2024屆吉林省白山市高三上學期一模物理試題（含答案解析）

2024年白山市第一次高三模擬考試物理本卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.2023年10月4日，杭州亞運會女子3米跳板決賽在杭州奧體中心游泳館進行，我國選手陳藝文奪得金牌。從運動員離開跳板開始計時，其重心的圖像如圖所示，圖中僅段為直線，不計空氣阻力，則由圖可知（）A.時刻運動員剛好接觸到水面B.運動員接觸水面立即做減速運動C.段，運動員的加速度保持不變D.段，運動員的加速度逐漸增大【答案】C【解析】【詳解】A．不計空氣阻力，運動員接觸水面之前，僅僅受到重力作用，即運動員接觸水面之前，加速度一定，為重力加速度，由于圖像斜率表示加速度，則在接觸水面之前，圖像為一條傾斜的直線，可知，時刻運動員剛好接觸到水面，故A錯誤；B．根據(jù)上述，時刻運動員剛好接觸到水面，結合圖像可知，運動員接觸水面先做加速運動，后做減速運動，故B錯誤；C．圖像斜率表示加速度，段圖像為一條傾斜的直線，表明段，運動員的加速度保持不變，故C正確；D．圖像斜率表示加速度，斜率的絕對值表示加速度大小，根據(jù)圖像可知，段，圖像斜率的絕對值先增大后減小，則運動員的加速度先增大后減小，故D錯誤。故選C。2.心臟起搏器使用“氚電池”供電，這是一種利用氚核衰變產(chǎn)生的能量的新型核能電池，其使用壽命長達20年。氚核（）發(fā)生衰變的半衰期為12.5年。下列說法正確的是（）A.氚核發(fā)生衰變時，電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒B.氚核發(fā)生衰變產(chǎn)生的新核為C.環(huán)境溫度升高時，核的半衰期會縮短D.100個經(jīng)過12.5年后一定剩余50個【答案】A【解析】【詳解】A．核反應方程遵循電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，故A正確；B．氚核發(fā)生衰變方程為所以新核為，故B錯誤；C．環(huán)境溫度升高時，核的半衰期不變，故C錯誤；D．半衰期是大量放射性原子衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對個別的放射性氘原子核沒有意義，故D錯誤。故選A。3.如圖所示，一個理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2：1，副線圈連接一耐壓值為25V的電容器上，原線圈兩端a、b兩端接入瞬時值表達式為的正弦式交變電壓。為了保證接入回路中的電容器正常工作，那么在原線圈中接入的電源電壓最大值不得超過（）A. B.50V C. D.100V【答案】B【解析】【詳解】副線圈連接一耐壓值為25V，原、副線圈匝數(shù)比為2：1，所以在原線圈中接入的電源電壓最大值不得超過50V。故選B。4.如圖所示，甲、乙兩運動員在冰面上訓練彎道滑冰技巧，某次恰巧同時到達虛線PQ上的P點，然后分別沿半徑和（）的跑道勻速率運動半個圓周后到達終點。設甲、乙質量相等，他們做圓周運動時的向心力大小也相等。下列判斷中正確的是（）A.甲運動員的線速度較小B.甲運動員的在相等的時間里轉過的圓心角較小C.甲到達終點所用的時間較長D.在運動員轉過半個圓周的過程中，甲的動量變化量等于乙的動量變化量【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)公式可知，甲、乙質量相等，他們做圓周運動時的向心力大小也相等，半徑大的線速度也大，所以甲運動員的線速度較小，故A正確；B．根據(jù)公式可知，半徑大的，角速度反而小，因為，所以甲的角速度大，甲運動員的在相等的時間里轉過的圓心角較大，故B錯誤；C．甲乙兩個運動員走過的角度都是180度，所以角速度大的時間反而小，所以甲到達終點所用的時間較短，故C錯誤；D．在運動員轉過半個圓周的過程中，運動員的動量變化量等于2mv，而甲乙質量相等，速度不同，所以甲乙的動量變化量不等，故D錯誤；故選A。5.如圖所示，橫截面為半圓的玻璃磚放置在平面鏡上，直徑AB與平面鏡垂直。一束激光a射向半圓柱體的圓心O，激光與AB的夾角為，已知玻璃磚的半徑為12cm，平面鏡上的兩個光斑之間的距離為，則玻璃磚的折射率為（）A. B. C.2 D.【答案】B【解析】【詳解】光路如圖所示由題意可得，激光在AB面上發(fā)生折射時的入射角在直角△OBD中，根據(jù)數(shù)學知識根據(jù)題意設半圓玻璃磚的折射率為n，折射角為，則解得根據(jù)折射定律，折射率故選B。6.如圖所示虛線為一簇等差等勢面，圖中的實線PQ為粒子的軌跡（粒子僅受電場力的作用），已知粒子的質量為m、電荷量為，粒子經(jīng)過等勢面a處的速度為v，經(jīng)過等勢面c處的速度為，規(guī)定等勢面a的電勢為0，下列說法正確的是（）A.粒子運動過程中機械能不變 B.等勢面a、b間的電勢差為C.粒子經(jīng)過等勢面b時的速度為 D.粒子經(jīng)過等勢面b時的電勢能是【答案】C【解析】【詳解】A．該粒子經(jīng)過等勢面a處時，受到的電場力必然沿著電場強度方向指向運動軌跡的凹側，而電場強度的方向與等勢面垂直，所以從a到c的過程中，電場力負功，由可知粒子運動過程中機械能減小，故A錯誤；B．從a到c的過程中由動能定理可得因為所以等勢面a、b間的電勢差為故B錯誤；C．從a到b的過程中由動能定理可得，粒子經(jīng)過等勢面b時的速度為故C正確；D．因為其中所以粒子經(jīng)過等勢面b時的電勢是根據(jù)可得粒子經(jīng)過等勢面b時的電勢能是，故D錯誤。故選C。7.兩個彈性小球A、B相互挨著，A在B的正上方，一起從某一高度處由靜止開始下落，小球下落的高度遠大于兩小球直徑。若小球B與水平地面、小球A與小球B之間發(fā)生的都是彈性正碰，B球質量是A球質量的2倍，則A球第一次的下落高度與其碰后第一次上升的最大高度之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】規(guī)定豎直向下為正方向，設A、B球開始下落的高度為h，B球與地面碰撞后等速率反彈，則由運動學公式可知，A、B碰前的速度分別為，A、B碰撞過程中，由動量守恒定律得由機械能守恒定律得其中聯(lián)立解得，（舍去）A球碰后第一次上升的最大高度為所以A球第一次的下落高度與其碰后第一次上升的最大高度之比為故選B。8.2023年7月20日21時40分，經(jīng)過約8小時的出艙活動，“神舟十六號”航天員們密切協(xié)同，在空間站機械臂支持下，圓滿完成了出艙活動全部既定任務。已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，空間站繞地球做勻速圓周運動的半徑為kR，則下列說法正確的是（）A.研究核心艙機械臂的工作過程不能將其視為質點B.航天員出艙后處于超重狀態(tài)C.航天員隨飛船運行的速度D.航天員隨飛船運行的向心加速度為【答案】ACD【解析】【詳解】A．研究核心艙機械臂的工作過程不能將其視為質點，故A正確；B．航天員出艙后處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力或者重力可知聯(lián)立可得故C正確；D．航天員隨飛船運行的向心加速度為故D正確；故選ACD。9.某健身者揮舞健身繩鍛煉臂力，揮舞后形成一列沿x軸傳播的簡諧橫波，如圖所示，實線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。已知波的周期，下列說法正確的是（）A.這列波的波速可能為 B.這列波的波速可能為C.這列波10s內(nèi)傳播的距離可能為35m D.這列波10s內(nèi)傳播的距離可能為45m【答案】AC【解析】【詳解】若這列波沿x軸負方向傳播時，則（）可得（）因為波的周期，所以這列波的周期可能為8s，1.6s。因為這列波的波長為這列波的波速為（）所以這列波的波速可能為，。根據(jù)這列波10s內(nèi)傳播的距離可能為5m，25m。若這列波沿x軸正方向傳播時，則（）可得（）因為波周期，所以這列波的周期可能為，。因為這列波的波長為這列波的波速為（）所以這列波的波速可能為，。根據(jù)這列波10s內(nèi)傳播的距離可能為15m，35m。故選AC。10.如圖所示的正方形區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場，一帶電粒子從ad邊中點e沿ec方向射入磁場。當射入速度大小為v時，恰好從bc邊中點f飛出磁場。不計粒子所受重力。下列說法正確的是（）A.當粒子速度大小為時，粒子離開磁場時的速度方向與磁場邊界垂直B.當粒子速度大小為時，粒子在磁場區(qū)域運動過程中速度方向改變了90°C.粒子兩次射入速度大小分別為，在磁場中運動時間分別為，若，則有D.若粒子射入速度大小合適，可能從ab邊界上任一點飛出磁場【答案】ABC【解析】【詳解】A．由左手定則判斷，粒子帶負電，做勻速圓周運動周期設正方形邊長為L，粒子射入速度方向與ef時夾角為θ，有當粒子射入速度大小為v時，軌跡對應的圓心角為，運動時間由幾何關系可得當粒子速度大小為時，軌跡半徑粒子的軌跡圓心恰好位于cb邊的延長線上，如圖1所示，粒子離開磁場時速度方向應與磁場邊界垂直，故A正確；B．設粒子速度大小為時，在磁場區(qū)域運動過程中速度方向改變了90°，軌跡半徑如圖2所示。由幾何關系可得解得即故B正確；C．粒子入射速度變小，軌跡半徑變小，粒子兩次射入速度大小分別為，只要兩次不都是從ea邊射出，時，軌跡半徑軌跡對應圓心角則有若兩次都是從ea邊射出，時，軌跡半徑軌跡對應的圓心角則有故C正確；D．當入射速度使粒子運動軌跡恰好與ab邊界相切時，設切點為g，速度再小時，粒子就從ea邊射出，所以粒子不可能在ag間飛出磁場，故D錯誤。故選ABC。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某學習小組利用圖（a）所示的裝置測量滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，操作步驟如下：①將木板的右端用大小可以忽路的鉸鏈固定在水平面上的O點，左端抬高并架在鐵架臺上；②將光電門固定在木板的右端，量角器固定在水平面上，使量角器刻度盤的圓心與O點重合，水平直徑與水平面重合；③用刻度尺測量O點與鐵架臺豎直桿最低點Q之間的水平距離L；④用量角器測量木板與水平面之間的夾角為；⑤用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖（b）所示；⑥使滑塊（含遮光條）從木板與鐵架臺豎直桿交點P處由靜止釋放，記錄滑塊通過光電門的時間；⑦調節(jié)木板左側架在鐵架臺上的位置，重復步驟④⑥（1）遮光條的寬度________cm（2）滑塊在木板上從P點運動到O點過程中的加速度大小為________。（用已知或測量的物理量符號表示）。（3）以為縱軸，為橫軸，根據(jù)測量數(shù)據(jù)描繪出圖像，若該圖像的斜率為k，縱軸截距的絕對值為b，則滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)________（用k，b表示）。【答案】①.0.78②.③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)律可得，遮光條的寬度為（2）[2]滑塊到達O點時的速度為由運動學公式聯(lián)立可得滑塊在木板上從P點運動到O點過程中的加速度大小為（3）[3]在斜面上對滑塊受力分析，由牛頓第二定律化簡可得根據(jù)題意得，聯(lián)立可得滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為12.某學生實驗小組要測量一電壓表的內(nèi)阻，提供的器材如下：A．待測電壓表（量程0~3V）B．標準電壓表（量程0~5V，內(nèi)阻約為）C．定值電阻（阻值為）D．定值電阻（阻值為）E．滑動變阻器（最大阻值為，額定電流為0.2A）F．滑動變阻器（最大阻值，額定電流為1A）G．電源E（6V，內(nèi)阻不計）H．開關S、導線（1）先用多用電表粗測電壓表內(nèi)阻；所用多用電表的電阻擋有“”、“”和“”擋。該同學選擇“”擋，將多用電表的________表筆（選填“紅”或“黑”）與待測電壓表的正接線柱相連，將另一支表筆與另一個接線柱相連，發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度較小，為了較準確地進行測量，應選擇“________”擋。重新?lián)Q擋后，該同學按正確的操作方法測量時，多用電表的指針位置如圖甲所示，那么粗測結果是________；（2）該同學設計根據(jù)所提供的儀器，設計了如圖乙所示的電路圖進行測量；（3）為了精確測量此電壓表的內(nèi)阻，除了選用電源、開關、導線、待測電壓表、標準電壓表外，滑動變阻器應選擇________、定值電阻應選擇________（填各器材前面的字母）。（4）正確連接電路后閉合開關，調節(jié)滑動變阻器使兩電壓表示數(shù)達到適當值，此時電壓表、的示數(shù)分別為、，則此電壓表內(nèi)阻的測量值為________（用物理量的符號表示）?！敬鸢浮竣?黑②.③.##1900④.F⑤.C⑥.【解析】【詳解】（1）[1]電流從多用電表紅表筆流入，從黑表筆流出；電流從電壓表的正接線柱流入電壓表，從電壓表的負接線柱流出，則將多用電表的黑表筆與待測電壓表的正接線柱相連；[2]發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度較小，說明所測電阻偏大，歐姆擋倍率選擇過小，則為了較準確地進行測量，應選擇“”擋；[3]根據(jù)歐姆表讀數(shù)規(guī)則，可知所測電阻為（3）[4]由圖可知，滑動變阻器采用分壓式接法，所接電阻器的阻值盡可能小，但由于要精確測量電壓表內(nèi)阻，則應使電壓表盡量滿偏；若選擇，則流過的最大電流為若選擇，則流過的最大電流為故滑動變阻器應選擇。故選F。[5]待測電壓表量程為3V，標準電壓表量程為5V，為精確測量此電壓表的內(nèi)阻，電壓表應盡量滿偏，則待測電壓表與串聯(lián)電阻電壓之比應接近3：2，電壓表內(nèi)阻約1900Ω，則定值電阻選阻值約1270Ω的，即選定值電阻。故選C。（4）[5]據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點可得：解得13.如圖是模擬汽車上常用的一種減震裝置—氣體彈簧的簡化模型結構圖。直立圓柱形密閉氣缸導熱良好，面積為的活塞通過連桿與車輪軸連接。初始時重力忽略不計的氣缸內(nèi)密閉一段長度為，壓強等于大氣壓強的理想氣體。氣缸與活塞間的摩擦忽略不計。車輛載重時相當于在氣缸頂部增加一個物體A，穩(wěn)定時汽車重量由減震裝置支撐，且封閉氣體被壓縮了，氣體溫度保持不變。（1）求物體A的重力大??；（2）為使氣缸升到原位置，求需向氣缸內(nèi)充入與氣缸溫度相同大氣的體積?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設穩(wěn)定時氣缸內(nèi)氣體壓強為，根據(jù)玻意耳定律有解得則物體A的重力大小為（2）設充入的氣體體積為V，則有解得14.如圖所示，一對間距，、足夠長的平行光滑金屬導軌固定于絕緣水平面上，導軌左端接有的電阻，長度與導軌間距相等的金屬棒ab垂直放置于導軌上，其質量，電阻也為R，整個區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小。水平向右的恒力作用ab棒上，當時金屬棒ab的速度達到最大，隨后撤去F力，棒最終靜止在導軌上。重力加速度，求：（1）金屬棒ab運動的最大速度；（2）撤去拉力F前通過定值電阻R的電荷量；（3）撤去拉力F后金屬棒ab繼續(xù)沿水平軌道運動的位移?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）當金屬棒ab所受合力為零時，棒的速度最大，對ab棒列平衡方程，得所以金屬棒ab運動的最大速度vm（2）前2s內(nèi)對ab棒利用動量定理得其中解得（3）撤去拉力后，對棒ab利用動量定理得其中根據(jù)法拉第電磁感應定律由閉合電路的歐姆定律聯(lián)立可得所以撤去拉力F后金屬棒ab繼續(xù)沿水平軌道運動的位移為15.如圖所示為過“沖關”簡易模型，它由豎直面內(nèi)光滑圓形軌道和粗糙水平軌道的組成，Q點為圓形軌道最低點，M點為最高點，圓形軌道半徑。水平軌道PN右側并排放置兩塊相同木板c、d，兩木板間相互接觸但不粘連，木板上表面與水平軌道PN平齊，木板質量，長度。兩個小物塊a和b靜止在水平軌道PN的右端，質量分別為和，物塊間有一被壓縮的輕質彈簧，用細繩將它們連接，已知彈簧的彈性勢能。物塊a到Q點的距離，物塊a、b與水平面間、木板c、d與地面間動摩擦因素均為、物塊b與木板c、d之間的動摩擦因數(shù)均為。