山西省運(yùn)城市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期摸底調(diào)研物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1運(yùn)城市2024-2025學(xué)年高三摸底調(diào)研測(cè)試物理試題本試題滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。答案一律寫在答題卡上。注意事項(xiàng)：1.答題前，考生務(wù)必先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上，認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)，并將條形碼粘貼在答題卡的指定位置上。2.答題時(shí)使用0.5毫米的黑色中性（簽字）筆或碳素筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請(qǐng)按照題號(hào)在各題的答題區(qū)域（黑色線框）內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效。4.保持卡面清潔，不折疊，不破損。一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28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）1.歷史上，為了研究原子的性質(zhì)，科學(xué)家們做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，下面四幅示意圖中說(shuō)法正確的是（）A.湯姆孫通過(guò)分析圖①的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型B.②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過(guò)程中要吸收能量C.③中向左偏轉(zhuǎn)的是β粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是α粒子，不偏轉(zhuǎn)的是γ粒子D.鋅的逸出功為3.34eV，用④中一群處于n=4能級(jí)的氫原子發(fā)出的光照射鋅板，逸出光電子的最大初動(dòng)能為9.41eV【答案】D【解析】A．盧瑟福通過(guò)分析圖①的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；B．②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過(guò)程中，存在質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知要放出能量，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則判斷知，③中向左偏轉(zhuǎn)的是α粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是β粒子，不偏轉(zhuǎn)的是γ粒子，故C錯(cuò)誤；D．一群處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，釋放光子的最大能量為鋅的逸出功為3.34eV，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為故D正確。故選D。2.如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓為的燈泡和額定電壓為的燈泡。當(dāng)輸入電壓為時(shí)，兩燈泡均正常發(fā)光，則燈泡與的功率之比為（）A.3：1 B.1：9 C.6：1 D.1：3【答案】B【解析】依題意，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為則原副線圈電流比為根據(jù)功率表達(dá)式可得燈泡與的功率之比為故選B。3.如圖，某同學(xué)拉著拉桿箱沿水平地面勻速運(yùn)動(dòng)，拉力沿拉桿方向，與地面的夾角為，已知地面對(duì)箱子的阻力是箱子對(duì)地面壓力的倍，則下列說(shuō)法正確的是（）A.拉力是維持箱子運(yùn)動(dòng)的原因 B.箱子受到3個(gè)力的作用C.時(shí)，拉力最小 D.角越大，拉力越大【答案】C【解析】A．力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)原因，力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。故A錯(cuò)誤；B．箱子受到重力、拉力、地面的支持力與摩擦力，即箱子受到4個(gè)力的作用。故B錯(cuò)誤；C．對(duì)箱子進(jìn)行分析有，解得當(dāng)時(shí)有此時(shí)則有故C正確；D．由C選項(xiàng)分析可知，隨著的變化，拉力F存在最小值。故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖所示，月球探測(cè)器由地面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)變軌進(jìn)入圓形軌道1，在軌道1上經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)變軌進(jìn)入橢圓軌道2，軌道2與月球表面相切于點(diǎn)，探測(cè)器在點(diǎn)著陸月球。下列說(shuō)法正確的是（）A.月球的第一宇宙速度小于探測(cè)器在軌道1上的速度B.探測(cè)器在軌道1上經(jīng)過(guò)點(diǎn)速度大于在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過(guò)點(diǎn)的速度C.探測(cè)器在軌道1上的運(yùn)動(dòng)周期比在軌道2上的小D.探測(cè)器在軌道1上經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道2上經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的加速度【答案】D【解析】A．月球的第一宇宙速度等于近月軌道的環(huán)繞速度，根據(jù)解得由于軌道1的半徑大于近月衛(wèi)星的半徑，則月球的第一宇宙速度大于探測(cè)器在軌道1上的速度。故A錯(cuò)誤；B．地月轉(zhuǎn)移軌道變軌到軌道1是由高軌道變軌到低軌道，需要在兩軌道切點(diǎn)P位置減速，探測(cè)器在軌道1上經(jīng)過(guò)點(diǎn)速度小于在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過(guò)點(diǎn)的速度。故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)開(kāi)普勒定律可知由于軌道1的半徑大于軌道2的半長(zhǎng)軸，則探測(cè)器在軌道1上的運(yùn)動(dòng)周期比在軌道2上的大。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)解得衛(wèi)星與月心間距相等，加速度大小相等，即探測(cè)器在軌道1上經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道2上經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的加速度。故D正確。故選D。5.如圖所示，不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)大小不計(jì)的定滑輪O將重物B和套在豎直細(xì)桿上的輕環(huán)A相連。施加外力讓A沿桿以速度v勻速上升，經(jīng)圖中M位置上升至N位置，已知OM與豎直桿成θ角，ON與豎直桿成直角，則下列說(shuō)法正確的是（）A.A運(yùn)動(dòng)到位置M時(shí)，B的速度為B.A勻速上升過(guò)稱中，B也勻速下降CB下降過(guò)程處于超重狀態(tài)D.A運(yùn)動(dòng)到位置N時(shí)，B的速度最大【答案】C【解析】AD．環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，環(huán)的速度沿著細(xì)桿豎直向上，而環(huán)的速度可以分解為沿著繩子的速度和垂直于繩子的速度，因此，沿著繩子的速度為又物體B與繩子相連，所以物體B的速度大小等于繩子的速度，而當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到位置N時(shí)，沿著繩子的速度變?yōu)榱?，因此此時(shí)B的速度也為零，故AD錯(cuò)誤；CD．環(huán)A在上升過(guò)程中，連接A與B的繩子與豎直方向的夾角在增大，因此可知在減小，也就是說(shuō)物體B在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終在做減速運(yùn)動(dòng)，速度方向與加速度方向相反，根據(jù)牛頓第二定律有得到繩子對(duì)B的拉力為則B下降過(guò)程處于超重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤、C正確。故選C。6.圖甲為發(fā)光二極管，其發(fā)光帽是一個(gè)透明體。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，設(shè)它由一個(gè)半徑為R的半球體與一個(gè)半徑為R的圓拄體組成，過(guò)半球球心的縱截面如圖乙所示，若二極管的發(fā)光部分視為點(diǎn)光源且位于圓柱體內(nèi)軸軸線上與半球球心相距R的O點(diǎn)，光線恰好能從半球體的全部表面射出，不考慮光線在透明體內(nèi)反射。則透明體的折射率為（）A. B. C.2 D.【答案】A【解析】當(dāng)O點(diǎn)發(fā)出光線射到半球體最右端（或最左端）恰好發(fā)生全反射時(shí)，整個(gè)半球體上均有光線射出，如圖所示由幾何關(guān)系可得光線發(fā)生全反射時(shí)有聯(lián)立解得透明體的折射率為故選A。7.圖像能夠直觀描述物理過(guò)程，能形象表述物理規(guī)律，能有效處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如圖所示為物體做直線運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A.甲圖中時(shí)間內(nèi)，三物體的平均速度不相等B.乙圖中階段，物體的加速度大小為C.丙圖中陰影面積表示時(shí)間內(nèi)物體的位移D.丁圖中物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為【答案】D【解析】A．由圖甲可知，時(shí)間內(nèi)，A、B、C三物體做直線運(yùn)動(dòng)的位移相同，則三物體的平均速度均為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)整理，可得可知圖像的斜率的絕對(duì)值等于2a，所以甲圖中物體的加速度大小為解得故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)解得可知陰影面積表示時(shí)間內(nèi)物體的速度變化量。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可得根據(jù)丁圖可知整理得結(jié)合可知加速度大小為故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，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。8.高大的建筑物上安裝避雷針，陰雨天氣時(shí)可避免雷擊，從而達(dá)到保護(hù)建筑物的目的。如圖所示，虛線是某次避雷針即將放電時(shí)，帶負(fù)電的云層和避雷針之間三條等勢(shì)線的分布示意圖；實(shí)線是空氣中某個(gè)帶電粒子由點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，不計(jì)該帶電粒子的重力，則（）A.帶電粒子帶負(fù)電B.帶電粒子帶正電C.帶電粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能小于在點(diǎn)的電勢(shì)能D.帶電粒子在點(diǎn)的電勢(shì)能大于在點(diǎn)的電勢(shì)能【答案】AD【解析】依題意，云層帶負(fù)電，避雷針帶正電，根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可知，帶電粒子所受電場(chǎng)力指向避雷針尖端，所以帶電粒子帶負(fù)電，由M點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能降低，則帶電粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能。故選AD。9.如圖所示，圓心在點(diǎn)、半徑為的光滑圓弧軌道豎直固定在水平桌面上，端裝有輕質(zhì)定滑輪，與的夾角為，軌道最低點(diǎn)A與桌面相切。一足夠長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪，兩端分別系著質(zhì)量為和的兩小球（均可視為質(zhì)點(diǎn)），將由點(diǎn)靜止釋放后，沿圓弧下滑，不計(jì)一切摩擦。則（）A.在由點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過(guò)程中兩球速度大小始終相等B.在由點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過(guò)程中，重力對(duì)做功功率先增大后減小C.若恰好能沿圓弧軌道下滑到A點(diǎn)，則D.在由點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒【答案】BC【解析】A．在由點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過(guò)程中，兩球沿繩方向的速度大小是相等的，質(zhì)量為的小球下滑一段時(shí)間后其速度有垂直于繩方向的分量，所以此時(shí)兩個(gè)小球的速度大小必然不相等。故A錯(cuò)誤；B．重力功率其中為質(zhì)量為的小球速度的豎直分量，開(kāi)始時(shí)質(zhì)量為的小球靜止為0，當(dāng)質(zhì)量為的小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，其速度方向是水平的，所以也為0，因此先變大后變小，所以重力的功率也先增大后減小。故B正確；C．若質(zhì)量為的小球恰好能沿圓弧下滑到A點(diǎn)，此時(shí)兩小球速度均為0，對(duì)兩球組成的系統(tǒng)從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程，由幾何關(guān)系可知質(zhì)量為的小球上升高度為R。根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得解得故C正確；D．由C選項(xiàng)分析可知，兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，對(duì)質(zhì)量為的小球，由點(diǎn)下滑到A點(diǎn)的過(guò)程中，除重力以外輕繩的拉力也做了功，其機(jī)械能不守恒。故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播，波速為，其中質(zhì)點(diǎn)的平衡位置坐標(biāo)。從圖中狀態(tài)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.這列簡(jiǎn)諧橫波的周期為0.4sB.這列簡(jiǎn)諧橫波的周期為1sC.在這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為8cmD.在這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為4cm【答案】BD【解析】AB．由圖可知，波長(zhǎng)為0.4m，根據(jù)解得故A錯(cuò)誤；B正確；CD．由圖可知，該簡(jiǎn)諧橫波從圖中狀態(tài)開(kāi)始計(jì)時(shí)傳播到P點(diǎn)的時(shí)間為可知在0~1.0s這段時(shí)間內(nèi)，P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間為由于P質(zhì)點(diǎn)從平衡位置起振，其經(jīng)過(guò)的路程為故C錯(cuò)誤；D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共16分）11.物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，要學(xué)會(huì)正確使用基本儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)完成下列問(wèn)題：（1）某同學(xué)用多用電表粗測(cè)某一元件的電阻，選用“倍率”擋，紅黑表筆短接調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)指針如圖甲中a所示，為了盡量測(cè)量準(zhǔn)確，該同學(xué)應(yīng)換用________（“倍率”或“倍率”），并進(jìn)行必要的操作是________（“機(jī)械調(diào)零”或“歐姆調(diào)零”），最終指針如圖甲中b所示，則待測(cè)元件的電阻為_(kāi)_______（保留三位有效數(shù)字）；（2）某同學(xué)用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量一物體的長(zhǎng)度，如圖乙所示（部分示意圖），可知其長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm?！敬鸢浮浚?）“×10倍率”歐姆調(diào)零140（2）10.15【解析】【小問(wèn)1詳解】[1][2][3]從圖甲可見(jiàn)指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，說(shuō)明元件電阻很小，所以應(yīng)該換小的“×10倍率”檔。換倍率檔要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。從圖甲可知待測(cè)電阻的阻值為R=14×10=140【小問(wèn)2詳解】物體的長(zhǎng)度為12.某物理小組利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。所用器材包括：裝有聲音傳感器的智能手機(jī)、鐵球、刻度尺、鋼尺等。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：a．在鋼尺的一端粘一層薄橡皮泥，將該端伸出水平桌面少許，用刻度尺測(cè)出橡皮泥上表面與地板間的高度差；b．將質(zhì)量為m的鐵球放在鋼尺末端的橡皮泥上，保持靜止?fàn)顟B(tài)；c．將手機(jī)置于桌面上方，運(yùn)行手機(jī)中的聲音“振幅”（聲音傳感器）項(xiàng)目；d．迅速敲擊鋼尺側(cè)面，鐵球自由下落；e．傳感器記錄聲音振幅隨時(shí)間的變化曲線。（1）聲音振幅隨時(shí)間的變化曲線如圖乙所示，第一、第二個(gè)尖峰的橫坐標(biāo)分別對(duì)應(yīng)敲擊鋼尺和鐵球落地的時(shí)刻，則鐵球下落的時(shí)間間隔________s。（2）已知鐵球質(zhì)量為，某同學(xué)利用求出了鐵球落地時(shí)的速度，則下落過(guò)程中，鐵球動(dòng)能的增加量為_(kāi)_______；重力加速度為，鐵球重力勢(shì)能的減少量為_(kāi)_______。據(jù)此可得出，在誤差允許的范圍內(nèi)，鐵球在自由下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。（結(jié)果均保留三位小數(shù)）（3）若敲擊鋼尺側(cè)面時(shí)鐵球獲得一個(gè)較小的水平速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果________（選填“有”或“沒(méi)有”）影響。【答案】（1）0.43（2）1.751.76（3）沒(méi)有【解析】【小問(wèn)1詳解】鐵球下落的時(shí)間間隔【小問(wèn)2詳解】[1]鐵球下落過(guò)程中，落地速度為則鐵球動(dòng)能的增加量為[2]鐵球重力勢(shì)能的減少量為【小問(wèn)3詳解】小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，小球下落的時(shí)間由高度決定，若敲擊鋼尺側(cè)面時(shí)鐵球獲得一個(gè)較小的水平速度，不會(huì)影響小球的落地時(shí)間，故對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響。四、計(jì)算題（共3小題，共38分，要求必須寫出必要的文字說(shuō)明，公式、主要計(jì)算步驟和明確的答案，只有最后答案不給分）13.如圖，一個(gè)導(dǎo)熱良好的圓柱形汽缸開(kāi)口向上豎直放置于水平面上，缸內(nèi)有一形狀不規(guī)則的文物，且封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。初始時(shí)刻，氣體的溫度為，質(zhì)量為、橫截面積為S的活塞到汽缸底部的距離為。環(huán)境溫度緩慢升高到時(shí)，活塞離汽缸底部的距離變?yōu)?。已知大氣壓恒為，重力加速度大小為，活塞與汽缸壁密封良好且不計(jì)摩擦，忽略文物熱脹冷縮的影響，已知。求：（1）初始時(shí)刻汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)；（2）汽缸內(nèi)放置的文物體積?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問(wèn)1詳解】對(duì)活塞受力分析，可得解得【小問(wèn)2詳解】封閉氣體的壓強(qiáng)保持不變，由其中，解得14.如圖所示，光滑水平金屬軌道寬度，軌道水平區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將質(zhì)量的金屬桿放在水平軌道上，通的恒定電流，金屬桿由靜止運(yùn)動(dòng)后，沖上豎直面內(nèi)光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道相切，圓弧半徑，圓心角，圓弧區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，重力加速度。求：（1）金屬桿受到安培力的大?。唬?）金屬桿離開(kāi)水平軌道時(shí)速度；（3）金屬桿沖出圓弧軌道后，上升的最大高度。【答案】（1）5N（2）（3）【解析】【小問(wèn)1詳解】根據(jù)代入數(shù)據(jù)，解得【小問(wèn)2詳解】依題意，金屬桿在水平