適當(dāng)大小的力拉小球B，小球B向下移動了，則θ減小，F(xiàn)N增大，選項B正確；C．對A、B整體，水平方向合力為0，小球A受到的摩擦力與小球B受到豎直桿的彈力等大、反向，由B項分析可知，該摩擦力增大，選項C錯誤；D．開始時兩桿對A、B合力豎直向上，大小等于A和B整體受到的重力，反過來A、B兩球?qū)U的合力豎直向下，大小等于A和B整體受到的重力；現(xiàn)用豎直向下適當(dāng)大小的力拉小球B，A、B兩球?qū)U的合力增大，選項D正確。故選BD。7.某國產(chǎn)手機(jī)實現(xiàn)了衛(wèi)星通信，只要有衛(wèi)星信號覆蓋的地方，就可以實現(xiàn)通話。如圖所示，赤道上空的三顆通信衛(wèi)星恰好實現(xiàn)環(huán)赤道全球通信，已知三顆衛(wèi)星離地高度相同，均繞地球做勻速圓周運(yùn)動，且轉(zhuǎn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。地球的半徑為R，地球同步衛(wèi)星離地球表面高度為6R，地球表面重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A.三顆通信衛(wèi)星運(yùn)行的周期相等B.三顆衛(wèi)星離地球表面高度為RC.其中一顆質(zhì)量為m的通信衛(wèi)星的動能為D.衛(wèi)星運(yùn)行的周期和地球自轉(zhuǎn)周期之比為〖答案〗AB〖解析〗A．通信衛(wèi)星在相同的高度，周期一定相等，選項A正確；B．若要三顆通信衛(wèi)星發(fā)射的信號能全面覆蓋地球的赤道，則其位置關(guān)系如圖所示由幾何關(guān)系可知，∠AOB=120°，∠AOC=60°，OA為地球半徑R，有cos60°=解得OC=2R所以衛(wèi)星離地高度為R，選項B正確；C．衛(wèi)星受到地球的萬有引力提供其做圓周運(yùn)動的向心力，有在地球表面有其動能選項C錯誤；D．地球的自轉(zhuǎn)周期與同步衛(wèi)星相同，由開普勒第三定律有解得選項D錯誤。故選AB。8.如圖所示，某供電系統(tǒng)是由輸出電壓可調(diào)的交流發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，圖中R。表示保護(hù)電阻，R為定值電阻，L為燈泡。圖中所有電壓表和電流表均為理想交流電表。下列說法正確的是（）A.若電壓表V1的示數(shù)減小，開關(guān)S一直閉合，且不改變滑片Р的位置，則電流表A1的示數(shù)減小B.若電壓表V1的示數(shù)減小，適當(dāng)下移滑片P，保持開關(guān)S一直斷開，則可使電流表A1的示數(shù)不變C.若電壓表V1的示數(shù)不變，不改變滑片Р的位置，則開關(guān)S由斷開到閉合時，電流表A1的示數(shù)增大D.若電壓表V1的示數(shù)不變，話當(dāng)上移滑片P，開關(guān)S一直斷開并取下燈泡L，則電流表A1的示數(shù)一定增大〖答案〗AC〖解析〗A．電壓表V1的示數(shù)減小，不改變滑片Р位置，根據(jù)可知電壓表V2的示數(shù)減小，開關(guān)S閉合時，定值電阻和燈泡被短路，負(fù)載電阻不變，電流表A2的示數(shù)減小，根據(jù)可知電流表A1的示數(shù)減小，選項A正確；B．電壓表V1的示數(shù)減小，適當(dāng)下移滑片P，根據(jù)電壓表V2的示數(shù)減小，開關(guān)S一直斷開時，電流表A2的示數(shù)減小，選項B錯誤；C．電壓表V1的示數(shù)不變，不改變滑片P位置，根據(jù)電壓表V2的示數(shù)不變，開關(guān)S由斷開到閉合時，負(fù)載電阻變小，電流表A2的示數(shù)增大，根據(jù)可知電流表A1的示數(shù)增大，選項C正確；D．電壓表V1的示數(shù)不變，適當(dāng)上移滑片P，根據(jù)電壓表的示數(shù)增大，開關(guān)S一直斷開并取下燈泡L時，負(fù)載電阻增大，負(fù)載的功率不一定增大，可知電流表A1的示數(shù)不一定增大，選項D錯誤。故選AC。非選擇題：9.某同學(xué)在做“某種電池電動勢和內(nèi)阻的測量”實驗時，實驗室有如圖甲所示的器材，電流表使用0.6A量程時，內(nèi)阻為1Ω，電流表使用3A量程時，內(nèi)阻為0.2Ω，實驗過程中，通過電流表的電流會大于1A。（1）如圖甲所示，已經(jīng)連接了一部分電路，請選擇合適的器材，用筆畫線將實驗電路連接完整。（）（2）合上開關(guān)后，進(jìn)行相應(yīng)實驗數(shù)據(jù)測量。某次測量時，電流表指針位置如圖乙所示，則此時回路的電流為___________A。（3）當(dāng)電阻箱接入電路的阻值為5.3Ω時，電流表示數(shù)為0.50A；當(dāng)電阻箱接入電路的阻值為2.3Ω時，電流表示數(shù)為1.00A，可知該電池的內(nèi)阻為___________Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。〖答案〗（1）（2）1.20（3）0.50〖解析〗（1）[1]該題中沒有電壓表，只能用電流表和電阻箱來測量電動勢和內(nèi)阻，電路連線如答圖所示（2）[2]實驗過程中，通過電流表的電流會大于1A，應(yīng)使用量程為3A的電流表，最小刻度為0.1A，則此時回路的電流為1.20A。（3）[3]根據(jù)閉合電路的歐姆定律代入得解得電池的內(nèi)阻為10.我國曾對珠穆朗瑪峰的高度進(jìn)行了測量，其中一種方法是通過使用重力儀測量重力加速度，進(jìn)而間接測量海拔高度。某同學(xué)受此啟發(fā)就地取材，設(shè)計了測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮〉膶嶒?。實驗步驟如下：（a）如圖甲所示，選擇合適高度的墊塊，使木板的傾角為53°，在其上表面固定一與小物塊下滑路徑平行的刻度尺（圖中未畫出）。（b）調(diào)整手機(jī)使其攝像頭正對木板表面，開啟視頻錄像功能。將小物塊從大板頂端由靜止釋放，用手機(jī)記錄下小物塊沿木板向下做勻加速直線運(yùn)動的情況。然后通過錄像的回放，選擇小物塊運(yùn)動路徑上合適的一點作為測量參考起點，得到小物塊相對于該點的運(yùn)動距離L與運(yùn)動時間t的數(shù)據(jù)。（c）該同學(xué)選取部分實驗數(shù)據(jù)，畫出了圖像，利用圖像數(shù)據(jù)得到小物塊下滑的加速度大小為5.6m/s2。（d）再次調(diào)節(jié)墊塊，改變木板的傾角，重復(fù)實驗。計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。（1）當(dāng)木板的傾角為37°時，所繪圖像如圖乙所示。由圖像可得，小物塊過測量參考起點時速度的大小為___________m/s；根據(jù)圖線求得小物塊下滑時加速度的大小為________m/s2。（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開__________m/s2.（，）（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析得到小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為___________?！即鸢浮剑?）0.403.0（2）9.6（3）0.36〖解析〗（1）[1][2]設(shè)物塊過測量參考點時速度的大小為，根據(jù)位移一時間關(guān)系有即當(dāng)時速度即為參考點的速度，根據(jù)題圖可得截距為0.80m/s，故解得圖像的斜率表示加速度，則有（2）（3）[3][4]木板的傾角為53°，小物塊的加速度大小對小物塊，根據(jù)牛頓第二定律有當(dāng)傾角為37°時，有聯(lián)立解得11.如圖所示，圓柱形導(dǎo)熱汽缸開口向上并豎直固定在桌面上，用質(zhì)量m=10kg、截面積S=20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦。測得環(huán)境的熱力學(xué)溫度T=300K。外界大氣壓強(qiáng)恒為p0=1.0×105Pa，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；（2）現(xiàn)用一輕繩懸掛該活塞，初始時，輕繩恰好伸直，且不受拉力，現(xiàn)逐漸降低環(huán)境溫度，已知輕繩能承受的最大拉力F=200N，求輕繩不被拉斷時，環(huán)境的最低熱力學(xué)溫度T2?！即鸢浮剑?）1.5×105Pa；（2）100K〖解析〗（1）對活塞進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有解得p1=1.5×105Pa（2）輕繩上的拉力最大時，環(huán)境溫度最低，此時對活塞進(jìn)行分析，根據(jù)平衡條件有缸內(nèi)氣體做等容變化，根據(jù)查理定律有解得T2=100K12.如圖所示，MN、PQ和JK、ST為傾角皆為θ的足夠長的金屬導(dǎo)軌，都處在垂直于導(dǎo)軌所在平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，JK與ST平行，相距3L，MN與PQ平行，相距2L。質(zhì)量分別為3m、2m的金屬桿a和b垂直放置在導(dǎo)軌上。已知兩桿在運(yùn)動過程中始終垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸，a桿和b桿在構(gòu)成回路中的總電阻為R，導(dǎo)軌足夠長且導(dǎo)軌的電阻不計，重力加速度大小為g。（1）若a桿固定，由靜止釋放b桿，求b桿的最大速度；（2）若同時釋放a、b桿，求a桿勻速下滑時的速度大小?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）固定a桿，b桿切割磁感線加速下滑，產(chǎn)生的電動勢為回路中的電流為b桿受到的安培力大小為對b桿由平衡條件有解得b桿的最大速度為（2）a桿受到的安培力大小b桿受到的安培力大小a桿下滑時的加速度大小b桿下滑時加速度大小可得a，b兩桿同時釋放，在同一時刻加速度大小相等，它們運(yùn)動的時間相同，則在同一時刻，兩桿的速度大小相等，即回路中的感應(yīng)電動勢a桿勻速運(yùn)動的速度是其最終速度﹐由平衡條件得解得a桿的最終速度大小13.如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，光滑的長直斜面軌道AB固定，在B處通過一小段圓弧（長度可忽略不計）與水平軌道BCDE連接，水平軌道的BC、段粗糙，DE段光滑，C處固定一圓形光滑軌道。輕質(zhì)彈簧的一端固定在E處的豎直墻面上，另一端與質(zhì)量為3m的物塊b剛好在D點接觸（不拴接），彈簧處于水平自然長度。將質(zhì)量為m的物塊a從斜面軌道上的A點由靜止釋放，一段