山西省晉城市高三下學(xué)期第三次模擬考試?yán)砜凭C合試題高中物理

晉城市2024年高三第三次模擬考試試題理科綜合考生注意：1．本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共300分?？荚嚂r(shí)間150分鐘。2．請(qǐng)將各題答案填寫在答題卡上。3．可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1C12N14O16Na23Al27S32Cu64Mo96第Ⅰ卷（選擇題共126分）一、選擇題：本題共13小題，每小題6分，共78分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)，電路中電源的正負(fù)極可以對(duì)調(diào)，用一定強(qiáng)度、頻率為的激光照射陰極K時(shí)，得到的光電子遏止電壓為，飽和電流為，如圖乙所示。已知光電子的質(zhì)量為m，所帶的電荷量為，普朗克常量為h，下列說(shuō)法正確的是（）A.陰極K的逸出功為B.陰極K的截止頻率為C.光電子的最大初速度為D.陰極K單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)為【答案】D【解析】詳解】AC．根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得由動(dòng)能定理得解得陰極K的逸出功與光電子的最大初速度分別為AC錯(cuò)誤；B．逸出功與截止頻率的關(guān)系為解得陰極K的截止頻率為B錯(cuò)誤；D．光電效應(yīng)產(chǎn)生是瞬時(shí)的，設(shè)單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)為n，根據(jù)電流的定義得解得陰極K單位時(shí)間內(nèi)射出的光電子數(shù)為D正確。故選D。2.如圖所示，正弦交流電源輸出電壓有效值為U，理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為5∶4，圖中兩個(gè)定值電阻、及滑動(dòng)變阻器R的最大阻值均相等，四個(gè)電表均為理想交流電表。將滑動(dòng)變阻器滑片從上端滑到下端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.電流表A1的示數(shù)一直減小 B.電流表A2的示數(shù)一直增大C.電壓表V1的示數(shù)先減小后增大 D.電壓表V2的示數(shù)先增大后減小【答案】B【解析】【詳解】本題考查理想變壓器，目的是考查學(xué)生的推理論證能力。設(shè)副線圈電路中與定值電阻并聯(lián)部分的電阻為r，則副線圈電路的總電阻顯然，隨著r的增大，一直減小，根據(jù)得變壓器及副線圈電路可等效為一個(gè)阻值為當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)的過(guò)程中，該等效電阻不斷減小，如圖所示所以電流表的A1一直增大，電壓表V1一直減小，根據(jù)得A2示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)一直減小，故選B。3.在第19屆杭州亞運(yùn)會(huì)女子排球決賽中，中國(guó)女排以3∶0戰(zhàn)勝日本女排，以六戰(zhàn)全勝且一局未失的戰(zhàn)績(jī)成功衛(wèi)冕。如圖所示，排球場(chǎng)的寬為d，長(zhǎng)為2d，球網(wǎng)高為，發(fā)球員在底線中點(diǎn)正上方的O點(diǎn)將排球水平擊出，排球恰好擦著網(wǎng)落在對(duì)方場(chǎng)地邊線上的E點(diǎn)，，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.O點(diǎn)距地面的高度為 B.排球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.排球擊出時(shí)的速度大小為 D.排球著地時(shí)的速度大小為【答案】C【解析】【詳解】AB．排球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡在地面上的投影為，如圖所示顯然所以排球在左、右場(chǎng)地運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1∶2，設(shè)排球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為3t，有，解得，故AB錯(cuò)誤；C．排球擊出時(shí)的速度大小故C正確；D．排球著地時(shí)的速度大小故D錯(cuò)誤。故選C。【點(diǎn)睛】4.2023年11月18日，火星、太陽(yáng)、地球三者之間形成一條直線，火星被太陽(yáng)完全遮擋，受太陽(yáng)電磁輻射影響，“祝融號(hào)”火星車“失聯(lián)”一個(gè)多月。如圖所示，地球與火星均繞太陽(yáng)同方向公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)軌道為同心圓，兩者的最遠(yuǎn)距離為最近距離的5倍。已知太陽(yáng)到地球的距離約為太陽(yáng)直徑的100倍，結(jié)合天文常識(shí)可知，火星被太陽(yáng)遮擋的時(shí)間約為（）A.2天 B.8天 C.15天 D.30天【答案】A【解析】【詳解】設(shè)地球和火星的公轉(zhuǎn)半徑分別為、，則有解得設(shè)太陽(yáng)的半徑為r、質(zhì)量為M，火星被太陽(yáng)遮擋的時(shí)間為t，以地球?yàn)閰⒖枷担杏纸獾锰旃蔬xA。5.真空中一透明介質(zhì)的橫截面為如圖所示的等腰梯形，下底邊的長(zhǎng)度為100L，上底邊的長(zhǎng)度為44L，兩腰的長(zhǎng)度均為35L，一束激光平行于底邊CD從AC邊的中點(diǎn)射入透明介質(zhì)，經(jīng)CD邊反射后，恰好從BD邊的中點(diǎn)射出透明介質(zhì)。已知激光在真空中的傳播速度大小為c，下列說(shuō)法正確的是（）A.透明介質(zhì)的臨界角為 B.透明介質(zhì)的折射率為C.激光在透明介質(zhì)中通過(guò)路程為80L D.激光在透明介質(zhì)中的傳播時(shí)間為【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意，畫出光路圖根據(jù)圖中幾何關(guān)系有在中，根據(jù)余弦定理在中，根據(jù)正弦定理根據(jù)折射定律全反射臨界角滿足聯(lián)立解得，，故透明介質(zhì)的臨界角為，透明介質(zhì)的折射率為，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)對(duì)稱性，激光在透明介質(zhì)中通過(guò)的路程為故C錯(cuò)誤；D．激光在透明介質(zhì)中的速度為激光在透明介質(zhì)中的傳播時(shí)間解得故D正確。故選D。6.花樣游泳被譽(yù)為水中芭蕾。運(yùn)動(dòng)員在花樣游泳表演賽中，用手拍皮球，水波向四周散開(kāi)，可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，時(shí)，波源O開(kāi)始振動(dòng)（起振方向向下），激發(fā)的簡(jiǎn)諧橫波沿水面向四周傳播，水面上的各點(diǎn)均在豎直方向做振幅為4cm的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。已知s時(shí)，離O點(diǎn)10m的質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷，s時(shí)，離O點(diǎn)20m的質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，下列說(shuō)法正確的是（）A.簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為10m B.簡(jiǎn)諧橫波的波速大小為4m/sC.0~10s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為12cm D.0~10s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程為24cm【答案】D【解析】【詳解】AB．s時(shí)，離O點(diǎn)10m的質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波谷，則s時(shí)，離O點(diǎn)20m的質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰，則解得，簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為故AB錯(cuò)誤；C．波源O傳播至質(zhì)點(diǎn)P的時(shí)間為0~10s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)時(shí)間為8s，即兩個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為故C錯(cuò)誤；D．波源O傳播至質(zhì)點(diǎn)Q的時(shí)間為0~10s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)時(shí)間為6s，即，質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程為故D正確。故選D。7.質(zhì)譜儀是科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中的重要工具。質(zhì)譜儀的工作原理示意圖如圖所示，粒子源S從小孔向下射出各種速度的氕核、氘核、氚核及氦核，粒子經(jīng)小孔進(jìn)入速度選擇器后，只有速度合適的粒子才能沿直線經(jīng)過(guò)小孔，并垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，感光底片PQ上僅出現(xiàn)了A、B、C三個(gè)光斑，光斑A到小孔的距離為2d。已知速度選擇器兩板間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩板間距為d，板間電壓為U，下列說(shuō)法正確的是（）A.極板M帶負(fù)電荷 B.粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的速度大小為C.氦核的比荷為 D.相鄰兩光斑的距離均為【答案】AB【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可知，粒子在速度選擇器中受到的洛倫茲力向右，則電場(chǎng)力向左，極板M帶負(fù)電荷，故A正確；B．根據(jù)平衡條件有解得故B正確；C．粒子偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有解得顯然光斑A是氚核產(chǎn)生的，設(shè)氕核的質(zhì)量為、所帶的電荷量為e，則氚核的比荷為氦核的比荷為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知光斑B是氘核和氦核產(chǎn)生的，光斑C是氕核產(chǎn)生的，B、C兩點(diǎn)將三等分，則鄰兩光斑的距離均為，故D錯(cuò)誤。故選AB。8.滑草是一種能給游客帶來(lái)動(dòng)感和刺激的運(yùn)動(dòng)。將滑草的運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，一位質(zhì)量為75kg的游客坐在質(zhì)量為10kg的滑板內(nèi)從草坡頂端A點(diǎn)由靜止滑下，最終停在水平草地上的C點(diǎn)。已知m、m，滑板與草地間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑板經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后的速度大小不變，不考慮空氣阻力，取重力加速度大小m/s。下列說(shuō)法正確的是（）A.游客最大速度為8m/sB.游客由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間為7sC.游客在此過(guò)程中減小的重力勢(shì)能為11250JD.當(dāng)游客在C點(diǎn)離開(kāi)滑板后，通過(guò)機(jī)械裝置對(duì)滑板施加一個(gè)恒力F使其恰能回到坡頂?shù)腁點(diǎn)，則恒力F的最小值為80N【答案】BCD【解析】【詳解】A．依題意可知，游客和滑板的總質(zhì)量為kg設(shè)游客和滑板經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為，根據(jù)動(dòng)能定理有解得m/s故A錯(cuò)誤；B．游客從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)有解得s故B正確；C．對(duì)游客運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有又結(jié)合聯(lián)立，解得J故C正確；D．設(shè)恒力F的方向與水平面的夾角為α，對(duì)游客根據(jù)動(dòng)能定理有解得（N）根據(jù)輔助角公式，當(dāng)時(shí)，N故D正確。故選BCD。第Ⅱ卷（非選擇題共174分）三、非選擇題：共174分。9.2023年9月21日下午，在中國(guó)“天宮”空間站內(nèi)“神舟十六號(hào)”航天員乘組進(jìn)行了第四次太空授課，課堂上兩位航天員帶來(lái)動(dòng)量守恒的演示實(shí)驗(yàn)。如圖所示，兩位航天員在等間距的網(wǎng)格布前用大、小鋼球完成了多次碰撞。某同學(xué)將其中一次碰撞的視頻后進(jìn)行逐幀分析，在此次實(shí)驗(yàn)中航天員將小鋼球向右推向靜止的大鋼球，在碰撞前的連續(xù)3幀畫面里小鋼球在背景中剛好向右移動(dòng)了1格，在碰撞后的連續(xù)13幀畫面里小鋼球向左移動(dòng)了4格、大鋼球向右移動(dòng)了2格。設(shè)小鋼球的質(zhì)量為m，大鋼球的質(zhì)量為M，根據(jù)以上數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：（1）小鋼球與大鋼球的質(zhì)量之比______．（2）本次碰撞為_(kāi)_____（填“彈性碰撞”或“非彈性碰撞”）。（3）影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的原因：____________。（寫出一條即可）【答案】（1）1∶5（2）彈性碰撞（3）鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡不與背景板平行，攝像機(jī)沒(méi)有正對(duì)背景板，鋼球受到空氣阻力等【解析】【小問(wèn)1詳解】設(shè)背景板上每格的寬度為d，視頻兩幀畫面的時(shí)間間隔為T，則小鋼球的碰前速度大小碰后小鋼球的速度大小大鋼球的速度大小以向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒有解得【小問(wèn)2詳解】碰撞前的機(jī)械能為碰撞后的機(jī)械能為故碰撞前后機(jī)械能守恒，本次碰撞為彈性碰撞。【小問(wèn)3詳解】影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的原因：鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡不與背景板平行，攝像機(jī)沒(méi)有正對(duì)背景板，鋼球受到空氣阻力均會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的位移不準(zhǔn)確等。10.實(shí)驗(yàn)小組找到一刻度清晰的微安表G，其滿偏電壓不到0.5V，該小組同學(xué)決定測(cè)量該微安表的內(nèi)阻，可供選擇器材如下：A.微安表G（滿偏電流為150μA，內(nèi)阻未知）；B．滑動(dòng)變阻器（0~5Ω，允許通過(guò)的最大電流為2A）；C．滑動(dòng)變阻器（0~10Ω，允許通過(guò)的最大電流為1A）；D．電源E（電動(dòng)勢(shì)約為6V）；E．電阻箱R（最大阻值為9999Ω）；F．開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）按圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物連線。______（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇______（填“B”或“C”）。（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將滑動(dòng)變阻器的滑片移至______（填“左”或“右”）端，合上開(kāi)關(guān)、，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使微安表指針滿偏；保持滑片位置不變，僅斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱使微安表指針半偏，此時(shí)電阻箱的四個(gè)旋鈕如圖丙所示，則微安表的內(nèi)阻為_(kāi)_____Ω。（4）若將該微安表改裝為量程為0.6A的電流表，需______（填“串”或“并”）聯(lián)一個(gè)______Ω（保留兩位小數(shù)）的定值電阻。（5）測(cè)量微安表G的內(nèi)阻時(shí)，在設(shè)計(jì)上存在系統(tǒng)誤差，這會(huì)導(dǎo)致（4）中電流表的測(cè)量值______（填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值?！敬鸢浮浚?）（2）B（3）①.左②.2400（4）①.并②.0.60（5）大于【解析】【小問(wèn)1詳解】按照電路圖連接實(shí)物如圖所示?！拘?wèn)2詳解】滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，為了提高實(shí)驗(yàn)精度，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選總阻值較小的，即選B。小問(wèn)3詳解】[1]閉合開(kāi)關(guān)前將滑動(dòng)變阻器的滑片移至左端，可以保護(hù)電路。[2]微安表指針滿偏后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，可認(rèn)為滑片與電源負(fù)極間的電壓保持不變，微安表指針半偏時(shí)，電阻箱兩端的電壓與微安表兩端的電壓相等，微安表的內(nèi)阻為2400Ω?！拘?wèn)4詳解】[1]將該微安表改裝為量程為0.6A的電流表，需并聯(lián)一個(gè)定值電阻。[2]根據(jù)解得【小問(wèn)5詳解】斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，電路中的總電阻變大，滑片與電源負(fù)極間的電壓略大于微安表的滿偏電壓，微安表指針半偏時(shí)，電阻箱兩端的電壓略大于微安表兩端的電壓，故微安表內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值，這會(huì)導(dǎo)致改裝后的電流表的測(cè)量值大于真實(shí)值。11.一種自動(dòng)泄壓裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，豎直放置、導(dǎo)熱良好的汽缸由兩個(gè)圓筒連接而成，上方圓筒內(nèi)壁光滑，頂端與大氣相通，其內(nèi)部有一面積為S、厚度不計(jì)的活塞，下方圓筒側(cè)壁有一閥門K，當(dāng)活塞接觸上方卡扣時(shí)，閥門會(huì)自動(dòng)打開(kāi)。起初閥門K關(guān)閉，環(huán)境的熱力學(xué)溫度為，活塞處于下方卡扣處，汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)均為；當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度緩慢升高到時(shí)，活塞恰好接觸上方卡扣，泄壓閥自動(dòng)排出部分氣體，活塞很快回到下方卡扣處，此過(guò)程中汽缸內(nèi)氣體溫度不變。已知兩個(gè)圓筒的高度相同，截面積分別為4S和S，封閉氣體可視為理想氣體，重力加速度大小為g，求：（1）活塞的質(zhì)量m；（2）泄壓排出的氣體與剩余氣體的質(zhì)量的比值k?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)活塞緩慢上升時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p，有解得（2）氣體從最原始的活塞沒(méi)有動(dòng)到末狀態(tài)活塞再次回到原處，設(shè)封閉氣體等壓膨脹到時(shí)的體積為V，則有解得12.如圖所示，將質(zhì)量kg的圓環(huán)套在固定的水平桿上，圓環(huán)的內(nèi)徑略大于桿的截面直徑?，F(xiàn)對(duì)圓環(huán)施加一與桿成θ角、斜向上的恒定拉力F，圓環(huán)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，拉力作用t=2s后撤去，圓環(huán)總共運(yùn)動(dòng)了m后靜止，已知圓環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取重力加速度大小m/s，，求：（1）圓環(huán)的最大速度；（2）拉力F對(duì)圓環(huán)的沖量大小I。【答案】（1）；（2）N·s或N·s【解析】【詳解】（1）圓環(huán)先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為根據(jù)牛頓第二定律有圓環(huán)總共運(yùn)動(dòng)的距離為解得（2）桿與圓環(huán)無(wú)壓力時(shí)，有解得當(dāng)N時(shí)，桿的上側(cè)與圓環(huán)存在摩擦力，當(dāng)N時(shí)，桿的下側(cè)與圓環(huán)存在摩擦力。以下分兩種情況討論：（?。﹫A環(huán)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為當(dāng)N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有拉力F對(duì)圓環(huán)的沖量大小為解得（ⅱ）當(dāng)N時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有拉力F對(duì)圓環(huán)的沖量大小為解得13.磁懸浮列車是一種靠磁懸浮力來(lái)推動(dòng)的列車，它通過(guò)電磁力實(shí)現(xiàn)列車與軌道之間無(wú)接觸的懸浮和導(dǎo)向，再利用直線電機(jī)產(chǎn)生的電磁力牽引列車運(yùn)行，由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，減少了摩擦力，因此速度可達(dá)400km/h以上。某科研團(tuán)隊(duì)為研究磁