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2024屆高三年級(jí)TOP二十名校仿真模擬一理科綜合一、選擇題1.年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位研究阿秒激光的三位科學(xué)家,“阿秒()”是時(shí)間單位,。若電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)的周期為,則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流為()A. B. C. D.【答案】C【解析】電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流為,故選C2.利用碳放射性可以測(cè)定一些物質(zhì)的年代,自然界中碳可以通過(guò)獲得,反應(yīng)方程為,然后碳再發(fā)生衰變,反應(yīng)方程為,其中、分別為()A.、 B.、 C.、 D.、【答案】A【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒,由反應(yīng)方程為,可知原子核質(zhì)量數(shù)為,電荷數(shù)為,得原子核為;由反應(yīng)方程為,根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒,可知原子核質(zhì)量數(shù)為,電荷數(shù)為,得原子核為。故選A。3.光導(dǎo)纖維是由折射率較大的內(nèi)芯和折射率較小的外套構(gòu)成,光導(dǎo)纖維技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活與科技方面得到廣泛應(yīng)用。某單色光在內(nèi)芯中傳播時(shí)的速度為,在真空中的傳播速度為,則該光由內(nèi)芯射向真空時(shí),發(fā)生全反射的臨界角為()A. B. C. D.【答案】C【解析】光在內(nèi)芯中傳播時(shí)的速度為,光由內(nèi)芯射向真空時(shí),發(fā)生全反射的臨界角關(guān)系式為,代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得,可知發(fā)生全反射的臨界角為,故選C。4.時(shí)刻,一物塊在與水平方向成的拉力作用下,沿光滑水平面由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),拉力隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,物塊未離開(kāi)水平面,已知,,物塊未離開(kāi)水平面,則末物體的動(dòng)量大小為()A. B. C. D.【答案】B【解析】物塊未離開(kāi)水平面,豎直方向動(dòng)量變化為零,只需考慮水平方向,內(nèi)拉力在水平方向的沖量為,根據(jù)動(dòng)量定理,末物體的動(dòng)量大小,故選B。5.用活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),改變條件使氣缸內(nèi)氣體發(fā)生由的變化過(guò)程,其圖像如圖所示,其中為等溫線,已知理想氣體的內(nèi)能與熱力學(xué)溫度成正比,下列說(shuō)法正確的是()A.過(guò)程氣體內(nèi)能先不變后增大B.過(guò)程氣體放出的熱量大于過(guò)程氣體吸收的熱量C.狀態(tài)的氣體體積為狀態(tài)氣體體積的倍D.狀態(tài)氣體的內(nèi)能是狀態(tài)氣體內(nèi)能的倍【答案】B【解析】根據(jù)可知,橫縱坐標(biāo)乘積代表溫度大小,所以過(guò)程溫度先減小后升高,則內(nèi)能先減小后增大,故A錯(cuò)誤;為等溫線,兩點(diǎn)內(nèi)能相同,從過(guò)程體積減小,外界對(duì)氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,全過(guò)程氣體放熱,所以過(guò)程氣體放出的熱量大于過(guò)程氣體吸收的熱量,故B正確;為等溫線,解得,過(guò)程壓強(qiáng)不變,解得,理想氣體的內(nèi)能與熱力溫度成正比,所以狀態(tài)氣體的內(nèi)能是狀態(tài)氣體內(nèi)能的倍,故CD錯(cuò)誤。故選B。6.美國(guó)“機(jī)智號(hào)”旋翼無(wú)人機(jī)在火星表面完成了上升、懸停、下降和平穩(wěn)著陸等所有設(shè)定動(dòng)作,如圖所示?;鹦琴|(zhì)量為,半徑為,“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)質(zhì)量為,引力常量為,已知“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)上升的高度遠(yuǎn)小于火星半徑,忽略火星自轉(zhuǎn),則()A.“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)上升過(guò)程處于超重狀態(tài)B.“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)下降過(guò)程處于失重狀態(tài)C.“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)在火星表面受到的重力為D.“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)懸停時(shí),稀薄氣體對(duì)“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)的作用力為【答案】CD【解析】“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)上升過(guò)程,如果是處于減速上升階段,則加速度方向向下,無(wú)人機(jī)處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)下降過(guò)程,如果是處于減速下降階段,則加速度方向向上,無(wú)人機(jī)處于超重狀態(tài),故B錯(cuò)誤;由于無(wú)人機(jī)上升的高度遠(yuǎn)小于火星半徑,且忽略火星自轉(zhuǎn),則無(wú)人機(jī)在火星表面受到的重力為,無(wú)人機(jī)懸停時(shí),根據(jù)受力平衡可知稀薄氣體對(duì)“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)的作用力為,故CD正確。故選CD。7.解放軍戰(zhàn)士為了增強(qiáng)身體素質(zhì),進(jìn)行拉輪胎負(fù)重訓(xùn)練,如圖所示,已知繩子與水平地面間的夾角恒為,輪胎質(zhì)量為,該戰(zhàn)士由靜止開(kāi)始做加速直線運(yùn)動(dòng),位移為時(shí),速度達(dá)到最大為,已知繩上拉力大小為,重力加速度為,則在該過(guò)程中()A.輪胎克服阻力做的功為B.輪胎所受合外力做的功為C.拉力的最大功率為D.拉力所做的功為【答案】BC【解析】拉力所做的功為,輪胎做加速運(yùn)動(dòng),則,則輪胎克服阻力做的功小于,選項(xiàng)AD錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可知,輪胎所受合外力做的功為,選項(xiàng)B正確;拉力的最大功率為,選項(xiàng)C正確;故選BC。8.消防車(chē)從同一點(diǎn)分別以不同的初速度沿與水平方向成和的夾角噴出甲、乙兩水柱,兩水柱經(jīng)過(guò)空間同一點(diǎn),、兩點(diǎn)在同一水平線上,如圖所示,忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()A.甲、乙水柱噴出時(shí)的初速度大小之比為B.甲、乙水柱從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間之比為C.甲、乙水柱上升的最大高度之比D.甲、乙水柱從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)過(guò)程平均速度之比為【答案】CD【解析】水平方向,豎直方向,解得,因水平射程相同,則甲、乙水柱噴出時(shí)的初速度大小之比為,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù),可知甲、乙水柱從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間之比為,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)可知,甲、乙水柱上升的最大高度之比,選項(xiàng)C正確;根據(jù),則甲、乙水柱從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)過(guò)程平均速度之比為,選項(xiàng)D正確。故選CD。三、非選擇題9.某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,將拉力傳感器固定在天花板上,一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定在傳感器的掛鉤上,下端連接可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,在小球下方有一水平桌面,調(diào)整桌面高度,使小球靜止時(shí)恰好與桌面不接觸,如圖所示。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:(?。?shí)驗(yàn)時(shí)讓小球靜止,量出細(xì)繩長(zhǎng)度為,讀出此時(shí)傳感器的示數(shù);(ⅱ)將小球拉離最低點(diǎn)到某位置,測(cè)出此位置到桌面的高度,由靜止釋放小球,讀出拉力傳感器的示數(shù)最大值;(ⅲ)計(jì)算出,然后重復(fù)()步驟測(cè)得多組和對(duì)應(yīng)的,作出圖像。根據(jù)以上過(guò)程,回答下面問(wèn)題:(1)若小球質(zhì)量為,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹榇笮開(kāi)__________(用測(cè)量的數(shù)據(jù)和已知量進(jìn)行表示);(2)若和滿足關(guān)系式___________(用已知量符號(hào)表示),說(shuō)明小球機(jī)械能守恒;(3)若改變小球質(zhì)量(仍可看作質(zhì)點(diǎn)),不改變繩長(zhǎng),則作出圖像___________(填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生變化?!敬鸢浮浚?);(2);(3)不會(huì)【解析】(1)[1]小球靜止時(shí),拉力傳感器的示數(shù),則有可得,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹榇笮?;?)[2]小球靜止釋放到回到最低點(diǎn)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有,又,則小球回到最低點(diǎn)時(shí)增加的動(dòng)能為,小球釋放后回到最低點(diǎn)時(shí)減少的重力勢(shì)能為,若此過(guò)程中,小球減少的重力勢(shì)能等于其增加的動(dòng)能,則機(jī)械能守恒,即有,整理可得,所以若和h滿足關(guān)系式,說(shuō)明小球機(jī)械能守恒。(3)[3]由可知,作出的圖像與小球質(zhì)量無(wú)關(guān),與繩長(zhǎng)有關(guān),所以若改變小球質(zhì)量,不改變繩長(zhǎng),則作出圖像不會(huì)發(fā)生變化。10.某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量一捆導(dǎo)線的電阻率。(1)先用螺旋測(cè)微器測(cè)量導(dǎo)線的直徑,示數(shù)如圖甲所示,則直徑___________,導(dǎo)線總長(zhǎng)度為;(2)用歐姆表粗略測(cè)量導(dǎo)線的電阻,先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,然后將選擇開(kāi)關(guān)旋到歐姆擋“”位置,再進(jìn)行歐姆調(diào)零,最后將紅、黑表筆與導(dǎo)線兩端接觸進(jìn)行測(cè)量,指針位置如圖乙中位置,因偏角太大,然后將選擇開(kāi)關(guān)旋到歐姆擋___________(填“”或“”)位置,再次進(jìn)行歐姆調(diào)零后測(cè)量導(dǎo)線電阻,指針偏轉(zhuǎn)到圖乙中位置,則阻值為_(kāi)__________;(3)用伏安法測(cè)量導(dǎo)線電阻,若使用的電壓表內(nèi)阻約為,電流表內(nèi)阻約為,則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用(填“內(nèi)接法”或“外接法”)______________;(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像,如圖丙所示,則該導(dǎo)線的電阻為_(kāi)__________,導(dǎo)線材料的電阻率為_(kāi)__________(該空結(jié)果保留一位有效數(shù)字)?!敬鸢浮浚?)####;(2),;(3)外接法;(4),【解析】(1)[1]螺旋測(cè)微器的讀數(shù)=固定刻度上的毫米數(shù)(要注意半毫米線)對(duì)齊刻度(一定要估讀),可知螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為。(2)[2]歐姆表指針偏角太大,說(shuō)明所測(cè)電阻阻值較小,應(yīng)換用“”擋進(jìn)行測(cè)量,并且重新進(jìn)行歐姆調(diào)零;[3]讀數(shù)為;(3)[4]因電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻,則采用電流表外接法;(4)[5]根據(jù)歐姆定律;[6]根據(jù)電阻定律,則。11.一光滑圓弧軌道與粗糙水平面相切,一質(zhì)量為的物塊靜止在圓弧軌道底端,另一質(zhì)量為的物塊從圓弧軌道上距水平地面高為處由靜止釋放,與發(fā)生非彈性碰撞后,兩者均向前運(yùn)動(dòng)最終均停在水平面上,且在水平面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間的倍,、與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,重力加速度為,求:(1)碰撞結(jié)束瞬間、的速率之比;(2)碰撞結(jié)束瞬間物塊的速率?!敬鸢浮浚?);(2)【解析】(1)、與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則在水平面上時(shí)相同,在水平面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間的倍,則碰后,,所以的速度是的速度的倍,碰撞結(jié)束瞬間、的速率之比為;(2)碰撞前的速度,碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,解得。12.如圖甲所示,兩足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),其間距,導(dǎo)軌右端連接阻值的電阻,一長(zhǎng)度等于導(dǎo)軌的間距的金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量,電阻,金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,開(kāi)始時(shí)導(dǎo)體棒到右側(cè)的距離,從時(shí)刻起,在導(dǎo)軌所在空間加一垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度取。(1)求金屬棒所受摩擦力的最大值;(2)時(shí),給金屬棒一向左的初速度,其運(yùn)動(dòng)后靜止,求該過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電荷量?!敬鸢浮浚?);(2)【解析】(1)根據(jù)電磁感應(yīng)公式,感應(yīng)電流為,根據(jù)安培力的公式,根據(jù)摩擦力公式,對(duì)金屬棒受力分析,解得最大靜摩擦力,所以當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度取到最大值時(shí),取到最大,綜上可知,金屬棒所受摩擦力的最大值;(2)當(dāng)時(shí),根據(jù)圖像可知,對(duì)金屬棒再運(yùn)動(dòng)后靜止列動(dòng)量定理,其中,解得。13.平面直角坐標(biāo)系的二、三象限存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,在一,四象限內(nèi)的區(qū)域內(nèi)存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小也為、方向沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),在第四象限的區(qū)域內(nèi)存在一邊界為圓弧的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,圓弧與軸相切,開(kāi)口在直線上,圓弧半徑為,磁場(chǎng)方向未畫(huà)出,如圖所示。質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子從點(diǎn)由靜止釋放,粒子最終恰好從圓弧與軸的切點(diǎn)飛出,已知,不計(jì)粒子重力,求:(1)粒子通過(guò)一、四象限的電場(chǎng)后速度方向偏轉(zhuǎn)的角度;(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度;(3)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)榈冢ǎ﹩?wèn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的一半,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?【答案】(1);(2),方向垂直紙面向里;(3)【解析】(1)粒子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有,解得粒子在點(diǎn)的速度為,粒子進(jìn)入一、四象限的電場(chǎng)后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得粒子在一、四象限的電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為,根據(jù)牛頓第二定律有,離開(kāi)一、四象限的電場(chǎng)時(shí)在豎直方向上的分速度為,則粒子通過(guò)一、四象限的電場(chǎng)后速度方向偏轉(zhuǎn)角度的正切值為,聯(lián)立解得;(2)粒子離開(kāi)一、四象限的電場(chǎng)時(shí)的速度
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